600MWDEH用戶交流綜述

1、600MW機組機組DEH/ETS/TSI用戶技術(shù)用戶技術(shù) 交流會交流會前言感謝各位用戶對東方電氣自動控制工程有限公司的信任。非常榮幸有機會和各位交流600MW機組DEH/TSI/ETS的有關(guān)技術(shù)問題。感謝東汽用戶服務處給我們提供這么好的用戶交流平臺。概 述 東方電氣自動控制工程有限公司是東方汽輪機廠下屬的子公司,負責其DEH系統(tǒng)、 EH系統(tǒng)、 ETS系統(tǒng)、 TSI系統(tǒng)的技術(shù)研究、開發(fā)與服務。公司開發(fā)和生產(chǎn)汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)已有十多年歷史，在系統(tǒng)設計，軟件編制和整機調(diào)試等方面積累了豐富的實踐經(jīng)驗。近年來，又吸收了國外如日立公司、西屋公司、西門子公司以及ETSI（ABB）公司的先進控制技術(shù)。

2、與日立公司合作設計成套的600MW機組的DEH系統(tǒng)，達到了世界先進水平，完全能滿足用戶的要求，能夠可靠、方便、靈活地全程自動控制整臺機組。到目前為止，已有多套DEH系統(tǒng)分別在國內(nèi)多家電廠投運。 隨機組容量增大，蒸汽參數(shù)的提高，機組的安全穩(wěn)定運行對汽輪機控制保護系統(tǒng)提出了更高的要求。主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的可靠性、響應的快速性和功能設計合理性。 介紹內(nèi)容介紹內(nèi)容1.1.數(shù)字電液控制器數(shù)字電液控制器( (DEH)DEH)系統(tǒng)系統(tǒng)2.2.液壓執(zhí)行液壓執(zhí)行( (EH)EH)系統(tǒng)系統(tǒng)3.3.危急遮斷危急遮斷( (ETS)ETS)系統(tǒng)系統(tǒng)4.4.監(jiān)視保護監(jiān)視保護( (TSI)TSI)系統(tǒng)系統(tǒng)DEH 系 統(tǒng) 介 紹

3、 DEHDEH控制系統(tǒng)由一個操作員站、一個工程師控制系統(tǒng)由一個操作員站、一個工程師站、兩對控制器、一套站、兩對控制器、一套I/OI/O模件、一套三冗余配模件、一套三冗余配置的置的PLU/BUG PLU/BUG 、一對冗余通訊配置模件等組成、一對冗余通訊配置模件等組成, ,它還包括它還包括ETSETS系統(tǒng)部分。系統(tǒng)部分。DEHDEH功能包括機組預暖、功能包括機組預暖、升速、帶初負荷、升負荷、負荷控制、機械超升速、帶初負荷、升負荷、負荷控制、機械超速試驗、后備超速試驗、速試驗、后備超速試驗、TSITSI超速試驗、噴油試超速試驗、噴油試驗、高壓遮斷試驗、主汽門嚴密性試驗、調(diào)門驗、高壓遮斷試驗、主汽門

4、嚴密性試驗、調(diào)門嚴密性試驗、缸切換等功能。嚴密性試驗、缸切換等功能。 600MW機組對DEH 系統(tǒng)要求較強超速保護功能較強超速保護功能需要較高的控制速度和控制能力需要較高的控制速度和控制能力很高的系統(tǒng)可靠性很高的系統(tǒng)可靠性1. 超速保護功能要求超速保護功能要求 由于汽機蒸汽參數(shù)的提高和容量增加，使汽機相關(guān)慣性時間常數(shù)縮短,因此 需要隨著蒸汽參數(shù)的提高而增加相關(guān)控制部件的控制速度。 在不同的工況情況下，汽機閥門快速關(guān)閉將嚴重影響鍋爐運行?？紤]到機組運行的連續(xù)性,當執(zhí)行快速關(guān)閉時,盡可能根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生的情況，在短時間內(nèi)選擇合理的處理措施。我們就要合理選擇伺服閥控制,加速度保護及功率負荷不平衡等控制和

5、保護功能。伺服閥控制、加速度控制、功率負荷不平衡功能的動作規(guī)律： a.當甩負荷總量較低(大約為負荷的15%),僅由伺服閥控制來抑制速度飛升.快關(guān)電磁閥不起作用,減少對鍋爐、汽機轉(zhuǎn)速的影響. b.當甩負荷達到15%或更多,通過加速度繼電器快關(guān)ICV閥，抑制最大升速度. c.當甩負荷達到40%或更多,通過功率負荷不平衡繼電器快關(guān)CV和ICV以抑制最大升速度. 2. 對控制速度和控制能力要求對控制速度和控制能力要求 控制系統(tǒng)為滿足大型汽輪機在不同工況下的要求，如速度控制、負荷控制以及在孤島運行,負荷從高負荷降至低負荷時的控制。為適應以上的運行控制條件，DEH控制器要求居于較高的控制速度.。 采樣周期

6、與最大升速度有關(guān)，DEH控制系統(tǒng)所有功能的采樣周期盡可能短，給汽輪機控制提供了合理的能力。3.高可靠性高可靠性 大型汽輪機意外跳機對電網(wǎng)的安全運行有很大地影響，因此必須盡可能地避免這種情況發(fā)生。 DEH在電源、控制器、網(wǎng)絡、系統(tǒng)設計等方面按照冗余設計原則，功率負荷不平衡PLU/BUG及備用超速保護BUG控制采用專有模件而且三重冗余。 DEH系統(tǒng)必須采用高速轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)控制器，不允許使用開環(huán)手動操作方式。否則將會影響機組的安全運行。 DEH系統(tǒng)可靠性設計思路系統(tǒng)可靠性設計思路:單一的故障將不引起控制系統(tǒng)完全故障。單一的故障將不引起控制系統(tǒng)完全故障。單一故障將不導致保護系統(tǒng)誤動或拒動。單一故障將不

7、導致保護系統(tǒng)誤動或拒動。任何系統(tǒng)或電源單一故障均不會中斷或擾亂任何系統(tǒng)功任何系統(tǒng)或電源單一故障均不會中斷或擾亂任何系統(tǒng)功能。能。單一故障不導致任何控制設備狀態(tài)的改變除非特殊要求。單一故障不導致任何控制設備狀態(tài)的改變除非特殊要求?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)的單一故障不導致主設備故障?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)的單一故障不導致主設備故障。 DEH 控制系統(tǒng)功能：控制系統(tǒng)功能： 遠方掛閘遠方掛閘 啟動前的控制啟動前的控制 轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)速控制 負荷控制負荷控制一次調(diào)頻一次調(diào)頻加速度限制加速度限制功率負荷不平衡功率負荷不平衡（PLUPLU）后備超速保護后備超速保護鍋爐汽機協(xié)調(diào)控制鍋爐汽機協(xié)調(diào)控制甩負荷甩負荷在線試驗在線試驗自動啟動系統(tǒng)功

8、能自動啟動系統(tǒng)功能機組投運過程中的問題和對策通風閥的控制暖機方式下的啟動閥門活動試驗日常維護DEH系統(tǒng)要想長期、穩(wěn)定地運行，必須定期地進行維護和檢修。 DEH能夠?qū)χ匾布O備，重要的輸入/ 輸出信號進行自我檢測和診斷，如發(fā)現(xiàn)故障則進行報警顯示。指導相關(guān)人員進行有針對性的在線或離線維修，確保DEH系統(tǒng)正常運行。 轉(zhuǎn)速通道故障短暫的單通道故障將不會影響系統(tǒng)的正常運行。長時間故障或轉(zhuǎn)速系統(tǒng)故障，必須進行維修處理。首先用示波器檢查故障通道轉(zhuǎn)速探頭輸出的信號幅值和波形是否正常。若不正常則應檢查轉(zhuǎn)速探頭接線是否正確，安裝是否符合要求。若轉(zhuǎn)速信號正常而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速通道故障，則有可能是測速板本身有故障。 重要模

9、擬量信號故障功率、主汽壓力、調(diào)節(jié)級壓力等參數(shù)與實際情況不符，應作如下三方面檢查：一是檢查相應變送器信號是否正常，輸出信號范圍中是否與設計值相符，如條件允許，對變送器可重新檢驗；二是檢驗變送器接線是否正確、可靠；三是檢驗模入板。 伺服故障 伺服放大器沒有伺服驅(qū)動信號：如果伺服板的驅(qū)動電流信號正確，檢查輸出至伺服閥的電纜，如果電纜沒問題,更換伺服閥。 LVDT初級沒有激勵信號：如果伺服板的激勵信號正確，檢查輸出至LVDT的電纜，如果電纜沒有問題，更換LVDT。 LVDT次級沒有響應輸出：改變LVDT鐵芯位置，LVDT 兩個次級間的電壓差應該變化，如果沒有變化，檢查連接電纜，如果電纜沒問題，更換LV

10、DT。 伺服模板有故障，可通過模板上的指示燈的狀態(tài)確定故障具體內(nèi)容。如果出現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)位移報警信號，檢查LVDT的初級或次級。如果初級激勵電壓小于1.0VRMS則LVDT初級故障，如果該值大于1.0VRMS則檢查LVDT次級電壓, 如果次級沒有正弦波輸出，則次級線圈故障，如果兩個次級輸出正確，則檢查其它部件。 ETS ETS 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 ETS即汽輪機危急遮斷系統(tǒng)（Emergency Trip System）。它接受來自TSI系統(tǒng)或汽輪發(fā)電機組其它系統(tǒng)來的報警或停機信號，進行邏輯處理，輸出報警信號或汽輪機遮斷信號，啟動關(guān)斷回路快速關(guān)閉進汽閥。它響應時間的快慢，直接影響閥門的關(guān)閉。ETS必須

11、選用快速響應的系統(tǒng)。我們通常選用PLC組成雙冗余的系統(tǒng)，響應時間10ms左右。對于要求一體化的電廠，我們要求系統(tǒng)響應時間不超過30ms。下面簡單介紹一下常用的ETS。雙PLC系統(tǒng)ETS裝置的雙機PLC同時工作。從現(xiàn)場來的輸入信號進入本裝置后同時到A機和B機，經(jīng)過內(nèi)部邏輯自動處理后，給出相應的輸出信號。以“汽機超速”為例，當電超速停機信號輸入本裝置后，同時進入A機和B機進行處理，同時輸出停機信號 三冗余系統(tǒng)ETS系統(tǒng)是采用三取二控制結(jié)構(gòu)方式，完全相同的三套硬件、軟件、控制器，三套系統(tǒng)的輸出信號在輸出端子上作三取二處理。EH 系 統(tǒng) 概 述 600MW機組EH系統(tǒng)為日立公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)，它包括油動機、

12、閥門操縱機構(gòu)、危急遮斷器、低壓保護用電磁閥、高壓遮斷組件、油源、機械保護部件、管路附件等部件。油動機與執(zhí)行機構(gòu) EH 系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)的主體形式我們?nèi)圆捎萌樟⑾到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主汽門用直接驅(qū)動的方式，調(diào)節(jié)閥用杠桿驅(qū)動。 油動機采用盤式卸載，這種卸載方式優(yōu)點是動作迅速、排油量大，能夠滿足快速關(guān)閉閥門的需要。 機機 械械 保保 護護 系系 統(tǒng)統(tǒng) 遮斷保護系統(tǒng)分為高壓遮斷與機械遮斷，高壓遮斷通過主遮斷閥實現(xiàn)，機械遮斷通過機械連桿機構(gòu)使機械遮斷閥動作，遮斷機組。油 源 東汽在吸收日立技術(shù)的同時對系統(tǒng)作了大量的優(yōu)化改進，產(chǎn)品在亞臨界300MW機組已有成功運行的經(jīng)驗。 油源的核心動力元件采用成熟的美國 EATON

13、-VIKERKS公司的變量柱塞泵，其性能優(yōu)異，運行可靠，在冷卻循環(huán)回路中采用了雙循環(huán)泵冗配置、互為備用的技術(shù)，在不增加系統(tǒng)元件的同時實現(xiàn)了循環(huán)泵冗余，大大增強了系統(tǒng)運行的可靠性，并使其成為東汽油源的一大特點。另外，油源中采用了大流量基地式溫控水閥，通過自動調(diào)整冷油器供水量可實現(xiàn)油溫的連續(xù)自動控制，而無需繁雜的邏輯控制回路。 EH油系統(tǒng)的改進日立轉(zhuǎn)讓技術(shù)的EH系統(tǒng)是成熟可靠的系統(tǒng)。根據(jù)我們的使用經(jīng)驗，針對電廠實際情況，對系統(tǒng)進行了一些改進，進一步提高系統(tǒng)的可靠性和實用性。高壓遮斷部分的改進單個油動機盤式卸載閥密封不嚴引起系統(tǒng)故障的改進EH油系統(tǒng)的安裝油源的安裝操縱座和油動機的安裝油動機過濾器的安

14、裝蓄能器的安裝高壓遮斷模塊的安裝油管路的安裝常見故障及處理EH系統(tǒng)油壓異常 EH油箱液位低 EH系統(tǒng)油溫高 執(zhí)行機構(gòu)拒動EH系統(tǒng)振蕩TSI 系 統(tǒng) 概 述 TSI系統(tǒng)能連續(xù)地在線監(jiān)測汽輪發(fā)電機的諸如轉(zhuǎn)速、軸振動、脹差 、軸向位移、偏心、瓦振、熱膨脹、等參數(shù)，并有420mA標準電流輸出，具有計算機通訊的數(shù)據(jù)接口，整個系統(tǒng)被集成在一個機柜中，電源冗余配置。在監(jiān)測參數(shù)超過設定值時能發(fā)出可靠的停機信號，保證機組安全穩(wěn)定的運行。汽輪機監(jiān)視儀表（TSI）轉(zhuǎn)速及零轉(zhuǎn)速測量 為用戶提供適時、準確的機組轉(zhuǎn)速，并在機組停機后當轉(zhuǎn)速接近零轉(zhuǎn)速時提供自動盤車的啟動信號。它由一塊轉(zhuǎn)速表(零轉(zhuǎn)速式)和兩套渦流探頭組成。連

15、續(xù)監(jiān)視軸轉(zhuǎn)速（05000r/min）。其零轉(zhuǎn)速設定可達2r/min。軸向位移測量 由軸向位移監(jiān)視器和三套渦流傳感器組成一個冗余測量，監(jiān)視機組的軸向位移,并能給出可靠的停機輸出到危急遮斷系統(tǒng)（ETS）。高中壓及低壓缸脹差測量 由脹差監(jiān)視器和渦流傳感器組成，分別監(jiān)測高中壓及低壓轉(zhuǎn)子和相應汽缸的相對膨脹量。 偏心測量 由偏心監(jiān)視器和渦流傳感器組成。在啟動前和停機后的盤車過程中，監(jiān)視大軸的彎曲值(峰峰值)。瓦振測量 由速度監(jiān)視器和速度傳感器組成。對汽機、電機軸承的蓋振進行測量，對應滿量程（峰蜂值）輸出420mA，并有報警和危險邏輯輸出。軸振動測量 由軸振通道和渦流傳感器組成，對汽輪、電機(X、Y方向)軸承的