1000MW機(jī)組DEH設(shè)計(jì)說明書綜述

1、華能沁北電廠 運(yùn)行三期培訓(xùn)資料華能沁北電廠三期2X1000MW超超臨界機(jī)組DEH系統(tǒng)說明書2011年04月目 錄DEH系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書31.工程概況42.系統(tǒng)配置及組成42.1模件42.1.1閥定位模塊52.1.2速度檢測器模塊52.1.3數(shù)字量輸入模塊52.1.4數(shù)字量輸出模塊52.1.5模擬量輸入模塊52.1.6模擬量輸出模塊52.1.7熱電阻輸入模塊52.1.8熱電偶輸入模塊52.1.9 鏈接控制器模塊53.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則54.控制功能64.1超速保護(hù)部分64.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)速選擇64.1.2油開關(guān)狀態(tài)64.1.3超速保護(hù)74.1.4DEH跳閘74.1.5超速試驗(yàn)74.2.1機(jī)械復(fù)位74.2.

2、2轉(zhuǎn)速控制74.2.3自動(dòng)帶初負(fù)荷84.2.4負(fù)荷控制84.2.5主蒸汽壓力限制/保護(hù)（TPL）94.2.6負(fù)荷限制94.2.7閥位限制94.2.8頻率校正94.2.9RUNBACK94.2.10單閥/順序閥切換94.2.11閥門試驗(yàn)114.2.12閥門校驗(yàn)124.2.13 遙控方式（協(xié)調(diào)控制方式）124.3自啟停部分135性能指標(biāo)14ETS系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書141.概述：152.系統(tǒng)構(gòu)成：153.跳閘塊工作原理：154.跳閘試驗(yàn)塊工作原理：165.危急跳閘系統(tǒng)的可靠性17DEH系統(tǒng)操作說明書18一）進(jìn)入DEH操作畫面的方法18二）DEH操作主畫面DEH OVERVIEW20三）DEH 基本控制功

3、能20三）DEH 其他監(jiān)視畫面31DEH系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書1.工程概況 沁北三期2×1000MW機(jī)組系哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、高中壓分缸、單軸、四缸四排汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組配有四個(gè)高壓主汽門（TV）、四個(gè)高壓調(diào)門（GV）、兩個(gè)中壓主汽門（RSV）和兩個(gè)中壓調(diào)門（IV）。機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行方式: 定滑定運(yùn)行，高中壓聯(lián)合啟動(dòng)負(fù)荷性質(zhì): 帶基本負(fù)荷，可調(diào)峰運(yùn)行周波變化范圍: 48.550.5Hz機(jī)組額定出力: 1000MW主汽門前蒸汽壓力: 25MPa（a）主汽閥前額定蒸汽溫度: 600機(jī)組工廠編號: CCH02-3沁北三期2×10

4、00汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為高壓抗燃油型數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡稱DEH），電子設(shè)備采用了美國EMERSON公司的OVATION系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)采用了哈爾濱汽輪機(jī)控制工程有限公司成套的高壓抗燃油EH裝置。本說明書僅涉及沁北三期DEH電氣部分，液壓部分請參考相關(guān)資料。2.系統(tǒng)配置及組成沁北三期DEH控制系統(tǒng)均采用了美國EMERSON公司的OVATION系統(tǒng)。沁北三期DEH由三個(gè)控制柜(DPU33/83、DPU34/84)；一個(gè)電源柜；一套Ovation 工程師/高性能工具庫工作站；兩套Ovation操作員工作站組成。Ovation控制器建立在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，是最有效的工業(yè)過程控制器。由于在系統(tǒng)心臟配有

5、英特爾奔騰處理器，Ovation 控制器能使發(fā)展極為迅速的微處理技術(shù)容易地結(jié)合進(jìn)系統(tǒng)中。Ovation控制器執(zhí)行簡單或復(fù)雜地調(diào)節(jié)和順序控制策略，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取功能，可以與網(wǎng)絡(luò)及I/O子系統(tǒng)連接。標(biāo)準(zhǔn)化地PC 結(jié)構(gòu)和相應(yīng)地PCI/ISA總線接口使控制器可以與其他標(biāo)準(zhǔn)PC產(chǎn)品連接和運(yùn)行。Ovation 工作站提供現(xiàn)代化過程控制系統(tǒng)所要求的可靠性、高性能和靈活性，基于windows的工作站與Ovation 網(wǎng)絡(luò)安全匹配，最大容量可達(dá)200000點(diǎn)。所以操作遵循Ovation安全系統(tǒng)規(guī)則。Ovation 工程師/高性能工具庫工作站具有以下功能:高性能工具庫服務(wù)器、系統(tǒng)軟件服務(wù)器、高性能工具數(shù)據(jù)庫、高性

6、能工具庫、操作員功能、各種工程師功能等。Ovation操作員工作站具有以下功能：過程圖監(jiān)視與操作、報(bào)警管理、趨勢顯示、測點(diǎn)信息/測點(diǎn)檢查、操作員事件報(bào)告等。工程師站、操作員站的工作環(huán)境為帶有windows xp操作系統(tǒng)的工作站。2.1模件沁北三期DEH配置的模件都安裝在DPU33/83、DPU34/84機(jī)柜內(nèi)，具體卡件如下表：名稱用途閥定位模塊控制電液伺服閥速度檢測器模塊轉(zhuǎn)速測量數(shù)字量輸入模塊開關(guān)量輸入數(shù)字量輸出模塊開關(guān)量輸出繼電器輸出模塊開關(guān)量輸出模擬量輸入模塊模擬量輸入（420mA）模擬量輸出模塊模擬量輸出（420mA）熱電阻輸入模塊溫度信號輸入（RTD）熱電偶輸入模塊溫度信號輸入（TC）

7、鏈接控制器模塊與其它系統(tǒng)通訊2.1.1閥定位模塊Ovation閥定位I/O模塊提供汽輪機(jī)可調(diào)蒸汽閥門閉環(huán)位置控制。I/O模塊為電液伺服閥執(zhí)行器和Ovation控制器之間的接口。它實(shí)際上是一塊智能I/O模件，通過其上的處理器完成蒸汽閥門的精確定位控制。閥定位模塊可以設(shè)定閥的位置設(shè)定值，通常這是Ovation控制器來完成的。在模塊內(nèi)部，微處理器提供實(shí)時(shí)閥位的閉環(huán)PI(比例積分)控制，閥位設(shè)定值引起I/O模塊產(chǎn)生冗余輸出控制信號，這些控制信號驅(qū)動(dòng)電液伺服閥執(zhí)行器上的線圈，和安裝在閥桿上的LVDT而檢測到的閥位信號一起構(gòu)成閉環(huán)回路。每塊控制一個(gè)可調(diào)蒸汽閥門（modulated steam valve）

8、，因此沁北三期DEH配置了9個(gè)閥定位模塊：TV×1、GV×4、IV×2、RSV×。2.1.2速度檢測器模塊Ovation速度檢測器I/O模塊通過檢測安裝在汽輪機(jī)前箱內(nèi)磁阻式轉(zhuǎn)速探頭輸出信號的頻率而得到汽輪機(jī)的運(yùn)行速度。它將磁阻式轉(zhuǎn)速探頭輸出信號的頻率轉(zhuǎn)換成16bit 和32 bit二進(jìn)制數(shù)，16 bit輸出值，以5ms速度更新信息，用來檢測汽輪機(jī)的運(yùn)行速度。32 bit輸出值，也以適當(dāng)?shù)乃俣雀聰?shù)據(jù)，控制汽輪機(jī)的運(yùn)行速度。速度檢測器模塊由一個(gè)現(xiàn)場卡和一個(gè)邏輯卡組成?，F(xiàn)場卡內(nèi)有一個(gè)信號處理電路，用來讀取轉(zhuǎn)速探頭送來的脈沖輸入信號。在轉(zhuǎn)速探頭和邏輯卡信號之間

9、采用光電耦合器連接使信號之間電子隔離?，F(xiàn)場卡內(nèi)的電路可以檢測在低阻抗源（小于5000歐姆）時(shí)回路的開路狀態(tài)。邏輯卡提供所有的邏輯功能，包括將從現(xiàn)場卡接收的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成Ovation系統(tǒng)可以讀入的16bit 或32 bit信號。每塊接受一路轉(zhuǎn)速脈沖信號，因此沁北三期DEH配置了三塊轉(zhuǎn)速測量模件。2.1.3數(shù)字量輸入模塊為16路開關(guān)量（干接點(diǎn)）輸入模塊，查詢電壓為48VDC2.1.4數(shù)字量輸出模塊為16路開關(guān)量輸出子模塊。2.1.5模擬量輸入模塊為8路模擬量輸入模塊，專門用于420mA或15VDC模擬量輸入測量；通過不同的接線方式，可實(shí)現(xiàn)電流輸入方式（外部提供24VDC）或者變送器輸入方式（機(jī)柜

10、內(nèi)部提供24VDC）。2.1.6模擬量輸出模塊為4路模擬量輸出模塊，專門用于420mA信號輸出2.1.7熱電阻輸入模塊為8路熱電阻輸入模塊，專門用于熱電阻（RTD）溫度信號測量。2.1.8熱電偶輸入模塊為8路熱電偶輸入模塊，專門用于熱電阻（TC）溫度信號測量。2.1.9 鏈接控制器模塊Ovation鏈接控制器模塊帶有可和第三方設(shè)備或系統(tǒng)串行通訊的Ovation控制器。此模塊是一種插板式計(jì)算機(jī)，利用通過Intel微處理器上的板上電源工作。當(dāng)處理和接口協(xié)議有關(guān)的任務(wù)時(shí)使用此模塊。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則l 系統(tǒng)符合“故障-安全”設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，當(dāng)系統(tǒng)失電時(shí)保證可靠停機(jī)，并對可能的誤操作應(yīng)采取有效的防范措施。l

11、系統(tǒng)具有自診斷、自恢復(fù)和抗干擾能力。l 控制系統(tǒng)依據(jù)分層、分散控制原則，除了控制器冗余外，對重要的I/O信號和I/O模件也進(jìn)行冗余配置。l 冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò)保證信息通暢，并具有與DCS的通訊接口。l 除滿足機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行控制要求外，系統(tǒng)具有足夠的I/O裕量和能力以便未來進(jìn)行功能擴(kuò)展。l 硬件選擇力求可靠、先進(jìn)。l 功能設(shè)計(jì)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化的原則。l 操作站設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)要求，人機(jī)界面友好，信息豐富，操作簡便可靠。4.控制功能DEH主要控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，即從汽機(jī)掛閘、暖閥、沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、同期并網(wǎng)、帶初負(fù)荷到帶全負(fù)荷的整個(gè)過程，通過TV、GV、IV和RSV實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具備防止汽機(jī)超

12、速的保護(hù)邏輯。沁北三期DEH控制功能分別由兩對冗余的控制器實(shí)現(xiàn)，即基本控制和自啟停（包括轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算）。4.1超速保護(hù)部分超速保護(hù)部分的主要作用是提供轉(zhuǎn)速三選二、油開關(guān)狀態(tài)及汽機(jī)自動(dòng)停機(jī)掛閘（ASL）狀態(tài)三選二、超速保護(hù)邏輯、超速試驗(yàn)選擇邏輯以及DEH跳閘邏輯，它控制著OPC電磁閥，同時(shí)匯總DEH相關(guān)跳閘信號后通過硬接線送ETS。 4.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)速選擇轉(zhuǎn)速三選二實(shí)際上是三取中邏輯，即由三路轉(zhuǎn)速信號中的兩路先分別大選，然后再對三個(gè)大選結(jié)果進(jìn)行小選。圖4.1三選二邏輯當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號故障：l 任意兩路轉(zhuǎn)速故障l 一路轉(zhuǎn)速故障，另外兩路轉(zhuǎn)速偏差大l 三路轉(zhuǎn)速互不相同發(fā)生系統(tǒng)轉(zhuǎn)速故障

13、后，在未并網(wǎng)的情況下DEH將停機(jī)信號送ETS。4.1.2油開關(guān)狀態(tài)DEH判斷機(jī)組是否并網(wǎng)的唯一根據(jù)是油開關(guān)狀態(tài)，因此該信號的重要性不言而喻。DEH程序?qū)祥l信號采取三取二邏輯, 即只有當(dāng)至少兩路油開關(guān)合閘信號同時(shí)存在時(shí)，DEH才認(rèn)為機(jī)組真正并網(wǎng)了。基于同樣的原因，DEH判斷汽機(jī)是否掛閘也是通過對AST母管壓力的三取二實(shí)現(xiàn)的。4.1.3超速保護(hù)超速保護(hù)（OPC）通過控制OPC電磁閥快速關(guān)閉GV和IV，有效防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升，并將轉(zhuǎn)速維持在3000RPM。它實(shí)際上由兩部分組成：并網(wǎng)前轉(zhuǎn)速大于103保護(hù)和并網(wǎng)后甩負(fù)荷預(yù)感器（LDA）。并網(wǎng)前以下條件引起OPC保護(hù)動(dòng)作：l 未進(jìn)行電氣超速或者機(jī)械超速試

14、驗(yàn)轉(zhuǎn)速超過3090RPMl 甩負(fù)荷油開關(guān)解列后轉(zhuǎn)速大于2900RPM時(shí)轉(zhuǎn)速飛升過快（加速度）發(fā)電機(jī)解列瞬間如果中壓缸排汽壓力（IEP）大于額定值的30或者該測點(diǎn)發(fā)生故障，則無論此時(shí)轉(zhuǎn)速是否超過3090RPM，OPC電磁閥都要?jiǎng)幼?-7秒，這就是甩負(fù)荷預(yù)感器的功能。4.1.4DEH跳閘沁北三期1000MW汽輪機(jī)跳閘功能是由ETS控制AST電磁閥實(shí)現(xiàn)的，DEH只匯總以下的跳閘條件，它并不控制AST跳閘電磁閥：l 并網(wǎng)前系統(tǒng)轉(zhuǎn)速故障或者超速（大于3300RPM）l 控制器故障(包含DEH失電)4.1.5超速試驗(yàn)超速試驗(yàn)必須在3000RPM定速（轉(zhuǎn)速大于2950RPM）、油開關(guān)未合閘的情況下進(jìn)行，它包

15、括OPC超速試驗(yàn)（103）、電氣超速試驗(yàn)（110）和機(jī)械超速試驗(yàn)（111112）。這三項(xiàng)試驗(yàn)在邏輯上相互閉鎖，即任何時(shí)候只有一項(xiàng)超速試驗(yàn)有效。4.2基本控制部分基本控制部分是DEH的核心，它提供與轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制相關(guān)的邏輯、調(diào)節(jié)回路，所有閉環(huán)控制的PID調(diào)節(jié)器和伺服閥接口均通過一對冗余的控制器實(shí)現(xiàn)。這部分還包括與自動(dòng)控制有關(guān)的其他功能，如設(shè)定值/變化率發(fā)生器、限值設(shè)定、閥門管理、閥門試驗(yàn)、控制回路切換以及閥門校驗(yàn)等。與基本控制有關(guān)的重要模擬量，如發(fā)電機(jī)有功功率、主蒸汽壓力、中壓排汽壓力和調(diào)節(jié)級壓力同樣也是三取二。4.2.1 機(jī)械復(fù)位 導(dǎo)致汽機(jī)跳閘的最直接原因總結(jié)起來有一個(gè)：即AST跳閘塊上，AS

16、T電磁閥動(dòng)作后直接將抗燃油排掉引起閥門全部關(guān)閉。機(jī)械復(fù)位的作用就是復(fù)位危急跳閘系統(tǒng)，即DEH通過向ETS系統(tǒng)發(fā)出復(fù)位指令，使AST電磁閥帶電，使EH油壓重新建立起來；機(jī)械復(fù)位操作都是時(shí)間長度為10秒的脈沖信號，即命令發(fā)出10秒后自動(dòng)消失；4.2.2轉(zhuǎn)速控制沁北三期1000MW汽輪機(jī)是由GV、IV、RSV控制沖轉(zhuǎn)的。汽機(jī)掛閘且暖閥完成或者跳過暖閥過程，此時(shí)運(yùn)行人員可以選擇自動(dòng)啟動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)兩種沖轉(zhuǎn)方式。手動(dòng)啟動(dòng)過程中運(yùn)行人員通過DEH畫面設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率；一旦目標(biāo)值發(fā)生改變，程序自動(dòng)進(jìn)入HOLD狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)行人員選擇GO命令后，轉(zhuǎn)速給定按照事先設(shè)定的升速率向目標(biāo)值爬升，轉(zhuǎn)速PID在偏差的作用下

17、輸出增加，開啟GV、IV、RSV，汽機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速隨之上升（轉(zhuǎn)速高于750轉(zhuǎn)，RSV全開）。當(dāng)轉(zhuǎn)速給定與目標(biāo)值相等時(shí)，程序自動(dòng)進(jìn)入HOLD狀態(tài)，等待運(yùn)行人員發(fā)出新的目標(biāo)值。升速過程中，運(yùn)行人員可隨時(shí)發(fā)出HOLD命令（臨界區(qū)除外），這時(shí)，轉(zhuǎn)速給定等于當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)速，汽機(jī)將停止升速，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速。自動(dòng)啟動(dòng)過程與手動(dòng)啟動(dòng)過程控制方式相同，惟一區(qū)別是控制器按汽機(jī)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)選擇目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率。為保證汽機(jī)安全通過臨界區(qū)，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速在8502700RPM時(shí)(暫定，最終以啟動(dòng)運(yùn)行說明書為準(zhǔn))，轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界區(qū)，此時(shí)，升速率自動(dòng)設(shè)置為500RPM/min。轉(zhuǎn)速臨界區(qū)的范圍可通過工程師站在線修改。3000RPM定速后

18、，可以進(jìn)行自動(dòng)同期。DEH對自同期裝置發(fā)出的增/減脈沖指令進(jìn)行累加，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，并通過限幅器將累加后的目標(biāo)值限制在同期轉(zhuǎn)速允許范圍內(nèi)（29853015RPM）。如果自動(dòng)同期方式無法投入，其原因如下：l 轉(zhuǎn)速超過29853015RPMl 汽機(jī)跳閘l 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)l 系統(tǒng)轉(zhuǎn)速故障l 自同期裝置未發(fā)出允許信號l 自同期增/減信號品質(zhì)壞4.2.3自動(dòng)帶初負(fù)荷發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，DEH在現(xiàn)有GV閥位參考值上加3-5，這個(gè)開度對應(yīng)于大約3-5的初負(fù)荷。初負(fù)荷的實(shí)際大小決定于當(dāng)時(shí)主蒸汽壓力，因此引入了主蒸汽壓力進(jìn)行修正，即主汽壓較高時(shí)閥門開度小，反之則較大。初負(fù)荷大小可以在工程師站上修改。4.2.4負(fù)荷控制負(fù)荷

19、控制一般分為開環(huán)和閉環(huán)兩種方式。所謂閉環(huán)指的是控制過程引入發(fā)電機(jī)有功功率反饋或者調(diào)節(jié)級壓力反饋，此時(shí)汽機(jī)GV、TV、RSV受負(fù)荷PID或者級壓力PID的控制調(diào)節(jié)；開環(huán)方式則需要運(yùn)行人員隨時(shí)注意實(shí)際負(fù)荷的變化，目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的近似程度依賴于GV、TV、RSV閥門流量曲線和當(dāng)前蒸汽參數(shù)。開環(huán)負(fù)荷控制也稱為閥位方式。此外，鍋爐自動(dòng)方式也是負(fù)荷控制的一種，只不過它屬于協(xié)調(diào)運(yùn)行的范疇。剛投入發(fā)電機(jī)功率閉環(huán)時(shí)，目標(biāo)負(fù)荷和負(fù)荷給定跟蹤當(dāng)前實(shí)際負(fù)荷，以便保證功率閉環(huán)投入時(shí)無擾。運(yùn)行人員可根據(jù)需要設(shè)定負(fù)荷目標(biāo)值和升負(fù)荷率，最大升負(fù)荷率為100MW/min。一旦目標(biāo)負(fù)荷發(fā)生改變，程序自動(dòng)進(jìn)入HOLD狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)

20、行人員發(fā)出GO命令后，負(fù)荷給定按照設(shè)定好的負(fù)荷率向目標(biāo)值逼近。當(dāng)負(fù)荷給定等于目標(biāo)值時(shí)，重新進(jìn)入HOLD狀態(tài)。投入功率閉環(huán)回路的允許條件如下：l 有功功率變送器沒有故障l 網(wǎng)頻波動(dòng)在50±0.5Hz范圍以內(nèi)l 調(diào)節(jié)級壓力閉環(huán)未投入l 閥位限制未動(dòng)作l 負(fù)荷高限未動(dòng)作l 主汽壓限制未動(dòng)作l RUNBACK未發(fā)生l 汽機(jī)未跳閘l 油開關(guān)合閘調(diào)節(jié)級壓力與進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量近似成正比關(guān)系，所以只有在進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)和在線閥門校驗(yàn)時(shí)才投入，其他帶負(fù)荷正常運(yùn)行工況下一般不推薦投級壓力閉環(huán)。剛投入級壓力閉環(huán)時(shí)，負(fù)荷給定跟蹤實(shí)際級壓力，以保證級壓力閉環(huán)無擾切換；級壓力閉環(huán)方式下目標(biāo)值和變化率均對應(yīng)于

21、額定參數(shù)下的百分比。級壓力閉環(huán)投入的允許條件如下：l 級壓力變送器沒有故障l 調(diào)節(jié)級壓力在211MPa之間l 網(wǎng)頻波動(dòng)在50±0.5Hz范圍以內(nèi)l 功率閉環(huán)未投入l 閥位限制未動(dòng)作l 負(fù)荷高限未動(dòng)作l 主汽壓限制未動(dòng)作l RUNBACK未發(fā)生l 鍋爐自動(dòng)方式未投入l 汽機(jī)未跳閘l 油開關(guān)合閘l 負(fù)荷給定與實(shí)際負(fù)荷偏差小于204.2.5主蒸汽壓力限制/保護(hù)（TPL）主蒸汽壓力限制功能投入后，當(dāng)機(jī)前壓力降低到保護(hù)限值以下時(shí)，GV將以0.1/s的速率關(guān)閉，直到機(jī)前壓力恢復(fù)到限值之上0.07MPa或GV參考值小于20為止。DEH的汽壓保護(hù)功能主要用于單元制機(jī)組在鍋爐異常運(yùn)行工況時(shí)恢復(fù)穩(wěn)定燃燒

22、，有助于防止鍋爐滅火事故的發(fā)生；汽壓保護(hù)動(dòng)作過程中，由于GV關(guān)閉，主汽壓將得以回升，但汽機(jī)負(fù)荷也會(huì)隨之下降，因此建議機(jī)組在接近額定參數(shù)下運(yùn)行時(shí)投入。投入汽壓保護(hù)功能必須滿足以下條件：l 實(shí)際主蒸汽壓力要大于運(yùn)行人員設(shè)定的限制壓力l 主蒸汽壓力變送器工作正常l 油開關(guān)合閘l 自動(dòng)控制方式。l 遙控主蒸汽壓力限制未投入控制方式轉(zhuǎn)換（自動(dòng)切到手動(dòng)）將引起TPL 退出。4.2.6負(fù)荷限制負(fù)荷限制功能分為高負(fù)荷限制和低負(fù)荷限制。允許運(yùn)行人員設(shè)定負(fù)荷最大值，當(dāng)設(shè)定值超過負(fù)荷高限時(shí)，發(fā)出高限報(bào)警并使設(shè)定值不再增加。所設(shè)定的限值不得低于當(dāng)前實(shí)際負(fù)荷。提高高負(fù)荷限制或降低實(shí)際負(fù)荷可消除高限報(bào)警高。低負(fù)荷限制則是

23、保證實(shí)際負(fù)荷不低于運(yùn)行人員設(shè)定的負(fù)荷最小值，低負(fù)荷限制起作用時(shí)，DEH發(fā)出低限報(bào)警并使設(shè)定值不再減小，負(fù)荷恢復(fù)必須由人工完成。負(fù)荷低限的設(shè)定不得高于當(dāng)前實(shí)際負(fù)荷。降低低負(fù)荷限制或提高實(shí)際負(fù)荷可消除低限報(bào)警。高、低負(fù)荷限制功能只有在并網(wǎng)后才起作用。4.2.7閥位限制閥位限制功能允許運(yùn)行人員設(shè)定平均閥位的最大值。當(dāng)平均閥位超過閥位限制時(shí)將產(chǎn)生報(bào)警。4.2.8頻率校正頻率校正實(shí)際上就是機(jī)組參加電網(wǎng)的一次調(diào)頻。只要系統(tǒng)轉(zhuǎn)速?zèng)]有故障，就可以在并網(wǎng)后參加調(diào)頻。為了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，如不希望機(jī)組因?yàn)榫W(wǎng)頻變化頻繁調(diào)節(jié)，可以設(shè)置了±2RPM的死區(qū)（可調(diào)）。沁北三期1000MW汽輪機(jī)一次調(diào)頻不等率為36連續(xù)

24、可調(diào)。4.2.9RUNBACK當(dāng)接收到外部系統(tǒng)RUNBACK命令后，按照預(yù)先設(shè)定好的速率減負(fù)荷，直到RUNBACK命令消失或者達(dá)到減負(fù)荷目標(biāo)終值。DEH提供三檔RUNBACK接口，分別是：RB1：以25/s的速率減負(fù)荷至20RB2：以50/s的速率減負(fù)荷至20RB3：以50/s的速率減負(fù)荷至10這三檔RUNBACK速率和目標(biāo)值均可根據(jù)電廠要求進(jìn)行修改。4.2.10單閥/順序閥切換單閥/順序閥切換的目的是為了提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和快速性，實(shí)質(zhì)是通過噴嘴的節(jié)流配汽（單閥控制）和噴嘴配汽（順序閥控制）的無擾切換，解決變負(fù)荷過程中均勻加熱與部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性的矛盾。單閥方式下，蒸汽通過高壓調(diào)節(jié)閥和噴嘴室，在3

25、60°全周進(jìn)入調(diào)節(jié)級動(dòng)葉，調(diào)節(jié)級葉片加熱均勻，有效地改善了調(diào)節(jié)級葉片的應(yīng)力分配，使機(jī)組可以較快改變負(fù)荷；但由于所有調(diào)節(jié)閥均部分開啟，節(jié)流損失較大。順序閥方式則是讓調(diào)節(jié)閥按照預(yù)先設(shè)定的次序逐個(gè)開啟和關(guān)閉，在一個(gè)調(diào)節(jié)閥完全開啟之前，另外的調(diào)節(jié)閥保持關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽以部分進(jìn)汽的形式通過調(diào)節(jié)閥和噴嘴室，節(jié)流損失大大減小，機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性得以明顯改善，但同時(shí)對葉片存在產(chǎn)生沖擊，容易形成部分應(yīng)力區(qū)，機(jī)組負(fù)荷改變速度受到限制。因此，冷態(tài)啟動(dòng)或低參數(shù)下變負(fù)荷運(yùn)行期間，采用單閥方式能夠加快機(jī)組的熱膨脹，減小熱應(yīng)力，延長機(jī)組壽命；額定參數(shù)下變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性是電廠運(yùn)行水平的考核目標(biāo)，采用順序閥

26、方式能有效地減小節(jié)流損失，提高汽機(jī)熱效率。對于定壓運(yùn)行帶基本負(fù)荷的工況，調(diào)節(jié)閥接近全開狀態(tài)，這時(shí)節(jié)流調(diào)節(jié)和噴嘴調(diào)節(jié)的差別很小，單閥/順序閥切換的意義不大。對于滑壓運(yùn)行調(diào)峰的變負(fù)荷工況，部分負(fù)荷對應(yīng)于部分壓力，調(diào)節(jié)閥也近似于全開狀態(tài)，這時(shí)閥門切換的意義也不大。對于定壓運(yùn)行變負(fù)荷工況，在變負(fù)荷過程中希望用節(jié)流調(diào)節(jié)改善均熱過程，而當(dāng)均熱完成后，又希望用噴嘴調(diào)節(jié)來改善機(jī)組效率，因此這種工況下要求運(yùn)行方式采用單閥/順序閥切換來實(shí)現(xiàn)兩種調(diào)節(jié)方式的無擾切換。假設(shè)閥門切換過程中汽機(jī)運(yùn)行工況穩(wěn)定，即真空和主蒸汽參數(shù)不變，不考慮抽汽的影響，汽機(jī)的負(fù)荷僅由蒸汽流量決定，而各個(gè)調(diào)節(jié)閥所控制的流量也只和閥門開度有關(guān)，那

27、么可以認(rèn)為汽機(jī)負(fù)荷僅是閥門開度的單函數(shù)。用表示汽機(jī)負(fù)荷，表示閥門開度，則單閥方式下：順序閥方式下：單閥/順序閥切換的中間過程任意狀態(tài)下：如果要求單閥/順序閥方式及切換過程中負(fù)荷無擾動(dòng)，則：即：由于4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)相似，理想情況下認(rèn)為完全相同，并假設(shè)經(jīng)閥門曲線修正后，閥門開度與流量成正比，即閥門開度與汽機(jī)負(fù)荷成正比，則：所以，滿足閥門無擾切換的條件為：顯然，這個(gè)問題有很多解。為簡化問題，可以設(shè)定邊界條件：滿足該邊界條件的最簡單解是：，且 其中，稱為單閥系數(shù)，稱為順序閥系數(shù)。當(dāng)閥門處于單閥方式時(shí)：，當(dāng)閥門處于順序閥方式時(shí)：，而閥門處于切換的中間狀態(tài)時(shí)（既非單閥也非順序閥）：，單閥/順序閥切換就是

28、按照上述思想設(shè)計(jì)的，單閥系數(shù)乘以單閥開度指令與順序閥系數(shù)乘以順序閥開度指令相加后得到的就是各個(gè)閥門實(shí)際的開度指令。單閥指令和順序閥指令是當(dāng)前負(fù)荷指令分別經(jīng)過單閥曲線和順序閥曲線轉(zhuǎn)換后得出的。在實(shí)際的閥門切換過程中，上述分析中的假設(shè)條件是難以成立的，所以不可避免地會(huì)有負(fù)荷擾動(dòng)；但如果投入閉環(huán)控制，負(fù)荷擾動(dòng)在一定程度上可以得到改善，即如果投入功率閉環(huán)回路，當(dāng)實(shí)際功率與負(fù)荷設(shè)定值相差大于4%時(shí)，切換自動(dòng)中止；當(dāng)負(fù)荷調(diào)節(jié)精度達(dá)到3%以內(nèi)時(shí)，切換又自動(dòng)恢復(fù)。投入調(diào)節(jié)級壓力控制回路與此類似。上述限制過程對運(yùn)行人員的操作沒有任何要求。這樣，閥門切換過程中如果投入功率閉環(huán)，則功率控制精度在3%以內(nèi)；如果投入調(diào)

29、節(jié)級壓力閉環(huán)，則調(diào)節(jié)級壓力控制精度在1.5%以內(nèi)。單閥/順序閥切換也可以開環(huán)進(jìn)行，顯然，此時(shí)負(fù)荷擾動(dòng)的大小與閥門特性曲線的準(zhǔn)確性及汽機(jī)運(yùn)行工況有關(guān)。沁北三期1000MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥的開啟順序?yàn)镚V#1/GV#2/GV#3GV#4，即GV#1 、GV#2和GV#3同時(shí)開啟，然后是GV#4最后開啟。關(guān)閉順序與此相反。單閥/順序閥切換時(shí)間為2分鐘（可調(diào)）；當(dāng)閥位參考值大于99.9（閥門全開）或小于0.1%（閥門全關(guān)）時(shí)，切換瞬間完成。在單閥向順序閥切換過程中或閥門已處于順序閥方式時(shí)，如果汽機(jī)跳閘或出現(xiàn)任一個(gè)GV緊急狀態(tài)，即實(shí)際閥位和閥定位卡的閥位指令之間偏差大于設(shè)定的限值，則強(qiáng)行將閥門置于單閥方

30、式。這種情況下強(qiáng)制成單閥方式可以減小負(fù)荷擾動(dòng)。4.2.11閥門試驗(yàn)閥門試驗(yàn)分為閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)和活動(dòng)試驗(yàn)兩部分。閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)在3000RPM定速后油開關(guān)合閘前進(jìn)行，其目的是檢驗(yàn)主汽門和調(diào)節(jié)門的嚴(yán)密程度，保證事故工況下閥門能可靠地關(guān)閉，截?cái)嗾羝M(jìn)入汽缸，防止超速。嚴(yán)密性試驗(yàn)分別對主汽門（TV/RSV）和調(diào)節(jié)門（GV/IV）進(jìn)行試驗(yàn)。主汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)開始時(shí)，DEH將TV2和RSV閥位指令設(shè)置為零，同時(shí)使TV1、TV3和TV4試驗(yàn)電磁閥帶電，TV/RSV關(guān)閉；主汽門關(guān)閉后造成汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降，而目標(biāo)轉(zhuǎn)速仍為3000RPM，因此產(chǎn)生了轉(zhuǎn)速偏差，轉(zhuǎn)速PID在該偏差的作用下輸出增加至100，使GV和IV全開。

31、調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，DEH將GV/IV閥位指令設(shè)置為零，關(guān)閉GV/IV。無論是主汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)還是調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)，由于未試驗(yàn)的閥門在全開位置，因此試驗(yàn)結(jié)束后，為保證安全運(yùn)行，防止汽機(jī)超速，DEH雖未發(fā)出跳閘指令，但建議人工打閘，這就意味著每次嚴(yán)密性試驗(yàn)結(jié)束后汽機(jī)都需要重新掛閘、升速。汽機(jī)并網(wǎng)后，TV、RSV和IV全部開啟，因此必須定期對閥門做活動(dòng)試驗(yàn)，以防止卡澀。按照1000MW汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程，機(jī)組在75左右負(fù)荷進(jìn)行閥門做活動(dòng)試驗(yàn)。高壓主汽閥門活動(dòng)試驗(yàn)單個(gè)進(jìn)行：即TV1TV4分別進(jìn)行試驗(yàn)，與GV不相關(guān)。TV/GV活動(dòng)試驗(yàn)必須滿足以下條件：l RSV/IV全開l 沒有閥門進(jìn)行活動(dòng)試驗(yàn)l 沒有閥門進(jìn)

32、行在線校驗(yàn)l 閥門試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束l 汽機(jī)處于單閥運(yùn)行方式l 協(xié)調(diào)控制方式已經(jīng)退出l TV/GV伺服卡工作正常l 汽機(jī)負(fù)荷在小于180MW (暫定，最終以啟動(dòng)運(yùn)行說明書為準(zhǔn))中壓閥門活動(dòng)試驗(yàn)單側(cè)分組進(jìn)行RSV1和IV1，RSV2和IV2一共2組，任何時(shí)候只有一組試驗(yàn)有效，即閥門活動(dòng)試驗(yàn)必須單個(gè)進(jìn)行。中壓主汽門活動(dòng)試驗(yàn)開始時(shí)，處于所試驗(yàn)RSV側(cè)的IV先以1/s的速度關(guān)閉。當(dāng)IV全關(guān)后，RSV試驗(yàn)電磁閥帶電，RSV關(guān)閉；RSV關(guān)閉5秒后電磁閥斷電，RSV重新開啟，然后IV再以1/s的恢復(fù)速度打開。當(dāng)IV再次全開后，試驗(yàn)結(jié)束。RSV/IV活動(dòng)試驗(yàn)必須滿足以下條件：l RSV/IV全開l 沒有閥門進(jìn)行活動(dòng)

33、試驗(yàn)l 沒有閥門進(jìn)行在線校驗(yàn)l 閥門試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束l 汽機(jī)處于單閥運(yùn)行方式l 協(xié)調(diào)控制方式已經(jīng)退出l IV伺服卡工作正常l 汽機(jī)負(fù)荷在小于180MW(暫定，最終以啟動(dòng)運(yùn)行說明書為準(zhǔn))閥門活動(dòng)試驗(yàn)過程中，如果投入功率閉環(huán)或級壓力閉環(huán)，當(dāng)試驗(yàn)側(cè)閥門緩緩關(guān)閉時(shí)，由于反饋的作用，使調(diào)門指令增大，從而使未試驗(yàn)側(cè)的閥門慢慢開啟，以彌補(bǔ)試驗(yàn)側(cè)閥門關(guān)閉引起的負(fù)荷下降，這樣就可基本維持試驗(yàn)過程中負(fù)荷不致于變動(dòng)太大。當(dāng)然由于閥門試驗(yàn)要降負(fù)荷，而調(diào)節(jié)過程又要維持負(fù)荷，這兩種要求的匹配合理與否決定了負(fù)荷擾動(dòng)的大小。如果未投入閉環(huán)控制，則試驗(yàn)過程中未試驗(yàn)側(cè)的閥門開度保持不變，汽機(jī)負(fù)荷隨著試驗(yàn)側(cè)的閥門關(guān)閉而逐漸減小。4.2

34、.12閥門校驗(yàn)閥門校驗(yàn)就是當(dāng)液壓系統(tǒng)正常工作后，通過調(diào)整閥定位模塊的閥位控制精確并具有盡可能好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，因此閥門校驗(yàn)分為閥位校驗(yàn)和控制參數(shù)整定兩部分。系統(tǒng)初次使用或者在線更換了閥定位模塊以及LVDT時(shí)，必須對相應(yīng)閥定位模塊的進(jìn)行校驗(yàn)，否則閥定位模塊將不能正常工作。沁北三期DEH中需要校驗(yàn)的閥門是1個(gè)TV，4個(gè)GV、2個(gè)IV和2個(gè)RSV，所以一共有9塊閥定位模塊需要校驗(yàn)。影響控制器響應(yīng)的因素很多，如伺服閥、LVDT以及液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性、系統(tǒng)非線性度、閉環(huán)系統(tǒng)延遲時(shí)間等。確定控制器增益首先要考慮系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間及穩(wěn)定性，模擬控制器調(diào)整的目標(biāo)就是在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下獲得較高的頻響特性。4.2.1

35、3 遙控方式（協(xié)調(diào)控制方式） 鍋爐穩(wěn)定燃燒后DEH可轉(zhuǎn)入遙控方式（協(xié)調(diào)控制方式）。在遙控方式下，DEH的TARGET 和SETPOINT 是遙控系統(tǒng)輸入信號來調(diào)整，DEH接收來自機(jī)爐主控器的CCS綜合閥位指令，此時(shí)DEH將閥位控制權(quán)交給CCS，DEH只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)， DEH的各控制回路跟蹤C(jī)CS綜合閥位。選擇遙控方式（協(xié)調(diào)控制方式）必須滿足下述條件： l 必須在操作員自動(dòng)方式；l 發(fā)電機(jī)必須是并網(wǎng)帶負(fù)荷；l 遙控信號必須有效；l 遙控允許接點(diǎn)必須閉合；l 操作人員選擇進(jìn)入該方式。l 閥位限制未動(dòng)作l 負(fù)荷限制未動(dòng)作l 主汽壓限制未動(dòng)作l RUNBACK未發(fā)生在遙控方式運(yùn)行期間，不允許運(yùn)行人員輸

36、入TARGET或RATE。運(yùn)行人員可以選擇把遙控切換到操作員自動(dòng)方式。如果控制系統(tǒng)已轉(zhuǎn)到TURBINE MANUAL 時(shí)，遙控方式將自動(dòng)被切除。當(dāng)發(fā)電機(jī)開關(guān)主斷路器打開，或遙控信號無效時(shí)，控制器也回復(fù)到OPER AUTO。4.3自啟停部分汽輪機(jī)自啟停（ATC）是以轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算為基礎(chǔ)，控制并監(jiān)視汽輪機(jī)從盤車、升速、并網(wǎng)到帶負(fù)荷全過程?；镜腁TC邏輯由兩部分組成，即轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算、監(jiān)視和啟動(dòng)步驟。這兩部分相輔相成，共同組成一套使汽輪機(jī)自動(dòng)完成從盤車到帶負(fù)荷整個(gè)過程的平穩(wěn)、高效的控制系統(tǒng)。ATC功能由一對冗余的控制器完成。ATC所監(jiān)視的參數(shù)除具有數(shù)據(jù)采集和報(bào)警功能外，還可以由邏輯設(shè)定，根據(jù)參數(shù)狀態(tài)的

37、變化暫停自啟動(dòng)或自動(dòng)切除ATC方式。同樣，由于某個(gè)參數(shù)不滿足自啟停條件而使ATC暫停的話，運(yùn)行人員可以將其“超越”（OVERRIDE），使ATC繼續(xù)下去。另外，一些監(jiān)視參數(shù)還可以請求汽機(jī)跳閘，運(yùn)行人員可根據(jù)這些參數(shù)的重要與否決定直接觸發(fā)汽機(jī)跳閘或者僅提醒機(jī)組處于不安全狀態(tài)。轉(zhuǎn)子應(yīng)力監(jiān)視是大型汽輪發(fā)電機(jī)組啟?？刂品N不可缺少的重要組成部分，主要計(jì)算高壓和中壓轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力。高壓轉(zhuǎn)子溫度變化最大的地方是調(diào)節(jié)級所在的軸段，應(yīng)力程序?qū)⒏鶕?jù)調(diào)節(jié)級金屬溫度和汽機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出該段有效的轉(zhuǎn)子表面/中心孔溫度和應(yīng)力、轉(zhuǎn)子平均溫度、表面應(yīng)力系數(shù)以及中心孔處的離心應(yīng)力，具體計(jì)算結(jié)果如下：l 高壓轉(zhuǎn)子容積平均溫度l 高壓轉(zhuǎn)子

38、表面溫度l 高壓轉(zhuǎn)子中心孔溫度l 高壓轉(zhuǎn)子表面應(yīng)力系數(shù)l 高壓轉(zhuǎn)子表面熱應(yīng)力l 高壓轉(zhuǎn)子中心孔熱應(yīng)力l 高壓轉(zhuǎn)子中心孔離心應(yīng)力中壓轉(zhuǎn)子則以中壓持環(huán)溫度和汽機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出中壓轉(zhuǎn)子最大應(yīng)力截面上的表面、內(nèi)孔溫度和應(yīng)力、轉(zhuǎn)子平均溫度、表面應(yīng)力系數(shù)等，具體計(jì)算結(jié)果如下：l 中壓轉(zhuǎn)子容積平均溫度l 中壓轉(zhuǎn)子表面溫度l 中壓轉(zhuǎn)子中心孔溫度l 中壓轉(zhuǎn)子表面應(yīng)力系數(shù)l 中壓轉(zhuǎn)子表面熱應(yīng)力l 中壓轉(zhuǎn)子中心孔熱應(yīng)力l 中壓轉(zhuǎn)子中心孔離心應(yīng)力應(yīng)力計(jì)算結(jié)果用于確定以下自啟停和汽機(jī)基本控制參數(shù)：l 高中壓轉(zhuǎn)子表面應(yīng)力比率l 高中壓轉(zhuǎn)子中心應(yīng)力比率l 高中壓轉(zhuǎn)子表面理想的應(yīng)力比率l 高中壓轉(zhuǎn)子中心理想的應(yīng)力比率l 高中壓轉(zhuǎn)

39、子表面應(yīng)力壽命損耗l 高中壓轉(zhuǎn)子中心應(yīng)力壽命損耗l 主蒸汽溫度監(jiān)視l 再熱蒸汽溫度監(jiān)視l 升速率l 負(fù)荷變化率l 初負(fù)荷暖機(jī)點(diǎn)轉(zhuǎn)子應(yīng)力對應(yīng)著汽輪機(jī)使用壽命。通常1000MW汽輪機(jī)推薦的使用壽命為10000次循環(huán)曲線，在某些特殊情況下，也可以使用5000次或3000次疲勞循環(huán)作為選擇許用應(yīng)力的依據(jù)。因此，DEH設(shè)計(jì)了NORMAL、MEDIUM、HEAVY分別代表10000、5000、3000次疲勞循環(huán)所對應(yīng)的許用應(yīng)力，從而使ATC得出不同的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化率。運(yùn)行人員可以通過選擇轉(zhuǎn)子損耗程度來改變啟動(dòng)時(shí)間，最快的啟動(dòng)時(shí)間對應(yīng)最大的轉(zhuǎn)子壽命損耗，因?yàn)檫^快的啟動(dòng)使轉(zhuǎn)子表面到中心的應(yīng)力變化過快。根據(jù)轉(zhuǎn)子

40、應(yīng)力計(jì)算結(jié)果和選擇的許用應(yīng)力，ATC程序還可以計(jì)算出以下三種形式的高/中壓轉(zhuǎn)子壽命消耗：l 轉(zhuǎn)子壽命總消耗值l 年轉(zhuǎn)子壽命消耗值l 月轉(zhuǎn)子壽命消耗值轉(zhuǎn)子應(yīng)力監(jiān)視觸發(fā)ATC保持的條件有：l 主蒸汽溫度不在計(jì)算所得的范圍內(nèi)l 再熱蒸汽溫度不在計(jì)算所得的范圍內(nèi)l 高壓或中壓轉(zhuǎn)子表面應(yīng)力比率高l 高壓或中壓轉(zhuǎn)子中心應(yīng)力比率高5性能指標(biāo) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍 03500r/min 轉(zhuǎn)速控制精度達(dá)到（額定蒸汽參數(shù)下的）空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 0.1%額定轉(zhuǎn)速 最大升速率下的超調(diào)量 不大于0.15%額定轉(zhuǎn)速 控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速遲緩率 0.06% 甩全負(fù)荷時(shí)的最大超速 7%定轉(zhuǎn)速，并能維持空轉(zhuǎn) 靜態(tài)特性轉(zhuǎn)速不等率可調(diào)，其整定范圍不少于

41、3%6%。 在指定功率附近(功率變化在額定功率的±1.5%±12%范圍內(nèi))，頻率變化在±0.025Hz±0.25Hz的區(qū)域內(nèi)的局部不等率整定范圍能達(dá)到3%20000%。功率控制精度不低于±2MW(在蒸汽參數(shù)穩(wěn)定的條件下)。系統(tǒng)MTBF(平均無故障時(shí)間)8000小時(shí)計(jì)算機(jī)部分MTBF20000小時(shí)DEH系統(tǒng)的可用率高于99.9%ETS系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書1. 概述： ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過其運(yùn)行限制值時(shí)，該系統(tǒng)關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，

42、緊急停機(jī)。以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行，被監(jiān)控的這些參數(shù)是：（電廠可選定）1. 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速- TSI超速跳閘；2. 推力軸承磨損-軸向位移大跳閘；3. 調(diào)節(jié)油壓力低- EH油壓低跳閘；4. 軸承潤滑油壓低-潤滑油壓低跳閘；5. 凝汽器真空低A-真空低跳閘；6. 軸振動(dòng)大-軸振動(dòng)大跳閘；7. 凝汽器真空低B-真空低跳閘；8. 發(fā)電機(jī)主保護(hù)-發(fā)電機(jī)主保護(hù)跳閘； 9. MFT-鍋爐保護(hù)跳閘； 10. 主油泵油壓低11. 就地手動(dòng)跳機(jī) 12.軸瓦溫度高軸瓦溫度高跳閘； 13.DEH超速110%- DEH超速110%跳閘； 14.DEH故障DEH故障跳閘；15.遠(yuǎn)控手動(dòng)跳機(jī)遠(yuǎn)控手動(dòng)跳閘； 16.危急遮斷器動(dòng)作1

43、7.低壓缸A排汽溫度高低排溫度高跳閘；18.低壓缸B排汽溫度高低排溫度高跳閘19備用120備用221備用322 備用4 系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或與”門的通道方式，這就允許在線試驗(yàn)，并在試驗(yàn)過程中裝置仍起保護(hù)作用，另外三低（EH油壓低、潤滑油壓低、真空低）信號的每個(gè)接點(diǎn)連接成在線監(jiān)視狀態(tài)，從而保證此系統(tǒng)的可靠性。2. 系統(tǒng)構(gòu)成：該系統(tǒng)是由下列各部分組成：一個(gè)跳閘控制柜；一個(gè)裝有跳閘電磁閥和狀態(tài)壓力開關(guān)的危急跳閘控制塊；三個(gè)裝有試驗(yàn)電磁閥和壓力開關(guān)組成的試驗(yàn)塊。采用美國OVATION硬件，組態(tài)方便靈活；系統(tǒng)控制柜由冗余電源、冗余DPU、輸入輸出模塊組成。與DEH共用工程師站和操作員站。1.

44、所有控制邏輯的組態(tài)都在DPU中完成2.具有方便地用軟邏輯切投各項(xiàng)保護(hù)的功能3.對每一路跳閘信號都具有“首出”記憶的功能4.每一路跳閘信號可以給出一組節(jié)點(diǎn)輸出5. AST電磁閥和三低信號在線試驗(yàn)功能6.控制周期小于50ms3. 跳閘塊工作原理： 跳閘塊安裝在汽機(jī)的前箱附近，塊上共有6個(gè)電磁閥，2個(gè)OPC電磁閥，常閉電磁閥；4個(gè)AST電磁閥，常開電磁閥。正常情況下，AST電磁閥是常帶電結(jié)構(gòu)。 跳閘塊電磁閥連接如下圖：P1點(diǎn)壓力為130kg/cm²左右，通過節(jié)流孔J1、J2使P2點(diǎn)壓力為65kg/cm²左右。在作試驗(yàn)時(shí)，20-1/AST和20-3/AST動(dòng)作，使得P2點(diǎn)壓力升高至

45、130kg/cm²；若20-2/AST和20-4/AST動(dòng)作，則P2點(diǎn)壓力降為0kg/cm²。壓力開關(guān)K1、K2設(shè)定值分別為K1：90kg/cm²，K2：40kg/cm²。通道1（20-1/AST，20-3/AST）動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，K1動(dòng)作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，K2動(dòng)作；K1、K2分別送出指示信號。由于整個(gè)跳閘塊采用“雙通道”原理，當(dāng)一個(gè)通道中的任一只電磁閥打開都將使該通道跳閘；但不能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，只有當(dāng)兩個(gè)通道都跳閘時(shí)，才能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，起到跳閘作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“誤動(dòng)”和“拒動(dòng)”。4.

46、 跳閘試驗(yàn)塊工作原理：該系統(tǒng)共有4個(gè)試驗(yàn)塊，1個(gè)EH油試驗(yàn)塊，1個(gè)LBO潤滑油試驗(yàn)塊和1個(gè)LV真空試驗(yàn)塊、1個(gè)主油泵油壓低試驗(yàn)塊。每個(gè)塊的原理均相同，原理圖如下： 每個(gè)試驗(yàn)塊都被布置成雙通道。J1、J2為節(jié)流孔；F、F1、F2為手動(dòng)閥；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力開關(guān)。 節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開，試驗(yàn)時(shí)互不干擾。試驗(yàn)可以手動(dòng)就地試驗(yàn)，也可以在主控室遠(yuǎn)方試驗(yàn)。 遠(yuǎn)方試驗(yàn)時(shí)，邏輯上有閉鎖，保證不會(huì)兩路同時(shí)試驗(yàn)，一路試驗(yàn)時(shí)，另一路還有保護(hù)功能。 就地手動(dòng)閥試驗(yàn)時(shí)，不能兩路同時(shí)進(jìn)行，否則將會(huì)引起誤跳機(jī)。手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過節(jié)流孔送到壓

47、力開關(guān)和指示表B1和B2，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4個(gè)壓力開關(guān)只要各有一個(gè)開關(guān)動(dòng)作，將引起跳機(jī)。電磁閥接成“兩或-與”關(guān)系，即可防止誤跳，又可防止拒跳。（見圖3）。 試驗(yàn)時(shí)，打開F1或S1，則B1上指示將緩緩下降達(dá)到設(shè)定值時(shí)，K1、K3將動(dòng)作。ETS遠(yuǎn)方在線試驗(yàn)時(shí)，對應(yīng)指示燈亮，表示出相應(yīng)跳閘控制閥上某一路在試驗(yàn)。由于跳閘閥布置成雙通道，所以只試驗(yàn)一路不會(huì)產(chǎn)生跳閘信號，若此時(shí)被測參數(shù)真的達(dá)到停機(jī)值，則試驗(yàn)塊上的壓力開關(guān)將全部動(dòng)作，兩路信號通過“與”的作用，產(chǎn)生跳閘信號，通過跳閘控制塊使機(jī)組停下來。所以說該試驗(yàn)塊可以在線試驗(yàn)，并不影響機(jī)組的保護(hù)功能。 試驗(yàn)塊電磁閥的電源是220

48、VAC。試驗(yàn)完畢后，要注意表壓是否恢復(fù)到正常值，否則不準(zhǔn)試驗(yàn)另一路，以免引起誤跳機(jī)。5. 危急跳閘系統(tǒng)的可靠性綜上所述，危急跳閘系統(tǒng)采用了雙通道的原理，無論是一次監(jiān)測元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道，因此，可大大提高系統(tǒng)的可靠性。一般系統(tǒng)的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中 MTBF-平均無故障時(shí)間； MTBR-平均維修時(shí)間?？梢?，MTBF 越大越好，MTBR越小越好。增加雙通道系統(tǒng)后，可使系統(tǒng)的MTBF大大提高。使用雙通道后，MTBF是這樣計(jì)算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中 MTBFD-雙通道的平均無故障時(shí)間； MTBFS-單通道的平均

49、維修時(shí)間。使用雙通道后，系統(tǒng)的MTBF是按指數(shù)規(guī)律增加的，這樣系統(tǒng)的可靠性大大提高了。DEH系統(tǒng)操作說明書沁北三期DEH系統(tǒng)使用的是美國EMERSON公司的OVATION型集散控制系統(tǒng)。其先進(jìn)性在于分散的結(jié)構(gòu)和基于微處理器的控制，這兩大特點(diǎn)加上冗余使得系統(tǒng)在具有更強(qiáng)的處理能力的同時(shí)提高了可靠性。100MB帶寬的高速以太網(wǎng)的高速公路通訊使各個(gè)控制器之間相互隔離，又可以通過它來相互聯(lián)系，可以說是整套系統(tǒng)的一個(gè)核心。系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括：工程師站、操作員站、控制器等。一）進(jìn)入DEH操作畫面的方法通過操作員站的工具欄進(jìn)入主菜單，如圖 1。在進(jìn)入DEH的主菜單后，就可以調(diào)用不同的畫面。圖1二）DEH操作主

50、畫面DEH OVERVIEWDEH UNIT OVERVIEW是DEH系統(tǒng)中最重要的操作畫面,如圖 2。 圖2三）DEH 基本控制功能基本控制區(qū)包含了控制方式選擇、閥殼預(yù)暖、啟動(dòng)模式選擇、目標(biāo)速率生成器、反饋回路切投、閥門模式、高低限制以及機(jī)械復(fù)位、OPC切投、手操面板、閥門活動(dòng)試驗(yàn)、閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)、同期控制、快關(guān)功能投切等功能。1) 閥殼預(yù)暖當(dāng)蒸汽室外部金屬溫度小于210，運(yùn)行人員點(diǎn)擊DEH主畫面的“閥殼預(yù)暖”按鈕，彈出“閥殼預(yù)暖”操作畫面(圖3)；點(diǎn)擊“投入”按鈕；高主門TV2每隔2分鐘開和關(guān)一次，閥門開度在011.6（根據(jù)閥門預(yù)啟閥行程參數(shù)11.6%可調(diào)）逐漸變化，進(jìn)行暖閥。當(dāng)蒸汽室外部

51、金屬溫度大于210，運(yùn)行人員點(diǎn)擊 “切除” 按鈕，高主門TV2逐漸關(guān)到底，暖閥結(jié)束。當(dāng)蒸汽室外部金屬溫度小于210，但是現(xiàn)場仍然要求啟動(dòng)汽輪機(jī)，運(yùn)行人員可以點(diǎn)擊“暖閥跳過模式”，跳過暖閥過程。 圖32) 主門開啟/關(guān)閉和DEH啟動(dòng)模式的選擇機(jī)組暖閥結(jié)束或者跳過暖閥過程后，準(zhǔn)備進(jìn)行沖轉(zhuǎn)前，需要打開主汽門。運(yùn)行人員在DEH主畫面上點(diǎn)擊DEH啟動(dòng)模式 按鈕，彈出DEH啟動(dòng)模式畫面（圖4）。運(yùn)行人員可以通過“主門開啟/關(guān)閉”按鈕打開和關(guān)閉主汽門， 使高主門TV1TV4全開/全關(guān)，可以通過“自動(dòng)/手動(dòng)升速”按鈕選擇自動(dòng)升速和手動(dòng)升速兩種啟動(dòng)模式。如果運(yùn)行人員選擇自動(dòng)升速，控制器自動(dòng)判斷機(jī)組所處狀態(tài)（第一

52、級內(nèi)部金屬溫度)，判斷汽輪機(jī)是冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)還是極熱態(tài)，再根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)選擇啟動(dòng)曲線（主要選擇升速率），程序自動(dòng)輸入轉(zhuǎn)速控制的目標(biāo)值和增速率,自動(dòng)完成400轉(zhuǎn)和800轉(zhuǎn)暖機(jī)和3000r/min定速，400轉(zhuǎn)和800轉(zhuǎn)暖機(jī)時(shí)，400轉(zhuǎn)定時(shí)暖機(jī)5分鐘，800轉(zhuǎn)暖機(jī)一個(gè)小時(shí)，如果想提前退出暖機(jī)，操作員可以點(diǎn)擊主畫面的“自保持退出”按鈕。如果運(yùn)行人員選擇手動(dòng)升速后，DEH目標(biāo)設(shè)定值/速率操作畫面（圖5）才起作用。圖43) 手動(dòng)升速目標(biāo)設(shè)定值/速率在DEH主畫面上點(diǎn)擊CNTL SP 按鈕，彈出DEH目標(biāo)設(shè)定值/速率操作畫面,如圖5。通過該窗口，運(yùn)行人員可以輸入要求的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷目標(biāo)值，以及設(shè)定值變化

53、率。在基本的操作員自動(dòng)方式下，任何時(shí)候運(yùn)行人員都能夠輸入。圖5手動(dòng)升速方式下輸入目標(biāo)值和速率的步驟如下：（1） 把光標(biāo)置于目標(biāo)值輸入?yún)^(qū)上；（2） 在標(biāo)準(zhǔn)鍵盤上用數(shù)字鍵輸入要求的目標(biāo)值；（3） 如果在目標(biāo)值區(qū)上輸入的數(shù)字是期望的值，則按ENTER按鈕進(jìn)行確認(rèn)。一旦數(shù)值被確認(rèn)，它就從輸入?yún)^(qū)轉(zhuǎn)到其下部的當(dāng)前目標(biāo)值上；（4） 如果敲入了錯(cuò)誤的數(shù)字，運(yùn)行人員在步驟（3）中看到的數(shù)字不是期望的值，可以返回到開始輸入?yún)^(qū)上，輸入一個(gè)新值；（5） 如果運(yùn)行人員不想改變當(dāng)時(shí)的目標(biāo)值，那么運(yùn)行人員就可以采取關(guān)閉子窗口或調(diào)用其它圖像的方法，從屏幕上移去控制設(shè)定值圖像。下一次調(diào)用控制設(shè)定值圖像時(shí)，就沒有數(shù)字保留在目標(biāo)或

54、速率的輸入?yún)^(qū)上。只要不點(diǎn)ENTER，這是一種不要原來輸入值的方法；（6） 當(dāng)點(diǎn)了“ENTER”（選擇）按鈕后，如果新的目標(biāo)與目前的設(shè)定值不同時(shí)，HOLD（保持）信息將出現(xiàn)在主畫面設(shè)定值的右邊；（7） HOLD信息告訴運(yùn)行人員，系統(tǒng)已準(zhǔn)備好從當(dāng)前設(shè)定值變到新的目標(biāo)值；（8） 運(yùn)行人員現(xiàn)在可以按“GO”鍵來啟動(dòng)達(dá)到目標(biāo)。這圖像將出現(xiàn)在子屏幕上，并且允許運(yùn)行人員通過“GO”功能鍵來實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，或者“HOLD” 功能鍵來實(shí)現(xiàn)保持；（9） 當(dāng)啟動(dòng)后，在SETPOINT旁邊的HOLD信息會(huì)變成GO，這GO將一直出現(xiàn)在設(shè)定值等于目標(biāo)值，或者由運(yùn)行人員或一些外部的系統(tǒng)建立HOLD為止；（10） 如果在步驟（7）

55、中觀察到的速率不是要求的變化率，則可以輸入一個(gè)新值。不管機(jī)組是在進(jìn)行還是在保持，在任何時(shí)候均可以輸入新的變化率。一個(gè)新的變化率是在進(jìn)行期間被輸入，則將繼續(xù)，不會(huì)中斷，但是，它是以一個(gè)新的變化率變化的；（11） 如果輸入的RATE為要求的值，按ENTER鍵，在輸入框下側(cè)的RATE區(qū)會(huì)顯示進(jìn)入到系統(tǒng)的數(shù)字；（12） 只要“ENTER”鍵沒有按，如步驟（4）和（5）那樣改變或取消輸入速率，同樣有效；注：在輸入一個(gè)變化率時(shí)系統(tǒng)不接受正負(fù)號。系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)值與設(shè)定值之間的差值自動(dòng)調(diào)整是加速還是減速。可輸入的最大轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速的120%和最大負(fù)荷是額定負(fù)荷的110%，另外，輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)速在任何一個(gè)葉片共振范圍內(nèi)時(shí)，該輸入