[发明专利]蒸汽轮机超速保护方法和系统

说明书

技术领域

本公开总体上涉及蒸汽轮机超速保护，并且更具体而言涉及在蒸汽轮机卸载事件情况下的超速控制。

背景技术

典型地，蒸汽轮机装备有跳闸系统，以确保蒸汽轮机速度不超过定义的超速值。能够伴随着蒸汽轮机卸载事件发生的超速可能是瞬时旋转速度峰值的结果，所述瞬时旋转速度峰值是由涡轮机的控制系统采取新的控制位置时动态系统延迟和控制系统滞后引起的。事件可以是诸如功率需求的突然下降之类的检测不到的负载脱落事件，或者也可以是诸如功率断路器打开之类的可检测到的事件。

电网代码(power grid codes)典型地预定义了限制标称速度之上操作的操作区间。通过将由负载脱落事件导致的预期超速加入到操作区间内的峰值速度，由此确定超速跳闸设置点。

伴随着卸载事件，发电厂通常优选地适于尽可能快地运转。由于在跳闸之后需要花费时间使蒸汽轮机运转，所以优选地限制跳闸的次数。

如果例如在叶片内发生内建(build-up)共振，则机器损坏也可能发生在最大转子设计速度之下。虽然仅在保持特定的系统具体速度时才典型地在叶片中发生内建损坏共振，并且因此在诸如卸载事件之类的瞬时超速事件期间通常不发生内建损坏共振，但是仍然优选使叶片暴露至正常操作区间之外的速度的情况最小化，以便减少潜在的叶片应力。

发明内容

本发明的目的是在达到临界超速之前，克服提供早期报警的蒸汽轮机超速控制系统的故障警报的问题。

一方面提供了一种用于产生蒸汽轮机超速控制系统的故障警报的方法。该方法包括提供具有控制阀的超速控制系统，所述超速控制系统被配置和定位成调节蒸汽轮机的速度，其中所述控制阀具有控制位置。该方法还包括监控所述控制阀的所述控制位置、检测减载事件、以及如果所述控制阀没有在从所述减载(deloading)事件开始的预定时间内达到预定控制位置，则产生控制系统故障警报。

在另一方面，所述减载事件是预定蒸汽轮机速度。在又一方面，所述预定时间为零。

在其中所述蒸汽轮机是发电厂的部件的另一方面，所述检测包括检测所述发电厂的功率断路器的打开。

另一方面包括一种具有控制阀的超速控制系统，所述超速控制系统被配置和定位成调节蒸汽轮机的速度，其中所述控制阀具有控制位置。所述超速控制系统还被配置成监控所述控制阀的所述控制位置、检测减载事件、以及如果所述控制阀没有在从所述减载事件开始的预定时间内达到预定控制位置，则产生控制系统故障警报。

结合附图，从下面以示例的方式示出的本发明的示范性实施例的描述中，本公开的其它方面和优点将变得显而易见。

附图说明

通过示例，在下文中参考附图更全面地描述了本公开的实施例，在附图中：

图1是包括示例性超速控制系统的示例性蒸汽发电厂的示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本公开的示例性实施例，其中在整个说明书中同样的附图标记用于表示同样的元件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述多个特定细节以提供对本公开的透彻理解。然而，可以在没有这些特定细节的情况下实践本公开，并且本公开不限于此处公开的示例性实施例。

图1示出了具有蒸汽轮机15的示例性发电厂10。发电厂10包括超速控制系统20的示例性实施例，所述超速控制系统20用于在正常和扰乱情况下防止或至少最小化蒸汽轮机15的超速。发电厂10可以包括具有发电机16的蒸汽轮机15。在发电机16和电网之间是断路器18。控制系统20具有控制器26以用于监控控制输入、计算控制参数并且分配这些控制参数，从而控制诸如控制阀22之类的控制元件。

示例性实施例提供了一种用于产生故障警报的方法，该故障警报提供蒸汽轮机超速控制系统20没有采取预期行动并且因此不能防止蒸汽轮机15超速的警报。将超速定义为在蒸汽轮机15的操作速度带或操作设计速度之上的蒸汽轮机轴速度。

示例性方法包括提供具有控制阀22的超速控制系统20，该超速控制系统20被配置和定位成调节蒸汽轮机15的速度。如图1中所示，这可以例如由位于对蒸汽轮机15的供料管线中的控制阀22来实现。在另一未示出的示例中，配置和定位是位于蒸汽轮机15的级间通风管路中的蒸汽轮机级间通风阀。

示例性方法还包括测量示例性控制阀22的控制位置。在示例性实施例中，监控涉及监控由控制器26产生的控制阀位置信号。在另一示例性实施例中，监控涉及通过使用已知的方法来监控控制阀22的实际控制位置。