第7節(jié)汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)例

1、第七節(jié) 汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)例 一般來(lái)說(shuō)，DEH系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下功能： （1）汽輪機(jī)正常運(yùn)行的自動(dòng)控制； （2）汽輪機(jī)超速保護(hù)； （3）汽輪機(jī)啟停和運(yùn)行中的監(jiān)控； （4）汽輪機(jī)的自動(dòng)啟停。 一、哈爾濱汽輪機(jī)廠采用的一、哈爾濱汽輪機(jī)廠采用的DEH （一）概述 哈爾濱汽輪機(jī)廠600MW汽輪機(jī)組的DEH控制系統(tǒng)如圖1所示。 1、啟動(dòng)過(guò)程 汽輪機(jī)啟動(dòng)操作方式有三種：自啟動(dòng)（ATC）方式、操作員自動(dòng)（OA）方式和手動(dòng)方式。運(yùn)行人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇使用。 自啟動(dòng)方式。DEH控制系統(tǒng)的ATC處于控制狀態(tài)。ATC根據(jù)機(jī)組的狀態(tài)，控制汽輪機(jī)自動(dòng)完成沖轉(zhuǎn)、升速、同期并網(wǎng)、帶初始負(fù)荷等啟動(dòng)過(guò)程。圖1 DEH

2、系統(tǒng)示意圖 操作員自動(dòng)方式。DEH控制系統(tǒng)的ATC不參與控制而處于監(jiān)視狀態(tài)，由運(yùn)行人員根據(jù)汽輪機(jī)本體狀態(tài)和提供的啟動(dòng)操作程序，在OIS上手動(dòng)給定轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的目標(biāo)值和變化率，由DEH的基本控制系統(tǒng)按照運(yùn)行人員給出的目標(biāo)值和變化率自動(dòng)完成沖轉(zhuǎn)、升速、同步和帶負(fù)荷操作。DEH系統(tǒng)通過(guò)CRT顯示自動(dòng)監(jiān)視啟動(dòng)參數(shù)，越限時(shí)發(fā)出“報(bào)警”或“跳閘”信號(hào)指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行操作，并可通過(guò)打印機(jī)打印出當(dāng)時(shí)的或歷史的數(shù)據(jù)，供運(yùn)行人研究分析。 手動(dòng)方式。DEH控制系統(tǒng)的閥位多功能處理器按照運(yùn)行人員在OIS上“VALVE RAISE”或“VALVE LOWER”按鈕控制機(jī)組。這種運(yùn)行狀態(tài)（為緊急備用狀態(tài)）必須由有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行

3、人員，參照有關(guān)限制值和操作步驟，并結(jié)合電廠有關(guān)規(guī)程來(lái)控制機(jī)組。運(yùn)行人員必須嚴(yán)密監(jiān)視CRT顯示的各種參數(shù)變化，監(jiān)視報(bào)警信號(hào)，確保機(jī)組安全運(yùn)行。 汽輪機(jī)操作盤上有“單閥/順序閥”選擇按鈕，運(yùn)行人員可以對(duì)汽輪機(jī)的閥門配汽方式進(jìn)行選擇。 2、液壓系統(tǒng) 為了通過(guò)對(duì)主蒸汽和再熱蒸汽控制實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，主蒸汽首先經(jīng)過(guò)對(duì)稱布置在汽輪機(jī)兩側(cè)的兩個(gè)高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥（每個(gè)聯(lián)合汽閥由一個(gè)高壓主汽閥和兩個(gè)調(diào)節(jié)閥組成），進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸作功。高壓缸的排汽經(jīng)過(guò)再熱器再熱后，由對(duì)稱布置在中壓缸兩側(cè)的兩只再熱聯(lián)合汽閥（每個(gè)聯(lián)合汽閥由一個(gè)再熱主汽閥和兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥組成）進(jìn)入中壓缸作功，其排汽導(dǎo)入低壓缸繼續(xù)作

4、功，最后排入凝汽器。 在哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的600MW汽輪機(jī)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)處理、比較、綜合和運(yùn)算后的信息，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)的位移反饋信號(hào)進(jìn)行比較，其輸出經(jīng)功率放大器放大后去控制電液轉(zhuǎn)換器，電液轉(zhuǎn)換器把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)，該信號(hào)再經(jīng)過(guò)錯(cuò)油門和油動(dòng)機(jī)進(jìn)行末級(jí)放大，最后去控制各主汽門和調(diào)節(jié)汽門。 圖2為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的600MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)圖。DEH液壓系統(tǒng)的組成按其功能可分為四大部分：供油系統(tǒng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分、危急遮斷部分、機(jī)械超速和手動(dòng)遮斷部分。 供油系統(tǒng)部分又可分為供油系統(tǒng)、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)、自循環(huán)再生過(guò)濾系統(tǒng)以及油管路及附件（油管路、高

5、壓蓄能器、膨脹支架等）。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分包含高、中壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)各2臺(tái)，高壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)4臺(tái)，中壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)4臺(tái)。這些機(jī)構(gòu)的控制對(duì)象和要求各不相同，其結(jié)構(gòu)形式和調(diào)節(jié)規(guī)律也有不同。 危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)包括：AST-OPC電磁閥組件、薄膜閥、危急遮斷試驗(yàn)裝置。 機(jī)械超速和手動(dòng)遮斷部分包括：危急遮斷器、危急遮斷器滑閥、保安操縱裝置及手動(dòng)噴油截止閥。 液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱EH）的控制油為140.5MPa的磷酸脂抗燃液，而機(jī)械保安油為0.81.0MPa的低壓透平油。該系統(tǒng)有一個(gè)獨(dú)立的高壓抗燃油供油裝置。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)是：所有汽門都有一套獨(dú)立的油動(dòng)機(jī)、隔離閥、逆止閥、濾油器等，各自執(zhí)行獨(dú)立的任務(wù)。

6、所有的油動(dòng)機(jī)都是單側(cè)進(jìn)油結(jié)構(gòu)，靠高壓抗燃油的壓力打開(kāi)、靠彈簧壓力關(guān)閉。此外，這種油動(dòng)機(jī)還是一種安全型的機(jī)構(gòu)，可在系統(tǒng)漏油等情況下，油動(dòng)機(jī)自行關(guān)閉。每一個(gè)進(jìn)汽閥門均有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制其開(kāi)關(guān)，其中，中壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)為開(kāi)關(guān)型兩位式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，高壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)、高、中壓調(diào)節(jié)汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)為伺服式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以接受來(lái)自于DEH控制系統(tǒng)的40mA的閥位控制信號(hào)，控制其開(kāi)度，所有閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作介質(zhì)均為高壓抗燃油，單側(cè)進(jìn)油，即所有閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)均靠液壓力開(kāi)啟閥門，彈簧力關(guān)閉閥門。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種組合閥門結(jié)構(gòu)，高壓汽門采用主汽聯(lián)合調(diào)節(jié)閥，再熱汽門也采用聯(lián)合汽門結(jié)構(gòu)。在油動(dòng)機(jī)的油缸上設(shè)有一個(gè)控制塊的接口。在這個(gè)

7、控制塊上裝有電液轉(zhuǎn)換器隔離閥、快速卸載閥和逆止閥，并加上相應(yīng)的附加組件，使油動(dòng)機(jī)成為具有控制型和快關(guān)功能的組合閥門機(jī)構(gòu)。 起機(jī)時(shí)首先通過(guò)掛閘電磁閥使危急遮斷器滑閥復(fù)位，并通過(guò)ETS系統(tǒng)將AST電磁閥掛閘，然后由DEH開(kāi)啟高壓主汽閥，全開(kāi)后，高、中壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受DEH的閥位指令信號(hào)開(kāi)啟相對(duì)應(yīng)的蒸汽調(diào)節(jié)閥門，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、升速、并網(wǎng)帶負(fù)荷。 在超速保護(hù)系統(tǒng)中布置有兩個(gè)并聯(lián)的超速保護(hù)電磁閥（20/OPC-1、2），當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)或機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，該電磁閥得電打開(kāi)，迅速關(guān)閉各調(diào)節(jié)汽門，以限制機(jī)組轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步飛升。 在保安系統(tǒng)中配置有一只飛錘式危急遮斷器和危急遮斷器滑閥，危急

8、遮斷器滑閥和危急遮斷器杠桿的工作介質(zhì)為0.81.0MPa透平油。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到109110額定轉(zhuǎn)速時(shí)，危急遮斷器的撞擊子飛出，擊動(dòng)危急遮斷器杠桿，撥動(dòng)危急遮斷器滑閥，泄掉薄膜閥上腔的保安油。使EH系統(tǒng)危急遮斷（AST）母管的油泄掉，從而關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥門，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。除此以外，在EH系統(tǒng)中還布置有四個(gè)兩“或”一“與”的自動(dòng)停機(jī)（20/AST-1、2、3、4）電磁閥，它們能接受各種保護(hù)停機(jī)信號(hào)，遮斷汽輪機(jī)。 （二）電子控制器 DEH系統(tǒng)的電子控制器設(shè)計(jì)成一個(gè)混合式控制系統(tǒng)，包括數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)。數(shù)字控制器經(jīng)過(guò)模擬子系統(tǒng)來(lái)控制各個(gè)閥門位置執(zhí)行元件。電子控制器由三部分組成： （1）模擬系統(tǒng) （2）數(shù)

9、字系統(tǒng) （3）選用功能 1、數(shù)字系統(tǒng)部分 包括中央數(shù)據(jù)處理機(jī)、輸入-輸出硬件和一組軟件。 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用程序必須完成以下三個(gè)基本步驟： （1）計(jì)算出給定值（或參考值）； （2）把該給定值與汽輪發(fā)電機(jī)組的反饋值進(jìn)行比較（包括轉(zhuǎn)速、功率以及調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力）； （3）計(jì)算出閥位給定值。 給定值的計(jì)算程序如圖3所示。 調(diào)節(jié)汽閥升程指令程序如圖4所示。 2、模擬子系統(tǒng)圖3 給定值的計(jì)算程序圖4 調(diào)節(jié)汽閥升程指令程序 二、北侖港電廠二、北侖港電廠2號(hào)機(jī)的號(hào)機(jī)的DEH系統(tǒng)系統(tǒng) （一）概述 該系統(tǒng)由汽輪機(jī)控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)三部分組成。 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)，是D

10、EH系統(tǒng)的最主要部分； 汽輪機(jī)安全系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的保護(hù)跳閘功能以及保護(hù)試驗(yàn)、閥門試驗(yàn)等功能； 汽輪機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、軸向位移、蒸汽溫度/壓力、汽輪機(jī)金屬溫度等一些重要參數(shù)的測(cè)量、監(jiān)視功能。 （二）控制系統(tǒng) 1.硬件結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)主要由上位控制器、基本控制器和閥門控制器三部分組成。如圖10-29所示。 2.功能簡(jiǎn)介 （1）轉(zhuǎn)速控制 （2）負(fù)荷控制 負(fù)荷控制有直接控制、負(fù)荷調(diào)節(jié)和CCS三種運(yùn)行方式。 （3）機(jī)組調(diào)頻功能 （4）高壓缸限制 （5）中壓缸限制 （6）倒缸 （7）應(yīng)力計(jì)算 （8）汽輪機(jī)自啟動(dòng) （9）快關(guān)保護(hù) 3.操作畫面 4.用戶軟件 （三）安全系統(tǒng) 安全系統(tǒng)主要分兩部分，即汽輪機(jī)跳閘回路和程序控制。 1.汽輪機(jī)跳閘回路 2.程序控制 （四）汽輪機(jī)監(jiān)視系統(tǒng) 1.振動(dòng)測(cè)量裝置VDMS 2.MICROREC測(cè)量系統(tǒng) （五）高壓缸保護(hù)跳閘 （六）推力軸承保護(hù)人有了