汽輪機數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)DEH簡介PPT課件

1、一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）第1頁/共45頁 國產(chǎn)100MW及以下機組都是采用液壓調節(jié)系統(tǒng)。 國產(chǎn)200MW機配備有液壓調節(jié)系統(tǒng)和功率-頻率電液調節(jié)系統(tǒng)，二者可互相切換。 國產(chǎn)300MW、600MW大型汽輪機都普遍采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)。 一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）第2頁/共45頁一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）第3頁/共45頁一、

2、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）給定A /D計算機D /A電液轉換器油動機汽輪機D /A功率傳功率傳感器感器D /A壓力傳壓力傳感器感器轉速傳感器第4頁/共45頁一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）第5頁/共45頁 國產(chǎn)100MW及以下機組都是采用液壓調節(jié)系統(tǒng)。 國產(chǎn)200MW機配備有液壓調節(jié)系統(tǒng)和功率-頻率電液調節(jié)系統(tǒng)，二者可互相切換。 國產(chǎn)300MW、600MW大型汽輪機都普遍采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)。 一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過

3、程一、汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展過程第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH）第6頁/共45頁數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng) 汽輪機數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)DEH（Digital Electro-Hydraulic Control System ）是當前汽輪機調節(jié)技術的新發(fā)展，集中了兩大新成果：計算機系統(tǒng)和高壓抗燃油系統(tǒng)。使得汽輪機調節(jié)系統(tǒng)有關部套尺寸小、結構緊湊、調節(jié)質量大大提高。第7頁/共45頁（一）（一）DEH系統(tǒng)的運行方式系統(tǒng)的運行方式 為了確保DEH系統(tǒng)控制的可靠性，DEH系統(tǒng)設有，機組可以在其中任何一種方式下運行，其順序為： 二級手動一級手動操作員自動汽輪機自動（ATC），相鄰兩種運行方式互

4、相跟蹤，并且可以無擾切換。此外，在二級手動以下還有一種硬手操，它作為二級手動的備用，但二者不能跟蹤和切換。1 1二級手動二級手動 運行方式是跟蹤系統(tǒng)中最低級的運行方式，僅作為備用運行方式。它全部由成熟的常規(guī)模擬元件組成，以便在數(shù)字系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動轉入模擬系統(tǒng)控制，確保機組安全可靠。二、二、DEHDEH調節(jié)系統(tǒng)的功能調節(jié)系統(tǒng)的功能第8頁/共45頁2 2一級手動一級手動 是一種開環(huán)運行方式，運行人員在操作盤上按鍵就可以控制各閥門的開度，各按鍵之間邏輯互鎖，同時具有操作超速保護控制器（OPC）、主汽閥壓力控制器（TPC）、外部觸點返回（RUNBACK）和脫扣等保護功能。此運行方式作為汽輪機自動（

5、ATC）方式的備用。3 3操作員自動操作員自動方式是DEH調節(jié)系統(tǒng)的最基本的運行方式，用這種方式可實現(xiàn)汽輪機轉速和負荷的閉環(huán)控制，并且具有各種保護功能。該方式設有完全相同的A和B雙機系統(tǒng)，雙機容錯，具有跟蹤和自動切換功能，也可以實現(xiàn)強迫切換。在這種方式下，目標轉速和目標負荷及其速率，均由操作員給定。4 4汽輪機自動（汽輪機自動（ATCATC）是最高一級運行方式。此時包括轉速和負荷及其速率，都不是來自操作員，而是由計算機程序或外部設備進行控制。因此它是最高一級運行方式。第9頁/共45頁( (二二) DEH) DEH調節(jié)系統(tǒng)的功能調節(jié)系統(tǒng)的功能 總體來說，DEH調節(jié)系統(tǒng)有，其功能形式為：1汽輪機自

6、動透平控制（ATC）功能2 2汽輪機的負荷自動調節(jié)汽輪機的負荷自動調節(jié)功能功能3 3汽輪機自動保護汽輪機自動保護功能功能4 4機組和機組和DEHDEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能系統(tǒng)的監(jiān)控功能：第10頁/共45頁1汽輪機自動透平控制（ATC）功能 DEH調節(jié)系統(tǒng)的汽輪機自動程序控制（ATC），是通過狀態(tài)監(jiān)測、計算轉子應力，并在機組應力許可范圍內，優(yōu)化啟動程序，用最大的速率、最短的時間來實現(xiàn)機組啟動過程的全部自動化。 ATC允許機組有冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動兩種方式。冷態(tài)啟動包括盤車、升速、并網(wǎng)和帶負荷。其各種啟動操作、閥門切換等全過程均由計算機自動控制完成。在機組正常運行過程中，還可以實現(xiàn)ATC監(jiān)督。 第11頁/

7、共45頁2 2汽輪機的負荷自動調節(jié)功能汽輪機的負荷自動調節(jié)功能 汽輪機的負荷自動調節(jié)有情況： 冷態(tài)啟動時，機組并網(wǎng)帶初負荷（5%額定負荷）后，負荷由高壓調節(jié)閥控制； 熱態(tài)啟動時，機組負荷未達到35%額定負荷以前，負荷由高、中壓調節(jié)閥控制，以后， 中調閥全開，負荷只由高壓調節(jié)閥控制。第12頁/共45頁2 2汽輪機的負荷自動調節(jié)功能汽輪機的負荷自動調節(jié)功能 (1)根據(jù)電網(wǎng)的要求，可采用調頻運行方式或基本負荷運行方式；設置負荷上下限和其速率等。此外，還有主汽壓控制（TPC）和外部負荷返回（RUNBACK）等保護主要設備和輔助設備的控制方式，運行控制十分靈活； (2)具有自動控制（A和B機雙機容錯）、

8、一級手動和二級手動冗余控制方式； (3)可采用串級或單級PI控制方式。當負荷大于10%以后，可由運行人員選擇是否采用調節(jié)級汽室壓力和發(fā)電機功率反饋回路，這也就是決定采用何種PI控制方式； (4)可采用定壓運行或滑壓運行。當采用定壓運行時，系統(tǒng)有閥門管理功能，以保證汽輪機能獲得最大的效率； (5)具有操作員自動、遠方控制和電廠計算器控制方式，以及它們分別與ATC組成的聯(lián)合控制方式。第13頁/共45頁3 3汽輪機自動保護功能汽輪機自動保護功能 為了避免機組因超速或其它原因遭受破壞，DEH的保護系統(tǒng)有以下三種保護功能：（1 1）超速保護（）超速保護（OPCOPC）： 當機組轉速達到103%時，快；當

9、機組轉速在(103%110%)范圍內時，超速控制系統(tǒng)通過、中壓調節(jié)閥，實現(xiàn)對機組的保護。（2 2）危機遮斷控制（）危機遮斷控制（ETSETS）：）：當ETS系統(tǒng)檢測到機組超速達到110%或其它安全指標達 到安全界限后，通過AST電磁閥關閉所有的主汽門和調節(jié)汽門，實現(xiàn)緊急停機。（3 3）機械超速保護和手動脫扣：）機械超速保護和手動脫扣：機械超速保護為超速的多重保護，即當轉速高于110%時，實現(xiàn)緊急停機；手動脫扣是當保護系統(tǒng)不起作用時進行手動停機，以保證人身和設備的安全。第14頁/共45頁4 4機組和機組和DEHDEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能系統(tǒng)的監(jiān)控功能： 監(jiān)控功能在啟動和運行過程中對機組和DEH裝置兩部

10、分運行狀況進行監(jiān)督。其內容包括：操作狀態(tài)按鈕指示、狀態(tài)指示和CRT畫面，其中對DEH監(jiān)控的內容包括重要通道、電源和內部程序的運行情況等。CRT畫面包括機組和系統(tǒng)的重要參數(shù)、運行曲線、潮流趨勢和故障顯示等。第15頁/共45頁三、三、DEHDEH調節(jié)系統(tǒng)的組成調節(jié)系統(tǒng)的組成 國產(chǎn)引進型300MW汽輪機組的DEH調節(jié)系統(tǒng)，是根據(jù)美國西屋公司DEH-3型的功能原理研制開發(fā)而成。 300MW汽輪機組的DEH調節(jié)系統(tǒng)圖，主要由五大部分組成：1電子控制器2操作系統(tǒng)3油系統(tǒng)4執(zhí)行機構5保護系統(tǒng)數(shù)字部分EH液壓部分第16頁/共45頁三、三、DEHDEH調節(jié)系統(tǒng)的組成調節(jié)系統(tǒng)的組成第17頁/共45頁三、三、DEH

11、DEH調節(jié)系統(tǒng)的組成調節(jié)系統(tǒng)的組成1 1電子控制器電子控制器：主要包括：計算機、混合數(shù)模插件、接口和電源設備等。集中布置在6 個控制柜內。 其作用是用于給定、接受反饋信號、邏輯運算和發(fā)出控制指令等。2 2操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)：主要設置有：操作臺盤、圖象站的顯示器和打印機等。其作用是為運行人員提供運行信息、監(jiān)督、人機對話和操作等服務。第18頁/共45頁3 3油系統(tǒng)油系統(tǒng)： 汽輪機調節(jié)用油與潤滑油分開。高壓油（EH油系統(tǒng)）采用三芳基磷酸脂抗燃油，為調節(jié)系統(tǒng)提供控制與動力用油。 EH油系統(tǒng)作用： EH油系統(tǒng)接受調節(jié)器和或操作盤來的指令，對機組進行控制。 潤滑油系統(tǒng)作用：是為軸承潤滑油系統(tǒng)提供汽輪機油。

12、第19頁/共45頁4執(zhí)行機構（油動機）： 主要由、組成。其作用是帶動高壓主汽閥、高壓調節(jié)閥和帶動中壓主汽閥、中壓調節(jié)閥。5保護系統(tǒng)： 設有。其作用是其中兩個用于機組超速（103%）時關閉高、中壓調節(jié)閥。其余用于機組嚴重超速（110%）、軸承油壓低、EH油壓低、推力軸承磨損過大、凝汽器真空度低等情況下進行危急遮斷和手動停機之用。 此外，還有些，如：用于測量機組轉速、調節(jié)汽室壓力、發(fā)電機功率、主汽壓力等；汽輪機自動程序控制（ATC）所須的測量值。第20頁/共45頁四、四、DEH調節(jié)系統(tǒng)的控制模式調節(jié)系統(tǒng)的控制模式 DEH的控制器，是DEH調節(jié)系統(tǒng)的核心。它有：1 1主汽閥（主汽閥（TVTV）控制模

13、式：）控制模式： 主汽閥控制又有兩種控制方式： （1）主汽閥自動（AUTO）方式，此亦稱為數(shù)字系統(tǒng)控制方式。當計算機發(fā)出指令進行控制時，稱為汽輪機主汽閥自動控制（ATC）方式；當由操作員在操作盤通過計算機進行控制時，稱為汽輪機主汽閥操作員自動控制。 (2）主汽閥手動方式, 此時，數(shù)字系統(tǒng)不參與，而是通過模擬系統(tǒng)對機組進行控制。主汽閥控制系統(tǒng)用于啟動升速和機組跳閘時進行緊急停機。在冷態(tài)啟動開始階段，是由主汽閥控制汽輪機的轉速，調節(jié)閥處于全開狀態(tài)；當轉速達到96%時，轉速控制由主汽閥切換到調節(jié)閥，然后主汽閥全開，直到并網(wǎng)帶負荷運行，在此期間只要不出現(xiàn)機組跳閘，機組始終由調節(jié)閥進行控制。第21頁/共

14、45頁2調節(jié)閥（GV）控制模式 （1）調節(jié)閥自動（AUTO）方式： 調節(jié)閥自動（AUTO）方式即計算機參與的控制方式，是數(shù)字系統(tǒng)運行。在負荷控制階段，GV有以下五種運行方式:操作員自動控制方式（OA）、遙控方式（REMOTE）、電廠計算機控制方式（PLANTCOMP）、自動汽輪機控制方式（ATC）、（）電廠限制控制方式。（）調節(jié)閥手動方式 在調節(jié)閥手動控制方式下，計算機不參與控制，而是由運行人員發(fā)出指令，通過模擬系 統(tǒng)輸出的信號進行控制。 因此，不管是主汽門（TV）控制還是調節(jié)汽門（GV）控制，都有數(shù)字控制和模擬控制兩種方式。它們之間應設有數(shù)/模（D/A）轉換和跟蹤系統(tǒng)，便于在系統(tǒng)或運行方式變

15、化時，實現(xiàn)無擾切換。第22頁/共45頁第23頁/共45頁第24頁/共45頁四的液調部分控制油系統(tǒng)四的液調部分控制油系統(tǒng)分為：執(zhí)行機構、危急遮斷及供油系統(tǒng)。第25頁/共45頁(一一)高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構1、工作原理、工作原理第26頁/共45頁(一一)高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構2電液轉換器電液轉換器第27頁/共45頁(一一)高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構高壓主汽門和高壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構2電液轉換器電液轉換器第28頁/共45頁2電液轉換器電液轉換器電液轉換器就是把汽輪機的電壓信號轉

16、換位油動機的液壓信號控制油動機的行程，從而調整調節(jié)氣門的開度改變汽輪機的進氣量調節(jié)汽輪機的轉速。第29頁/共45頁2電液轉換器電液轉換器第30頁/共45頁(二二)中壓主汽門的組合執(zhí)行機構中壓主汽門的組合執(zhí)行機構（1）沒有控制功能，無電液轉換器及伺服放大器。（2）增加了一個電磁閥，用于遙控關閉閥門及定期閥桿試驗。（3）設置有節(jié)流孔板，保證快速關閉。（4）以限位開關取代LVDT。（5）中壓主汽門設置有危急遮斷導向閥。（6）機組掛閘后，便可建立油壓。(三三)中壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構中壓調節(jié)汽閥的組合執(zhí)行機構第31頁/共45頁(四四)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)作用：為了防止汽輪機在運行中因部分設備工作

17、失?？赡軐е碌钠啓C發(fā)生重大損傷事故，在機組上裝有危急遮斷系統(tǒng)。危急遮斷系統(tǒng)監(jiān)視汽機的某些運行參數(shù)，當這些參數(shù)超過其運行限制值時，該系統(tǒng)就送出遮斷信號關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門。分類：電磁閥及機械遮斷系統(tǒng)。第32頁/共45頁(四四)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)1、電磁閥遮斷系統(tǒng)超速防護系統(tǒng)（）：動作時只關閉高、中壓調節(jié)汽門，不關閉主汽門，汽輪機不停機。自動停機跳閘系統(tǒng)（）：動作時關閉所有汽門，實現(xiàn)汽輪機緊急停機。第33頁/共45頁(四四)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)1、電磁閥遮斷系統(tǒng)(1) 自動停機跳閘電磁閥(20/AST, 4個)該四個(AST)電磁閥受ETS的控制。在正常運行時，它們是被通電勵磁關

18、閉，從而封閉了自動停機危急遮斷CAST)母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽閥執(zhí)行機構活塞下腔的油壓能夠建立起來。當電磁閥失電打開，則總管泄油，導致所有汽閥關閉而使汽機停機。電磁閥C 201AS下)是組成串并聯(lián)布置，這樣就有多重的保護性。前后二個通道中只需各有一只電磁閥打開，CAST)安全油便迅速泄去，所有閥門在操縱座彈簧力作用下迅速關閉。同時也提高了可靠性，四只AS丁電磁閥中任意一只損壞或拒動作均不會引起誤跳機。第34頁/共45頁(四四)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)1、電磁閥遮斷系統(tǒng)(2) 超速防護電磁閥(20/, 個)OPC電磁閥是超速保護控制電磁閥，它們是受控制器的OPC部分所控制。該二個電磁

19、閥是并聯(lián)布置，正常運行時，該二個電磁閥不帶電常閉，這樣就封閉了OPC總管油液的泄放通道，使調節(jié)汽閥和再熱調節(jié)汽閥的執(zhí)行機構活塞下腔能夠建立起油壓，一旦OPC控制板動作，例如轉速達103%額定轉速時，該二個電磁閥就被勵磁(通電)打開，使OPC母管油液泄放。這樣，相應執(zhí)行機構上的卸荷閥就快速開啟，使調節(jié)汽閥和再熱調節(jié)汽閥迅速關閉。第35頁/共45頁1、電磁閥遮斷系統(tǒng)() 單向閥(逆止閥)二個單向閥安裝在自動停機危急遮斷(AST)油路和超速保護控制(OPC)油路之間，當OPC電磁閥通電打開，單向閥維持AST的油壓，使主汽門和再熱主汽門保持全開。當轉速降到額定轉速，OPC電磁閥失電關閉，調節(jié)閥和再熱調節(jié)閥重新打開，從而由調節(jié)汽閥來控制轉速，使機組維持在額定轉速，當AST電磁閥動作，AST油路油壓下跌，OPC油路通過兩個單向閥，油壓也下跌，將關閉所有的進汽閥而停機。隔膜閥。通過潤滑油作為低壓安全油來控制高壓安全油，動作原理是就是有機械手動打閘按鈕，當按下時將潤滑油低