第三章 汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(30頁)

1、1 第三章第三章 汽輪機數(shù)字汽輪機數(shù)字電夜調(diào)節(jié)系統(tǒng)電夜調(diào)節(jié)系統(tǒng) Digital electric hydraulic control system2課前復習 1、對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求是什么？ 2、動態(tài)特性指標有哪些？影響因素是什么？ 3、中間再熱為什么會導致中低壓缸功率滯后？ 4、單元制機組的運行控制方式有哪幾種？各有何特點？畫出框圖。 5、說明功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么會出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，如何克服？3第三章 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)Digital Electro-Hydraulic Control SystemDigital Electro-Hydraulic Control System的簡寫，它456什么是

2、DEH？為什么要采用DEH控制？ 所謂所謂DEHDEH就是汽輪機數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，由就是汽輪機數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，由計計算機控制算機控制部分和部分和EHEH液壓執(zhí)行機構(gòu)液壓執(zhí)行機構(gòu)組成。組成。 采用采用DEHDEH控制可以提高高、中壓調(diào)門的控制精度，控制可以提高高、中壓調(diào)門的控制精度，為實現(xiàn)為實現(xiàn)CCSCCS協(xié)調(diào)控制及提高整個機組的控制水平協(xié)調(diào)控制及提高整個機組的控制水平提供了基本保障，更有利于汽輪機的運行。提供了基本保障，更有利于汽輪機的運行。7主要特點概述 1 1、離散（采樣）控制、離散（采樣）控制 【Discrete (Sampling) ControlDiscrete (Sampli

3、ng) Control】 2 2、串級、串級PIPI調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 可串級亦可單級可串級亦可單級PIPI調(diào)節(jié)，開關(guān)選擇由軟件實現(xiàn)，根調(diào)節(jié)，開關(guān)選擇由軟件實現(xiàn)，根據(jù)機組實際運行狀況選擇。據(jù)機組實際運行狀況選擇。 3 3、多回路、多參量反饋控制、多回路、多參量反饋控制 (1)(1)三主回路：三主回路：內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)- -調(diào)節(jié)級壓力；中環(huán)調(diào)節(jié)級壓力；中環(huán)- -功率調(diào)節(jié)；外環(huán)功率調(diào)節(jié)；外環(huán)- -轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)速調(diào)節(jié)+ +各閥位控制子回路各閥位控制子回路 (2)(2)多變量：轉(zhuǎn)速（多變量：轉(zhuǎn)速（WSWS）、功率（）、功率（MWMW）、調(diào)節(jié)級壓力（）、調(diào)節(jié)級壓力（IMPIMP） 4 4、多采用高壓抗燃油液壓伺服機

4、構(gòu)、多采用高壓抗燃油液壓伺服機構(gòu)8第一節(jié)第一節(jié) DEH系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成Section 1 Compose of DEH DEH由電子控制器和EH系統(tǒng)組成。1、作用一、電子控制器：Electronic Controller2、組成二、EH系統(tǒng)部分：The Part of EH System1、EH供油系統(tǒng)2、電液伺服執(zhí)行機構(gòu)3、危急遮斷系統(tǒng)9主汽門、調(diào)節(jié)汽門電子控制器的作用 電子控制器是混合式控制系統(tǒng)，由數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)組成。數(shù)字系統(tǒng)完成輸入信息的處理、檢查、設(shè)定值的計算處理和控制運算。其輸出通過模擬系統(tǒng)來設(shè)置模擬量的閥位訊號。由閥位訊號經(jīng)電液伺服執(zhí)行機構(gòu)來控制主汽門和調(diào)節(jié)汽門。數(shù)字系統(tǒng)模

5、擬系統(tǒng)A/DD/Au控制器執(zhí)行器電液轉(zhuǎn)換（閥位信號）10電子控制器的組成 電子控制器由以下部分組成：1、硬件2、數(shù)字系統(tǒng)3、模擬系統(tǒng)11電子控制器的硬件：DEH控制柜00：計算機柜、執(zhí)行診斷監(jiān)控01：基本控制模擬量、開關(guān)量、輸入輸出02：閥門控制柜03（04）：汽機自動控制（壽命）柜05：UPS電源柜操作站圖象站調(diào)試終端操作盤顯示盤PC機：管理CRT和打印機CRT、打印機基本控制調(diào)試終端ATC調(diào)試終端12電子控制器的數(shù)字系統(tǒng)硬件軟件基本控制計算機ATC控制計算機雙機容錯數(shù)據(jù)采集、通訊、操作系統(tǒng)輸入輸出接口基本管理部分基本控制部分ATC部分13電子控制器的模擬系統(tǒng) 、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)：將數(shù)字

6、系統(tǒng)產(chǎn)生的閥門控制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬量信號，再送至閥門伺服回路。 、手操設(shè)備系統(tǒng)：當DEH的計算機系統(tǒng)發(fā)生故障時，運行人員可通過手操系統(tǒng)來實現(xiàn)對機組的控制，因此計算機可進行“在線檢修和維護”，不影響機組的正常運行。 手操系統(tǒng)主要接受以下信號： 操作臺來的閥位操作信號。當運行人員按操作盤上加（減）負荷（轉(zhuǎn)速）時，就有一個信號手操可逆計數(shù)器，使它向增大（減?。┓较蛴洈?shù)。14 記數(shù)器輸出的記數(shù)值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器向閥門伺服回路送去一個模擬信號，使閥門開大（關(guān)?。┲髌T壓力控制器(TPC)來減負荷信號：在模擬系統(tǒng)中也有一個主汽門壓力控制器，它是在DEH系統(tǒng)切換到手操時實現(xiàn)對主汽門壓力控制的。當主汽門壓力模

7、擬量信號低于某一給定值時，它就向可逆計數(shù)器發(fā)出減負荷信號，使之向減小方向記數(shù)以便關(guān)小調(diào)節(jié)閥門，直至主汽門壓力恢復到給定值或調(diào)節(jié)門開度達到全量程的29%為止。跳閘減負荷信號：一是出現(xiàn)電氣主開關(guān)跳閘時，就有一減負荷信號送到手操可逆計數(shù)器，使之向減小方向記數(shù)以關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。模擬系統(tǒng) 之 手操設(shè)備系統(tǒng)15模擬系統(tǒng) 之 手操設(shè)備系統(tǒng)返回信號（RUNBACK）：同數(shù)字系統(tǒng)一樣，在模擬系統(tǒng)中也有模擬的返回功能，在必要時，為保護機組而實行快速減負荷。手操可逆計數(shù)器一旦接受返回信號就能向減小方向記數(shù)使調(diào)節(jié)門關(guān)小。數(shù)字系統(tǒng)來的輸出跟蹤信號：當DEH處于自動方式時，數(shù)字系統(tǒng)的輸出通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器得到一個模擬量的閥門開度

8、要求信號，在送往閥門伺服回路的同時，也送到手操可逆計數(shù)器，使手操系統(tǒng)輸出的閥門開度要求信號跟蹤數(shù)字系統(tǒng)的輸出，DEH系統(tǒng)在自動切換到手動時是無擾動的。16模擬系統(tǒng) 之 閥門伺服回路的電氣接口 閥門伺服回路的電氣接口：汽機的主汽門和調(diào)節(jié)閥門都是由液壓來開啟或關(guān)閉的，而閥門伺服回路所接受的是數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電氣信號。因此，在伺服回路中必須有： 將閥門開度的模擬電氣信號轉(zhuǎn)換成液壓信號的電液轉(zhuǎn)換裝置。 將閥門開度的機械位移信號轉(zhuǎn)換成電氣信號的裝置。 為實現(xiàn)某些保護功能，伺服系統(tǒng)中必須有能實 現(xiàn)閥門快速關(guān)閉的裝置。 17模擬系統(tǒng) 之 閥門伺服回路的電氣接口 數(shù)模轉(zhuǎn)換器來的閥門開度要求信號和閥位反饋信

9、號比較后，其偏差經(jīng)伺服放大后送入伺服閥，該伺服閥起到電液轉(zhuǎn)換器的功能。它根據(jù)輸入信號的極性去開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門（主汽門）。在油動機上裝有一個位移差動變送器（LVDT），它根據(jù)油動機活塞的移動位置（閥門開度）產(chǎn)生一個閥位電氣信號作為閥位反饋信號送至伺服系統(tǒng)的輸入端。 超速保護控制器（OPC）：由三部分組成： 中壓調(diào)節(jié)閥門快關(guān)作用（甩部分負荷保護）CIV； 負荷下跌預測功能LDA（甩全負荷保護）； 超速控制功能（超速保護）。18EH系統(tǒng)部分-EH供油系統(tǒng) 提供高壓抗燃油，驅(qū)動伺服執(zhí)行機構(gòu)。 具體內(nèi)容將在以后的章節(jié)中具體介紹。19EH系統(tǒng)部分-執(zhí)行機構(gòu) 配汽機構(gòu)包括兩臺高壓主汽門、六臺高壓調(diào)節(jié)汽門和

10、兩臺再熱主汽門、二臺再熱調(diào)節(jié)汽門。各個蒸汽閥位置是由各自的伺服執(zhí)行機構(gòu)控制的。共計共計1212套套 在執(zhí)行機構(gòu)中，油缸和彈簧組成油動機，高壓抗燃油可使油缸打開蒸汽閥門，而彈簧用來關(guān)閉蒸汽閥門。 開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)：中壓主汽門（IV）。 控制型執(zhí)行機構(gòu)：高壓主汽門(TV)、高、中壓調(diào)節(jié)汽門(GV、RSV)。20EH系統(tǒng)部分-危急遮斷系統(tǒng) 自動停機危急遮斷系統(tǒng)（自動停機危急遮斷系統(tǒng)（AST）：）：包括危急跳閘ETS、機械超速和手動停機（110-113%） ETS監(jiān)視的指標：轉(zhuǎn)速、推力軸承磨損、潤滑油壓低、EH油壓低、低真空、DEH失電、MFT、發(fā)電機主保護、機組振動。任一指標超限，均發(fā)出警報以至停機。

11、 OPC系統(tǒng)；系統(tǒng)； 危急遮斷控制塊及電磁閥：危急遮斷控制塊及電磁閥：四個AST、二個OPC電磁閥，正常時帶電關(guān)閉。另有2個單向閥。 試驗組件：試驗組件：裝在前軸承座邊上，監(jiān)視EH油壓和試驗各壓力開關(guān)。21第二節(jié) DEH系統(tǒng)功能 Function of DEH一、運行方式： DEH可在下列任何一種方式下運行，相鄰兩狀態(tài)方式間可無擾動切換。 二級手動 一級手動 操作員自動 ATC1、二級手動：最低級，僅作備用，系統(tǒng)全部由常規(guī)的模擬部件組成。2、一級手動：開環(huán)運行方式。操作員在操作盤上按鍵控制閥門開度，各按鈕之間有邏輯互鎖，此方式作為自動方式的備用。22 3、操作員自動方式(OA)：是最基本的運行

12、方式，用這種方式可實現(xiàn)汽輪機轉(zhuǎn)速和負荷的閉環(huán)控制，并具有各種保護功能。該方式設(shè)有完全相同的A和B雙機系統(tǒng)，兩機容錯，具有跟蹤和自動切換功能，也可以強迫切換。在該方式下，目標轉(zhuǎn)速和目標負荷及其速率，均由操作員自定。 4、ATC運行方式：基于操作員之上。目標轉(zhuǎn)速、負荷、升速率和升負荷率均來自內(nèi)部計算設(shè)備或外部設(shè)備。23二、系統(tǒng)功能 1、汽輪機自動程序控制（ATC）2、汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)3、汽輪機的自動保護功能4、機組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能24汽輪機的自動程序控制(ATC) 操作員通過一個單獨按鈕就能使機組從盤車轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，同時盡可能降低啟停過程的熱應(yīng)力，使啟動機組和機組加負荷所需的時間最少

13、。DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動程序控制，是通過狀態(tài)監(jiān)測，計算轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力，并在機組應(yīng)力允許范圍內(nèi)，優(yōu)化啟停過程。用最大的速率和最短的時間實現(xiàn)機組啟動過程的全部自動化。 ATC允許機組有冷態(tài)和熱態(tài)啟動兩種方式。冷態(tài)啟動從盤車、升速、并網(wǎng)到帶負荷。其間各操作、閥門切換全由計算機控制。 在非啟停過程中，還可以實現(xiàn)ATC監(jiān)督。25汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)功能在負荷控制階段，有以下功能：1、有轉(zhuǎn)速控制回路和負荷控制回路。2、根據(jù)要求，可選擇參與一次調(diào)頻或帶基本負荷。3、負荷上下限和升降負荷率有運行人員調(diào)整設(shè)置。4、迅速、自動沖過臨界轉(zhuǎn)速。5、有調(diào)節(jié)級壓力反饋和電功率反饋回路，可在負荷大于10%時由運行人員選擇是否投入

14、。6、適應(yīng)冷、熱、溫態(tài)啟動。7、可選擇定壓運行或滑壓運行方式。定壓時有閥門管理功能：單閥、順序閥。保證獲得最大效率。26汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)功能8、適應(yīng)電廠的爐跟機、機跟爐、機爐協(xié)調(diào)等運行方式。9、有與自動同期裝置的接口，能接受從CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、電廠調(diào)度裝置和運行人員操作盤來的目標負荷指令，自動控制汽輪機出力。10、對控制系統(tǒng)所有的重要模擬量進行3選2處理，對重要開關(guān)量進行2選，對操作員輸入命令按預定的規(guī)則進行檢查。11、閥門試驗：操作人員通過按鈕自動對高中壓缸主汽門、調(diào)節(jié)門進行全行程閥門試驗。27汽輪機的自動保護功能DEH的保護系統(tǒng)有如下三種保護功能：1、超速保護（OPC）2、危急遮斷控

15、制（ETS）3、機械超速保護和手動脫扣28自動保護功能-危急遮斷控制（ETS） 該保護是在ETS系統(tǒng)檢測到機組超速達到110% n0或其它安全指標達到安全界限后，通過AST電磁閥關(guān)閉所有的主汽門和調(diào)節(jié)汽門，實行緊急停機。29自動保護功能-超速保護（OPC） 甩全負荷超速保護：因油開關(guān)跳閘，迅速關(guān)閉調(diào)門，延遲一段時間后再開啟調(diào)門，維持汽機空轉(zhuǎn)，保證汽機迅速再并網(wǎng)。 甩部分負荷保護：當電網(wǎng)中某一相發(fā)生接地故障，引起發(fā)電機功率突降，從而使汽機實發(fā)功率與發(fā)電機功率不匹配，為維持電網(wǎng)穩(wěn)定，保護電網(wǎng)系統(tǒng)，迅速將中壓調(diào)門快關(guān)一下，然后再開啟，維持正常運行。 超速保護：當110%n0n103%n0時，迅速將高

16、、中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。30自動保護功能-機械超速保護和手動脫扣 前者屬于超速的多重保護，即當轉(zhuǎn)速高于110% n0時實行緊急停機；后者為保護系統(tǒng)不起作用時進行手動停機，以保障設(shè)備和人身安全。31機組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能 該系統(tǒng)在啟停和運行過程中對機組和DEH裝置兩部分運行狀況進行監(jiān)督。內(nèi)容包括：操作按鈕狀態(tài)指示和CRT畫面（16個）狀態(tài)指示。其中對DEH監(jiān)控的內(nèi)容包括：重要通道、電源和內(nèi)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、潮流趨勢和故障自動顯示、記錄打印等。 該系統(tǒng)給操作員提供機組運行狀態(tài)及操作指導。32DEHDEH中常見專業(yè)名詞中英文對照及釋義中常見專業(yè)名詞中英文

17、對照及釋義33課內(nèi)小結(jié) Summary作作 用用組組 成成電電 子子 控控 制制 器器E EH H供供 油油 系系 統(tǒng)統(tǒng)電電 液液 伺伺 服服 執(zhí)執(zhí) 行行 機機 構(gòu)構(gòu)危危 急急 遮遮 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng)E EH H系系 統(tǒng)統(tǒng)組組 成成汽汽 輪輪 機機 自自 動動 程程 序序 控控 制制 （ A AT TC C）十十 種種 功功 能能汽汽 輪輪 機機 的的 負負 荷荷 自自 動動 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)O OP PC C超超 速速 保保 護護危危 急急 遮遮 斷斷 控控 制制 （ E ET TS S）機機 械械 超超 速速 保保 護護 和和 手手 動動 脫脫 扣扣汽汽 輪輪 機機 的的 自自 動動 保保 護護 功功 能能機機 組組 和和 D DE EH H系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 監(jiān)監(jiān) 控控 功功 能能功功 能能二二 級級 手手 動動一一 級級 手手 動動操操 作作 員員 自自 動動 方方 式式A AT TC C運運 行行 方方 式式運運 行行 方方 式式D