汽动给水泵运行信号的判断系统、方法和汽动给水泵

摘要

本发明涉及热工控制及自动化领域，公开了一种汽动给水泵运行信号的判断系统、方法和汽动给水泵。该判断系统包括：汽动给水泵转速判断装置，用于判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值；主汽门状态判断装置，用于判断所述汽轮机的主汽门开启还是关闭；跳闸油压判断装置，用于判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于设定的油压阈值；以及汽动给水泵运行判断装置，用于在以下两种条件同时成立的情况下，判断所述汽动给水泵处于运行状态：所述转速超过所述预设的转速阈值；及所述主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值两种情况不同时出现。本发明可在汽动给水泵启动过程及故障跳闸后仍能准确地表征汽动给水泵的运行状态。

说明书

技术领域

本发明涉及热工控制及自动化，具体地涉及一种汽动给水泵运行信号的判断系统、方法和包含所述汽动给水泵运行信号的判断装置的汽动给水泵。

背景技术

目前大型凝汽式火电机组通常采用汽动给水泵，通过主汽轮机的第四级抽汽驱动给水泵汽轮机为汽动给水泵提供动力来源。一般情况下，给水泵汽轮机的转速调节区域为0-7000r/min，而汽动给水泵的安全运行转速范围在2800-5800r/min，若汽动给水泵的转速低于2800r/min，则可以认定汽动给水泵的出力不足，需要投入备用泵运行。

目前多数电厂判断汽动给水泵跳闸的依据是汽轮机主汽门发出的关闭信号，而判断汽动给水泵是否运行的依据为汽动给水泵转速大于2800r/min。有关汽动给水泵转速的判断方法如下：分别采用汽轮机安全监视系统(TSI) 中的两路测速装置和汽轮机电液控制系统(MEH)中的一路测速装置对汽轮机的转速进行采集，再将采集到的三个转速信号送至分散控制系统(DCS) 进行处理，若三个转速信号中至少有两个转速信号指示的转速高于2800 r/min，则认为汽动给水泵的转速高于2800r/min，从而判断汽动给水泵处于运行状态。

本案发明人经过研究发现，采用上述两种判断汽动给水泵运行信号的方法存在以下缺陷：1)汽动给水泵运行信号及跳闸信号表达不统一。例如，汽轮机主汽门关闭后，由于惯性，汽动给水泵会继续运行一段时间，或者由于主汽门不严密，造成汽动给水泵汽轮机的转速降不下来，而继续为汽动给水泵提供动力。在汽动给水泵启动过程中及故障跳闸后联动其它设备时容易造成判断延误及混乱。2)给水泵汽轮机主汽门发出的关闭信号为单信号，跳闸信号容易误发；TSI系统为单一装置，若TSI系统故障或复位会导致输出的两个转速信号指示回0r/min，这样会造成对汽动给水泵运行信号的误判断。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽动给水泵运行信号的判断系统、方法和汽动给水泵，该判断系统可实现汽动给水泵运行信号及跳闸信号的统一，确保在汽动给水泵启动过程中及故障跳闸后仍能准确地表征汽动给水泵的运行状态。

为了实现上述目的，本发明提供一种汽动给水泵运行信号的判断系统，该判断系统包括：汽动给水泵转速判断装置，用于判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值；主汽门状态判断装置，用于判断所述汽轮机的主汽门处于开启还是关闭状态；跳闸油压判断装置，用于判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于设定的油压阈值；以及汽动给水泵运行判断装置，用于在以下两种条件同时成立的情况下，判断所述汽动给水泵处于运行状态：所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值；及所述汽轮机的主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值的两种情况不同时出现。

可选的，所述汽动给水泵转速判断装置包括：测速探头，用于采集所述汽动给水泵的转速；以及判断器，用于判断所采集的所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值。

可选的，所述测速装置包括两组转速探头。

可选的，当所述两组转速探头中任一组内的两个转速探头采集的所述汽动给水泵的转速均超过所述预设的转速阈值时，所述判断器判定所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值。

可选的，所述转速探头包括：电涡流有源探头和/或磁阻无源探头。

可选的，所述转速探头安装在所述汽轮机的测速齿上。

相应的，本发明还提供一种汽动给水泵运行信号的判断方法，该汽动给水泵由汽轮机驱动运行，该判断方法包括：判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值；判断所述汽轮机的主汽门处于开启还是关闭状态；判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于设定的油压阈值；以及在以下两种条件同时成立的情况下，判断所述汽动给水泵处于运行状态：所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值；及所述汽轮机的主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值的两种情况不同时出现。

可选的，所述判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值包括：两组转速探头中任一组内的两个转速探头采集的所述汽动给水泵的转速均超过所述预设的转速阈值。

相应的，本发明还提供一种汽动给水泵，该汽动给水泵包含上述的汽动给水泵运行信号的判断系统。

通过上述技术方案，本发明创造性地通过汽动给水泵转速判断装置、主汽门状态判断装置及跳闸油压判断装置，可准确地表征在各种运行工况下 (如汽动给水泵启动过程、跳闸故障时)汽动给水泵的运行状态，实现了汽动给水泵运行和跳闸信号的统一，保证了设备运行的安全。

附图说明

图1是本发明一种实施方式提供的汽动给水泵运行信号的判断系统的流程图；

图2是本发明一种实施方式提供的汽动给水泵运行信号的逻辑原理图；以及

图3是本发明一种实施方式提供的汽动给水泵运行信号的判断方法的流程图。

附图标记说明

1 汽动给水泵转速判断装置2 主汽门状态判断装置

3 跳闸油压判断装置4 汽动给水泵运行判断装置

20转速(TSI系统) 21转速(TSI系统)

22转速(MEH系统) 23转速(MEH系统)

24主汽门信号25跳闸油压

26第一逻辑判断装置27第二逻辑判断装置

28第三逻辑判断装置29第四逻辑判断装置

30第五逻辑判断装置31第六逻辑判断装置

32第一与逻辑器件33第二与逻辑器件

34第三与逻辑器件35或与逻辑器件

36第四与逻辑器件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一实施例提供的汽动给水泵运行信号的判断系统的流程图。如图1所示，本发明提供的汽动给水泵运行信号的判断系统可包括：汽动给水泵转速判断装置1，用于判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值；主汽门状态判断装置2，用于判断所述汽轮机的主汽门处于开启还是关闭状态；跳闸油压判断装置3，用于判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于设定的油压阈值；以及汽动给水泵运行判断装置4，用于在以下两种条件同时成立的情况下，判断所述汽动给水泵处于运行状态：所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值；及所述汽轮机的主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值的两种情况不同时出现。该判断系统通过汽动给水泵转速判断装置、主汽门状态判断装置及跳闸油压判断装置，可准确地表征在各种运行工况下(如汽动给水泵启动过程、跳闸故障时) 汽动给水泵的运行状态，实现了汽动给水泵运行和跳闸信号的统一，保证了设备运行的安全。

由于汽动给水泵的安全运行转速范围在2800-5800转/分钟，一般情况下，在汽动给水泵的运行转速低于2800转/分钟的情况下，则认为汽动给水泵出力不足，需要备用泵投入运行，所以，以上提到的预设的转速阈值可以为2800转/分钟。所述预设的油压阈值可以为0.05MPa。

所述汽动给水泵转速判断装置1可包括：测速探头，用于采集所述汽动给水泵的转速；以及判断器，用于判断所采集的所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值。所述测速装置可包括两组转速探头，均安装在所述汽轮机的测速齿上。每组转速探头可包括两个转速探头，其中，一组转速探头采用电涡流有源探头，其采集的转速信号送至汽轮机安全监视(TSI)系统；另一组采用磁阻无源探头，其采集的转速信号送至汽轮机电液控制(MEH) 系统。在经过采集信号转换后，各转速信号分为四个通道进入分散控制系统 (DCS)。接着，采用所述判断器判断来自每个通道的转速信号是否超过所述预设的转速阈值(2800转/分钟)。所述判断器可包括逻辑判断装置及逻辑器件，其中所述逻辑器件可包括与逻辑器件、或逻辑器件及非逻辑器件。当所述两组转速探头中任一组内的两个转速探头采集的所述汽动给水泵的转速均超过所述预设的转速阈值时，所述判断器判定所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值。也就是说，当来自任一组转速探头所对应的两个通道的转速信号均超过2800转/分钟时，所述判断器判定所述汽动给水泵的转速超过2800转/分钟。这种采用两组共四个转速探头采集所述汽动给水泵的转速可防止因一个转速探头及后续的判断器故障导致输出的信号错误；同时，还采用四个转速信号通过两个设备(如MEH系统或TSI系统)进行信号转换，可防止因一个设备出现故障或复位等情况导致输出的信号错误，由此，以上两种设置有效防止了保护误动和拒动，大大提高了判断系统的可靠性。

由于通过所述汽动给水泵的转速信号判断所述汽动给水泵的运行状态与通过所述汽轮机的主汽门的关闭信号判断所述汽动给水泵的跳闸信号的判定结果不一致，在经过上述的方法判定所述汽动给水泵的转速超过2800 转/分钟的基础上，还需要综合判断所述主汽门状态及所述跳闸油压的具体情况。这是因为对所述汽动给水泵的跳闸油压的判断可作为所述主汽门关闭的证实信号，仅有当所述主汽门关闭且所述跳闸油压低于设定的油压阈值 (0.05MPa)时，才可判定所述主汽门处于正常关闭状态。具体而言，通过主汽门状态判断装置2可判断所述汽轮机的主汽门处于开启还是关闭状态；以及通过跳闸油压判断装置3可判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于 0.05MPa。其中，主汽门状态判断装置2可包括主汽门信号监测装置及判断器；跳闸油压判断装置3可包括跳闸油压测压装置及判断器。这种对所述主汽门开闭状态的判断方法能够给出准确可靠的判断结果。

只有在所述汽动给水泵的转速超过2800转/分钟，且所述主汽门不处于正常关闭状态的情况下，判定所述汽动给水泵处于运行状态。这种判定方法表明：当所述跳闸油压建立(高于0.05MPa)且所述主汽门开启时，并不表示所述汽动给水泵进入运行状态，只有当转速超过2800转/分钟时才表示汽动给水泵进入运行状态，才能联动开启其他设备；以及当所述汽动给水泵故障跳闸时，由于设备本身的惯性，所述汽动给水泵的转速降到2800转/分钟需要一定的时间，通过转速判断运行状态存在延迟现象，但若所述主汽门的正常关闭信号已经发出，表示所述汽动给水泵处于非正常状态，则能够快速联启其他备用给水泵，以保证锅炉设备的安全。

具体而言，以图2所示的汽动给水泵运行信号的判断系统为例对汽动给水泵运行表征过程进行解释说明。该判断系统包括：六个逻辑判断装置、四个与逻辑器件、一个或逻辑器件和一个非逻辑器件。

首先，四个逻辑判断装置(第一至第四逻辑判断装置26-29)分别与两个系统(包括MEH系统及TSI系统)所对应的四个通道以一一对应的方式相连。通过四个逻辑判断装置26-29(分为两组)判断来自两个系统的汽动给水泵的转速20-21、22-23是否超过2800转/分钟。例如，在第一逻辑判断装置26判断得出来自TSI系统的一个通道的转速20超过2800转/分钟的情况下，所述第一逻辑判断装置26输出高电平，否则，输出低电平。第五和第六逻辑判断装置30、31分别与主汽门信号监测装置、跳闸油压测压装置以一一对应的方式相连，用于分别判断所述主汽门信号监测装置采集到的主汽门信号24是否为关闭状态，以及所述跳闸油压测压装置采集到的跳闸油压25是否低于0.05MPa。例如，在所述第五逻辑判断装置30判断得出所述主汽门信号监测装置采集到主汽门信号24为关闭状态的情况下，所述第五逻辑判断装置30输出高电平，否则，输出低电平；在所述第六逻辑判断装置31判断得出所述主汽门信号监测装置采集到跳闸油压25低于0.05MPa的情况下，所述第六逻辑判断装置31输出高电平，否则，输出低电平。

接着，第一与逻辑器件32的输入端与所述第一和第二逻辑判断装置26、 27的输出端连接，以用于对所述第一和第二逻辑判断装置26、27输出的判断结果进行与逻辑判断。第二与逻辑器件33的输入端与所述第三和第四逻辑判断装置28、29的输出端连接，以用于对所述第三和第四逻辑判断装置 28、29输出的判断结果进行与逻辑判断。或逻辑器件35与所述第一和第二与逻辑器件32、33的输出端连接，以用于对所述第一和第二与逻辑器件32、 33输出的判断结果进行或逻辑判断。在所述TSI系统所对应的两个通道转速20-21，和/或所述MEH系统所对应的两个通道的转速22-23均超过2800 转/分钟的情况下，所述或逻辑器件35输出高电平，表明所述汽动给水泵的转速超过2800转/分钟。此外，第三与逻辑器件34的输入端与所述第五和第六逻辑判断装置30、31的输出端连接，以用于对所述第五和第六逻辑判断装置30、31输出的判断结果进行与逻辑判断。非逻辑器件36与所述第三与逻辑器件34的输出端连接，以用于对所述第三与逻辑器件34输出的判断结果进行非逻辑判断。在所述主汽门信号24为关闭与所述跳闸油压25低于 0.05MPa的两种条件不同时满足的情况下，所述第三与逻辑器件34输出低电平，而所述非逻辑器件36输出高电平，表明所述主汽门处于开启或者不正常关闭状态。

最后，第四与逻辑器件37的输入端与所述或和非逻辑器件35、36的输出端连接，以用于对所述或和非逻辑器件35、36输出的判断结果进行与逻辑判断。在所述TSI系统所对应的两个通道的转速20-21，和/或所述MEH系统所对应的两个通道的转速22-23均超过2800转/分钟，且所述主汽门信号 24为关闭与所述跳闸油压25低于0.05MPa的两种条件不同时满足的情况下，所述或逻辑器件35及所述非逻辑器件36均输出高电平，从而所述第四与逻辑器件37输出高电平，据此可以判断汽动给水泵处于运行状态。反之，在所述TSI系统所对应的两个通道的转速20-21，和/或所述MEH系统所对应的两个通道的转速22-23均超过2800转/分钟，且所述主汽门信号24为关闭与所述跳闸油压25低于0.05MPa同时满足的情况下，所述或逻辑器件35输出高电平，但所述非逻辑器件36输出低电平，从而所述第四与逻辑器件37 输出低电平，据此可以判断汽动给水泵处于非正常运行状态。

该判断系统不仅可以防止因一个转速探头及后续逻辑判断装置等故障造成的输出信号错误，还可以防止因一个设备(如MEH系统或TSI系统) 出现故障或复位等情况造成的输出信号错误，有效防止了保护误动和拒动，大大提高了判断系统的可靠性，并且实现了汽动给水泵表征运行和跳闸信号的统一。

某两台600MW亚临界机组给水泵应用本发明中的判断系统，成功地解决了汽动给水泵运行状态表征的混乱问题，在汽动给水泵启动后，可准确判断泵的运行状态，实现了增减负荷的平稳。汽动给水泵故障跳闸后，及时联启备用电动给水泵，保证了机组的安全。

综上所述，本发明通过汽动给水泵转速判断装置、主汽门状态判断装置及跳闸油压判断装置，可准确地表征在各种运行工况下(如汽动给水泵启动过程、跳闸故障时)汽动给水泵的运行状态，实现了汽动给水泵运行和跳闸信号的统一，保证了设备运行的安全。

相应地，本发明还提供一种汽动给水泵运行信号的判断方法，该汽动给水泵由汽轮机驱动运行，该判断方法包括：判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值；判断所述汽轮机的主汽门处于开启还是关闭状态；判断所述汽动给水泵的跳闸油压是否低于设定的油压阈值；以及在以下两种条件同时成立的情况下，判断所述汽动给水泵处于运行状态：所述汽动给水泵的转速超过所述预设的转速阈值；及所述汽轮机的主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值的两种情况不同时出现。

具体而言，如图3所示，上述判断方法可包括以下两步：

步骤S301，判断所述汽动给水泵的转速是否超过预设的转速阈值，若超过所述预设的转速阈值，则执行步骤S302；否则，判定所述汽动给水泵处于非正常运行或停运状态。

步骤S302，判断所述汽轮机的主汽门处于关闭状态与所述跳闸油压低于所述设定的油压阈值的两种情况是否同时出现，若同时出现，则判定所述汽动给水泵处于非正常运行或停运状态；否则，判定所述汽动给水泵处于运行状态。

有关本发明提供的汽动给水泵运行信号的判断方法的具体细节及益处可参阅上述针对汽动给水泵运行信号的判断系统的描述，于此不再赘述。

相应的，本发明还提供一种汽动给水泵，该汽动给水泵包含上述的汽动给水泵运行信号的判断系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。