水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法和装置与流程

专利检索2026-06-08  0


本发明涉及水轮发电机领域,尤其是一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法和装置。


背景技术:

1、水轮发电机组的主轴密封一般分为工作密封和检修密封,其安装在水轮机水导轴承下方。其中,工作密封主要由滑动环、密封块、浮动环、支持环、调整装置以及供水装置组成;检修密封为空气围带密封,其主要由空气围带、检修密封座以及供、排气装置组成。检修密封投切一般采用手动操作方式,在机组停机后检修或者在需要时可投入使用,在机组旋转之前撤除围带。

2、一般主轴工作密封(主轴密封)供水有三路水源,主用水源为消防水,备用水源为清洁水和机组技术供水,备用水源经增压泵加压后达到使用要求。其中主用水源有独立的电动阀控制水路,两路备用水源共用一个电动阀控制水路,电动阀前端设计安装有手动检修阀门,进水通过三路主备冗余的过滤器后汇总进入主轴密封。目前主轴密封水系统中主轴密封水中断后大多时候靠人工判断停机,无法实现自动启动事故停机流程,一旦主轴密封水中断,极有可能造成顶盖水位持续上升,存在引发如水淹厂房等重大电力安全事故的风险,可能带来较大的设备损失及人员的重大伤亡。

3、目前,一般水电站水轮机主轴密封润滑供水中断时判断停机逻辑不完善,除了可能出现主轴密封水中断信号产生的不及时外,也可能引发主轴密封水中断信号的误动。主轴密封润滑供水中断信号误动将会引起水轮发电机组非计划停运,可能造成的设备损坏,同时将受到电网的非计划停运考核。

4、由此可知,如何确保主轴工作密封水中断信号告警的及时性和准确性,对确保水轮发电机组安全稳定的运行至关重要。


技术实现思路

1、本发明的发明目的在于:针对上述存在的全部或部分问题,提供一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法和装置,以解决目前主轴工作密封水中断信号产生的不及时和误动问题。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其包括:

4、水轮发电机组运行或备用中,采集监控直采主轴密封总管流量q,与配置的低流量报警值q1进行比较,得到第一比较信号;

5、水轮发电机组运行或备用中,采集监控直采主轴密封流量过低信号,与所述第一比较信号进行逻辑与运算,得到流量状态信号;所述监控直采主轴密封流量过低信号指示监控直采主轴密封总管流量q是否低于配置的流量过低动作值q2;

6、水轮发电机组运行或备用中,采集监控直采主轴密封总管压力p,与配置的低压力报警值p1进行比较,得到第二比较信号;

7、水轮发电机组运行或备用中,采集监控直采主轴密封压力过低信号,与所述第二比较信号进行逻辑与运算,得到压力状态信号;所述监控直采主轴密封压力过低信号指示监控直采主轴密封总管压力p是否低于配置的压力过低动作值p2;

8、水轮发电机组运行或备用中,分别获取机组lcu远方控制模型动作信号、机组主轴密封系统远方控制模式动作信号、机组主轴密封停机软压板投入信号,以及主轴密封水中断动作信号;将所述机组lcu远方控制模型动作信号、机组主轴密封系统远方控制模式动作信号、机组主轴密封停机软压板投入信号、主轴密封水中断动作信号、流量状态信号以及压力状态信号进行逻辑与运算,得到第一控制信号;

9、对所述第一控制信号进行两级延时判误,以第一级延时判误得到的动作信号作为主轴密封水中断报警信号,以第二级延时判误得到的动作信号作为停机标志信号,用以触发启动事故停机流程。

10、进一步的,对所述第一控制信号进行两级延时判误,包括:

11、在进行第一级延时判误时,对于所述第一控制信号中的每个上升沿,若该上升沿到之后最近的下降沿的时间在第一报警延时t1之内,则消除该上升沿到之后最近的下降沿的高电平信号;若该上升沿到之后最近的下降沿的时间超过第一报警延时t1,则将该上升沿向后移动第一报警延时t1的时长;将第一级延时判误得到的动作信号输入到第二级延时判误当中;

12、在进行第二级延时判误时,对于第一级延时判误得到的动作信号中的每个上升沿,若该上升沿到之后最近的下降沿的时间在第二报警延时t2之内,则消除该上升沿到之后最近的下降沿的高电平信号;若该上升沿到之后最近的下降沿的时间超过第一报警延时t2,则将该上升沿向后移动第一报警延时t2的时长。

13、进一步的,所述监控直采主轴密封总管流量q和/或监控直采主轴密封总管压力p在采集后通过4ma~20ma.dc信号制的方式进行传输上报。

14、进一步的,所述低流量报警值q1为6m³/h。

15、进一步的,所述低压力报警值p1为0.1mpa。

16、进一步的,所述第一报警延时t1为120s±10s,所述第二报警延时t2为45min±5min。

17、进一步的,所述监控直采主轴密封压力过低信号的采集动作为:通过在安装于主轴密封总管上的流量计本体上配置流量过低动作值q2,当流量计采集的监控直采主轴密封总管流量q低于该流量过低动作值q2时,由流量计上的无源节点输出监控直采主轴密封压力过低信号。

18、进一步的,所述监控直采主轴密封压力过低信号的采集动作为:通过在安装于主轴密封总管上压力开关上配置压力过低动作值p2,当监控直采主轴密封总管压力p低于该压力过低动作值p2时,由压力开关上的无源节点输出监控直采主轴密封压力过低信号。

19、进一步的,所述流量过低动作值q2低于所述低流量报警值q1。

20、一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警装置,其包括第一比较器、第二比较器、第一与门、第二与门、第三与门、第一ton延时模块和第二ton延时模块;其中:

21、所述第一比较器的输入引脚接入监控直采主轴密封总管流量q,所述第一比较器的基准引脚接入低流量报警值q1,所述第一比较器的输出引脚连接所述第一与门的一个输入引脚,所述第一比较器的输入引脚接入的值低于其基准引脚接入的值时,其输出引脚输出高电平;

22、所述第一与门通过另一个输入引脚接入监控直采主轴密封流量过低信号;所述第一与门的输出引脚连接所述第三与门的一个输入引脚;

23、所述第二比较器的输入引脚接入监控直采主轴密封总管压力p,所述第二比较器的基准引脚接入低压力报警值p1,所述第二比较器的输出引脚连接所述第二与门的一个输入引脚,所述第二比较器的输入引脚接入的值低于其基准引脚接入的值时,其输出引脚输出高电平;

24、所述第二与门通过另一个输入引脚接入监控直采主轴密封压力过低信号;所述第二与门的输出引脚连接所述第三与门的一个输入引脚;

25、所述第三与门通过四个输入引脚分别接入机组lcu远方控制模型动作信号、机组主轴密封系统远方控制模式动作信号、机组主轴密封停机软压板投入信号,以及主轴密封水中断动作信号;所述第三与门的输出引脚连接所述第一ton延时模块的in脚;

26、所述第一ton延时模块的pt脚接入第一报警延时t1,所述第一ton延时模块的q脚连接所述第二ton延时模块的in脚;所述第二ton延时模块的pt脚接入第二报警延时t2;从所述第一ton延时模块的q脚输出主轴密封水中断报警信号,从所述第二ton延时模块的q脚输出停机标志信号。

27、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

28、本发明充分利用程序条件来进行判断,通过科学合理的流程来执行水电机组主轴工作密封水中断停机保护的告警,以控制及时、准确地启动事故停机流程,一方面可以有效防范主轴工作密封水中断停机不及时可能引发的水淹厂房等事故的风险,另一方面消除单一信号出口或信号抖动导致水轮发电机组非计划停运潜在的隐患,而且大幅提高主轴工作密封水中断停机控制的可靠性、安全性和经济性。


技术特征:

1.一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,对所述第一控制信号进行两级延时判误,包括:

3.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述监控直采主轴密封总管流量q和/或监控直采主轴密封总管压力p在采集后通过4ma~20ma.dc信号制的方式进行传输上报。

4.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述低流量报警值q1为6m³/h。

5.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述低压力报警值p1为0.1mpa。

6.如权利要求2所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述第一报警延时t1为120s±10s,所述第二报警延时t2为45min±5min。

7.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述监控直采主轴密封压力过低信号的采集动作为:通过在安装于主轴密封总管上的流量计本体上配置流量过低动作值q2,当流量计采集的监控直采主轴密封总管流量q低于该流量过低动作值q2时,由流量计上的无源节点输出监控直采主轴密封压力过低信号。

8.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述监控直采主轴密封压力过低信号的采集动作为:通过在安装于主轴密封总管上压力开关上配置压力过低动作值p2,当监控直采主轴密封总管压力p低于该压力过低动作值p2时,由压力开关上的无源节点输出监控直采主轴密封压力过低信号。

9.如权利要求1所述的水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法,其特征在于,所述流量过低动作值q2低于所述低流量报警值q1。

10.一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警装置,其特征在于,包括第一比较器、第二比较器、第一与门、第二与门、第三与门、第一ton延时模块和第二ton延时模块;其中:


技术总结
本发明公开了一种水电机组主轴工作密封水中断停机保护告警方法和装置,涉及水轮发电机领域,用以解决事故停机中断不及时及误动问题。本发明将监控直采主轴密封总管流量与低流量报警值比较后,与监控直采主轴密封流量过低信号相与;将监控直采主轴密封总管压力与低压力报警值比较后,与监控直采主轴密封压力过低信号相与,两次相与的结果再和机组LCU远方控制模型动作信号、机组主轴密封系统远方控制模式动作信号、机组主轴密封停机软压板投入信号、主轴密封水中断动作信号相与,再将输出信号进行二级延时判误,得到停机标志信号。本发明能够及时、准确地启动事故停机流程,大幅提高主轴工作密封水中断停机控制的可靠性、安全性和经济性。

技术研发人员:汪林,李妮婷,田源泉,任刚,万鹏,王杰飞,刘超,王登贤,王义辉,李得菘
受保护的技术使用者:三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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