一种超超临界汽轮机组转速信号故障时的转速处理方法

摘要

本发明涉及一种超超临界汽轮机组转速信号故障时的实际转速信号处理方法，将同一个汽轮机转子上的转速传感器测点的转子转速值分别相减得到两两比较的偏差，再将偏差与阈值进行比较，得到结果采用三取二逻辑方法得到实际转速信号故障判断结果，如判断转速信号发生故障，则将故障前一个采样周期的实际转速值赋予转速设定值，在转速信号故障确定到排除期间，将此转速设定值作为转速调节器的设定值输入，同时取前一个采样周期的实际转速信号值作为调节器的被调量输入，可以保持调节器的输出不变，保持进汽量不变，汽轮机处于维持工作阶段。本发明方法可提高超超临界汽轮机运行的可靠性，降低因转速故障所产生的经济损失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测故障处理技术，特别涉及一种超超临界汽轮机组转速 信号故障时的实际转速信号处理方法。

背景技术

针对上海汽轮机厂出产的超超临界汽轮机组的汽轮机电液调节功能，功能 之一的汽轮机转子转速控制功能中，含有实际转速信号的判断逻辑，但是不具 备判断结果的输出，同时原系统逻辑中只要转速信号判断为故障，则逻辑自动 进行汽轮机的停机，这种设计逻辑，导致了原系统的实际转速信号的判断不能 引用，同时会因为实际转速信号故障引起汽轮机的停机，引起经济损失。针对 原设计逻辑中存在的这种缺陷，为提高机组运行的可靠性，有必要在原有的系 统逻辑上增设转速信号故障时的转速设定值保持功能，以此保持进入汽轮机做 功蒸汽量的不变，并与原来的转速信号诊断逻辑形成一种多样性的关系。

本发明可以在转速信号故障得到及时维修恢复的情况下，以避免原设计逻辑 中机组因为转速信号故障而引起的停机，有效地挽回了经济损失，因此本次发 明是一种处理转速信号故障时，提高超超临界汽轮机经济可靠运行的方法。

发明内容

本发明是针对超超临界汽轮机组因为转速信号故障而引起的停机导致经济 损失的问题，提出了一种超超临界汽轮机组转速信号故障时的实际转速信号处 理方法，可在实时检测的转速信号发生故障，故障没有修理恢复的时间段里， 通过本发明的方法处理转速，不停机，保证超超临界汽轮机组的正常运行。

本发明的技术方案为：一种超超临界汽轮机组转速信号故障时的转速处理 方法，具体包括如下步骤：

1)实际转速信号故障诊断：

A：设NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)分别为同一个汽轮机转子上的三个转速传感器测点 的转子转速值，STNT1、STNT2、STNT3分别为对应NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)的单个 测点状态诊断结果标志，STNT i(i=1，2，3)取值为1，表示测点故障，如值为0 时，表示测点正常，根据两个测点的偏差值与阈值δ比较进行诊断：

$\mathrm{STNT}1=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

$\mathrm{STNT}2=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

$\mathrm{STNT}3=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

其中阈值取值δ=1rpm；

B：转速控制和保护的实际转速信号值为X(k)，对应的实际转速信号故障诊断标 志为NBAD，根据STNT1、STNT2、STNT3进行实际转速信号故障判断：

NBAD=STNT1×STNT2+STNT2×STNT3+STNT3×STNT1

NBAD值为1，表示实际转速信号故障，NBAD值为0，表示实际转速信号正常；

2)实际转速信号故障时的转速设定值：当实际转速信号发生故障，也即NBAD 标志为1时，系统转速设定值X_set(k)维持上一周期实际转速值X(k-1)，即：

X_set(k)=X(k-1)

其中，X_set(k)表示对应的第k周期设定值，X(k-1)表示第k-1周期实际转速信 号值，即实际转速信号发生故障前一个采样周期的实际转速值；

3)实际转速信号故障时的转速值：当实际转速信号发生故障，也即NBAD标志 为1时，此时转速值用上一周期实际转速信号值代替，即为：

X(k)=X(k-1)，其中X(k)为故障时刻的转速值；

4)在转速信号故障确定到排除期间，将步骤3)设定的故障时刻转速值作为转 速调节器的输入。

本发明的有益效果在于：本发明超超临界汽轮机组转速信号故障时的转速 处理方法，提高超超临界汽轮机的可靠性，降低因转速故障所产生的经济损失。

附图说明

图1为本发明逻辑模块图示对应功能说明示意图；

图2为本发明三个转速信号的故障诊断算法的逻辑实现示意图；

图3为本发明实际转速信号故障诊断算法的逻辑实现示意图；

图4为本发明实际转速信号故障时的转速设定值算法的逻辑实现示意图.

具体实施方式

由实际转速信号故障诊断功能和转速信号故障时的设定值输出计算构成完 整的针对实际转速信号故障发生时的转速设定值功能。

一、实际转速信号故障诊断算法

1、三个转速信号的故障诊断算法

设NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)分别为同一汽轮机转子上的三个转速传感器测点的 转子转速值，STNT1、STNT2、STNT3分别为对应NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)的单个测 点状态诊断结果标志，STNT i(i=1，2，3)取值为1，表示测点故障，如值为0 时，表示测点正常，采用三取二逻辑的比较法，根据两个测点的偏差值与阈值 δ比较，具体诊断算法为：

$\mathrm{STNT}1=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}1\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

$\mathrm{STNT}2=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}3\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}2\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

$\mathrm{STNT}3=\left(\begin{array}{cc}1,& \left(\right|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|>\mathrm{\delta and}|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|>\delta )\\ 0,& \left(\right|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}1\left(K\right)|<\mathrm{\delta or}|\mathrm{NT}3\left(K\right)-\mathrm{NT}2\left(K\right)|<\delta )\end{array}\right)$

其中阈值取值δ=1rpm，NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)分别相减得到两两比较的偏差， 对于STNT1、STNT2、STNT3，当两两比较的偏差均大于阈值时，取值为1；当 两两比较的偏差只要有一个小于阈值，则取值为0；

2、实际转速信号故障诊断算法

用于转速控制和保护的实际转速值为X(k)，对应的实际转速信号故障诊断 标志为NBAD，NBAD值为1，表示实际转速信号故障，如值为0时，表示实际转速 信号正常，采用三取二逻辑，具体诊断算法为：

NBAD=STNT1×STNT2+STNT2×STNT3+STNT3×STNT1。

二、实际转速信号故障时的转速设定值算法

当实际转速信号发生故障，也即NBAD标志为1时，系统转速设定值X_set(k)维 持上一周期实际转速值X(k-1)，即：

X_set(k)=X(k-1)

其中，X_set(k)表示对应的第k周期设定值，X(k-1)表示第k-1周期实际转速值， 即实际转速信号发生故障前一个采样周期的实际转速值。

三、实际转速信号故障时的实际转速信号值算法

当实际转速信号发生故障，也即NBAD标志为1时，实际转速信号故障发生 时刻，到故障信号恢复之前，实际转速信号值用故障发生的上一周期实际转速 信号值X(k-1)代替，具体算法为：

X(k)=X(k-1)

由此转速设定值和实际转速信号值作为转速调节器的两个输入，在转速控 制阶段，可以保持调节器的输出不变，保持进汽量不变，汽轮机处于维持工作阶 段，在诊断标志的配合下，进行维修，以快速恢复运行汽轮机到转速的正常控 制状态。

对照图1所示逻辑模块图示对应功能说明示意图，图2为三个转速信号的 故障诊断算法的逻辑实现示意图，NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)信号，通过比较模块 进行两两比较，输出三路分别至与阈值比较模块，阈值为δ＝1rpm，若是高于阈 值则阈值比较输出为1，反则为0，该输出经过取反模块后，三路两两输入三个 或逻辑模块，三路或逻辑取反输出：STNT1、STNT2、STNT3分别为三个转速信 号NT1(K)、NT2(K)、NT3(K)测点状态诊断结果标志。

对照图1所示逻辑模块图示对应功能说明示意图，如图3所示实际转速信 号故障诊断算法的逻辑实现示意图，STNT1、STNT2、STNT3两两输入与门逻辑 模块相与后三路输出输入或逻辑模块相或，输出即为实际转速信号故障诊断标 志。

对照图1所示逻辑模块图示对应功能说明示意图，如图4所示实际转速信 号故障时的转速设定值算法的逻辑实现示意图，当NBAD为真逻辑，则表示实际 转速信号发生故障，转速设定值取值为X(k-1)，反之转速设定值按照原系统转 速设定值输出。