汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH介紹.ppt

汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）,一 、 概 述,數(shù)字電液控制系統(tǒng)，DEH（Digital Electro-Hydraulic Control System ），目前普遍采用的是以 DCS 為基礎(chǔ)的DEH系統(tǒng)，它具有對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、升速、并網(wǎng)、負(fù)荷增/減進(jìn)行監(jiān)視、操作、控制、保護(hù)等功能，以及數(shù)字處理和 CRT 顯示功能。,主要內(nèi)容,一、DEH系統(tǒng)的構(gòu)成 二、DEH系統(tǒng)的主要功能,一、DEH系統(tǒng)的構(gòu)成,DEH系統(tǒng)由被控對(duì)象、CRT圖像站、數(shù)字控制器及EH油系統(tǒng)構(gòu)成，如圖15-1所示。圖15-2為DEH系統(tǒng)的被控對(duì)象示意圖。由鍋爐來(lái)的主蒸汽經(jīng)高壓主汽門(mén)(TV)和高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)(GV)進(jìn)入高壓缸，高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再熱后，通過(guò)中壓主汽門(mén),(RSV)和中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)(IV)進(jìn)人中、低壓缸，蒸汽在高、中、低壓缸膨脹做功，沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度或蒸汽參數(shù)可達(dá)到調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)組的電功率或頻率的目的。兩個(gè)中壓主汽門(mén)在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)不參與調(diào)節(jié)，異常工況時(shí)，關(guān)閉所有的閥門(mén)可起到保護(hù)機(jī)組的作用。,圖15-2DEH系統(tǒng)的被控對(duì)象示意,位于計(jì)算機(jī)室內(nèi)的數(shù)字控制器由輸人通道、主控制器和輸出通道等構(gòu)成。輸入通道通過(guò)傳感器將反映機(jī)組狀態(tài)的參數(shù)(如油開(kāi)關(guān)狀態(tài)、金屬溫度、振動(dòng)等)和被控量(轉(zhuǎn)速， 發(fā)電機(jī)功率、調(diào)節(jié)級(jí)壓力等)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、隔離、放大等處理后送入主控制器。在主控制器 內(nèi)部，一方面對(duì)外部命令和機(jī)組狀態(tài)量進(jìn)行處理后，送CRT顯示屏、打印機(jī)等，將系統(tǒng) 的運(yùn)行方式以及目前機(jī)組的狀態(tài)告訴操作員，為操作運(yùn)行提供信息；,EH油系統(tǒng)由高壓抗燃油供油系統(tǒng)(EH供油系統(tǒng))、電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷控制組件構(gòu)成。EH供油系統(tǒng)向電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供高壓抗燃油，電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)將DEH控制器來(lái)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成EH油壓信號(hào)，直接操縱各個(gè)蒸汽閥門(mén)(高、中壓主汽門(mén)和調(diào)節(jié)閥)的開(kāi)度。危急遮斷控制組件將危急遮斷系統(tǒng)所形成的遮斷汽輪機(jī)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)，關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)以保證機(jī)組的安全。,另一方面，將運(yùn)行人員輸入或者是外部輸入的增、減機(jī)組速度負(fù)荷的命令變成機(jī)組所能接受的指令，經(jīng)現(xiàn)時(shí)刻的被控量的校正(如頻率校正、發(fā)電機(jī)功率校正、調(diào)節(jié)級(jí)壓力校正)后，形成相應(yīng)的控制量。該控制量經(jīng)輸出通道校正、DA轉(zhuǎn)換、比較及功率放大后送至電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)以改變閥位的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速(或負(fù)荷)控制。,位于集控室內(nèi)的CRT圖像站由CRT顯示器、工業(yè)用PC機(jī)、打印機(jī)、操作盤(pán)和顯示盤(pán)等外圍設(shè)備構(gòu)成，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)話功能。操作員可將對(duì)機(jī)組的控制命令(如目標(biāo)轉(zhuǎn)速負(fù)荷、變化率)、運(yùn)行方式、控制方式和閥門(mén)試驗(yàn)方式的選擇等操作指令通過(guò)操作盤(pán)送至主控制器，從中獲得機(jī)組的狀態(tài)信息并進(jìn)行監(jiān)視。,(一) 實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)啟停 (二) 實(shí)現(xiàn)機(jī)組的負(fù)荷自動(dòng)控制 (三) 實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視與控制 (四) 實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)保護(hù) (五) 手動(dòng)控制，無(wú)擾切換、冗余切換及其他,二、DEH系統(tǒng)的主要功能,(一) 實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)啟停,DEH系統(tǒng)有高壓缸沖轉(zhuǎn)和中壓缸沖轉(zhuǎn)兩種啟動(dòng)方式。一般情況下，高壓缸沖轉(zhuǎn)適應(yīng)于機(jī)組的冷態(tài)啟動(dòng)方式，而中壓缸沖轉(zhuǎn)適應(yīng)于機(jī)組的熱態(tài)啟動(dòng)方式。高壓缸沖轉(zhuǎn)時(shí)，由高壓主汽門(mén)和高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)控制機(jī)組的升速與升負(fù)荷，中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)和中壓主汽門(mén)在整個(gè)啟停過(guò)程中均處于全開(kāi)狀態(tài)。中壓缸沖轉(zhuǎn)時(shí)，除了高壓主汽門(mén)和調(diào)節(jié)閥門(mén)外，中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)也參與機(jī)組的速度和負(fù)荷控制。,(二) 實(shí)現(xiàn)機(jī)組的負(fù)荷自動(dòng)控制,機(jī)組并網(wǎng)后帶上5P0的初始負(fù)荷，如果機(jī)組是冷態(tài)啟動(dòng)，則由高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)控制機(jī)組的升降負(fù)荷；如果是熱態(tài)啟動(dòng)，中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)參與高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)的負(fù)荷控制，在機(jī) 組負(fù)荷大于35的額定負(fù)荷以后，中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)全開(kāi)，將由高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)控制機(jī)組的升降負(fù)荷。,(三) 實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視與控制,汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視與控制功能由ATC（Automation Tubine Control）軟件包完成，它由兩個(gè)任務(wù)程序和16個(gè)子程序組成。在操作盤(pán)上設(shè)有四個(gè)帶燈PUSHPULL按鈕：ATC切除、ATC監(jiān)視、ATC進(jìn)行、ATC啟動(dòng)，用來(lái)確定ATC狀態(tài)。,在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，若在ATC監(jiān)視下，且滿足ATC啟動(dòng)條件時(shí)，按“ATC啟動(dòng)” 鍵可進(jìn)入ATC啟動(dòng)方式，此時(shí)ATC軟件包將根據(jù)機(jī)組的狀態(tài)參數(shù)與相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，向DEH系統(tǒng)提供機(jī)組當(dāng)前的目標(biāo)值、升速率、升負(fù)荷率、是否要求保持以及請(qǐng)求脫機(jī)的信息等，將汽輪發(fā)電機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始，逐漸進(jìn)行盤(pán)車(chē)、升速、暖機(jī)、直至同步并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的全自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)按下“ATC監(jiān)視”鍵時(shí)，可進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)的自動(dòng)監(jiān)視和報(bào)警。一旦有參數(shù)越限，就在CRT上顯示或由打印機(jī)打印，供運(yùn)行人員參考。,從“ATC監(jiān)視”可進(jìn)入“ATC切除”狀態(tài)，這時(shí)，系統(tǒng)只執(zhí)行ATC掃描，把越限參數(shù)存儲(chǔ)起來(lái)，一旦重新進(jìn)入“ATC監(jiān)視”狀態(tài)時(shí)，則把已存的越限參數(shù)寫(xiě)上，從CRT或打印機(jī)上輸出。,(四) 實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)保護(hù),1OPC超速保護(hù)控制器 2危急遮斷控制裝置(ETS) 3機(jī)械超速和手動(dòng)脫扣,1OPC超速保護(hù)控制器,OPC（Overspeed Protection Controller) 超速保護(hù)控制器由中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)快關(guān)功能(CIV)、負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能(LDA)和超速控制功能三部分組成。CIV是在電力系統(tǒng)故障、出現(xiàn)部分甩負(fù)荷時(shí)，快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)、延遲0.31s后再開(kāi)啟，以便在部分甩負(fù)荷瞬間維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定；LDA是在發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)跳閘而汽輪機(jī)仍帶有30以上負(fù)荷時(shí)及時(shí)關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)，以防止汽輪機(jī)超速而導(dǎo)致危急保安器動(dòng)作；,超速控制功能是當(dāng)機(jī)組在非OPC測(cè)試情況下出現(xiàn)轉(zhuǎn)速高于103額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將高、中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)關(guān)閉，并將負(fù)荷控制改變?yōu)檗D(zhuǎn)速控制，由高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整中壓調(diào)節(jié)閥門(mén)，逐步將積聚在再熱器中的蒸汽排出。上述三項(xiàng)功能是通過(guò)超速保護(hù)控制器、控制OPC電磁閥釋放OPC母管油壓實(shí)現(xiàn)的。,2危急遮斷控制裝置(ETS),在300MW及以上機(jī)組上都設(shè)有危急遮斷控制系統(tǒng)（Emregency Trip System), 簡(jiǎn)稱(chēng) ETS ，用來(lái)監(jiān)視下述參數(shù)；凝汽器真空低、軸承油壓低、推力軸承磨損、EH油壓低、機(jī)組110超速，及一個(gè)可接受外部遮斷的遙控信號(hào)。當(dāng)上述被監(jiān)視的狀態(tài)任意一個(gè)出現(xiàn)時(shí)，都將使ATC電磁閥失電，釋放自動(dòng)。停機(jī)跳閘母管壓力油泄掉油動(dòng)機(jī)的壓力油，使閥門(mén)在彈簧作用下迅速關(guān)閉，切斷機(jī)組的進(jìn)汽，停機(jī)處理，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。,3機(jī)械超速和手動(dòng)脫扣,當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)110的額定值時(shí)，或運(yùn)行人員要求停機(jī)時(shí)，機(jī)械超速和手動(dòng)脫扣系統(tǒng)通過(guò)釋放潤(rùn)滑油系統(tǒng)經(jīng)節(jié)流孔在機(jī)械超速和手動(dòng)跳閘母管建立的壓力油，打開(kāi)常閉隔膜閥，釋放自動(dòng)停機(jī)跳閘母管油壓，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。,(五) 手動(dòng)控制、無(wú)擾切換、冗余切換及其他,DEH系統(tǒng)的手動(dòng)控制是通過(guò)閥門(mén)控制卡(VCC卡)和操作盤(pán)上的增、減按鈕及快、慢選擇按鍵來(lái)直接控制閥門(mén)的開(kāi)度。手動(dòng)控制有一級(jí)手動(dòng)與二級(jí)手動(dòng)兩種方式，如圖所示。,一級(jí)手動(dòng)與二級(jí)手動(dòng)的區(qū)別在于：一級(jí)手動(dòng)增減閥門(mén)時(shí)還有一些邏輯條件，起到防止誤操作和保護(hù)機(jī)組的作用；二級(jí)手動(dòng)是DEH最后一級(jí)硬件備用，通過(guò)操作臺(tái)上的增減按鈕，對(duì)每種閥門(mén)進(jìn)行控制，無(wú)其他邏輯條件。此外，一級(jí)手動(dòng)精確度高于二級(jí)手動(dòng)，故常采用一級(jí)手動(dòng)。,自動(dòng)、一級(jí)手動(dòng)、二級(jí)手動(dòng)三者中任何一種投入控制時(shí)，其他兩種均處于自動(dòng)跟蹤狀態(tài)。當(dāng)自動(dòng)故障時(shí)由容錯(cuò)系統(tǒng)切換到一級(jí)手動(dòng)。一級(jí)手動(dòng)故障時(shí)由操作員切換到二級(jí)手動(dòng)，切換與投入的順序：,自動(dòng)（雙機(jī)） （單機(jī)）,一級(jí)手動(dòng),二級(jí)手動(dòng),DEH系統(tǒng)采用A、B機(jī)切換運(yùn)行的方式，A機(jī)故障時(shí)切換至B機(jī)，反之亦然。故障的檢測(cè)、判別和切換由容錯(cuò)系統(tǒng)進(jìn)行。故障類(lèi)型包括：電源故障、通信故障、差值故障、通道檢測(cè)故障等。,二、DEH系統(tǒng)的工作方式,1.操作員自動(dòng)方式(OA),4. 遙控方式或遠(yuǎn)方控制方式(REMOTE),5. 電廠計(jì)算機(jī)控制方式(PLANTCOMP),6. 手動(dòng)控制方式,3.自動(dòng)同步控制方式(AS),2.自動(dòng)汽輪機(jī)控制方式(ATC),1.操作員自動(dòng)方式(OA),OA方式是DEH系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式。在機(jī)組第一次啟動(dòng)時(shí)，指定使用OA方式。在該方式下，不論機(jī)組是處于轉(zhuǎn)速控制還是負(fù)荷控制下，DEH系統(tǒng)均根據(jù)操作員在操作臺(tái)上設(shè)定的轉(zhuǎn)速(或負(fù)荷)目標(biāo)值以及升速率等來(lái)控制機(jī)組升速(或帶負(fù)荷)。在機(jī)組運(yùn)行的各個(gè)階段，如盤(pán)車(chē)、暖機(jī)、升速、同步、并網(wǎng)、升負(fù)荷等，操作臺(tái)上均有人工確定斷點(diǎn) 按鈕，在由操作員確認(rèn)上一階段的進(jìn)程后，才進(jìn)入下一個(gè)流程。,2.自動(dòng)汽輪機(jī)控制方式(ATC),自動(dòng)汽輪機(jī)控制的目的在于保證汽輪發(fā)電機(jī)組的安全正確啟動(dòng)和加負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組選擇ATC方式時(shí)，若機(jī)組處于速度控制下，ATC程序在監(jiān)控汽輪機(jī)運(yùn)行的同時(shí)，決定其轉(zhuǎn)速目標(biāo)值和適應(yīng)轉(zhuǎn)子應(yīng)力的升速率；處于負(fù)荷控制下，由操作員給定目標(biāo)值后，ATC程序監(jiān)控汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行報(bào)警和跳閘情況的同時(shí)，將控制升負(fù)荷率；處于綜合控制下，當(dāng)遙控源如ADS、CCS投入且“ATC啟動(dòng)”同時(shí)按下時(shí)，目標(biāo)值和給定值都受遙控源控制，ATC程序監(jiān)視與轉(zhuǎn)子應(yīng)力有關(guān)的負(fù)荷率。在ATC運(yùn)行時(shí)，對(duì)必要的信息，可以定時(shí)顯示和打印。,3. 自動(dòng)同步控制方式(AS),在 AS 方式下，機(jī)組轉(zhuǎn)速的增或減受自動(dòng)同步裝置所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制。機(jī)組在自動(dòng)同步控制器下并網(wǎng)。機(jī)組并網(wǎng)或“自動(dòng)同期控制允許”觸點(diǎn)斷開(kāi)后，DEH 系統(tǒng)將從 AS 方式自動(dòng)回到 OA 方式。,4. 遙控方式或遠(yuǎn)方控制方式(REMOTE),遙控方式是指機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式(CCS)和自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)控制方式(ADS)，其目的用于實(shí)現(xiàn)機(jī)爐的協(xié)調(diào)控制或?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷調(diào)度運(yùn)行。DEH系統(tǒng)處于遠(yuǎn)方控制方式時(shí)，負(fù)荷控制的設(shè)定值可由遠(yuǎn)方系統(tǒng)(CCS或ADS)送來(lái)的模擬信號(hào)，或增、減的脈沖信號(hào)來(lái)調(diào)整。從而使汽輪機(jī)的負(fù)荷與電廠其他系統(tǒng)的出力進(jìn)行協(xié)調(diào)或滿足電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的要求。,5. 電廠計(jì)算機(jī)控制方式(PLANTCOMP),在該方式下，電廠計(jì)算機(jī)既可從DEH系統(tǒng)的公共數(shù)據(jù)區(qū)收集數(shù)據(jù)，也可從ATC中獲得信息；另一方面電廠計(jì)算機(jī)可改變DEH系統(tǒng)的負(fù)荷設(shè)定值，達(dá)到控制汽輪機(jī)負(fù)荷的目