一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法及系统技术方案

本申请涉及一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法及系统，包括：(1)将预警时间段均匀分为若干子时间段，当循环时刻到达不同子时间段内时，分别统计该子时段内的蒸汽温度最大值，并在高值选择后得到预警时间段内的蒸汽温度最大值；(2)计算预警时间段内的蒸汽温度下降值；(3)预警时间段内的蒸汽温度下降值超过报警限值时进行告警，超过预警停机阈值时，附加测点质量判断后，生成蒸汽温度快速下降保护信号；(4)将多个测点的不同汽温快速下降保护信号进行开关量判断，确定跳闸保护信号。本发明专利技术能够准确有效地进行蒸汽温度快速下降的判定，及时发出跳闸保护信号，有利于发电机组的安全稳定运行。

An early warning control method and system for the rapid drop of steam temperature in thermal power units

The application relates to an early-warning control method and system for rapid drop of steam temperature of thermal power units, which includes: (1) evenly dividing the early-warning time period into several sub time periods, when the cycle time reaches different sub time periods, the maximum value of steam temperature in the sub time periods is counted respectively, and the maximum value of steam temperature in the early-warning time period is obtained after the high value is selected; (2) calculating the early-warning time The steam temperature drop value in the section; (3) when the steam temperature drop value in the early warning period exceeds the alarm limit value, an alarm will be given. When the value exceeds the early warning shutdown threshold value, a steam temperature fast drop protection signal will be generated after the quality judgment of additional measuring points; (4) the switch value of different steam temperature fast drop protection signals of multiple measuring points will be judged to determine the tripping protection signal. The invention can accurately and effectively judge the rapid drop of steam temperature, timely send out the tripping protection signal, which is conducive to the safe and stable operation of the generator set.

【技术实现步骤摘要】
一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法及系统
本申请属于火力发电热工自动化控制
，尤其是涉及一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法及系统。
技术介绍
在《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中规定：“机组正常运行时，主蒸汽/再热蒸汽温度在10分钟内突然下降50℃，应立即打闸停机”。在《火力发电厂热工保护系统设计技术规定》中要求：“汽机运行中，当主蒸汽或再热蒸汽温度快速下降50℃及以上或汽温下降超过规定值时，宜立即停机”。发电机组运行过程中，若发生锅炉燃烧异常、汽包水位异常、炉膛掉焦造成瞬时灭火等特殊工况时，会引起主蒸汽/再热蒸汽温度急剧下降。汽轮机对蒸汽的过热度和温度变化有一定要求，当蒸汽温度下降过快时，进入汽轮机的蒸汽中可能携带不饱和水，一方面会造成汽轮机水冲击，导致机组振动超标、叶片断裂磨损；另一方面会引起汽缸温度骤降和热形变不均，可能导致汽轮机大轴弯曲、金属老化。因此，为了保证汽轮机设备的安全，有必要在分散控制系统DCS中进行主蒸汽/再热蒸汽温度快速下降的逻辑判定，及时准确发出汽温快速下降报警或保护动作信号，及时提醒运行人员或触发保护动作跳闸停机。要实现准确的温度快速下降逻辑判定技术，不能仅通过汽温测点的瞬时或累计变化速率来进行判定，需要动态连续比较某一时间段内蒸汽温度的变化，一般在分散控制系统(DistributedControlSystem，DCS)，中通过逻辑组态实现，但此项逻辑在很多电厂的运行过程中效果不理想，主要在于DCS的实时控制逻辑无法实现某时间段内历史数据的存储和调取。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：为解决现有技术中通过分散控制系统对蒸汽温度快速下降的逻辑判断效果不理想、不能及时准确发出汽温快速下降报警或保护动作信号的问题，从而提供一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法，包括如下步骤：步骤1，确定火电机组的蒸汽温度测点，设定火电机组蒸汽温度快速下降的预警停机保护限值；步骤2，设定蒸汽温度快速下降的预警时间段，并将所述预警时间段均匀分割为N个子时间段；步骤3，实时测量各测点处的蒸汽温度，并统计对应测点处各子时间段内的最大蒸汽温度值；步骤4，将各子时间段内的最大蒸汽温度值进行比较，获得整个预警时间段内的最大蒸汽温度值；步骤5，将所述预警时间段内的最大蒸汽温度值与对应测点处的当前蒸汽温度值进行比较，得到所述预警时间段内对应测点处的蒸汽温度变化值；步骤6，如果所述预警时间段内的蒸汽温度变化值超过预警停机保护限值，则发出蒸汽温度快速下降保护信号；步骤7，当发出蒸汽温度快速下降保护信号的测点数量超过设定数量时，输出跳闸保护信号，火电机组跳闸停机。本申请通过分段循环统计的方法得到预警时间段内的蒸汽温度最大值，能够准确有效地进行蒸汽温度快速下降的判定，及时发出蒸汽温度快速下降保护信号，有利于发电机组的安全稳定运行。在上述实施方案的基础上，设置多个等级的报警限值，例如，可设置为30℃、40℃、45℃。所述报警限值小于预警停机保护限值，针对所述蒸汽温度变化值超过不同等级的报警限值发出不同的报警信号，提醒运行人员根据不同等级的异常工况进行检查调整。作为一种实施例，报警方式包含不同颜色的软光字牌、硬光字牌等，运行人员可根据不同等级异常工况进行检查调整。在一种实施方式中，步骤3通过时间内最大值模块实现逻辑组态，时间内最大值模块包括一个开关量输入管脚和模拟量输入管脚，以及一个模拟量输出管脚，其中，模拟输入管脚接蒸汽温度实时测量值，开关量输入管脚接循环采样时刻位于对应子时间段内的开关信号，具体逻辑组态的方法为：a)当开关量输入信号为假时，不进行模拟量的最大值统计，对模拟量输出信号进行闭锁；b)当开关量输入信号为真时，将模拟量输入信号与模拟量输出信号进行比较，将二者中较高的值作为新的输出；c)当开关量输入信号为真瞬间，发出一个逻辑扫描周期的脉冲信号，将与模拟量输入信号进行比较的信号置为0，对时间内最大值模块进行初始化。再进一步地，根据本专利技术所述的预警控制方法，步骤4通过多输入高值选择模块实现逻辑组态，多输入高值选择模块包括多个模拟量输入管脚，以及一个模拟量输出管脚，模拟量输入管脚接各子时间段统计的蒸汽温度最大值，具体逻辑组态方式为：对从模拟量输入管脚输入的模拟量进行比较，得到最大值，并将该最大值从模拟量输出管脚输出。再进一步地，根据本专利技术所述的预警控制方法，步骤6通过多个大于等于模块实现逻辑组态，各所述大于等于模块均包括两个模拟量输入管脚和一个开关量输出管脚，其中一个模拟量输入管脚接蒸汽温度变化值，另一个模拟量输入管脚接设定的报警限值或预警保护限值，当一个模拟量输入管脚输入的蒸汽温度变化值大于另一个模拟量输入管脚接的设定报警限值或预警保护限值时，开关量输出管脚输出为真。再进一步地，根据本专利技术所述的预警控制方法，步骤7通过开关量模块实现逻辑组态，开关量模块包括多个开关量输入管脚，以及一个开关量输出管脚，输入管脚接大于等于模块的输出管脚，当开关量模块的输入端有设定数量的开关量信号输入为真时，输出管脚输出为真，否则，输出为假。再进一步地，根据本专利技术所述的预警控制方法，步骤6中，对蒸汽温度测点的质量进行判断包括：测点处的测量线缆是否中断、测点处的蒸汽温度是否超过测定量程范围，以及测点处的蒸汽温度变化速率是否超过设定的变化速率范围。再进一步地，根据本专利技术所述的预警控制方法，设定DCS的逻辑扫描周期，将循环采样时刻的初始值设置为0，对测点处的蒸汽温度每循环采样一次，循环采样时刻即增加一个逻辑扫描周期的时间，同时判定循环采样时刻是否位于对应的子时间段内，并当循环采样时刻累计增加到预警时间段的值时，将循环采样时刻的值重新设置为零，该预警时间段内的蒸汽温度采集过程结束。本申请还提供了一种预警控制系统，包括温度测量装置，以及设置于DCS系统中用于逻辑组态的控制处理器，所述控制处理器包括温度统计模块、时间统计模块、预警模块和跳闸保护模块；所述温度测量装置，用于实时测量测点处的蒸汽温度，并输入至DCS系统的模拟信号输入接口；所述时间统计模块，用于统计DCS系统的蒸汽温度采样时间，将预警时间段划分为多个子时间段；所述温度统计模块，用于实时采集测点处的蒸汽温度，统计各子时间段内的蒸汽温度最大值，并通过比较，得到整个预警时间段内的蒸汽温度最大值；所述预警模块，用于计算预警时间段内蒸汽温度的变化值，并将蒸汽温度的变化值与设定的报警限值和预警停机保护限值进行比较，输出报警信号或者蒸汽温度快速下降保护信号；所述跳闸保护模块，用于根据各蒸汽温度测点处发出的蒸汽温度快速下降保护信号，输出跳闸保护信号。作为更优化的实施方案，所述分散控制系统针对每个测点均对应设置一个控制处理器，各所述控制处理器获取各自对应的测点处的蒸汽温度变化情况，并判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法，所述的预警控制方法在DCS系统中进行逻辑组态，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，确定火电机组的蒸汽温度测点，设定火电机组蒸汽温度快速下降的预警停机保护限值；/n步骤2，设定蒸汽温度快速下降的预警时间段，并将所述预警时间段均匀分割为N个子时间段；/n步骤3，实时测量各测点处的蒸汽温度，并统计对应测点处各子时间段内的最大蒸汽温度值；/n步骤4，将各子时间段内的最大蒸汽温度值进行比较，获得整个预警时间段内的最大蒸汽温度值；/n步骤5，将所述预警时间段内的最大蒸汽温度值与对应测点处的当前蒸汽温度值进行比较，得到所述预警时间段内对应测点处的蒸汽温度变化值；/n步骤6，如果所述预警时间段内的蒸汽温度变化值超过预警停机保护限值，则结合对蒸汽温度测点的质量判断，发出蒸汽温度快速下降保护信号；/n步骤7，当发出蒸汽温度快速下降保护信号的测点数量超过设定数量时，输出跳闸保护信号，火电机组跳闸停机。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电机组蒸汽温度快速下降的预警控制方法，所述的预警控制方法在DCS系统中进行逻辑组态，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，确定火电机组的蒸汽温度测点，设定火电机组蒸汽温度快速下降的预警停机保护限值；
步骤2，设定蒸汽温度快速下降的预警时间段，并将所述预警时间段均匀分割为N个子时间段；
步骤3，实时测量各测点处的蒸汽温度，并统计对应测点处各子时间段内的最大蒸汽温度值；
步骤4，将各子时间段内的最大蒸汽温度值进行比较，获得整个预警时间段内的最大蒸汽温度值；
步骤5，将所述预警时间段内的最大蒸汽温度值与对应测点处的当前蒸汽温度值进行比较，得到所述预警时间段内对应测点处的蒸汽温度变化值；
步骤6，如果所述预警时间段内的蒸汽温度变化值超过预警停机保护限值，则结合对蒸汽温度测点的质量判断，发出蒸汽温度快速下降保护信号；
步骤7，当发出蒸汽温度快速下降保护信号的测点数量超过设定数量时，输出跳闸保护信号，火电机组跳闸停机。


2.根据权利要求1所述的预警控制方法，其特征在于，设置多个等级的报警限值，所述报警限值小于预警停机保护限值，针对所述蒸汽温度变化值超过不同等级的报警限值发出不同的报警信号，提醒运行人员根据不同等级的异常工况进行检查调整。


3.根据权利要求1所述的预警控制方法，其特征在于，步骤3通过时间内最大值模块实现逻辑组态，时间内最大值模块包括一个开关量输入管脚和模拟量输入管脚，以及一个模拟量输出管脚，其中，模拟输入管脚接蒸汽温度实时测量值，开关量输入管脚接循环采样时刻位于对应子时间段内的开关信号，具体逻辑组态的方法为：
a)当开关量输入信号为假时，不进行模拟量的最大值统计，对模拟量输出信号进行闭锁；
b)当开关量输入信号为真时，将模拟量输入信号与模拟量输出信号进行比较，将二者中较高的值作为新的输出；
c)当开关量输入信号为真瞬间，发出一个逻辑扫描周期的脉冲信号，将与模拟量输入信号进行比较的信号置为0，对时间内最大值模块进行初始化。


4.根据权利要求3所述的预警控制方法，其特征在于，步骤4通过多输入高值选择模块实现逻辑组态，多输入高值选择模块包括多个模拟量输入管脚，以及一个模拟量输出管脚，模拟量输入管脚接各子时间段统计的蒸汽温度最大值，具体逻辑组态方式为：
对从模拟量输入管脚输入的模拟量进行比较，得到最大值，并将该最大值从模拟量输出管脚输出。


5.根据权利要求4所述的预警控制方法，其特征在于，步骤6通过多个大于等于模块实现逻辑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坡，张江南，贺勇，任鹏凌，李冰，王震，唐耀华，王丹，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国网河南省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41