[发明专利]涡轮控制系统

说明书

提供了一种涡轮控制系统，用于减少涡轮的速度的读数和响应于此来改变阀位置之间的响应时间。速度控制系统包括检测涡轮的速度的速度探测器和控制流入或流出涡轮的流体或气体的流动的涡轮阀。控制器从速度探测器接收速度信号，并向涡轮阀发送阀位置命令。控制器还向涡轮阀发送支持功能。控制器以比支持功能更快的速率发送阀位置命令。

背景技术

本发明大体上涉及涡轮机，并且更具体地涉及一种用于控制其中的阀的系统。

发电厂采用大型蒸汽涡轮发电。在蒸汽涡轮中，阀的快速控制可能特别有用。

附图说明

通过结合附图阅读以下描述，可以更充分地理解本发明，其中：

图1是涡轮控制系统的示意图。

图2是涡轮控制系统的另一示意图。

图3是示出控制器的快循环和慢循环以及与多个阀定位模块的通信的示意图。

图4是通过快循环被生成的位置分组的示意图。

图5是通过慢循环被生成的支持功能分组的示意图。

具体实施方式

优选实施例的一个方面涉及阀控制多播(multicasting)。涡轮控制系统需要来自其电子调速器的越来越快的响应时间，以便提供紧密的、响应的和安全的涡轮操作。电子调速器的响应时间通常被定义为从系统读取物理涡轮速度信号的时刻到物理伺服输出信号直接响应于速度输入信号的改变被调整的时刻的时间延迟。如图1中所示出，在调速器控制链中有几个影响总体调速器响应时间的元素。基本元素是：1)涡轮保护模块读取并调节速度输入信号(10)；2)通过I/O总线(12)将速度信号传输给主DCS控制器；3)在DCS控制器(包括速度PID)(14)内部执行控制逻辑；4)阀位置需求信号从DCS控制器通过I/O总线到阀定位器(16)的传输；以及5)在阀定位器内部执行阀定位功能并生成物理伺服输出信号(18)。

一些现有系统使用控制器来执行涉及阀控制的全部功能。除了控制器需要执行的其他功能之外，这还包括关键任务和非关键任务。然而，优选实施例分割了功能，以使得关键功能在快速任务中被执行或在I/O模块级别向下执行，以将执行时间大大减少至几毫秒。此外，不太关键的功能在较慢的任务中被执行，从而减轻了控制器的压力。

优选实施例的主要应用一般是发电厂处的大型蒸汽涡轮。该应用的使用比过去使用的传统控制提供了对多个蒸汽阀的快得多的控制。预期的改善约为10:1。附加地，需要更快控制阀的其他应用可以从优选实施例中受益。

调速器响应时间的延迟的最大原因是主DCS控制器内部的控制逻辑的执行，该延迟可能从几毫秒到几百毫秒变化。DCS控制器执行调速器功能，诸如速度控制、负载控制、保护、燃料控制和与I/O模块的通信接口。最后一个元件(与I/O模块的通信接口)可能在具有大量I/O且更具体地具有大量阀定位器I/O模块的系统中给DCS控制器带来非常大的负担。到阀定位器I/O模块的通信接口在每个实例中可能花费几毫秒，从而导致对于具有大量燃油阀的涡轮应用，控制器执行时间变慢，且调速器响应时间变慢，这代表了许多蒸汽和燃气涡轮。

优选实施例的一个优点是大大减少了DCS控制器中的执行时间。另一优点是减少了控制器中所需的逻辑量。另一优点是阀位置I/O模块内部的关键功能与非关键功能之间的区别。

除上文所描述的任何特征之外，如本文中所描述的发明还可以具有以下特征中的一个或多个。参照附图，示出了以下特征。