大型旋转机组自控安全保障技术应用.docx

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大型旋转机组自控安全保障技术应用

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论文导读：本文着重介绍汽轮发电机安全保障的自控措施，并对这几个方面进行较为详细的论述。

关键词：冗余技术，Redundancytechnique，网络network，通讯Communication

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前言：目前在热力汽轮发电机中广泛应用冗余技术，其特点是自控系统安全可靠，便于集中管理，本文重点从几个方面介绍汽轮发电机自控设备中冗余技术的安全措施：

1．冗余的控制系统配置

目前莱钢煤气-蒸汽联合循环发电工程自控系统采用ABB公司的AC800FR控制系统，过程站采用冗余的PM803总线控制器和分布式S800I/O，两个配置完全一样的AC800控制器可实现控制器1：1冗余，主备控制器之间可无扰动切换。每个控制器上都插有两个Ethernet网卡，第一个网卡用于连接系统网络（diginets），而第二个网卡彼此互连以形成专门的冗余通讯链接（diginetR）,确保主备控制器之间的冗余信息同步。一旦主控制器故障，备用控制器能迅速无扰的从主控制器中断点接替工作。

现场过程控制器AC800F、操作员站OS及工程师站ES之间的数据通讯由系统网络（diginets）来完成，采用标准的TCP/IP协议、RJ45通讯传输介质和网络拓扑布局，控制器上的第一个Etherent网卡提供控制器与系统网络（diginets）的通讯接口。工程师站上组态好的用户控制程序由diginets和第一个网卡下载至控制器的RAM中，Ethernet网卡的电池卡槽上装有RAM后备电池，可在控制器掉电时保持RAM中的用户控制程序实现上层工业以态网络通讯和下层Profibus现场总线的冗于，保障通讯数据传送的稳定安全性。

冗余的CPU过程站处理器，保证数据的正常采集、处理。冗余的网络通讯技术，信息数据得以畅通无阻。冗余的监控平台就象运行人员的两只眼睛，监控设备工况，使运行人员在第一时间内得到信息资料，及时处理故障，保障设备安全运行。

见图1

图1系统网络图

2．可靠的并联式不间断的冗余供电模式

电源作为设备的动力来源，是设备关键性因素。突发性系统供电中断将会直接导致计算机随机存储器中数据丢失，设备停机，造成无法挽回的损失。控制系统中引入不间断电源UPS，外来两段母线市电先经过UPS，再分路供给DCS系统及仪表器件。一方面可对输入电源起到稳压作用，另一方面当市电故障停电时UPS可在小于5ms时间间隔内利用蓄电池逆变自动切换至由UPS供电，根据所带负荷及UPS容量大小设计要求UPS至少能够提供半小时时间。市电恢复正常后，UPS自动切换市电供电模式，从而保障自动控制系统电源始终连续与稳定，彻底解决因电网波动或突发性失电损坏自控设备，影响设备的正常运行，造成无法挽回的损失。

两台不间断工装UPS电源，正常运行时同时工作，共同分担负荷。当其中任意一台故障时，另一台自动切换至主机状态，全带负荷。并联UPS的软件和硬件完全一致，其控制电缆形成闭环连接，保证自动控制系统稳定、持续的供电电源。

3．关键停机仪表设备参数采用模拟和数字信号相结合的冗余思路

汽轮发电机润滑油压力低低联锁停机参数灵活运用，保护机组工况安全运行。论文格式。论文格式。论文格式。润滑油压是否正常，作为汽机联锁停机的信号，采用了在润滑油进汽轮机轴承末端管道上安装了油压检测压力开关，其设定值均为30KPa，用于采集开关信号，优点抗干扰能力强，同一位置安装智能变送器提供模拟信号，优点精度高显示方便。二者在DCS系统中进行与逻辑关系，再通延时1秒钟判断，若二者同时低于设定值30KPa，证实润滑油管路润滑油压低，则保护机组停机，有效的消除了外界磁场干扰信号源的突发性。见图2：

图2逻辑图

汽轮发电机轴承润滑油温度采用外装双质热电阻，两模拟信号同时采集去DCS系统，并判断温度可能存在的误差，逻辑判断再发出停机指令。更有推力瓦温度选用内藏式热电阻，每个瓦块上安装四个相同热电阻信号采集，根据工艺要求灵活运用或四选二、或四选三，并进行温度断路或开路逻辑判断发出停机指令，大大提高了机组连续安全生产。

TSI轴系监测装置是一种面向汽轮发电机组的多通道监视保护系统，主要监视转子和汽缸的机械运行参数，如轴振动、轴向位移、胀差、转速等，输出的模拟信号至DCS系统显示、处理报警，输出的接点信号可用于停机保护。目前，应用最广泛，技术成熟的美国本特利公司生产的3500系列大型旋转机械监测装置。其重要的联锁停机信号采用双传感器进行数据采集，内部冗于判断数字量输出去DCS系统并在程序中判断，延时控制联锁停机，有效的消除了误信号造成不必要的停机。

结论：生产过程中冗余技术安全可靠、灵活多样的控制思

参考文献：1、《汽轮机设备运行》北京：中国电力出版社，1997

2、《热工自动控制技术问答》北京：中国电力出版社，