專利名稱：具有轉速超越報警功能的汽輪機超速保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽輪機超速保護裝置。
背景技術：
汽輪機工作時轉子處于高速運動的狀態，此時發生在轉子上輕微振動不易被發 現，造成帶速運轉出現的輕微振動常被技術人員當作合理范圍內的正常振動而忽略。振動 發生的原因主要包括轉子質量不平衡、汽缸進水或進冷造成汽缸膨脹或收縮不均勻變形、 固件松動等。隨著工作繼續振動會越來越明顯、強烈，振動造成的惡性循環會在汽輪機上造 成極其嚴重的安全隱患，加劇設備損壞速度。這種異常振動是發生故障的前兆，此時轉速有 明顯的波動，目前現有技術中沒有能夠帶速檢測轉子輕微振動的設備。一般通過操作員的 經驗和部分數據，以及汽輪機表現的狀況來判斷，這種檢測帶有明顯的滯后性，不能及時發 現存在的安全隱患。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種汽輪機超速保護裝置，該保護裝置能檢 測汽輪機轉子的轉速波動情況，在轉子轉速波動幅度過大時主動保護汽輪機。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案該汽輪機超速保護裝置包 括三組獨立工作的速度檢測電路、三選二電路、保護執行電路，所述速度檢測電路的輸出端 都與三選二電路的輸入端連接，所述三選二電路的輸出端與保護執行電路的輸入端連接， 所述速度檢測電路至少包括單片機、傳感器信號調整電路和輸入設備，所述傳感器信號調 整電路的輸出端與單片機連接，所述輸入設備與單片機連接，所述速度檢測電路還包括轉 速超越報警電路，所述轉速超越報警電路包括高值轉速比較器、觸發鎖存器、低值轉速比較 器、反向控制器和與門處理電路，所述高值轉速比較器的輸入端與傳感器信號調整電路的 輸出端連接，所述高值轉速比較器的控制端與單片機連接，所述高值轉速比較器的輸出端 與觸發鎖存器的輸入端連接，所述觸發鎖存器的輸出端與與門處理電路的輸入端連接，所 述低值轉速比較器的輸入端與傳感器信號調整電路的輸出端連接，所述低值轉速比較器的 控制端與單片機連接，所述低值轉速比較器的輸出端與反向控制器的輸入端連接，所述反 向控制器的輸出端與與門處理電路的輸入端連接，所述與門處理電路的輸出端與單片機連 接。由于轉子異常振動時汽輪機的轉速會出現超越現象，即轉速高出一個最高值后低于一 個最低值，此時轉速開始出現不合理的波動，實踐證明在轉速出現超越即不合理波動時轉 子就處于異常振動的狀態。由此通過檢測汽輪機轉速是否有超越現象就可判斷轉子的振動 情況。本實用新型的轉速超越報警電路可以實時檢測轉速情況，當超越情況發生時立即發 出跳閘信號，汽輪機超速保護裝置得到該信號后做出跳閘判斷。作為本實用新型的優選，所述速度檢測電路還包括數據顯示電路、轉速超越指示 燈，所述數據顯示電路、轉速超越指示燈都與單片機連接。數據顯示電路能將汽輪機轉速實 時顯示出來，進而便于工作人員直觀的得知該速度檢測電路所檢測到的汽輪機轉速。轉速超越指示燈能夠直觀顯示該速度檢測電路已經檢測到了汽輪機出現了轉速超越的狀況。作為本實用新型的優選，所述速度檢測電路還包括外置存儲器，所述外置存儲器 與單片機連接。外置存儲器便于速度檢測電路存儲更多數據，實現更為精細的控制過程；也 有利于存儲更長時間的工作記錄，以便日后調用翻查汽輪機的歷史狀態。本實用新型采用上述技術方案汽輪機超速保護裝置有了轉速超越報警電路就 能夠檢測轉速的變化情況，檢測轉速波動的幅度，進而判斷汽輪機轉子的轉速是否處在超 越的階段，最終通過檢測到超越現象來判斷汽輪機轉子處于異常振動的狀態。該汽輪機超 速保護裝置能夠自動檢測轉子的振動情況，在轉子異常振動時能夠實現自動跳間。進而通 過該汽輪機超速保護裝置能夠及時發現轉子的異常振動情況，便于操作員及早消除安全隱
串
)Qi、O
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步具體說明。
圖1為本實用新型具有轉速超越報警功能的汽輪機超速保護裝置的電路結構示 意圖；圖2為本實用新型具有轉速超越報警功能的汽輪機超速保護裝置的速度檢測電 路的結構示意圖；圖3為本實用新型具有轉速超越報警功能的汽輪機超速保護裝置的速度檢測電 路的轉速超越報警電路的工作示意圖。
具體實施方式
如
圖1所示，汽輪機超速保護裝置包括了三組獨立工作的速度檢測電路、三選二 電路和保護執行電路。如圖2所示，速度檢測電路包括傳感器信號調整電路、轉速超越報警 電路、單片機、數據顯示電路、轉速超越指示燈、輸入設備、外置存儲器。轉速超越報警電路 包括高值轉速比較器、觸發鎖存器、低值轉速比較器、反向控制器和與門處理電路。高值轉 速比較器的一個輸入端與傳感器信號調整電路的輸出端連接，另一個輸入端作為控制端與 單片機連接，進而接收單片機發出的最高轉速值。高值比較器的輸出端與觸發鎖存器的輸 入端連接，觸發鎖存器的輸出端與與門處理電路的一個輸入端連接。低值轉速比較器的一 個輸入端與傳感器信號調整電路的輸出端連接，另一個輸入端作為控制端與單片機連接， 進而接收單片機發出的最低轉速值。低值轉速比較器的輸出端與反向控制器的輸入端連 接，反向控制器的輸出端與與門處理電路的另一個輸入端連接。與門處理電路的輸出端與 單片機連接，傳感器信號調整電路的輸出端也與單片機連接。數據顯示電路、轉速超越指示 燈、輸入設備、外置存儲器都與單片機連接。數據顯示電路能夠實時顯示監測到的汽輪機轉 速，它通過運用1 ed數碼管顯示數值能達到直觀、清晰地表達轉速情況的優點。轉速超越 指示燈能夠在單片機做出轉速超越報警時直觀地顯示該保護功能的執行情況。輸入設備主 要是鍵盤，通過鍵盤可以啟動轉速超越報警功能，以及設定轉速超越報警用的最低轉速值 和最高轉速值。三組速度檢測電路的單片機跳間信號輸出端分別與三選二電路上的三個輸 入端連接，三選二電路的輸出端與保護執行電路的輸入端連接。工作時速度檢測電路的傳感器信號調整電路接收來自傳感器的信號，處理后分別
4傳遞給單片機和轉速超越報警電路。通過輸入設備啟用轉速超越報警功能，輸入轉速最高 值和轉速最低值。來自傳感器信號調整電路的汽輪機轉速信號分別與存儲在高值轉速比較 器的最高轉速值、低值轉速比較器的最低轉速值比較。如圖2、3所示，汽輪機轉速隨時間 推移越來越大，一旦汽輪機轉速大于最低轉速值后低值轉速比較器的輸出端輸出高電平信 號，該信號經反向控制器處理后在反向控制器的輸出端輸出低電平信號，該低電平信號輸 入在與門處理電路內。汽輪機轉速繼續升高，若轉速大于最高轉速值則高值轉速比較器的 輸出端輸出低電平信號，該低電平信號經觸發鎖存器處理，在觸發鎖存器的輸出端輸出低 電平信號，該低電平信號輸入在與門處理電路內。這樣與門處理電路的輸出端就輸出了低 電平信號，該低電平信號表示汽輪機運轉正常，未出現轉速波動的情況。但在此之后出現轉 速低于最低轉速值時，高值轉速比較器輸出高電平信號，該高電平信號經觸發鎖存器處理 后，在觸發鎖存器的輸出端輸出高電平信號，該高電平信號輸入在與門處理電路內。同時， 低值轉速比較器的輸出端輸出低電平信號，該信號經反向控制器處理后在反向控制器的輸 出端輸出高電平信號，該高電平信號輸入在與門處理電路內。進而與門處理電路輸出高電 平信號，該高電平信號表示汽輪機轉速已經產生波動并且該波動已超出允許的范圍，此時 汽輪機轉子處于異常振動的狀態。與門處理電路輸出的高電平信號輸送給單片機，單片機 運算處理后在跳間信號輸出端輸出跳間信號，并亮起轉速超越指示燈。三組速度檢測電路 的轉速超越報警判斷結果同時輸入三選二電路，經三選二電路的進一步邏輯判斷后輸出跳 閘執行信號給保護執行電路。由此汽輪機超速保護裝置可以在汽輪機帶速時檢測轉子振動 情況，通過檢測汽輪機轉速波動幅度判斷汽輪機轉子是否處于異常振動的狀態，從而以使 操作員及時發現轉子振動異常的狀況，盡早消除安全隱患。
權利要求一種汽輪機超速保護裝置，它包括三組獨立工作的速度檢測電路、三選二電路、保護執行電路，所述速度檢測電路的輸出端都與三選二電路的輸入端連接，所述三選二電路的輸出端與保護執行電路的輸入端連接，所述速度檢測電路至少包括單片機、傳感器信號調整電路和輸入設備，所述傳感器信號調整電路的輸出端與單片機連接，所述輸入設備與單片機連接，其特征在于所述速度檢測電路還包括轉速超越報警電路，所述轉速超越報警電路包括高值轉速比較器、觸發鎖存器、低值轉速比較器、反向控制器和與門處理電路，所述高值轉速比較器的輸入端與傳感器信號調整電路的輸出端連接，所述高值轉速比較器的控制端與單片機連接，所述高值轉速比較器的輸出端與觸發鎖存器的輸入端連接，所述觸發鎖存器的輸出端與與門處理電路的輸入端連接，所述低值轉速比較器的輸入端與傳感器信號調整電路的輸出端連接，所述低值轉速比較器的控制端與單片機連接，所述低值轉速比較器的輸出端與反向控制器的輸入端連接，所述反向控制器的輸出端與與門處理電路的輸入端連接，所述與門處理電路的輸出端與單片機連接。
2.根據權利要求1所述汽輪機超速保護裝置，其特征在于所述速度檢測電路還包括 數據顯示電路、轉速超越指示燈，所述數據顯示電路、轉速超越指示燈都與單片機連接。
3.根據權利要求1或2所述汽輪機超速保護裝置，其特征在于所述速度檢測電路還 包括外置存儲器，所述外置存儲器與單片機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種汽輪機超速保護裝置，該汽輪機超速保護裝置的每組速度檢測電路都包括轉速超越報警電路，轉速超越報警電路包括高值轉速比較器、觸發鎖存器、低值轉速比較器、反向控制器和與門處理電路。轉速超越報警電路能夠檢測汽輪機轉速是否有超越即不合理的波動。汽輪機超速保護裝置有了轉速超越報警電路就能夠檢測轉速的變化情況，檢測轉速波動的幅度，進而判斷汽輪機轉子的轉速是否處在了超越的階段，最終通過檢測到超越現象來判斷汽輪機轉子處于異常振動的狀態。該汽輪機超速保護裝置能夠自動檢測轉子的振動情況，在轉子異常振動時能夠實現自動跳閘。
文檔編號F01D21/00GK201623457SQ20102012681
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者吳錦偉, 曹端德, 沃麗平 申請人:杭州浙大威爾科技有限公司