Способ проверки системы защиты производственного оборудования и устройство для его осуществления Российский патент 2020 года по МПК F01D21/02 

Изобретение относится к системам защиты машин и механизмов в различных отраслях промышленности, например, в энергетике, в том числе - в области энергетического машиностроения, где машины и механизмы должны быть оборудованы надежными системами защит, допускающими периодические проверки без выведения защищаемого оборудования из эксплуатации путем подачи специальных тестовых сигналов, имитирующих выход параметров контролируемых физических величин на предельные значения. Для повышения надежности систем защиты широко распространенным является использование резервирования каналов защиты, что, как известно, повышает надежность систем и их составных частей.

Известным способом проверки систем защит без выведения защищаемого оборудования из эксплуатации является способ, при котором система строится многоканальной, в частности - с трехкратным резервированием, и логическим голосованием каналов «2 из 3», например, таким образом, как это описано в известном патенте РФ 2272153, кл. F01D 21/02 «Система защиты турбоагрегата» [1], а также - в известном патенте РФ 2431046, кл. F01D 21/02 «Трехканальная система защиты турбоагрегата» [2].

Суть известного способа проверки многоканальной системы защиты, реализованного в названных патентах РФ, состоит в том, что проверка осуществляется путем поочередной подачи тестовых сигналов в каждый из каналов системы, при этом контролируется факт срабатывания выходного узла каждого канала системы защиты, что подтверждает работоспособность канала, но общая для всех трех каналов защиты схема голосования «2 из 3» не позволяет привести в действие исполнительный орган системы защиты и не приводит к остановке защищаемого агрегата или машины.

Недостатком известного способа проверки системы защиты является то, что при проверке системы защиты по указанному способу не охватывается проверкой конечный исполнительный орган канала защиты.

Целью изобретения является повышение контролепригодности и надежности систем защиты производственного оборудования.

Для достижения поставленной цели в известном способе проверки системы защиты, согласно изобретению, в проверяемом канале защиты предварительно замедляют скорость прохождения сигнала, контролируют начало движения исполнительного органа защиты и после начала его движения снимают проверочный входной сигнал и восстанавливают скорость прохождения сигнала защиты.

Для реализации предложенного способа проверки системы защиты производственного оборудования заявляется также электрогидравлическая система защиты паровой турбины, как одного из видов производственного оборудования, содержащая электрическую измерительно-управляющую часть, к одному входу которой подсоединена цепь сигналов защиты турбины, к другому входу подключен один выход устройства проверки, а также содержащая исполнительную часть, оснащенную подпружиненным стопорным паровым клапаном, гидроцилиндром удержания пружины стопорного клапана в деформированном состоянии, электрогидрораспределитель защиты, входом соединенный с выходом электрической измерительно-управляющей части системы защиты, а выходом - с напорно-сливной магистралью гидроцилиндра удержания пружины стопорного клапана в деформированном состоянии. Согласно изобретению, в напорно-сливную магистраль между электрогидрораспределителем защиты и входом гидроцилиндра установлен дополнительный электрогидрораспределитель, входом присоединенный ко второму выходу устройства проверки системы защиты, а на стопорный клапан установлен датчик конечного положения клапана, выходом связанный с устройством проверки.

Предложенный способ проверки системы защиты иллюстрируется схемой, представленной на фиг. 1, где показана заявляемая электрогидравлическая система защиты паровой турбины 1, содержащая электрическую измерительно-управляющую часть 2 с двумя входами: к «Входу 1» которой подсоединена цепь 3 сигналов защиты турбины 1, к «Входу 2» - подключен «Выход 1» устройства проверки 4, а также содержащая исполнительную часть 5, оснащенную подпружиненным стопорным паровым клапаном 6, гидроцилиндром 7 удержания в деформированном состоянии пружины 8 стопорного клапана 6, электрогидрораспределителем 9 защиты, входом соединенным с выходом электрической измерительно-управляющей части 2 системы защиты, а выходом - с напорно-сливной магистралью 10 гидроцилиндра 7. В напорно-сливной магистрали 10 между электрогидрораспределителем 9 защиты и входом гидроцилиндра 7 установлен, согласно изобретению, дополнительный электрогидрораспределитель 11, входом присоединенный к «Выходу 2» устройства проверки 4 системы защиты, а на стопорный клапан 6 установлен датчик 12 конечного положения клапана 6, выходом связанный с устройством проверки 4.

Функционирование заявляемой электрогидравлической системы защиты паровой турбины, реализующей заявленный способ проверки системы защиты производственного оборудования, происходит следующим образом.

В нормальном режиме работы турбины 1 значения сигналов в цепи 3 защиты находятся в допустимых пределах, в измерительно-управляющей части 2 отсутствует сигнал на выходе, подключенном к электрическому входу электрогидрораспределителя 9. Гидравлический сигнал «Напор» по напорно-сливной магистрали 10 поступает в гидроцилиндр 7 и удерживает пружину 8 в деформированном - сжатом состоянии, стопорный клапан остается открытым, обеспечивая подачу пара в турбину.

При превышении допустимого предела каким-либо сигналом в цепи 3 защиты, подсоединенной к «Входу 1» измерительно-управляющей части 2, на выходе измерительно-управляющей части 2 появляется сигнал, который переводит электрогидрораспределитель 9 в состояние, когда напорно-сливная магистраль 10 гидроцилиндра 7 сообщается со «Сливом», пружина 8 разжимается и перемещает стопорный клапан 6 в закрытое состояние, останавливая турбину 1.

Проверка системы защиты по заявляемому способу осуществляется в заявляемой электрогидравлической системе защиты паровой турбины путем формирования в устройстве проверки 4 двух сигналов:

- первого - на вход дополнительно введенного электрогидрораспределителя 11, который, переходит в состояние, при котором в напорно-сливную магистраль 10 вводится местное сужение,

- второго сигнала - на «Вход 2» измерительно-управляющей части 2, вызывающего появление проверочного сигнала на входе электрогидрораспределителя 9, который через местное сужение в электрогидрораспределителе 11 сообщает напорно-сливную магистраль 10 гидроцилиндра 7 со «Сливом», пружина 8 начинает разжиматься с замедленной, заранее заданной, скоростью и - медленно перемещать стопорный клапан 6 в направлении закрытия.

После страгивания стопорного клапана из полностью открытого состояния в направлении закрытия срабатывает датчик конечного положения 12, подсоединенный ко входу устройства проверки 4. При срабатывании датчика 12 происходит снятие тестовых выходных сигналов устройства проверки 4 с входа электрогидрораспределителя 11 и - с «Входа 2» измерительно-управляющей части 2. При этом процесс проверки системы защиты завершается и восстанавливается проходное сечение напорно-сливной магистрали 10.

Таким образом, при использовании предложенного изобретения достигается заявленная цель изобретения, а именно - повышается контролепригодность и надежность систем защиты производственного оборудования, за счет того, что при проверке системы защиты по заявленному способу без выведения из действия производственного оборудования, например, паровой турбины, охватывается проверкой весь канал защиты, включая конечный исполнительный орган системы защиты, например - стопорный клапан турбины, который при проверке кратковременно перемещается на малый ход и возвращается в рабочее положение, подтверждая работоспособность системы защиты в целом.

1. Патент РФ 2272153, кл. F01D 21/02 «Система защиты турбоагрегата». Публикация патента: 20.03.2006. Авторы: Новосёлов Владимир Борисович (RU), Вдовиков Кирилл Владимирович (RU).

2. Патент РФ 2431046, кл. F01D 21/02. «Трехканальная система защиты турбоагрегата». Публикация патента: 10.10.2011. Автор: Новосёлов Владимир Борисович (RU).

Изобретение относится к системам защиты машин и механизмов в различных отраслях промышленности, например в энергетике, в том числе в области энергетического машиностроения, где машины и механизмы должны быть оборудованы надежными системами защиты, допускающими периодические проверки без выведения защищаемого оборудования из эксплуатации путем подачи специальных тестовых сигналов, имитирующих выход параметров контролируемых физических величин на предельные значения. Представлен способ проверки системы защиты производственного оборудования путем подачи в канал защиты проверочного входного сигнала, согласно которому в проверяемом канале защиты предварительно замедляют скорость прохождения сигнала, контролируют начало движения исполнительного органа защиты и после начала его движения снимают проверочный входной сигнал и восстанавливают скорость прохождения сигнала защиты. Также представлена электрогидравлическая система защиты паровой турбины как одного из видов производственного оборудования, реализующая способ согласно изобретению. Целью изобретения является повышение контролепригодности и надежности систем защиты производственного оборудования. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ проверки системы защиты производственного оборудования путем подачи в канал защиты проверочного входного сигнала, отличающийся тем, что в проверяемом канале защиты предварительно замедляют скорость прохождения сигнала, контролируют начало движения исполнительного органа защиты и после начала его движения снимают проверочный входной сигнал и восстанавливают скорость прохождения сигнала защиты.

2. Электрогидравлическая система защиты паровой турбины как одного из видов производственного оборудования, реализующая способ проверки системы защиты по п. 1, содержащая электрическую измерительно-управляющую часть, ко входу которой подсоединена цепь сигналов защиты турбины, устройство проверки и исполнительную часть, оснащенную подпружиненным стопорным паровым клапаном, гидроцилиндром удержания пружины стопорного клапана в деформированном состоянии, электрогидрораспределитель защиты, входом соединенный с электрической измерительно-управляющей частью системы защиты, а выходом - с напорно-сливной магистралью гидроцилиндра удержания пружины стопорного клапана в деформированном состоянии, отличающаяся тем, что в напорно-сливную магистраль между электрогидрораспределителем защиты и входом гидроцилиндра установлен дополнительный электрогидрораспределитель, входом присоединенный к устройству проверки системы защиты, а на стопорный клапан установлен датчик конечного положения клапана, выходом связанный с устройством проверки.