PLC在燃气轮机滑油系统的应用
2018-03-13  来源:网络或本站原创

可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用,它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令,经过逻辑和算术运算,向控制装置发送指令,完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。

 

    可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用,它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令,经过逻辑和算术运算,向控制装置发送指令,完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。

    PLC可以对燃气轮发电机组的发动机转速、排气温度、负载以及发动机各系统的参数、状态进行控制和调节。例如,在滑油系统中,就可完成对压力、温度、液位等参数和滑油加热器、滑油冷动器、交直流滑油泵等状态的控制。本文只介绍对Taurus60燃气轮机滑油系统温度、压力控制的部分应用。

1Taurus60燃气轮机的滑油系统介绍

    Taurus60燃气轮滑油为燃气轮机轴承、发电机轴承和齿轮箱轴承提供润滑油,同时也为压气机可变导流叶片作动器、燃料作动器和放气活门作动器提供增压滑油,控制上述作动器的位置。
   
滑油系统中温度传感器RTD和压力传感器TP380的安装位置见图1
 

2PLC对滑油温度的控制

    PLC控制原理:Taurus60燃气轮机利用温度传感器RTD来控测滑油系统温度,并将其转换为相应的电信号经输入模块的光耦合、A/D转换,转换成数字信号,存储在内部存储器中,PLC扫描内部应用程序,读取数据,进行算术、逻辑运算,结果经输出模块转换输出控制执行机构动作,来达到上述控制目的。

    PLC控制目标:Taurus60燃气轮机滑油温度的控制主要目的如下:①在机组停机时,启动或停止滑油箱加热器;②在运行中若滑油系统温度过高,启动报警回路、停车回路,或发出声光报警或使燃气轮机紧急停车;③控制滑油系统的三个滑油散热器冷却风扇的启动、停止和转速,从而控制滑油系统的滑油温度,使其保持在规定的范围内。

    Taurus60燃气轮机组滑油温度传感器RTD共有两个,分别为滑油箱RTD(RT390)和滑油管RTD(RT380)。滑油箱RTD安装在滑油箱内,感受滑油箱滑油温度,当滑油箱滑油温度低于设定值(65)(18)时,PLC命令滑油箱加热器启动,给滑油加热;当滑油箱滑油温度达到设定值70(21)时,PLC命令滑油加热器停止运行。滑油管RTD安装在主滑油管上,感受系统滑油温度,当系统温度高于设定值160(71)时,启动报警回路报警;当系统温度再升高超过设定值165(74)时,启动燃气轮机紧急停车回路,燃气轮机停止运行。

    PLC还可控制滑油散热器的工作,当系统温度高于设定值100(38)时,PLC命令1#2#滑油散热器冷却风扇启动,给系统散热;当系统温度低于设定值90(32)时,PLC命令1#2#滑油散热器冷却风扇停止工作。1#2#滑油散热器风扇的工作是由PLC根据系统温度控制风扇变频器的输出,从而实现滑油冷却风扇的平稳调速,因此滑油温度的调节十分精确;当滑油温度超过140(60)启动3#散热器风扇,它是由继电器控制的。

    PLC控制过程:

    限于篇幅,我们仅以滑油温度高引起Taurus60滑油系统报警、停车以及3#滑油冷却器风扇的启动、停止为例来探讨一下PLC是如何实现对滑油温度的控制的。

    PLC是使用梯形语言进行控制的。

    (1)滑油温度高引起报警、停车的控制程序当滑油管温度高于160(71)将会出现滑油温度高报警,从而引起维护人员的注意;当滑油温度高于160(74)将会出现滑油温度高停车,以确保设备的安全。
   
    (2)3#
滑油冷却风扇启动/停止控制程序

    当滑油管温度高于100(38)或低于90(32),滑油冷却风扇开启或停止命令使能。具体的说,当高于100(38)或低于90(32)时滑油冷动风扇启动(或停止)命令通过输出模块输入.

    当滑油温度超过140(60)后,3#冷却风扇启动定时器控制电路回路动作(如图4)这时继电器K280-3线圈通电(或断电)其常开接点闭合(或断开),接触器K4983线圈通电(或断电),其常开接点闭合(或断开)接通(或断开)3#滑油冷却风扇。

    3、滑油压力控制

    PLC控制原理:滑油压力是通过滑油压力传感器TP380(以下简称TP380)、输入输出模块、PLC的运算等来实现的。TP380感受0690kPa范围内变化的滑油压力,将其转换为420mA的电流信号,输入输出模块将电流信号转换为供PLC识别的数字信号,PLC经过运算,将结果存储在标示为LUBEPRESS的地单元中,供程序调用。

    PLC控制目标Taurus60燃气机共有三套滑油泵,即主滑油泵、交流滑油泵、直流滑油泵。主滑油泵由燃气轮机驱动,提供燃气轮机、发电机的润滑滑油和控制作动器动作的增压滑油;交流滑油泵用于给燃气轮机、发电机提供运转前和动转后润滑,而且当主滑油压力低于设定值时紧急启动,以确保燃气轮机的正常运转;直流滑油泵作为交流滑油泵的备用泵,当交流滑油泵故障或燃气轮机发电站全站失电时,确保燃气轮机的润滑。

    当燃气轮机启动循环开始后,PLC首先对直流滑油泵进行试验,当直流泵P903压力达到4PSIPLC使得P903断电停转并启动交流滑油泵BP321工作,如果压力达到6PSIPLC允许燃气轮机运转,PLC启动前润滑定时器开始计时,燃气轮机必须以大于6PIS的压力进行运转前润滑30秒,滑油压力低于41PISPLC给出低滑油压力报警,若滑油压力低于25PSI,则启动不锁定快速停车。在燃气轮机稳定运转条件下,滑油压力的调节是由滑油压力温度控制组件完成的,但PLC始终监控着系统滑油压力的变化,并在不同状态下完成低滑油压力报警、启动交流滑油泵、启动不锁定快速停车等工作。当燃气机停止运行时,PLC检查直流泵工作,30秒计时器开始时允许滑油压力降至3PSI,定时器工作结束,重新接通交流滑油泵,运转后润滑开始。这些都是由PLC预先设定的控制程序完成。

    PLC根据燃气轮机不同的运行停车情况,编制了五种不同的运转后润滑方案供启用。

    PLC控制过程:

    这里我们只介绍滑油系统的压力计算和直流泵启动的命令程序。

    (1)滑油压力输入数据计算。
    (2)
直流滑油泵

    启动命令使能直流滑油泵是作为交流滑油泵的备用泵,当交流泵或者TP380故障时,直流滑油启动。

    4、结束语

    PLC对滑油系统控制是十分完备的,它的控制内容、项目也是十分复杂的。它不但能控制、显示滑油系统中的压力、温度,它还能设置压力、温度的极限值,一旦系统超越了这个极限值,可以给出报警信号或停止系统运行,确保设备安全;它还可以控制滑油箱加热器的工作,控制油箱液位的高低,并给出报警信号等。限于篇幅,我们只能摘取其一小部分,做一简单介绍,希望能对大型复杂设备的滑油系统的控制有一定的借鉴价值。