一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统的制作方法

1.本发明涉及燃气轮机叶片通道温度技术领域，具体为一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统。


背景技术：

2.三菱f型燃气轮机排气温度系统包含20个叶片通道温度热电偶。每个热电偶通过测量叶片通道温度，然后将其温度值传输到tcs、dcs系统，在tcs系统内经过不同的逻辑组态运算，从而实现燃机叶片通道温度的报警、自动停机、保护等重要功能。因此，燃机叶片通道温度(英文简称bpt)是监测和保护燃机安全运行的重要参数。
3.三菱f型燃气轮机在机组运行、启动和停机操作过程中，时刻需要对bpt偏差进行监视，在目前的机组监视画面中，对于燃气轮机bpt测点和排气温度测点只进行了简单的数据测量和表格绘制，不能更加直观的反映出bpt偏差大值对于报警值、自动停机值、跳闸值还差多少。往往在操作较多且较忙时，会因注意不及时而导致机组bpt偏差大发现较晚，延误机组事故处理时间。因此设计一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统是十分有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统，以解决上述背景技术中的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统，包括bpt偏差大报警值确定模块、bpt偏差大自动停机值确定模块、bpt偏差大跳闸值确定模块、数据收集模块、分散控制系统模块和监视图表显示模块，所述bpt偏差大报警值确定模块包括燃机负荷确定单元、预报警设定值运算单元和预报警设定值输出单元；所述bpt偏差大自动停机值确定模块包括bpt偏差大自动停机设定值运算单元、bpt偏差大自动停机设定值输出单元和第一条件满足判断单元；所述bpt偏差大跳闸值确定模块包括第二条件满足判断单元、bpt实时值变化报警单元、bpt偏差和趋势变窄判断单元和bpt实时值与bpt平均值之差变化速率计算单元；
7.所述bpt偏差大报警值确定模块、所述bpt偏差大自动停机值确定模块和所述bpt偏差大跳闸值确定模块的输出端均与所述数据收集模块的输入端电性连接，所述数据收集模块的输出端与所述分散控制系统模块的输入端电性连接，所述分散控制系统模块包括bpt相关数值实时显示单元、bpt相关数值实时监控单元和监视图表绘制单元，所述分散控制系统模块的输出端与所述监视图表显示模块的输入端电性连接。
8.作为本发明进一步的方案：所述bpt偏差大报警值确定模块、bpt偏差大自动停机值确定模块和所述bpt偏差大跳闸值确定模块的输入端均与偏差收窄模式开关模块的输出端电性连接。
9.作为本发明进一步的方案：所述bpt偏差大跳闸值确定模块的输入端还与趋势收
窄模式开关模块的输出端电性连接，且所述偏差收窄模式开关模块和所述趋势收窄模式开关模块的开关状态均分别为燃气轮机并网和未并网状态；所述bpt偏差大报警值确定模块、所述bpt偏差大自动停机值确定模块和所述bpt偏差大跳闸值确定模块的输出端还与所述延时模块的输入端电性连接。
10.作为本发明进一步的方案：所述bpt偏差大报警值确定模块和所述bpt偏差大自动停机值确定模块的输入端还与bpt平均值计算模块和燃机负荷比较模块的输出端电性连接，且所述bpt平均值计算模块的输出端与所述燃机负荷比较模块的输入端电性连接；所述bpt平均值计算模块为除去最大值和最小值的叶片通道温度之和除以剩余叶片通道温度值的个数；所述燃机负荷比较模块为燃机负荷与固定低值和固定高值的比较。
11.作为本发明进一步的方案：所述bpt偏差大自动停机值确定模块和所述bpt偏差大跳闸值确定模块的输入端和bpt实时值与bpt平均值差值计算模块的输出端连接。
12.作为本发明进一步的方案：所述第一条件满足判断单元的条件为：bpt偏差收窄模式下同时满足以下条件：该叶片通道温度为好点，且与平均值的差值超出“bpt偏差大自动停机高限或低限设定值”，延时，且是好质量进一步延时。
13.作为本发明进一步的方案：所述第二条件满足判断单元包括以下条件：
14.1)条件a：收窄模式下，bpt变化大报警指令；
15.2)条件b：在bpt偏差变窄方式下，该bpt与bpt平均值之差大于以负荷为变量的函数值，延时，且该叶片通道温度是好质量进一步延时；
16.3)条件c：以下任一条件满足时：
17.a.在bpt偏差变窄方式下，bpt与bpt平均值之差在一定范围内，延时，且该叶片通道温度是好质量进一步延时；
18.b.在bpt趋势变窄方式下，bpt与bpt平均值之差变化速率在一定范围内，延时，且该叶片通道温度是好质量进一步延时；动作后下降沿为固定时间；
19.c.在bpt偏差变窄方式下，bpt与bpt平均值之差在一定范围内，延时，且该叶片通道温度是好质量，进一步延时；
20.d.在bpt趋势变窄方式下，bpt与bpt平均值之差变化速率在一定范围内，延时，且该叶片通道温度是好质量，进一步延时；动作后下降沿为固定时间。
21.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
22.1、简单可靠，极大方便了运行人员对于bpt偏差大的监视，可以很直观的看到bpt偏差大数值和报警值、自动停机值、跳闸值的差距多少，不需要再去查逻辑去查看各个限制值。
23.2、不需要实际的工程系统布置，改造成本低。
24.3、该方案将各个燃机负荷阶段bpt偏差的报警值、自动停机值、跳闸值用曲线形式绘制在一个图表中，对于燃机不同负荷下，其bpt偏差的各种限制值清晰直观可见，避免运行人员出现误操作。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
26.图1是本发明的系统组成示意图；
27.图2是本发明的bpt偏差大报警值确定模块组成示意图；
28.图3是本发明的bpt偏差大自动停机值确定模块组成示意图；
29.图4是本发明的bpt偏差大跳闸值确定模块组成示意图；
30.图5是本发明的分散控制系统模块组成示意图；
31.图6是本发明的实施例中bpt数值图表的示意图。
32.图中：1、bpt偏差大报警值确定模块；2、bpt偏差大自动停机值确定模块；3、bpt偏差大跳闸值确定模块；4、数据收集模块；5、分散控制系统模块；6、监视图表显示模块；7、bpt实时值与bpt平均值差值计算模块；8、偏差收窄模式开关模块；9、趋势收窄模式开关模块；10、延时模块；11、bpt平均值计算模块；12、燃机负荷比较模块；101、燃机负荷确定单元；102、预报警设定值运算单元；103、预报警设定值输出单元；201、bpt偏差大自动停机设定值运算单元；202、bpt偏差大自动停机设定值输出单元；203、第一条件满足判断单元；301、第二条件满足判断单元；302、bpt实时值变化报警单元；303、bpt偏差和趋势变窄判断单元；304、bpt实时值与bpt平均值之差变化速率计算单元；501、bpt相关数值实时显示单元；502、bpt相关数值实时监控单元；503、监视图表绘制单元；
①
、当前负荷下bpt偏差最大值；
②
、当前负荷下bpt偏差最小值；
③
、bpt偏差大跳闸高限值；
④
、bpt偏差大自动停机高限值；
⑤
、bpt偏差大报警高限值；
⑥
、bpt偏差大报警低限值；
⑦
、bpt偏差大自动停机低限值；
⑧
、bpt偏差大跳闸低限值。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种燃气轮机叶片通道温度偏差的可视化系统，以#1叶片通道温度为例，包括如下步骤：
35.步骤s1：通过bpt偏差大报警值确定模块1确定燃机叶片通道温度的偏差大报警值，包括以下步骤：
36.1)通过偏差收窄模式开关模块8使得在燃机bpt偏差收窄模式下，根据燃机负荷确定单元101确定燃机负荷，经过预报警设定值运算单元102的函数运算，预报警设定值输出单元103输出预报警高、低设定值。其中，通过燃机负荷比较模块12进行比较：燃机负荷小于95mw，输出函数为高设定值40℃和低设定值-40℃；燃机负荷大于95mw且小于190mw，输出函数为线性函数值fx01、fx02，函数关系如下表1；燃机负荷大于190mw，输出函数为高设定值20℃和低设定值-30℃；
37.2)通过偏差收窄模式开关模块8使得燃机bpt偏差未在收窄模式下，利用预报警设定值输出单元103输出燃机bpt偏差大预报警高、低设定值为固定值60℃和-60℃；
38.步骤s2：通过bpt偏差大自动停机值确定模块2确定燃机bpt的偏差大自动停机值，包括以下步骤：
39.1)通过偏差收窄模式开关模块8和第一条件满足判断单元203使得燃机bpt偏差收
窄模式下同时满足以下条件：该叶片通道温度(#1)为好点，且与平均值的差值超出“bpt偏差大自动停机高限或低限设定值”，通过延时模块10延时30秒，且是好质量延时300秒，燃机bpt的平均值为除去最大值和最小值的1-20叶片通道温度之和除以18；
40.2)其中“bpt偏差大自动停机高限或低限值”是以负荷为变量的函数计算值，其函数fx03、fx04如下表2，描述如下：燃机bpt偏差收窄模式下，根据燃机负荷经过bpt偏差大自动停机设定值运算单元201函数运算，bpt偏差大自动停机设定值输出单元202输出预报警高、低设定值。其中，通过燃机负荷比较模块12进行比较：燃机负荷小于95mw，输出函数为高设定值50℃和低设定值-50℃；燃机负荷大于95mw且小于190mw，输出函数为线性函数值；燃机负荷大于190mw，输出函数为高设定值25℃和低设定值-40℃；
41.步骤s3：通过bpt偏差大跳闸值确定模块3确定燃机bpt的偏差大跳闸值，利用第二条件满足判断单元301是否满足以下条件：
42.1)条件a：并网后，bpt变化大报警指令；
43.2)条件b：通过bpt偏差和趋势变窄判断单元303判断在bpt偏差变窄方式下，经由bpt实时值与bpt平均值差值计算模块7计算#1bpt与平均值之差大于以负荷为变量的函数值fx05，即30～60℃，或小于-60℃，通过延时模块10延时30秒，且该bpt是好质量，延时300秒；
44.3)条件c：以下任一条件满足时：
45.a.通过bpt偏差和趋势变窄判断单元303判断在bpt偏差变窄方式下，经由bpt实时值与bpt平均值差值计算模块7计算#20bpt与平均值之差大于20℃或小于-30℃，通过延时模块10延时30秒，且该叶片通道温度是好质量，延时300秒；
46.b.通过bpt偏差和趋势变窄判断单元303判断在bpt趋势变窄方式下，经由bpt实时值与bpt平均值之差变化速率计算单元304计算#20bpt与平均值之差变化速率大于1℃/min或小于-1℃/min，通过延时模块10延时12.5秒，且该叶片通道温度是好质量，延时300秒；动作后下降沿60秒；
47.c.通过bpt偏差和趋势变窄判断单元303判断在bpt偏差变窄方式下，经由bpt实时值与bpt平均值差值计算模块7计算#2bpt与平均值之差大于20℃或小于-30℃，通过延时模块10延时30秒，且该叶片通道温度是好质量，延时300秒；
48.d.通过bpt偏差和趋势变窄判断单元303判断在bpt趋势变窄方式下，经由bpt实时值与bpt平均值之差变化速率计算单元304计算#2bpt与平均值之差变化速率大于1℃/min或小于-1℃/min，通过延时模块10延时12.5秒，且该叶片通道温度是好质量，延时300秒；动作后下降沿60秒；
49.其中fx05函数关系如下表3：
50.步骤s4：通过数据收集模块4收集上述步骤中得出的数值，并经由分散控制系统模块5的监视图表绘制单元503绘制出绘制如下“图6”所示监视画面，
①
为当前负荷下bpt偏差最大值，
②
为当前负荷下bpt偏差最小值，bpt偏差最大、最小值为该bpt减去bpt平均值得出的最大、最小值，同时通过bpt相关数值实时显示单元501在
①
和
②
上标注上偏差数值，使得其距离报警、自动停机和跳闸数值多少情况更加清晰可视；
51.步骤s5：当bpt偏差大报警值超限时bpt实时值变化报警单元302提示运行人员加强监视，采取调整燃机负荷等措施使bpt偏差减小；当到达自动停机值时，运行人员无需进
行任何操作，燃机自动减负荷停机，从而保证燃机运行的安全；到达bpt偏差大跳闸值后，燃机自动跳闸，运行人员进行燃机跳闸后的事故处理，运行值班人员对于bpt偏差的运行情况一目了然。
52.其中，燃机bpt的平均值为除去最大值和最小值的1-20叶片通道温度之和除以18。
53.表1：
54.fx01fx02x1＝0.0,y1＝40.0x1＝0.0,y1＝-40.0x2＝95.0,y2＝40.0x2＝95.0,y2＝-40.0x3＝190.0,y3＝20.0x3＝190.0,y3＝-30.0x4＝450.0,y4＝20.0x4＝450.0,y4＝-30.0x5＝0.0,y5＝0.0x5＝0.0,y5＝0.0x6＝0.0,y6＝0.0x6＝0.0,y6＝0.0
55.表2：
56.fx03fx04x1＝0.0,y1＝50.0x1＝0.0,y1＝-50.0x2＝95.0,y2＝50.0x2＝95.0,y2＝-50.0x3＝190.0,y3＝25.0x3＝190.0,y3＝-40.0x4＝450.0,y4＝25.0x4＝450.0,y4＝-40.0x5＝0.0,y5＝0.0x5＝0.0,y5＝0.0x6＝0.0,y6＝0.0x6＝0.0,y6＝0.0
57.表3：
58.fx05x1＝0.0,y1＝60.0x2＝95.0,y2＝60.0x3＝190.0,y3＝30.0x4＝450.0,y4＝30.0x5＝0.0,y5＝0.0x6＝0.0,y6＝0.0
59.基于上述，本发明，所示的bpt图表改造简单可靠，不需要实际的工程系统布置，改造成本低，区别于目前bpt监视画面中只可以看到bpt偏差的最大值和最小值，导致距离其各个限制值没有直观的看到距离多少，往往会出现报警后才注意到bpt偏差，然后才能进行调整，本发明极大的方便运行人员日常的监盘操作，对于监视bpt偏差的各种情况一目了然，是一种可行性高且可靠的改造方案。
60.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
61.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。