燃气轮机油系统小改造（通用4篇）
燃气轮机油系统小改造 篇1
1、前言
某电厂#6机组汽轮机为东方汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537-8型 (高中合缸) 亚临界压力, 一次中间再热, 单轴结构, 两缸两排汽、双袖汽凝汽器式汽轮机, 其给水泵小汽轮机上配置了小汽轮机危急跳闸系统 (ETS) 和高压抗燃油电液控制系统 (MEH) , 其中小汽轮机危急跳闸系统 (ETS) 控制柜放置在小汽轮机的附近, 主要包括电气超速组件、西门子S7-400可编程控制器、电源组件、继电器组件、操作盘和端子排部分。用以实现小汽轮机的保护功能、盘车控制功能、高低压主汽阀试验功能、危急遮断器在线试验和油泵试验功能。其中保护功能用以监视小汽轮机的某些参数 (如轴向位移大、排气真空过低等) , 当这些参数超过其运行限制值时, 该系统就关闭全部小汽轮机蒸汽进汽阀门, 紧急停机, 以保证小汽轮机安全运行。
该电厂#6机组自2007年5月试运以来, 给水泵小汽轮机危急跳闸系统 (ETS) 控制正常, 但运行及维护人员反映E T S设计存在如下问题: (1) 每台小汽轮机ETS系统只有一套PLC装置, 只要PLC装置发生故障, 就会造成相应小汽轮机控制及保护功能全部丧失, 可靠性不高。 (2) P L C装置安装在现场 (小汽轮机旁边) , 温度高, 外部环境较恶劣, 极易发生故障。 (3) 软件组态不开放, 逻辑组态查寻不方便, 故障后维护困难。
现在DCS系统运行稳定性越来越高, 其实时性和可靠性均不比PLC差, 为了提高小机保护设备的可靠性和方便设备的维护, 该电厂决定利用大修机会, 对#6机组给水泵小汽轮机危急跳闸系统 (ETS) 进行DCS系统改造, 将ETS的控制功能融入MEH系统中, 实现DCS、DEH、MEH (E T S) 的一体化。
2、改造方案
2.1 控制系统简介:
该电厂的DCS、DEH、MEH控制部分均采用新华控制工程有限公司的XDPS分散控制系统, 具有开放式的结构、模块化的技术设计和易于扩展的特点。网络部分采用了虚拟环形光纤以太网, 其核心部件为网络交换机。网络交换机采用了德国HIRSCHMANN公司的10/100M自适应RS2-FX/FX以太网光纤交换机。RS2-FX/FX光纤交换机, 提供了环形网络冗余管理器的功能。被配置为RM管理器的交换机在整个环形物理网络中作为逻辑断点存在。即环形以太网虽然在物理上是个环状结构, 但在逻辑上还是个总线结构。当某一段光纤或某一个交换机发生故障时, 环形网在物理上退化为总线型网络, 但逻辑总线特征并未发生变化, 网络中的各个节点一如通常的总线型或星形网络正常工作。整个网络的容错能力得到了大大的加强。
环型网络配置示意图
XDPS系统在采用环形网络的同时, 沿袭了XDPS系统一贯保持的双网冗余结构, 采用了冗余光纤环网。在环网的基础上又加了一道保险, 形成冗余容错网。
2.2 MEH简介:
东方汽轮机厂给水泵小汽轮机上配置的MEH是由东方汽轮机厂自行设计, 以高压抗燃油为工作介质, 以电液伺服阀为液压接口设备, 以高低压调节阀油动机为执行机构, 构成一套完整的MEH控制系统, 控制给水泵汽轮机的转速, 满足用户的要求。MEH系统主要有以下功能:
挂闸;
自动整定伺服系统静态关系;
升速 (目标、升速率) ;
CCS控制;
脱扣;
超速试验;
阀门活动试验;
控制方式切换。
2.3 改造目标
改造后#6机组给水泵小汽轮机危急跳闸系统将取消就地PLC控制, 其全部功能由#6机组电子间内MEH控制实现, 包括小汽轮机的保护功能、盘车控制功能、低压主汽阀试验功能、危急遮断器在线试验和油泵试验功能等。为了在MEH系统内实现以上功能, 需将就地控制柜的信号通过通信电缆引入电子间的M E H柜, 通过在A、B小汽轮机MEH的I/O柜内增加的I/O卡, 进入MEH的分部式处理单元 (D P U) , 经逻辑组态后输出, 最终在MEH实现原PLC控制的全部功能。
3、改造的过程
确定方案后, 该电厂利用其#6机组大修机会, 将给水泵小汽轮机危急跳闸系统DCS改造作为大修的一项技改工程开始实施, 具体电厂热控分部和电气分部设计, 由热控分部负责施工。
3.1 改造的设备清单
改造前先由热控技术人员收集资料, 罗列出详细的测点清单, 主要包括小机保护I/O测点清单、盘车控制I/O测点清单、低压主气门在线试验控制I/O测点清单、高压主气门在线试验控制I/O测点清单、危急遮断器在线试验控制I/O测点清单、油泵在线试验控制I/O测点清单等, 确保在改造后M E H中不会缺漏原PLC的功能。
3.2 逻辑组态
通过专用软件读出原PLC内部的逻辑组态, 充分理解掌握后在新华DPU内将之按新华控制系统的方式进行组态, 实现逻辑从PLC到MEH的转化, 确保保护、控制及试验的逻辑百分百正确。
3.3 增加的硬件
根据新华控制系统的硬件特点, 为在小汽轮机MEH上实现原PLC内的各种保护、控制及试验功能, 在利用M E H原备用通道的基础上, 在A、B小汽轮机的MEH的I/O柜各增加了二块BC-NET卡 (站控制卡) 、三块L P C卡 (逻辑保护卡) 、一块D O (数字量输出卡) 卡和一块DI卡 (数字量输入卡) 及相应端子板, 并增加一层卡槽以放置这些卡件。其中BC-NET是应用于XDPS产品中的一个功能卡, 它承担着管理I/O站内各卡件, 同时又完成与上位计算机进行位总线通讯接口的任务。两块卡冗余配置, 构成冗余通讯与控制。
LPC卡是专用于阀门控制的专用控制卡, 该卡接受多个用于汽机保护的开关量信号, 经防误动处理后, 加载到硬件保护逻辑, 处理后以触点方式输出。卡上所有的抗干扰和逻辑运算全用 (可编程) 硬布线实现, 所以性能可靠。卡上设计有8位的单片机, 能将卡上的输入信号和处理结果, 以通信的方式向BC-NET卡、分布式处理单元及各人机接口站传送。三块卡冗余配置, 实现重要信号的三取二逻辑。
同时拆除小汽轮机就地控制柜内的P L C控制回路, 将就地控制柜的端子排作为转接板, 最终各I/O测点通过控制电缆从就地至原PLC控制柜端子排, 再从原PLC控制柜的端子排引入电子间MEH内的IO卡件, 最终实现用MEH替代原PLC的全部控制功能。
4、改造的特点
本次#6机组给水泵小汽轮机危急跳闸系统的DCS改造, 采用新华XDPS标设与原PLC控制方式和功能进行有机地结合, 实现原有的全部功能, 保证了#6机组给水泵小汽轮机危急跳闸系统的运行、保护方式和以前一致, 与原PLC的设计和特点有效一致, 保证了小机的安全和使用寿命。
此次DCS改造, 解决了该电厂原给水泵小汽轮机危急跳闸系统系统存在的多个隐患及疑难问题:
1) 一体化的改造, 与DCS的信息交换一致, S O E、记录、历史数据的存档、分析很方便, 大大降低了事故分析的难度;
2) 改造后的系统, 开放透明, 无论参数调整、软件分析修改、故障检查诊断, 大大优于原系统, 维修人员对新系统的掌握比原系统更容易, 大大降低了事故分析处理维护的难度, 从另一方面来讲, 也提高了系统的可靠稳定性;
3) 备品备件更容易采购, 也便宜得多, 采购的周期也大大缩短, 对机组的维护很有利;
4) 可靠性大大增强。本次改造, 利用MEH的双冗余控制器作为ETS的控制系统, 比起原单个PLC控制器, 大大提高了系统的可靠性。
5、结束语
改造后#6机组给水泵小汽轮机能满出力长期安全运行, 完全实现了原PLC控制的小机保护功能、盘车控制功能、低压主汽阀试验功能、危急遮断器在线试验和油泵试验功能等。其保护系统由于取消了就地PLC控制, 将ETS系统纳入MEH系统中, 实现DCS、DEH、MEH (ETS) 的一体化, 解决了原PLC单控制器控制的巨大风险, 大大提高了机组运行的安全性, 同时也为今后大小汽轮机ETS保护能否取消PLC控制, 改为DCS控制, 实现DCS、DEH、MEH、ETS的一体化, 提供了实例参考。
参考文献
[1]新华控制工程有限公司.XDPS工程师手册.2006
[2]东方汽轮机厂.微机电液控制系统说明书.2005
[3]廖常初.S7-300/400PLC应用技术.[M].2版北京:机械工业出版社.2008
摘要：通过某电厂一项技改工程, 介绍如何将小汽轮机危急跳闸系统的纳入DCS控制, 并对DCS在实际生产过程中能否完全替代PLC的问题进行了探讨。
关键词：危急跳闸系统,DCS,改造
参考文献
[1]新华控制工程有限公司.XDPS工程师手册.2006
[2]东方汽轮机厂.微机电液控制系统说明书.2005
[3]廖常初.S7-300/400PLC应用技术.[M].2版北京:机械工业出版社.2008
燃气轮机油系统小改造 篇2
西气东输项目西起塔里木盆地的轮南, 东至上海, 是目前我国距离最长、口径最大、压力最高、输量最大、投资最高的输气管道, 供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。输运过程中长输管道中的天然气压力会持续下降, 因此长距离输气管道普遍采用压缩机增压输送。燃气轮机驱动压缩机组是西气东输压气站重要的增压方式之一。
燃气轮机是一种叶轮高速旋转的动力机械, 各种轴承、传动装置及其附属设备离不开润滑油的作用, 滑油系统的功能是:为燃气轮机和发电机的轴承、透平辅助齿轮箱提供数量充足、温度和压力适当、清洁的润滑油, 以减少摩擦磨损。通过对2009-2011三年备件使用情况的统计, 发现在现行的维护工作中, 滑油系统维护的工作量占很大的比重, “检修不足”和“检修过剩”的情况时有发生, 探索滑油系统合理的维护策略, 减少维修成本与工作量十分重要。
经过统计滑油系统的故障库, 发现合成油与矿物油滤芯的更换占据了备件使用情况的60%以上。于是针对现有的滤芯故障寿命数据, 基于Weibull分布建立了滤芯剩余寿命模型。以计算结果为依据, 对滤芯更换提出了相关维护建议。
2 滑油系统的组成及历史数据统计
2.1 滑油系统简介
燃气轮机驱动压缩机组的滑油系统由两部分组成:其一是用于润滑燃气发生器的合成油系统。其二是用于润滑高速大功率涡轮和压缩机的矿物油系统。
合成润滑油系统用于润滑和冷却气体发生器转子轴承, 机油箱和附属齿轮箱。一部分润滑油用于变量几何执行机构。合成油控制台安在燃气轮机底座上。控制台主要组成如下:双重过滤器 (FL1-1;FL1-2) 安装在气体发生器润滑油供应装置上;双重过滤器 (FL2-1;FL2-2) 安装在通往油箱的管线上;温度控制阀 (TCV) 安装在通往油箱的管线上;减压阀 (PSV) 安装在泵回油输送管线上;电加热器 (23QT-1) ;多个压力传送器。矿物润滑油系统与合成润滑油系统的组成相似。
2.2 滑油系统的历史故障数据
滑油系统中的固体微粒主要来源于: (1) 矿物油、合成油的分解后的产物; (2) 外部进入的污染物; (3) 来自系统内部。油路系统中的油管线内壁、主油泵等部件处都会产生铁屑杂质, 这些杂质随着润滑油的循环。
以上固体颗粒流通到上油线的过滤网处时, 较大的杂质颗粒就会被过滤网拦截下, 附着于过滤网上, 使得过滤网的流通面积逐渐减小, 对润滑油起到了截流作用, 导致润滑系统上油量不足。随着杂质在滤网上的积累, 滤芯前后的压差不断增加, 当滤芯前后累积压差达到一定值, 这时需要对滤芯进行清理或更换。滑油系统最主要的故障来自过滤器滤芯的损坏与折旧。
2.3 滤芯的备件使用情况
参照近三年来滑油系统的备品备件使用情况, 发现滑油系统的故障主要集中在过滤器滤芯的破损与折旧。滤芯的更换时间对预测滤芯寿命有重要意义, 通过Weibull分布的分析, 基于历史数据可以找到滤芯一系列的寿命参数。三年的时间内, 可以预知的合成油滤芯的使用时间。
3 滑油系统过滤器滤芯寿命分析模型
3.1 剩余寿命模型
(1) Weibull分布简介。Weibull分布是由瑞典科学家Waloddi Weibull所提出, 现已成为可靠性系统中应用最为广泛的连续性分布之一。许多工程技术上的相关问题可以依据基于Weibull分布的的计算来解决。然而, Weibull分布的运用有一定的难度, 不同于正态分布等常见分布, 它是一类比较复杂的分布, 是指数分布的推广, 但相比于指数分布, Weibull分布有着更为广阔的应用, 主要应用于电子元件、金属材料的疲劳寿命的研究。
3.2 模型计算结果
针对合成油系统滤芯的计算, 由合成油滤芯故障库可推断的累计工作时间为别为2275、3836、3887、3841小时, 共4个。此外, 参考2009-2011年备件使用情况, 滤芯在这三年中有5次在4K保养中使用的记录, 25次在8K保养中使用的记录, 设定以上运行的数据分别为4000小时、8000小时, 以上历史运行数据为基础来预测滤芯的寿命参数。
通过滤芯剩余寿命数学模型的运算, 可以发现合成油滤芯的可靠性随时间的变化趋势:滤芯前4000小时可以平稳运行, 性能可靠;5500小时左右时间开始可靠性出现明显下降;6500小时左右故障率出现明显上升。
现按照现行的维护手段, 4000小时或者8000小时的维修策略显然不太合适, 因此建议设定适当的报警值进行基于状态的维修, 根据运行经验建议将合成油滤芯压差警戒值定为138kpa。
4 结论
西气东输长输管道至今已运行多年, 累计的故障历史数据也不断增加。从而为基于历史数据的研究提供了好的基础。本文针对燃气轮机滑油系统的历史运行数据, 进行了深入的统计与研究, 并最终得出如下结论。
(1) 从大量的故障数据中归纳总结出滑油系统的主要故障模式为滤芯的破损与折旧;
(2) 基于历史数据, 通过Weibull分布计算剩余寿命, 获得滤芯可靠性与累计故障的关系;
(3) 根据历史运行数据进行趋势分析和预测, 随着工作时间累积延长, 滤芯压差的变大, 会出现一个更换滤芯的压差警戒值。因此建议根据合理的压差警戒值, 将滤芯由传统的定期维护策略改为视情维修。
摘要：燃气轮机驱动压缩机组是西气东输管线的关键设备, 燃气轮机是一种叶轮高速旋转的动力机械, 各种轴承、传动装置及其附属设备离不开润滑油的作用, 其滑油系统对机组的可靠性有着至关重要的影响。分析研究历史故障数据对设备的更换与维护有着重要的参考指导意义。本文对某压气站燃气轮机滑油系统2009-2011三年的备件使用情况进行了统计分析, 发现过滤器滤芯的损坏与折旧是滑油系统的主要故障模式。基于滤芯被更换时的使用时间, 并根据Weibull分布开发了滤芯寿命模型, 最终为滑油系统的维护策略制定提供依据, 从而优化滑油系统维护策略, 降低了维护成本和工作量。
汽轮机调节油系统的运行 篇3
汽轮机调节油系统 (GFR) 向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构和汽轮机超速保护控制器 (OPC) 及自动停机脱扣装置 (AST) 提供高压动力油。本系统能满足汽轮机在各种运行工况下对高压动力油的需求, 包括油量、油压和油温的需求。汽轮机调节油系统是一个单元系统, 也是一个闭环流动的油系统, 阀门执行机构、超速保护控制器和自动停机脱扣装置的排油回流到储油箱中。
1 汽轮机调节油系统介绍
汽轮机调节油系统设计成能向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构、汽轮机超速控制器和自动停机脱扣装置提供油温、油压稳定和油质合格的高压动力油。本系统的油量可随需求而变, 有两台相同输油能力的供油泵, 每台泵的容量为100%, 系统所使用的动力油为三芳基磷酸脂型抗燃油。本系统设置的油冷却器其油侧压力高于水侧压力, 这可避免发生冷却水泄漏到动力油中, 免除污染油质。
汽轮机调节油系统, 又称EH高压油系统, 是一套集装成一个单元的供油系统。该系统由储油箱、供油泵、蓄压器、油冷却器、油质调理器、过滤器、各种阀门、表计和其他配件及管线构成。EH系统是DEH中的一个重要部分, 它以高压抗燃油为介质, 主要由供油系统、执行机构和危急遮断系统三大部分组成, 完成DEH指令信号到汽轮机阀门的转换。
2 汽轮机调节油系统运行方式及其设计参数
2.1 正常运行
在汽轮发电机起动和正常运行期间, 调节油系统向汽轮机进汽阀的执行机构、调节油试验模块、超速保护控制器 (OPC) 和自动脱扣装置 (AST) 提供压力油, 允许汽机进汽阀门正常动作。
系统设有二台各为100%容量的供油泵, 在正常运行时只需一台泵运行供油。当系统油压下降到设定值时, 处于备用状态的供油泵自动启动投运。
供油泵投运后, 从储油箱吸油, 并通过其出口压力油管线将动力油供给用户。每台供油泵吸油管线中设有一只滤径为140μm的过滤器。供油泵出口压力油管线中设有二只带差压开关且滤芯为3μm的过滤器。正常运行时一台运行一台备用, 当过滤器的差压升高到690k Pa时, 差压开关动作触发报警, 警示运行人员:过滤器已变脏, 必须调换。
系统运行时, 供油压力是通过供油泵的调压装置调整的。油泵出口母管压力设定值约为13.8MPa。
供油泵出口侧母管上所设置的一只泄压阀用于保护系统, 避免超压。当系统压力继续升高到15.8~16.2MPa时, 泄压阀动作, 将多余的油排到储油箱。
回油在进入储油箱之前流经管壳式油冷却器。二台油冷却器可一台运行, 也可二台同时运行。在正常运行工况, 一台运行, 一台备用。回油在油冷却器内被常规岛闭式冷却水系统提供的冷却水冷却, 油温维持在43~54℃。
运行中要关注油质变化, 监视油质调理器的工作情况, 确保油质在规定的许可范围内。
正常运行参数:供油压力14.8MPa (2000psig) ;供油温度43~54℃
2.2 特殊稳态运行
当汽轮机脱扣时, 系统仍保持运行。
2.3 特殊瞬态运行
当供油压力下降到设定值时, 备用供油泵投运。在备用供油泵顶替运行供油泵过程中, 系统油压由高压蓄压器补偿调整。
当汽轮机超速和脱扣时, 超速保护控制器 (OPC) 和自动脱扣装置 (AST) 油压失去, 使所有的汽机进汽阀门关闭。
2.4 启动和正常停运
在机组起动前, 至少应提前二小时启动供油泵, 如果调节油温度低于21℃, 则要投运油箱中的电加热器, 将调节油加热到35℃, 以降低油的粘度, 改善油的流动性能。
正常停运 (短期) 时, 要手动停运处于运行中的供油泵。投运油箱内的电加热器, 以维持油箱内的温度在48℃。
如果为了维修而需要较长时间停运供油系统, 则必须手动停运运行泵和油箱内的电加热器 (如果电加热器处于运行中) 。
长时间停运后, 系统再次投运前, 必须进行油质分析, 确认油质合格。
3 汽轮机调节油系统运行异常原因分析
3.1 调节油油温升高
调节油系统的正常工作油温为43~54℃, 当油温升高至57~60℃时, 温度开关将发出报警。
油温过高排除环境因素之外, 主要是由于系统内泄造成的。此时, 油泵的电流会增大。造成系统内泄过大的原因主要有以下几种:
1) 安全阀泄 漏。安全 阀的溢流 压力应高 于泵出口 压力2.5 ~3.0MPa, 如果两者的差值过小 , 会造成安全阀溢流。此时安全阀的回油管会发热。
2) 溢油阀卡涩或安全油压过低。当油动机上溢油阀动作后发生卡涩会造成泄漏, 当泄漏大时油动机无法开启, 当泄漏小时造成内泄。此时, 该油动机的回油管温度升高。当安全系统发生故障出现泄漏时, 安全油压降低, 会使一个或数个溢油阀关不严造成油动机内泄。
3.2 抗燃油酸值升高
抗燃油酸值升高会导致抗燃油产生沉淀、气泡和空气间隔等问题。影响抗燃油酸值的因素有很多, 其中主要因素为局部过热和含水量过高。
因为调节油系统工作在汽轮机上, 伴随着高温高压蒸汽, 难免有部分元件或管道处于高温环境中, 温度增加使抗燃油氧化过快, 氧化会使抗燃油酸度增加, 颜色变深。所以我们应注意:调节油系统元件特别是管道应远离高温区域;增加通风, 降低环境温度;增加抗燃油的流动, 尽量避免死油腔。
由于冷油器的设计为油侧压力高于水侧压力, 这可避免冷却水泄漏至调节油中, 因此抗燃油中的水分多数是由于油箱结露产生的。水在抗燃油中会发生水解, 水解会产生磷酸, 磷酸又是水解的催化剂。所以, 大量的水分会使抗燃油酸值升高。
3.3 调节油油压波动
调节油油压波动是指在机组正常工作的情况下 (非阀门大幅度调整) , 调节油压上下波动范围大于1.0MPa。
出现调剂油压波动现象主要是由于泵的调节装置动作不灵活造成的。调节装置分为两部分:调节阀和推动机构。调节阀装在泵的上部, 感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力, 其上的调整螺钉用于设定系统压力。
3.4 油管振动
调节油油管路特别是靠近油动机部分发生高频振荡 , 振幅达0.5mm以上 , 称之为调节油油管振动。油管振动会引起接头或管夹松动, 造成泄漏, 严重时会发生管路断裂。
引起油管振动的原因主要有以下几个方面:第一, 机组振动。油动机与阀门本体相连, 当机组振动较大时, 势必造成油动机振动大, 与之相连的油管振动也必然大;第二, 管夹固定不好。如果管夹固定不好, 会使油管发生振动;第三, 伺服阀故障, 产生振荡信号, 引起油管振动。
4 调节油系统运行原则
4.1 启动操作
汽机调节油系统有二路供油回路, 每一路有一台供油泵。机组正常运行时投一路供油回路, 另一供油回路就作为备用。每台供油泵在主控室设有TL操作开关, 只要储油箱油位高于351mm, 就可通过手动操作主控室TL开关来启动供油泵。
运行中 , 如果调节 油油压低 于10.8MPa, 而储油箱 油位高于351mm, 主控室TL开关在“备用”位置 , 则备用的供油泵将自动启动 , 同时在主控室中发出EH油压低报警。
4.2 停运操作
当选定的一路供油回路在运行中, 备用供油泵自投, 这时只要调节油油压不低于10.8MPa, 允许通过手动操作主控室TL开关来停止原来运行的供油泵。
如果储油箱油位降到低于305mm, 则闭锁油泵启动。
4.3 故障或事故情况下的操作
4.3.1 在 主油箱温度/液位不正常的情况下 , 在主控室的报警窗 上发出成组报警
在供油滤网差压高的情况下, 在主控室的报警窗上发出成组报警。
在供油泵故障情况下, 在主控室的报警窗上发出成组报警。
4.3.2 调节油母管压力低
如果汽机调节油系统不能正常运行, 当油压低于10.8MPa时, 在主控室中发报警信号, 并自动投备用油泵。如果备用油泵不能启动或油压不能保持, 当油压低于9.31MPa时, 汽机保护系统 (GSE) 动作使汽机脱扣。
4.3.3 动力源故障
失去控制气源时, EH油冷却器的冷却水出口气动调节阀将全开, 保证油冷却器的冷却水供给。
110V交流电源来自二路不同的电源系统 , 供油泵A/B的控制分别接在这二路电源上, 运行泵所在电源段故障, 将导致运行泵跳闸, 备用泵所在电源段故障, 将导致备用泵不能自动切换。
失去48V DC电源, 主控室报警窗上的信号不能显示, 同时, 报警窗显示48V DC丧失报警信号。
供油泵380V的交流电源来自LGA和LGB系统。LGA电源失去, 10秒后A泵跳闸;LGB电源失去, 10秒后B泵跳闸。
5 结束语
汽轮机调节油系统是汽轮机重要的辅助系统, 本系统向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构和汽轮机超速保护控制器 (OPC) 及自动停机脱扣装置 (AST) 提供高压动力油, 本系统的安全稳定运行是汽轮机机组安全稳定运行的关键。
参考文献
[1]汽轮机调节油系统手册[Z].
[2]EH液压控制系统专用资料[Z].
[3]逻辑图册[Z].
燃气轮机油系统小改造 篇4
汽轮机起动时, 经常会遇到暖管速度控制不佳而导致金属温度上升过快或过慢的问题, 并间或出现温度突变、真空抽吸不及时、冲转后振动大和上下缸温度差过大等现象, 这些都在一定程度上影响着发电机组的安全运行, 严重时会导致机组不能顺利并网。汽轮机停运时, 经常出现机组停定后负胀差不断增大直至超过报警值的现象, 有时甚至接近跳机保护值, 这严重影响着机组的安全运行。
1 概述
可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用, 它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令, 经过逻辑和算术运算, 向控制装置发送指令, 完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。
PLC可以对燃气轮发电机组的发动机转速、排气温度、负载以及发动机各系统的参数、状态进行控制和调节。例如, 在滑油系统中, 就可完成对压力、温度、液位等参数和滑油加热器、滑油冷动器、交直流滑油泵等状态的控制。
2 Taurus60燃气轮机的滑油系统介绍
Taurus60燃气轮滑油为燃气轮机轴承、发电机轴承和齿轮箱轴承提供润滑油, 同时也为压气机可变导流叶片作动器、燃料作动器和放气活门作动器提供增压滑油, 控制上述作动器的位置。
2.1 PLC控制原理
Taurus60燃气轮机利用温度传感器RTD来控测滑油系统温度, 并将其转换为相应的电信号经输入模块的光耦合、A/D转换, 转换成数字信号, 存储在内部存储器中, PLC扫描内部应用程序, 读取数据, 进行算术、逻辑运算, 结果经输出模块转换输出控制执行机构动作, 来达到上述控制目的。
2.2 PLC控制目标
对Taurus60燃气轮机滑油温度的控制主要目的如下:
a.在机组停机时, 启动或停止滑油箱加热器;
b.在运行中若滑油系统温度过高, 启动报警回路、停车回路, 或发出声光报警或使燃气轮机紧急停车;
c.控制滑油系统的三个滑油散热器冷却风扇的启动、停止和转速, 从而控制滑油系统的滑油温度, 使其保持在规定的范围内。
Taurus60燃气轮机组滑油温度传感器RTD共有两个, 分别为滑油箱RTD (RT390) 和滑油管RTD (RT380) 。滑油箱RTD安装在滑油箱内, 感受滑油箱滑油温度, 当滑油箱滑油温度低于设定值 (65°F) (18℃) 时, PLC命令滑油箱加热器启动, 给滑油加热;当滑油箱滑油温度达到设定值70°F (21℃) 时, PLC命令滑油加热器停止运行。滑油管RTD安装在主滑油管上, 感受系统滑油温度, 当系统温度高于设定值160°F (71℃) 时, 启动报警回路报警;当系统温度再升高超过设定值165°F (74℃) 时, 启动燃气轮机紧急停车回路, 燃气轮机停止运行。PLC还可控制滑油散热器的工作, 当系统温度高于设定值100°F (38℃) 时, PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇启动, 给系统散热;当系统温度低于设定值90°F (32℃) 时, PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇停止工作。1#、2#滑油散热器风扇的工作是由PLC根据系统温度控制风扇变频器的输出, 从而实现滑油冷却风扇的平稳调速, 因此滑油温度的调节十分精确;当滑油温度超过140°F (60℃) 启动3#散热器风扇, 它是由继电器控制的。
3 PLC控制过程
以滑油温度高引起Taurus60滑油系统报警、停车以及3#滑油冷却器风扇的启动、停止为例来探讨一下PLC是如何实现对滑油温度的控制的。PLC是使用梯形语言进行控制的。
3.1 滑油温度高引起报警、停车的控制程序
当滑油管温度高于160°F (71℃) 将会出现滑油温度高报警, 从而引起维护人员的注意;当滑油温度高于160°F (74℃) 将会出现滑油温度高停车, 以确保设备的安全。
3.2 3#滑油冷却风扇启动/停止控制程序
当滑油管温度高于100°F (38℃) 或低于90°F (32℃) , 滑油冷却风扇开启或停止命令使能。具体的说, 当高于100°F (38℃) 或低于90°F (32℃) 时滑油冷动风扇启动 (或停止) 命令通过输出模块输入。继电器K280-3线圈通电 (或断电) 其常开接点闭合 (或断开) , 接触器K4983线圈通电 (或断电) , 其常开接点闭合 (或断开) 接通 (或断开) 3#滑油冷却风扇。
4 滑油压力控制
4.1 PLC控制原理
滑油压力是通过滑油压力传感器TP380 (以下简称TP380) 、输入输出模块、PLC的运算等来实现的。TP380感受0~690k Pa范围内变化的滑油压力, 将其转换为4~20m A的电流信号, 输入输出模块将电流信号转换为供PLC识别的数字信号, PLC经过运算, 将结果存储在标示为LUBEPRESS的地单元中, 供程序调用。
PLC控制目标Taurus60燃气机共有三套滑油泵, 即主滑油泵、交流滑油泵、直流滑油泵。主滑油泵由燃气轮机驱动, 提供燃气轮机发电机的润滑滑油和控制作动器动作的增压滑油;交流滑油泵用于给燃气轮机、发电机提供运转前和动转后润滑, 而且当主滑油压力低于设定值时紧急启动, 以确保燃气轮机的正常运转;直流滑油泵作为交流滑油泵的备用泵, 当交流滑油泵故障或燃气轮机发电站全站失电时, 确保燃气轮机的润滑。
当燃气轮机启动循环开始后, PLC首先对直流滑油泵进行试验, 当直流泵P903压力达到4PSI, PLC使得P903断电停转并启动交流滑油泵BP321工作, 如果压力达到6PSI, PLC允许燃气轮机运转, PLC启动前润滑定时器开始计时, 燃气轮机必须以大于6PIS的压力进行运转前润滑30s, 滑油压力低于41PIS则PLC给出低滑油压力报警, 若滑油压力低于25PSI, 则启动不锁定快速停车。在燃气轮机稳定运转条件下, 滑油压力的调节是由滑油压力温度控制组件完成的, 但PLC始终监控着系统滑油压力的变化, 并在不同状态下完成低滑油压力报警、启动交流滑油泵、启动不锁定快速停车等工作。当燃气机停止运行时, PLC检查直流泵工作, 30s计时器开始时允许滑油压力降至3PSI, 定时器工作结束, 重新接通交流滑油泵, 运转后润滑开始。这些都是由PLC预先设定的控制程序完成。
4.2 PLC控制过程
启动命令使能直流滑油泵是作为交流滑油泵的备用泵, 当交流泵或者TP380故障时, 直流滑油启动。PLC对滑油系统控制是十分完备的, 它的控制内容、项目也是十分复杂的。它不但能控制、显示滑油系统中的压力、温度, 它还能设置压力、温度的极限值, 一旦系统超越了这个极限值, 可以给出报警信号或停止系统运行, 确保设备安全;它还可以控制滑油箱加热器的工作, 控制油箱液位的高低, 并给出报警信号等。限于篇幅, 我们只能摘取其一小部分, 做一简单介绍, 希望能对大型复杂设备的滑油系统的控制有一定的借鉴价值。
责任编辑:杨帆
摘要：燃气轮机作为各种产业的动力来源, 已经备受关注, 就PLC在Taurus60燃气轮机滑油系统中的应用展开分析。