專利名稱：調(diào)節(jié)渦輪機的方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述調(diào)節(jié)渦輪機的方法和涉及一種按照權(quán)利要求7前序部分所述調(diào)節(jié)渦輪機的設備。
迄今在渦輪機調(diào)節(jié)中，亦即燃氣或蒸汽輪機的調(diào)節(jié)中，利用功率作為渦輪機調(diào)節(jié)的控制量。在這種情況下，由于某種原因錯誤地導致過低的功率值，可能引起朝提高的功率的方向的危險的調(diào)節(jié)運動，此時例如調(diào)節(jié)器鑒于錯誤的實際值與額定值的偏差，通過打開相應的調(diào)節(jié)機構(gòu)，例如輪機中的噴油閥或蒸汽輪機中的蒸汽閥，力圖調(diào)整此額定功率。當這種功率的提高超過渦輪機典型的額定功率時是特別危險的，并因而可能導致渦輪機的破壞。因此迄今在功率測量鏈中設一些冗余的裝置，它們應防止控制量錯誤的整體破壞。然而這些方案在儀器設備和組裝方面非常復雜和昂貴。
本發(fā)明試圖克服所有這些缺點。本發(fā)明的目的是提供一種方法和一種設備，它們提供如用于受控量的冗余的裝置相同的可靠性，但是費用要低得多。
此目的對于方法方面通過權(quán)利要求1特征部分所述的特征達到，對于設備方面通過權(quán)利要求7特征部分所述的特征達到。
下面借助于附圖
由作為舉例的實施形式的說明給出其它的特征和優(yōu)點。其中，附圖表示除一般的調(diào)節(jié)系統(tǒng)外按本發(fā)明附加需要的裝置線路圖。
圖中只表示了對理解本發(fā)明的重要的部分；具體而言，沒有表示調(diào)節(jié)系統(tǒng)中已知的和設有改變的部分。
在一種調(diào)節(jié)渦輪機的方法中，通常將一個特征信號，尤其是一個功率信號作為受控量輸入調(diào)節(jié)器。為了在由于在信號發(fā)生或信號傳輸方面的缺陷造成功率虛假的降低時不重新調(diào)整渦輪機，也就是說不進行提高功率的調(diào)節(jié)產(chǎn)因而不將功率調(diào)節(jié)到超過額定功率，取代迄今通常在功率測量鏈中設冗余的信號系統(tǒng)，而將功率信號與渦輪機系統(tǒng)中的其它一些決定功率的信號結(jié)合成一個信號組。信號組的這些信號在一個比較和計算單元中共同比較，在這些信號中進行所謂的最大值計算。也就是說確定此信號組的最大信號，并將它輸入調(diào)節(jié)器作為新的有效的功率信號(見圖)，因此以此為基礎調(diào)節(jié)渦輪機。作為此類決定功率的信號，例如對于燃氣輪機可最好至少采用下列信號中的兩個燃料量測量信號、規(guī)定的燃料調(diào)節(jié)閥位置的信號，壓縮機壓力信號、排氣溫度信號、進口導向葉片位置的信號、以及由上述信號的一種計算組合。對于蒸汽輪機，作為附加信號同樣最好采用下列信號中的兩個蒸汽調(diào)節(jié)閥位置的信號、透平前和透平后的蒸汽壓力信號、新汽溫度信號、以及由這些信號的一種計算組合。除正常的功率信號以外附加有用的上述與渦輪機功率相關(guān)的信號，計算上應作這樣的處理，即，使它們能提供一個可與正常的功率信號相比較的信號。這種處理措施也可以是帶通濾波或低通濾波，或也可以是信號延遲。尤其是將這些附加信號換算成功率并規(guī)定扣除量，所以極不可能在功率測量正常工作時這些附加信號會超過正常的功率信號。每一個被處理的決定功率的信號的這種扣除量，對于相關(guān)法的相關(guān)誤差而言是一個典型的量。因此，尤其可以保證信號組的每一個相關(guān)信號在正常工作條件下略小于功率信號。所以與從此信號組計算最大值相結(jié)合，保證在渦輪機和監(jiān)控設備正常工作時，調(diào)節(jié)渦輪機的始終是正常的功率信號。只是在由于在功率測量系統(tǒng)或其它重要裝置中的某種缺陷使此正常的功率信號偏離了相應于實際工作狀態(tài)的功率，尤其是向下偏離或完全失效的情況下，這些附加的信號才起作用。它們控制此渦輪機，直至在功率測量系統(tǒng)等中的故障能排除為此。因此可以避免在大多數(shù)情況下渦輪機的立即快速關(guān)閉，亦即設備的往往危險的緊急停車，這不僅避免了工作失效并因而交付費用，而且還保護了渦輪機。盡管冗余的功率測量系統(tǒng)也能達到此目的，但是與借助于附加的信號組的方案相比，制造和維護費用要昂貴得多。此外，這些附加的信號按恰當?shù)姆绞奖O(jiān)視其與功率相關(guān)的合理性，尤其是檢驗過低值。此類故障意味著降低了失效保護的安全性并可以顯示，以及一般可以在不中斷工作的情況下排除。只有全部信號失效才迫使渦輪機停車。然后每個被采用的信號對于安全性而言一個個均可單獨起防護極限的作用。對于燃氣輪機，本發(fā)明避免了由于功率信號錯誤導致功率用戶產(chǎn)生過高的溫度。
現(xiàn)參閱附圖，圖中按此方法調(diào)節(jié)渦輪機的設備有一個調(diào)節(jié)回路1，用于輸出控制渦輪機的控制信號，在調(diào)節(jié)回路1的上游連接檢查回路2，后者有一個比較和計算單元2.1，在此單元上除調(diào)節(jié)回路1的功率信號外還至少附加有另一個決定功率的信號，所施加的全部信號構(gòu)成一個信號組。比較和計算單元2.1由此信號組確定最大信號。它的輸出信號提供給調(diào)節(jié)回路1的調(diào)節(jié)器1.1作為輸入信號以代替直接的功率信號。此外，報警回路3連接在比較和計算單元2.1上，當不是功率信號而是信號組中的一個決定功率的信號是最大信號時，便有一個信號從比較和計算單元2.1提供給此報警回路，并將此信號進一步傳輸給調(diào)節(jié)器1.1.在此報警回路3本身上連接有報警或停機裝置，以便對渦輪機進行檢查或置于局部負荷或完全停機。這種檢查可以自動或手動進行。檢查回路2對每一個輸入的信號組的決定功率的信號各有一個相關(guān)裝置2.2.i。在這些裝置中將輸入的決定功率的信號為了與直接的功率信號比較進行計算處理。尤其是這種相關(guān)裝置2.2.i也可以是帶通濾波器和/或低通濾波器，以及有可能包含延遲環(huán)節(jié)。但也可能設唯一的一個相關(guān)裝置用于所有輸入的決定功率的信號，對于這樣一種配置，附加的相關(guān)信號的處理不是在時間上平行地進行，而是依次順序地和周期性地進行。在這種情況下，每一個信號按單獨的方法和按照針對此信號的特殊的準則和關(guān)系進行處理。
此外，為每個相關(guān)裝置2.2.i配設一個減法裝置2.3.i或與之組合在一起，在減法裝置2.3.i中從每個經(jīng)處理的決定功率的信號減去一個作為相關(guān)誤差的典型的量。因此在正常工作條件下信號組的每個相關(guān)信號略小于功率信號。此外還設有一個信號故障和合理性檢查裝置4，它監(jiān)視決定功率的信號的信號故障和/或與功率信號過低值的相關(guān)性是否合理。此合理性檢查裝置4可以連接在每一個相關(guān)裝置2.2.i上或連接在公共的相關(guān)裝置上。
檢查回路最好冗余地設在渦輪機上。檢查回路本身可以用于監(jiān)視信號故障，并在產(chǎn)生這些故障時按對附加信號中的故障同樣處理。這些故障可以顯示，而且一般無需在中斷工作的情況下排除。
顯然，可以借助于上述教導對本發(fā)明作出許多修改和變化。因此，不言而喻，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以與這里具體介紹的不同方式實施。
符號表1調(diào)節(jié)回路1.1 調(diào)節(jié)器2檢查回路2.1 計算單元2.2.i相關(guān)裝置2.3.i減法裝置3報警回路4合理性檢查裝置
權(quán)利要求
1.調(diào)節(jié)渦輪機的方法，其中，一個特征信號尤其是功率信號作為受控量輸入調(diào)節(jié)器，其特征為此功率信號與來自渦輪機系統(tǒng)的其它一些決定功率的信號一起在一個比較和計算單元中構(gòu)成一個信號組；此信號組的一些信號一起比較；在這種情況下進行這些信號中的最大值計算，并檢查此功率信號是否是最大信號；以及，將此信號組中的最大信號進一步傳輸給調(diào)節(jié)器。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為在并非功率信號而是信號組中一個決定功率的信號是最大信號并因而將它進一步傳輸給調(diào)節(jié)器的情況下觸發(fā)報警回路。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征為在觸發(fā)報警回路時，由報警回路起動渦輪機中的報警裝置或作保護性干預。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征為信號組中決定功率的信號在與功率信號比較前進行處理，以便能與功率信號比較。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征為從這些經(jīng)處理的決定功率的信號中減去一個分別對于此信號為典型的作為相關(guān)誤差的量，因此在正常工作條件下信號組的每個相關(guān)信號略小于此功率信號。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征為監(jiān)視這些決定功率信號的信號故障和/或與功率信號過低值的相關(guān)性是否合理。
7.用于按照權(quán)利要求1所述方法調(diào)節(jié)渦輪機的設備，有一個調(diào)節(jié)回路(1)，用于輸出渦輪機控制器的控制信號，其特征為在調(diào)節(jié)回路(1)上游連接一個檢查回路(2)，后者有一個比較和計算單元(2.1)，除了調(diào)節(jié)回路(1)的功率信號外附加地至少向比較和計算單元提供另一個決定功率的信號，在這種情況下提供的所有信號構(gòu)成一個信號組；比較和計算單元(2.1)由此信號組確定最大信號，并將它作為輸入信號傳輸給調(diào)節(jié)回路(1)的調(diào)節(jié)器(1.1)，以替代直接的功率信號。
8.按照權(quán)利要求7所述的設備，其特征為報警回路(3)與比較和計算單元(2.1)連接，當并非功率信號而是信號組中的一個決定功率的信號是最大信號時，從比較和計算單元(2.1)將一個信號傳輸給報警回路。
9.按照權(quán)利要求8所述的設備，其特征為報警回路(3)本身觸發(fā)報警裝置或停車裝置，以便檢查渦輪機或置于部分負荷或完全停車。
10.按照權(quán)利要求7或8之一所述的設備，其特征為檢查回路(2)對信號組每一個輸入的決定功率的信號各有一個相關(guān)裝置(2.2.i)，或有一個相關(guān)裝置用于所有輸入的決定功率的信號，在這些或這個相關(guān)裝置中，輸入的決定功率的信號為改善與直接的功率信號的比較而進行處理。
11.按照權(quán)利要求10所述的設備，其特征為為每個相關(guān)裝置(2.2.i)配設一個減法裝置(2.3.i)或每個相關(guān)裝置有一個減法裝置，在減法裝置中從每個經(jīng)處理的決定功率的信號減去一個作為相關(guān)誤差的典型的量，以便使信號組的每個相關(guān)信號在正常工作條件下略小于功率信號。
12.按照權(quán)利要求7至11之一所述的設備，其特征為設有一個信號故障和合理性檢查裝置(4)，它監(jiān)視決定功率的信號的信號故障和/或與功率信號過低值的相關(guān)性是否合理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)渦輪機的方法和裝置,其中,在正常情況下將一個特征信號尤其是功率信號作為受控量輸入調(diào)節(jié)器,然而此功率信號在一個比較和計算單元中與渦輪機系統(tǒng)的其它一些決定功率的信號一起構(gòu)成一個信號組,此信號組的一些信號一起比較。在這種情況下在比較和計算單元2.1中完成的這些信號中最大值的計算,得出了進一步傳輸給調(diào)節(jié)器1.1的受控量信號。此外,進行檢查,是否此功率信號是最大信號。
文檔編號F02C9/28GK1182826SQ9712248
公開日1998年5月27日 申請日期1997年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月15日
發(fā)明者H·維特斯丁 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司