一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法_4

文档序号:9473425阅读:来源:国知局
br>[0056]⑵、气体机缸温多方面多层次关联保护:单缸排温大于690°C时,延时5s,监控系统保护判断发出声光报警并延时判断确认后发出降功率指令,功率降到设定值后,延时10s,再次判断单缸排温是否小于690°C或者降到某温度值以下,如果否,则控制分闸,发出声光报警并关闭断气阀,紧急停机;如果是,则气体机发动机安全保护装置收回降功率信号,恢复正常运行。机组A、B列单列平均缸温大于660°C时,延时5s,(计算平均缸温时会排除传感器故障的因素),气体机发动机安全保护装置给功率管理装置发出降功率指令,功率降到功率管理装置设定值后,延时10s,再次判断单列平均缸温是否小于660°C或降到某温度值,如果否,分闸,声光报警并关闭K30流量阀,紧急停机;如果是,则气体机发动机监控装置收回降功率信号,恢复正常运行。单列增压空气压力多20KPa时,本列的单缸缸温高于本列的平均缸温100°c以上,延时5s,气体机发动机安全保护装置发出降功率信号,功率降到功率管理装置设定值后,延时10s,再次判断单缸排温是否高于单列平均缸温100°C及以上,如果是,分闸,发出声光报警并关闭K30流量阀,紧急停机;如果否,则气体机发动机监控装置收回降功率信号,恢复正常运行。单列增压空气压力多20KPa时,本列的单缸缸温低于本列的平均缸温100°C时,单缸点火可能失败,其他缸点火能量发生变化,易引起爆震,此时发出声光报警信号,提示巡检人员尽快排除故障。
[0057]其中,3、气体机发动机控制装置;下面,对气体机发动机控制装置的具体方法进行说明。
[0058]⑴、在点火系统中,处理模块可根据发动起动、空载、部分负载、满载等运行工况对点火提前角进行实时调整,控制燃气机组的起动、运行稳定性;
⑵、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值,通过外部设定固定空燃比设定值,实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速,负载等运行工况变化自动进行精确补偿,控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求;
⑶、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整,完成对气体机的调速;
⑷、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程,在燃烧室内产生高频压力震荡,输出爆震严重等级信息开关量信号,用于气体机报警或控制停车;
(5)、在点火系统中,处理模块可根据发动起动、空载、部分负载、满载等运行工况对点火提前角进行实时调整,控制燃气机组的起动、运行稳定性;
(6)、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值,通过外部设定固定空燃比设定值,实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速,负载等运行工况变化自动进行精确补偿,控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求;
(7)、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整,完成对气体机的调速;
⑶、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程,在燃烧室内产生高频压力震荡,输出爆震严重等级信息开关量信号,用于气体机报警或控制停车;爆震的控制主要从四个阶段进行保护控制:普通报警,当爆震控制器检测到敲缸频率出现异常时,达到设定的普通报警阶段时,控制器会发出报警信号,提醒巡检人员尽快采取有效措施,防止爆震级别进一步的上升;轻微爆震,若爆震程度由普通报警阶段升至轻微爆震阶段时,爆震控制器,发出声光报警,同时通过CAN总线与点火控制器进行联动,调整点火提前角,爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度,形成闭环保护,若爆震程度降低,则继续调整点火提前角,直到爆震消失,停止调整;若爆震程度上升,则进入降低负荷保护阶段;降低负荷,若爆震程度由轻微爆震阶段升至降低负荷阶段时,爆震控制器,发出声光报警,同时通过CAN总线与点空燃比控制器、气体机发动机安全保护装置进行联动,空燃比控制器会根据标定的MAP及PID对空燃比进行调整,气体机发动机安全保护装置发出降功率信号,爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度,形成闭环保护,若爆震程度降低,则继续调整空燃比、继续降功率直到爆震消失,停止调整;若爆震程度上升,则进入紧急停机保护阶段;紧急停机,若爆震程度经过点火提前角的调整、空燃比的调整、负荷的降载等一系列保护动作后,无明显降低时,爆震控制器给气体机发动机安全保护装置发出紧急停机信号,气体机发动机安全保护装置会立即控制机组分闸、紧急停机。防止爆震对发动机的严重破坏。
[0059]其中,4、气体机发动机辅助控制装置;垃圾填埋气体发动机辅助控制装置,主要分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置和冷却水系统温度自动控制装置。下面,对气体机发动机辅助控制装置的具体方法进行说明。
[0060]所述垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置:
(I)、在气体发动机停机备用状态下,本装置可自动定时控制电动滑油输送栗运转,为气体发动机主轴瓦、汽缸套等运动部件注入润滑油对其进行预润滑;
⑵、在气体发动机由运行状态转为停止状态后,本装置可自动控制电动滑油输送栗运转,对滑油进行强制循环,起到对机体内部主要运动部件降温的功能;
⑶、在气体发动机运行状态下,对本装置的自动滑油脱硫置换工作进行初始化,通过监控装置定时器自动投入运行,使滑油脱硫置换按照所需时间间隔断续的投入运行;当滑油脱硫置换投入运行的同时自动控制电动三通阀全部打开,使滑油全部经过滑油脱硫装置再回入气体发动机油底壳(气体机润滑油存储部位),滑油脱硫置换退出同时自动控制电动三通阀全部关闭,即滑油不经过滑油脱硫装置;
⑷、在气体发动机油底壳安装滑油液位低检测装置,判断滑油脱硫置换投入自动运行逻辑时滑油液位是否过低,若滑油液位低检测装置检测到滑油液位低,暂停滑油脱硫置换,气体发动机滑油液位低报警并通讯至远端提示操作人员检查,当滑油液位低检测装置检测到滑油液位恢复正常后滑油脱硫置换功能再次投入;
(5)、通过测量气体发动机入口滑油压力(进入气体发动机油底壳前的管路处压力),若气体发动机入口滑油压力低于压力设定值1,延时一定时间后,暂停滑油脱硫置换,气体发动机入口滑油压力低报警并通讯至远端提示操作人员,当气体发动机入口滑油压力高于压力设定值2,延时一定时间后,恢复滑油脱硫置换功能;
(6)、过测量气体发动机入口滑油流量(进入气体发动机油底壳前的管路处流量),若气体发动机入口滑油流量低于压力设定值1,延时一定时间后,暂停滑油脱硫置换,气体发动机入口滑油流量低报警并通讯至远端提示操作人员,当气体发动机入口滑油流量高于流量设定值2,延时一定时间后,恢复滑油脱硫置换功能。
[0061 ] 所述冷却水系统温度自动控制装置:
1、气体发动机冷却水温度上升过程的控制:
(I)、机组运行成功后,自动控制开启冷却水循环栗;
⑵、气体发动机冷却水温度检测装置实时检测气体发动机冷却水温度;
⑶、气体发动机冷却水温度低于温度设定值1,保持电动三通阀处于关闭状态,使发动机冷却水全部处于内循环状态,保证气体发动机冷却水温度可快速达到气体发动机高效运行所需温度;
⑷、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值1,自动开启电动三通阀的开启角度至总行程的30% ;
(5)、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值2,自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的60% ;
(6)、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值3,自动高增大电动三通阀的开启角度至总行程的100% ; (7)、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值4,自动起动一组冷却风机;
(8)、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值5,自动再起动一组冷却风机;
(9)、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值6,气体发动机冷却水温度高报警通讯至远端提示操作人员检查,同时降低机组50%的功率,延时一定时间后,若气体发动机冷却水温度仍高于温度设定值6,机组自动卸载所有功率并停机。
[0062]2、冷却水温度下降过程的控制:
⑴、机组正常运行,若气体发动机冷却水温度低于温度设定值5,自动停止一组冷却风机;
⑵、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值4,自动再停止一组冷却风机;
⑶、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值3,自动将电动三通阀的开启角度由总行程的100%降至60% ;
⑷、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值2,自动将电动三通阀的开启角度由总行程的60%降至30% ;
(5)、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值1,自动关闭电动三通阀;
(6)、当发动机停止运行,延时冷却,关闭循环水栗。
[0063](7)、通过测量气体发动机冷却水压力,若气体发动机冷却水压力低于压力设定值1,延时一定时间后,气体发动机冷却水压力低报警并通讯至远端提示操作人员;
(8)、若气体发动机冷却水压力低于压力设定值2,延时一定时间后,气体发动机冷却水压力过低报警并通讯至远端提示操作人员,同时自动卸载机组所有功率并停机。
[0064]其中,四、垃圾填埋气体发电机配电管理装置,垃圾填埋气体发电机配电管理装置由高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护等装置组成。
[0065]其中,1、高压输配电装置:
高压输配电装置对机组进线装置一次系统的具体方法进行说明:
(I)在高压输配电装置内,分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器,根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理,当监测两者之间的电流出现不平衡,差动继电器动作。测量互感器要求精度等级为0.5。
[0066](2 )在发电机出口端安装一组电压互感器(PT ),将1KV高压转换成可使用的工作电源,为二次回路供电,电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要,精度等级为0.2。
[0067]高压输配电装置对机组高压PT部分一次系统的具体方法进行说明:
(I)电压互感器按照星形接法连接,一次侧中性点接地,用于电压数据采集并起到继电保护的作用。
[0068](2)为设置母排带电指示灯,以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压,是提示性安全设置;
(3)为设置防雷装置,避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。
[0069]其中,高压输配电装置对机组总出线和用户侧进线部分一次系统的具体方法进行说明:
(I)在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器,用于零序电流的监测,当各相电流矢量和不等于零接地故障报警。
[0070](2)在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关,送电前拉开,检修时投入,避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故。
[0071](3)为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置,避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。
[0072](4)在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯,以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压,是提示性安全设置。
[0073](5)在总出线和用户侧进线端设置测量互感器,实时监测本段母线上的电流值。设置保护互感器,用于保护装置对电流监测。
[0074]低压输配电装置对总出线和用户侧进线的具体方法进行说明:
总出线,通过零序、测量和保护电流互感器,经低压空气断路器总分至用户各用电回路。用户侧进线,通过测量和保护互感器,经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源。
[0075]其中,3、辅助低压输配电:
低压辅助配电装置,包括机组设备低压配电电源供电控制,根据需求进行手动、自动控制至处理模块,对控制模块进行对应设备控制及运行、故障、报警指示。机组设备低压配电电源供电控制可手动和遥控控制打开或关闭。
[0076]其中,4、功率管理装置:
本发明提供了发电机组功率输出控制的两种方法,分别为设定恒定功率和功率均分; 设定恒定功率方法:
⑴机组功率管理装置选择处于设定恒定功率模式;
⑵功率管理控制器根据需要,通过远端计算机监控系统软件对应功率设定栏,填写输出功率目标值,计算机通过通讯传送给功率管理控制器;
⑶功率管理控制器根据功率目标值,监测发电机与负载端的电压,电流变化值,反馈计算当前功率值,通过实时对比,通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制;
⑷气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制,气体机组升速即发电输出功率增加;降速即发电输出功率减小;控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值。
[0077]功率均分方法:
⑴机组功率管理装置选择处于功率均分模式;
(2)功率管理控制器根据负载管理分配的机组应发出的功率额度。
[0078]⑶功率管理控制器进行在线电站数量识别且实时核实对比,将机组预发功率额度进行在线机组功率均分,将均分的功率目标值分别共享给在线机组功率管理控制器。
[0079]⑷功率管理控制器根据功率目标值,监测发电机与负载端的电压,电流变化值,反馈计算当前功率值,通过实时对比,通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进彳丁调速控制;
(5)气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制,气体机组升速即发电输出功率增加;降速即发电输出功率减小;控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值。
[0080]其中,5、电量综合保护装置:
电量综合保护装置进行简要说明:
垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护:1、采集模块采集发电机电流,2、处理模块对采集数据进行处理;3、当任一相发电机端保护电流与同相中性测保护电流矢量和不为零时,处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块,垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块,垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机停机装置实现停机;处理模块输出跳闸信号给控制模块,控制模块控制断路器跳闸;同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。
[0081 ] 垃圾填埋气体机组配电保护装置接地保护:1、机组运行状态下,采集模块对发电机零序电流进行监测。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当零序电流大于零序保护动作电流整定值且通过时间大于零序保护动作时间整定值时,处理模块输出报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。
[0082]垃圾填埋气体机组配电保护装置过流保护:1、机组运行状态下,采集模块对发电机端电流进行采集。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当电流大于过流保护动作电流整定值且通过时间大于过流保护动作时间整定值时,处理模块输出跳闸信号给控制模块,控制模块控制断路器跳闸;同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气
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