1.本实用新型属于燃气轮机技术领域,具体涉及一种防泄漏的燃气轮机阀门控制装置。
背景技术:
2.在燃气轮机关键技术中,燃气轮机的控制阀门显得尤为重要,燃气轮机通过控制阀控制进入燃气轮机的燃料量,实现燃气轮机升速,带负荷等不同工况。发生紧急工况时,控制阀需要立即切断燃气,以保障燃气轮机的安全。因燃气轮机控制阀的流通介质为天然气,若阀门密封不严发生泄漏,泄漏的天然气将对燃气轮机运行带来极大安全隐患,基于此燃气轮机控制阀在设计制造时对泄漏等级有着严格的要求,针对燃气轮机控制阀泄漏等级一般要求为ansi class
ꢀⅴ
级或更高的ⅵ级。
3.在现有技术中,燃气轮机控制阀在投运后,由阀门制造厂在燃气轮机停机检修期将阀门拆回返厂,进行阀门的泄漏检查。随着燃气轮机的运行,阀门频繁动作,阀门密封面的老化,密封面存在颗粒物等诸多因素,控制阀可能密封不严,而此时燃气轮机并不处于停机检修期,无有效手段检测阀门的气密性,若此时因阀门密封不严,燃气轮启动运行时发生燃气泄漏,将给燃气轮机的运行带来极大安全隐患。
技术实现要素:
4.本实用新型的目的在于克服现有燃气轮机控制阀门在实际运行中无有效手段检测阀门的气密性,可能存在阀门密封不严的情况,给燃气轮机运行带来安全隐患,提供了一种防泄漏的燃气轮机阀门控制装置,通过该装置能够实现燃气轮机控制阀门的在线气密性检测,在检测通过的情况下才启动运行燃气轮机,为燃气轮机安全运行提供了可靠的保障。
5.为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
6.一种防泄漏的燃气轮机阀门控制装置,其特征在于:包括控制器、燃气关断阀组、燃气压力阀组、燃气流量阀组、燃气排放阀和压力变送器,所述燃气关断阀组、燃气压力阀组和燃气流量阀组依次连接,所述燃气关断阀组包括多个通过管道依次串联连接的燃气关断阀,所述燃气排放阀分别连接在各燃气关断阀的出气端和燃气压力阀组的出气端,所述压力变送器分别连接在各燃气排放阀的进气端,所述控制器分别与燃气关断阀、燃气压力阀组、燃气排放阀和压力变送器连接。
7.所述燃气关断阀组包括燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c,所述燃气排放阀包括燃气排放阀a、燃气排放阀b、燃气排放阀c和燃气排放阀d,所述压力变送器的数量为四个;其中,燃气排放阀a、燃气排放阀b和燃气排放阀c分别连接在燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c的出气端,燃气排放阀d连接在燃气压力阀组的出气端,四个压力变送器分别连接在燃气排放阀a、燃气排放阀b、燃气排放阀c和燃气排放阀d的进气端。
8.所述燃气压力阀组包括并联设置的燃气压力阀a和燃气压力阀b。
9.所述燃气流量阀组包括并联设置的燃气流量阀a、燃气流量阀b和燃气先导流量
阀。
10.采用上述技术方案,本实用新型的有益技术效果是:
11.1、本实用新型采用控制器、燃气关断阀组、燃气压力阀组、燃气流量阀组、燃气排放阀和压力变送器构成的阀门控制装置,能够在启动燃气轮机之前对各控制阀门进行气密性检测,且检测方式既可分段检测,也可整体检测,检测功能冗余配置,为燃气轮机的安全运行提供了可靠保障。另外,本实用新型在检测阀门气密性的同时,还同时完成了阀门动作指令与位置反馈信号的检查,检测方法具备双重功能。
12.2、本实用新型的气密性检测功能可由控制器按顺序自动完成,具有检测结果准确、自动化程度高的优点。
13.3、本实用新型检测用压力变送器选型为高精度,快速响应型,具备防爆功能,提高在线检测的可靠性。
14.4、本实用新型采用监测压力的方式检测气密性,通用性强、无损检测。
附图说明
15.图1为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(1);
16.图2为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(2);
17.图3为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(3);
18.图4为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(4);
19.图5为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(5);
20.图6为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(6);
21.图7为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(7);
22.图8为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(8);
23.图9为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(9);
24.图10为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(10);
25.图11为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(11);
26.图12为本实用新型在线检测阀门气密性时各阀门的状态示意图(12)。
具体实施方式
27.本实用新型公开了一种防泄漏的燃气轮机阀门控制装置,该装置能够实现燃气轮机控制阀门的在线气密性检测,以便于在阀门的气密性检测通过后才启动运行燃气轮机,为燃气轮机安全运行提供可靠的保障。具体的,该装置包括控制器、燃气关断阀组、燃气压力阀组、燃气流量阀组、燃气排放阀和压力变送器,所述燃气关断阀组、燃气压力阀组和燃气流量阀组依次连接,所述燃气关断阀组包括多个通过管道依次串联连接的燃气关断阀,所述燃气排放阀分别连接在各燃气关断阀的出气端和燃气压力阀组的出气端,所述压力变送器分别连接在各燃气排放阀的进气端,所述控制器分别与燃气关断阀、燃气压力阀组、燃气排放阀和压力变送器连接。所述燃气关断阀用于紧急工况下切断燃料,所述燃气排放阀用于燃气轮机停机时将管道中残留的天然气排空,所述燃气压力阀组用于控制进入燃气轮机的天然气压力,所述燃气流量阀组用于控制进入燃气轮机的天然气流量。
28.本实用新型还对控制器、燃气关断阀组、燃气压力阀组、燃气流量阀组、燃气排放
阀和压力变送器作了进一步说明,如下:
29.所述控制器为该装置的核心部件,控制器为东方电气自动控制工程有限公司自主品牌,型号为d-dpu01。控制器内预设现有常规控制程序,所有阀门的自动开闭及气密性的在线检测均通过预设在控制器中的控制程序实现。
30.所述燃气关断阀组包括多个燃气关断阀,燃气关断阀为液动阀门,编码为mbp01-aa704、mbp02-aa701、mbp02-aa703。所述燃气关断阀的数量优选为三个,分别为燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c。设置三个燃气关断阀的原因在于,一方面能够避免装置的结构复杂及成本上升,另一方面也已经能够对各阀门的气密性实现有效检测。
31.所述燃气排放阀为液动阀门,编码为mbp01-aa706、mbp02-aa702、mbp02-aa705、mbp02-aa706。所述燃气排放阀的数量优选为四个,分别为燃气排放阀a、燃气排放阀b、燃气排放阀c和燃气排放阀d,该四个燃气排放阀用于分别排气。
32.所述压力变送器为横河防爆、高精度系列,型号为eja430e-jbs5g-717dd/nf2/d1/hac,所述压力变送器的数量优选为四个,该四个压力变送器用于检测压力,进而判断阀门的气密性是否完好。
33.所述燃气压力阀组包括两个燃气压力阀,两个燃气压力阀分别为燃气压力阀a和燃气压力阀b,燃气压力阀a和燃气压力阀b并联设置在燃气关断阀组和燃气流量阀组之间。所述燃气压力阀的编码为:mbp02-aa711和mbp02-aa712。
34.所述燃气流量阀组包括三个燃气流量阀,三个燃气流量分别为燃气流量阀a、燃气流量阀b和燃气先导流量阀,燃气流量阀a、燃气流量阀b和燃气先导流量阀并联连接在燃气压力阀组的出气端。所述燃气流量阀a、燃气流量阀b和燃气先导流量阀的编码为mbp02-aa713、mbp02-aa723和mbp02-aa733。
35.进一步的,所述燃气排放阀a、燃气排放阀b和燃气排放阀c分别连接在燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c的出气端,所述燃气排放阀d连接在燃气压力阀组的出气端,四个压力变送器分别连接在燃气排放阀a、燃气排放阀b、燃气排放阀c和燃气排放阀d的进气端。
36.下面申请人结合附图对本实用新型的在线检测流程进行清楚、完整的说明,为了便于描述,本实用新型设定控制器为tcs,设定四个压力变送器分别为pt1、pt2、pt3和pt4,如下:
37.如图1所示,燃气轮机处于准备启动的状态。在所有燃气排放阀关闭的情况下,天然气依次经过燃气关断阀a、燃气关断阀b、燃气关断阀c、燃气压力阀和燃气流量阀进入燃气轮机做功。检测分为四段进行,采用顺序控制的方式。燃气轮机停机时,燃气关断阀a、燃气关断阀b、燃气关断阀c、燃气压力阀a、燃气压力阀b、燃气流量阀a、燃气流量阀b和燃气先导流量阀处于关闭位置,燃气排放阀a、燃气排放阀b、燃气排放阀c和燃气排放阀d处于打开位置,压力变送器数值pt1=pt2=pt3=pt4=0。
38.如图2所示,在燃气轮机启动之前,先进行第一段气密性检测,用于检测燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气排放阀a的气密性。控制器给燃气排放阀a发出关闭指令,燃气排放阀a执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,执行关闭的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。
39.如图3所示,在完成燃气排放阀a关闭后,控制器给燃气关断阀a发出开启指令,燃
气关断阀a执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气关断阀a打开后,压力变送器pt1检测管道内的压力与天然气供气压力相通,压力变送器pt1的数值上升至天然气供气压力,即压力变送器pt1=供气压力。若压力变送器pt1的数值未达到天然气供气压力,控制器报警,并中止检测。
40.如图4所示,在压力变送器pt1的数值达到供气压力后,控制器给燃气关断阀a发出关闭指令,燃气关断阀a执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,执行关闭的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气关断阀a关闭后,监控压力变送器pt1的压力数值,如果在预定时间以内,压力变送器pt1的数值下降到某定值,控制器发出报警,中止检测。若压力变送器pt1的压力在预定的时间段以内没有下降,则完成燃气关断阀a、燃气关断阀b和燃气排放阀a的气密性检测,继续执行第二段气密性检测。
41.如图5所示,进行第二段气密性检测,用于检测燃气关断阀c和燃气排放阀b的气密性。控制器给燃气排放阀b发出关闭指令,燃气排放阀b执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,执行关闭的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。
42.如图6所示,在完成燃气排放阀b关闭后,控制器给燃气关断阀b发出开启指令,燃气关断阀b执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气关断阀b打开后,压力变送器pt2检测的管道与压力变送器pt1检测的管道相通,压力变送器pt2的数值上升至与压力变送器pt1相同,即pt2=pt1,否则,控制器报警,并中止检测。在pt2=pt1时,监控压力变送器pt2的压力数值,如果在预定时间以内,压力变送器pt2的数值下降到某定值,控制器发出报警,中止检测。若压力变送器pt2的压力在预定的时间段以内没有下降,则完成燃气关断阀c和燃气排放阀b的气密性检测,继续执行第三段气密性检测。
43.如图7所示,进行第三段气密性检测,用于检测燃气压力阀a、燃气压力阀b和燃气排放阀c的气密性。控制器给燃气排放阀c发出关闭指令,燃气排放阀c执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,执行关闭的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。在完成燃气排放阀c关闭后,控制器给燃气关断阀c发出开启指令,燃气关断阀c执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气关断阀c打开后,压力变送器pt3检测的管道与压力变送器pt1、压力变送器pt2检测的管道相通,压力变送器pt3的数值上升至与压力变送器pt1和压力变送器pt2相同,即pt3=pt2=pt1,否则,控制器报警,并中止检测。在pt3=pt2=pt1时,监控压力变送器pt3的压力数值,如果在预定时间以内,压力变送器pt3的数值下降到某定值,控制器发出报警,中止检测。若压力变送器pt3的压力在预定的时间段以内没有下降,则完成燃气压力阀a、燃气压力阀b和燃气排放阀c的气密性检测,继续执行第四段气密性检测。
44.如图8所示,进行第四段气密性检测,用于检测燃气流量阀a、燃气流量阀b、燃气先导流量阀和燃气排放阀d的气密性。控制器给燃气排放阀d发出关闭指令,燃气排放阀d执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,执行关闭的时间在1秒以内,控制器继续
执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。在完成燃气排放阀d关闭后,控制器给燃气压力阀a发出开启指令,燃气压力阀a执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,执行开启的时间在2秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气压力阀a打开后,压力变送器pt4检测的管道与压力变送器pt1、压力变送器pt2、压力变送器pt3检测的管道相通,压力变送器pt4的数值上升至与压力变送器pt1、压力变送器pt2和压力变送器pt3相同,即pt4=pt3=pt2=pt1,否则,控制器报警,并中止检测。在pt4=pt3=pt2=pt1时,监控压力变送器pt4的压力数值,如果在预定时间以内,压力变送器pt4的数值下降到某定值,控制器发出报警,中止检测。若压力变送器pt4的压力在预定的时间段以内没有下降,则完成燃气流量阀a、燃气流量阀b、燃气先导流量阀和燃气排放阀d气密性检测,继续执行整体检测。
45.如图9所示,控制器给燃气压力阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c发出关闭指令,燃气压力阀a、燃气关断阀b和燃气关断阀c执行关闭动作,并将关闭位置状态信号反馈给控制器,其中燃气关断阀b和燃气关断阀c执行关闭的时间在1秒以内,燃气压力阀a执行关闭的时间在2秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。在所有阀门都关闭状态下,pt4=pt3=pt2=pt1,如果在预定时间以内,压力变送器pt1、压力变送器pt2、压力变送器pt3和压力变送器pt4的数值出现差异,控制器发出报警,中止检测。若pt4=pt3=pt2=pt1,则完成全部阀门整体气密性检测,继续执行恢复程序。
46.如图10所示,在所有阀门都关闭的状态下,控制器给燃气排放阀d发出开启指令,燃气排放阀d执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,燃气排放阀d执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气排放阀d打开时,pt4=0,pt3=pt2=pt1=供气压力,如果在预定时间以内,压力变送器pt4数值未下降到0,控制器发出报警,中止检测。pt4=0,pt3=pt2=pt1=供气压力,继续执行恢复程序。
47.如图11所示,控制器给燃气排放阀c发出开启指令,燃气排放阀c执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,燃气排放阀c执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气排放阀c打开时,pt4=pt3=0,pt2=pt1=供气压力,如果在预定时间以内,压力变送器pt3数值未下降到0,控制器发出报警,中止检测。pt4=pt3=0,pt2=pt1=供气压力,继续执行恢复程序。
48.如图12所示,控制器给燃气排放阀b发出开启指令,燃气排放阀b执行开启动作,并将打开位置状态信号反馈给控制器,燃气排放阀b执行开启的时间在1秒以内,控制器继续执行下一步流程,否则,控制器发出报警,中止检测。燃气排放阀b打开时,pt4=pt3=pt2=0,pt1=供气压力,如果在预定时间以内,压力变送器pt2数值未下降到0,控制器发出报警,中止检测。pt4=pt3=pt2=0,pt1=供气压力,所有阀门的气密性检测全部完成。
49.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,本说明书中所公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换;所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以任何方式组合。