機(jī)組DEH系統(tǒng)培訓(xùn)

1、第一節(jié)概述q汽輪機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展歷程：汽輪機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展歷程：o機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MHCMHC）：）：早期的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由離心早期的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由離心飛錘（或旋轉(zhuǎn)阻尼）、杠桿、凸輪等機(jī)械部件和錯油門、油動機(jī)飛錘（或旋轉(zhuǎn)阻尼）、杠桿、凸輪等機(jī)械部件和錯油門、油動機(jī)等液壓部件構(gòu)成的，稱為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（等液壓部件構(gòu)成的，稱為機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（Mechanical Mechanical Hydraulic Control System,MHCHydraulic Control System,MHC）, ,簡稱液調(diào)。簡稱液調(diào)。o模擬電調(diào)系統(tǒng)（模擬電調(diào)系統(tǒng)（

2、AEHAEH）：）：在此之前還有過電液并存的系統(tǒng)，隨著在此之前還有過電液并存的系統(tǒng)，隨著電氣元件的可靠性的提高，電氣元件的可靠性的提高，2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代中期，出現(xiàn)了不依靠機(jī)年代中期，出現(xiàn)了不依靠機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)做后備的純電調(diào)系統(tǒng)，開始采用的純電調(diào)系統(tǒng)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)做后備的純電調(diào)系統(tǒng)，開始采用的純電調(diào)系統(tǒng)是由模擬電路組成，稱為模擬式電氣液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由模擬電路組成，稱為模擬式電氣液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)( (Analog Analog Electric Hydraulic Control system,AEH),Electric Hydraulic Control system,AEH),簡

3、稱模擬電調(diào)。簡稱模擬電調(diào)。o數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)（數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)（DEHDEH）：）：隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在自動化領(lǐng)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用，域中的應(yīng)用， 20 20世紀(jì)世紀(jì)8080年代，出現(xiàn)了以數(shù)字計算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)年代，出現(xiàn)了以數(shù)字計算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)（字式電氣液壓控制系統(tǒng)（Digital Electric Hydraulic Control Digital Electric Hydraulic Control System,DEHSystem,DEH）, ,簡稱數(shù)字電調(diào)。簡稱數(shù)字電調(diào)。 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性 o 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)是對汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)

4、，同時還應(yīng)參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻，而且要求靜態(tài)和動態(tài)調(diào)節(jié)具有足夠的穩(wěn)定性。o 速度變動率（也稱轉(zhuǎn)速不等率）代表汽輪機(jī)的靜態(tài)調(diào)速特性，是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)過程中一個重要參數(shù)，它是指汽輪機(jī)空負(fù)荷時所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速和額定負(fù)荷時所對應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速之差，與汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速之比，即 o 對并列運(yùn)行的機(jī)組，當(dāng)外界負(fù)荷變化時，速度變動率小的機(jī)組負(fù)荷變動百分?jǐn)?shù)大；而速度變動率大的機(jī)組負(fù)荷變化百分?jǐn)?shù)小。因此，對于不同性質(zhì)的機(jī)組應(yīng)有不同的速度變動率,承擔(dān)尖峰及變動負(fù)荷的機(jī)組,其速度變動率應(yīng)較小些，取為34%；帶基本負(fù)荷的機(jī)組，則速度變動率應(yīng)大些，取46%，以便在電網(wǎng)頻率變化時，仍盡量保持基本負(fù)荷不變。然而，隨著電網(wǎng)容量的增大以及電

5、網(wǎng)負(fù)荷峰谷差的擴(kuò)大,大容量機(jī)組也需參加一次調(diào)頻,故速度變動率已趨于選較小值。o 當(dāng)汽輪機(jī)參與電網(wǎng)一次調(diào)頻時，通常設(shè)定在4.55.5之間。一般希望將設(shè)計成連續(xù)可調(diào)，即視運(yùn)行情況可進(jìn)行調(diào)整。o 在機(jī)組處于空負(fù)荷區(qū)段以及額定負(fù)荷區(qū)段，取大一些，在中間負(fù)荷區(qū)段，可取相對小一些。在空負(fù)荷區(qū)段速度變動率取大一些，目的是為了提高機(jī)組在空負(fù)荷時的穩(wěn)定性，以便機(jī)組順利并網(wǎng)；在額定負(fù)荷區(qū)段，速度變動率取大一些，可使機(jī)組在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行時穩(wěn)定性較好。o 也不能太大，以免動態(tài)過程發(fā)生嚴(yán)重超速。 遲緩率遲緩率o 在調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中,存在著遲緩現(xiàn)象,使得調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性線不再是一根,而是一條帶狀區(qū)域。通常用遲緩率來表示

6、遲緩程度的大?。?20100%nnno 遲緩率表示在一定功率下，上行特性線與下行特性線之間的轉(zhuǎn)速差n與額定轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)。顯然，遲緩率越大，則遲緩現(xiàn)象越嚴(yán)重。o 希望遲緩率越小越好。國際電工委員會建議大功率汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率0.06。 同步器同步器o 用途用途o (1)在單機(jī)運(yùn)行時，使用同步器可以保證機(jī)組在任何負(fù)荷下保持轉(zhuǎn)速不變。o (2)在機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時，通過同步器可以改變汽輪機(jī)的功率，使各臺機(jī)組承擔(dān)給定負(fù)荷，調(diào)整電網(wǎng)頻率，以維持電網(wǎng)周波穩(wěn)定二次調(diào)頻。o (3)在機(jī)組并網(wǎng)前，用同步器可改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量來調(diào)整汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)同步并列。正由于有此用途，故稱其為同步器。一次

7、調(diào)頻與二次調(diào)頻概念一次調(diào)頻與二次調(diào)頻概念 (1)一次調(diào)頻是按并列運(yùn)行機(jī)組的靜態(tài)特性自動分配負(fù)荷，而二次調(diào)頻要靠同步器人為地進(jìn)行； (2)并列運(yùn)行的機(jī)組通常都參與一次調(diào)頻，但一次調(diào)頻通常不可能保持電網(wǎng)周波不變而只能減小周波變化的程度； (3)一次調(diào)頻可以認(rèn)為是暫態(tài)的。即當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化后，二次調(diào)頻來不及立即保證電網(wǎng)有功功率的供求平衡，暫時由一次調(diào)頻來維持電網(wǎng)周波不致有過大變化而造成嚴(yán)重后果，當(dāng)二次調(diào)頻使周波恢復(fù)正常后,一次調(diào)頻作用便消失。 第二節(jié)DEH的基本原理o為了實(shí)現(xiàn)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制，要求機(jī)、爐、電及與之有關(guān)的各工作系統(tǒng)在工況變化時，有及時、準(zhǔn)確的監(jiān)測手段，并迅速地發(fā)出相應(yīng)的指令，使機(jī)、爐、電及有

8、關(guān)系統(tǒng)能在新的工況下，協(xié)調(diào)、穩(wěn)定地工作。采用電液調(diào)節(jié)方式是達(dá)到上述要求的最有效方法。o汽輪機(jī)的數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEHC是Digital Electro-Hydraulic Control System 的縮寫）是采用電子元件和電氣設(shè)備對機(jī)、爐、電及其有關(guān)的各工作系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，以數(shù)字的方式傳遞信號、計算機(jī)分析判斷、發(fā)出（電氣的）控制指令，然后通過電液轉(zhuǎn)換器（伺服閥、伺服放大器）將電氣指令信號轉(zhuǎn)換為液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠執(zhí)行的液壓信號，達(dá)到完成控制操作的目的。o不同機(jī)組的數(shù)字電液控制系統(tǒng)的構(gòu)成和具體控制邏輯略有不同，但總的要求是基本相同的，那就是應(yīng)具備監(jiān)視、保安、控制、調(diào)節(jié)的各項(xiàng)功能。 DEH系

9、統(tǒng)基本控制原理 o再熱汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理圖，圖中的輸出是轉(zhuǎn)速，外擾是負(fù)荷變化R，內(nèi)擾是蒸汽壓力p，n 和P分別由轉(zhuǎn)速和功率給定。調(diào)節(jié)對象考慮了調(diào)節(jié)級壓力特性、發(fā)電機(jī)功率特性和電網(wǎng)特性，與此相關(guān)，設(shè)置了調(diào)節(jié)級壓力、機(jī)組功率和轉(zhuǎn)速三種反饋信號。o由伺服放大器、電液伺服閥、油動機(jī)及其線性位移變送器(LVDT)組成的伺服系統(tǒng)，承擔(dān)功率放大、電液轉(zhuǎn)換和改變閥門位置的任務(wù)；調(diào)節(jié)汽門則因位移而改變進(jìn)汽量，執(zhí)行對機(jī)組控制的任務(wù)。o該系統(tǒng)為串級PI控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)運(yùn)算是由數(shù)字部分完成。系統(tǒng)由內(nèi)回路和外回路組成，內(nèi)回路促進(jìn)調(diào)節(jié)過程的快速性，外回路則保證了輸出嚴(yán)格等于給定值。PI調(diào)節(jié)中的比例環(huán)節(jié)對調(diào)節(jié)偏差信號

10、迅速放大，積分環(huán)節(jié)保證了消除系統(tǒng)的靜差，是一種無差控制系統(tǒng)。 （1）電子控制器：主要包括數(shù)字計算機(jī)、混合數(shù)模插件、接口和電源設(shè)備等，均集中布置在DEH控制柜內(nèi)，主要用于給定、接受反饋信號、邏輯運(yùn)算和發(fā)出指令進(jìn)行控制等。（2）操作系統(tǒng)：主要設(shè)置有操作盤，圖像站的顯示器和打印機(jī)等，為運(yùn)行人員提供運(yùn)行信息、監(jiān)督、人機(jī)對話和操作等服務(wù)。（3）油系統(tǒng)：本機(jī)高壓控制油與潤滑油分開。高壓油(EH系統(tǒng))為調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制與動力用油，系統(tǒng)設(shè)有油泵2臺，1臺工作，l臺備用，供油油壓維持在恒定值16MPa，它接受調(diào)節(jié)器或操作盤來的指令進(jìn)行控制。潤滑油泵由主機(jī)拖動，為潤滑系統(tǒng)提供0.55MPa的汽輪機(jī)油。（4）執(zhí)行機(jī)

11、構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和具有快關(guān)、隔離和逆止裝置的單側(cè)油動機(jī)組成，負(fù)責(zé)帶動高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調(diào)節(jié)汽閥。（5）保護(hù)系統(tǒng)：設(shè)有電磁閥用于超速時關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥和嚴(yán)重超速(110n0)、軸承油壓低、EH油壓低、推力軸承磨損過大、凝汽器真空過低等情況下危急遮斷和手動停機(jī)之用。（6）為控制和監(jiān)督服務(wù)用的測量元件是必不可少的，如機(jī)組轉(zhuǎn)速、蒸汽壓力、發(fā)電機(jī)功率、主汽壓力傳感器以及汽輪機(jī)自動程序控制(ATC)所需要的測量值等。 DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成 第三節(jié)DEH的基本功能DEH的基本功能o 控制功能： 正常控制：轉(zhuǎn)速控制、過臨界、功率控制、抽汽壓力控制 o 保護(hù)功能：高負(fù)荷

12、限制、主汽壓力降低限制、真空降低負(fù)荷限制、OPC超速保護(hù)控制，機(jī)組甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速超過103Ne %時，自動關(guān)調(diào)門2秒鐘，再維持機(jī)組空載運(yùn)行；轉(zhuǎn)速超過110Ne%時，打閘o 實(shí)驗(yàn)功能： 調(diào)門嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)、主汽門活動性實(shí)驗(yàn)、超速保護(hù)實(shí)驗(yàn)、仿真試驗(yàn)o 人機(jī)接口和數(shù)據(jù)處理功能： 運(yùn)行參數(shù)顯示、操作紀(jì)錄、報警、打印 運(yùn)行系統(tǒng)畫面：設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)趨勢圖、運(yùn)行指導(dǎo) l 汽輪機(jī)掛閘/開主汽門 l 自動/手動升速 l 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制（沖轉(zhuǎn)/升速/暖機(jī)/轉(zhuǎn)速保持/自動沖臨界） l 自動/手動同期 l 超速試驗(yàn)（103%、110%和111%112%） l OPC超速保護(hù)/AST跳閘保護(hù) l 并網(wǎng)后自動帶初負(fù)荷 l 閉環(huán)

13、控制（發(fā)電機(jī)功率/調(diào)節(jié)級壓力/主汽壓） l 協(xié)調(diào)控制/AGC方式運(yùn)行 l 一次調(diào)頻限制 l 汽壓保護(hù)/真空低快減負(fù)荷（RUNBACK） l 閥門試驗(yàn)（主汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)/調(diào)節(jié)閥活動試驗(yàn)） l 閥門管理 l 手動/自動無擾切換 DEH控制系統(tǒng)保證的技術(shù)指標(biāo) l 轉(zhuǎn)速控制范圍 0-3500rpm，控制精度1rpm l負(fù)荷控制范圍 0-110%，控制精度1MW l轉(zhuǎn)速不等率 3-6%連續(xù)可調(diào) l系統(tǒng)遲緩率 0.06% l甩全負(fù)荷轉(zhuǎn)速超調(diào)量 7%額定轉(zhuǎn)速 l 油動機(jī)全行程快速關(guān)閉時間0.15秒 l系統(tǒng)控制運(yùn)算周期50ms l系統(tǒng)可用率99.9% 升速控制 o轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制是DEH的基本控制功能，其中有轉(zhuǎn)速

14、給定控制邏輯、暖機(jī)控制邏輯、臨界轉(zhuǎn)速識別與控制邏輯、超速試驗(yàn)控制邏輯等。在升速過程中，DEH將轉(zhuǎn)速給定與測速模件采集到的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，如果有偏差，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器便產(chǎn)生一個閥位指令，電液轉(zhuǎn)換器控制調(diào)節(jié)汽門開度發(fā)生改變，使汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速逐漸與給定值相等，消除轉(zhuǎn)速偏差。oDEH控制系統(tǒng)具有自動和手動兩種升速方式。自動升速是指DEH根據(jù)高壓內(nèi)缸金屬溫度自動從冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)或極熱態(tài)四條升速曲線中選擇相應(yīng)的升速率，并自動確定低速暖機(jī)和中速暖機(jī)的轉(zhuǎn)速及暖機(jī)停留時間，自動沖臨界，直到3000rpm定速。手動升速是指運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行判斷機(jī)組的溫度狀態(tài)，然后通過操作員站設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)升速率。當(dāng)運(yùn)行人

15、員設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速區(qū)時，DEH程序?qū)⒆詣犹^臨界區(qū)，即運(yùn)行人員無法將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定在臨界區(qū)內(nèi)。手動升速時低速和中速暖機(jī)點(diǎn)及暖機(jī)時間由運(yùn)行人員決定。自動和手動升速可根據(jù)需要隨時進(jìn)行切換。o安裝了三個測速探頭，三路轉(zhuǎn)速測量信號經(jīng)測速模件內(nèi)部三選二邏輯處理后，得到DEH所需的轉(zhuǎn)速反饋信號。根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行規(guī)程要求，系統(tǒng)設(shè)定了升速暖機(jī)點(diǎn)。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到暖機(jī)轉(zhuǎn)速時，DEH自動發(fā)出轉(zhuǎn)速保持指令，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速停留在暖機(jī)轉(zhuǎn)速上。暖機(jī)時間長短可由運(yùn)行人員選擇。同期與并網(wǎng) oDEH設(shè)有自動同期和手動同期兩種方式。自動同期是指DEH接受自動準(zhǔn)同期裝置發(fā)出的轉(zhuǎn)速增減信號，自動改變汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，控制機(jī)組并

16、網(wǎng)。自動同期方式下，不需要運(yùn)行人員干預(yù)。手動同期是指運(yùn)行人員通過DEH操作站手動改變機(jī)組轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。自動同期和手動同期的轉(zhuǎn)速范圍都是29703030rpm，如果超過此范圍，則同期操作無效。o發(fā)電機(jī)油開關(guān)合閘后，為了防止逆功率運(yùn)行，DEH自動帶初負(fù)荷。初負(fù)荷設(shè)定為額定負(fù)荷的3-5，電廠也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。 超速試驗(yàn)/超速保護(hù) oDEH系統(tǒng)設(shè)計了三道防止汽輪機(jī)超速的措施，即103%超速保護(hù)（OPC）、110%電氣超速跳閘（AST）和111%112%機(jī)械超速跳閘。o103%超速保護(hù)是指汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過3090rpm時，OPC電磁閥動作，所有調(diào)節(jié)閥立刻關(guān)閉，保持7秒或轉(zhuǎn)速降低到3060rpm后

17、再重新打開。103%超速保護(hù)動作時，只關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，主汽門不動，即汽輪機(jī)不跳閘。103%超速保護(hù)后，汽輪機(jī)維持3000rpm。o110%電氣超速跳閘是指轉(zhuǎn)速超過3300rpm時，AST電磁閥動作汽輪機(jī)跳閘，主汽門、調(diào)速器門關(guān)閉。o111%112%機(jī)械超速跳閘是指轉(zhuǎn)速超過3360rpm時，機(jī)械撞擊子在離心力的作用下飛出，使保安系統(tǒng)動作汽輪機(jī)跳閘，關(guān)閉主汽門、調(diào)速汽門。o如果將機(jī)械超速跳閘轉(zhuǎn)速（111%112%）設(shè)置在電氣超速跳閘轉(zhuǎn)速（110%）之前，那么電氣超速試驗(yàn)將無法進(jìn)行，因?yàn)樵囼?yàn)過程中轉(zhuǎn)速在達(dá)到電氣跳閘點(diǎn)之前撞擊子已經(jīng)動作了。此時，只有將電氣超速試驗(yàn)跳閘設(shè)定值提前，試驗(yàn)完成后再予以恢復(fù)。機(jī)械

18、超速跳閘在先或電氣超速跳閘在先由電廠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況自行決定。 并網(wǎng)運(yùn)行 o機(jī)組并網(wǎng)帶初始負(fù)荷后，有四種控制方式供運(yùn)行人員選擇：負(fù)荷控制、調(diào)節(jié)級壓力控制、主汽壓控制和閥位控制，其中閥位控制是缺省的控制方式。 o負(fù)荷控制方式下，DEH控制系統(tǒng)將根據(jù)運(yùn)行人員設(shè)定的目標(biāo)值及變化率，并綜合各功率限制條件及頻率修正，給出功率定值，同時DEH將發(fā)電機(jī)功率作為被調(diào)量和反饋信號，實(shí)現(xiàn)功率閉環(huán)控制。 o調(diào)節(jié)級壓力控制方式是以調(diào)節(jié)級壓力即高壓調(diào)節(jié)閥后壓力作為反饋，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)級壓力閉環(huán)。一般來說，調(diào)節(jié)級壓力與進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量成正比，可用來代表蒸汽流量的改變。因此，調(diào)節(jié)級壓力閉環(huán)控制能迅速有效地調(diào)節(jié)蒸汽流量，所以，

19、調(diào)節(jié)級壓力是一個快速響應(yīng)回路。由于調(diào)節(jié)級壓力控制只對蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，變工況時蒸汽流量與汽輪機(jī)功率并非比例關(guān)系，單獨(dú)投調(diào)節(jié)級壓力閉環(huán)不會提高發(fā)電機(jī)負(fù)荷的穩(wěn)定性。因此它主要作為負(fù)荷控制的一種輔助手段，能夠很好地補(bǔ)償發(fā)電機(jī)功率反饋的滯后效應(yīng)，加快負(fù)荷控制響應(yīng)速度。 o由于鍋爐主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器的工作范圍較小，而鍋爐的蒸發(fā)量是由鍋爐汽壓調(diào)節(jié)器控制的，因此，汽輪機(jī)側(cè)設(shè)置主汽壓控制回路可以利用汽輪機(jī)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，通過控制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，即所謂的機(jī)調(diào)壓。主汽壓控制通常在額定壓力時才投入，它主要是機(jī)爐協(xié)調(diào)運(yùn)行時的一種控制方式。 o閥位控制主要用于機(jī)組滑壓運(yùn)行時保持調(diào)節(jié)閥開度不變，以

20、利于鍋爐的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，使機(jī)組在供給的蒸汽下發(fā)出最大的功率。協(xié)調(diào)運(yùn)行時，閥位控制方式使DEH成為一個單純執(zhí)行器，不進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算。因此，從功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的角度來講，閥位控制實(shí)際上是一種開環(huán)控制。o四種控制回路相互跟蹤，回路之間的相互切換都不會造成負(fù)荷的波動；四種回路相互閉鎖，任何時候只有一個回路起作用。閥位控制是缺省的控制模式，即并網(wǎng)后如果運(yùn)行人員沒有選擇控制回路，則系統(tǒng)自動默認(rèn)閥位控制是當(dāng)前的控制方式。當(dāng)機(jī)前壓力或調(diào)節(jié)級壓力變送器發(fā)生故障時，自動退出相應(yīng)的控制回路，返回閥位控制方式；發(fā)電機(jī)功率變送器故障時，閥位方式自動投入。 協(xié)調(diào)控制 o單機(jī)運(yùn)行時，汽輪機(jī)運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程從負(fù)荷控制、

21、調(diào)節(jié)級壓力控制、主汽壓控制和閥位控制四個回路中進(jìn)行選擇。o當(dāng)機(jī)爐協(xié)調(diào)運(yùn)行時，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)會自動選擇控制回路，DEH的負(fù)荷控制給定也是由協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以420mA的模擬量信號形式給出，不需要汽輪機(jī)運(yùn)行人員干預(yù)。o協(xié)調(diào)是否投入取決于汽輪機(jī)運(yùn)行人員；切除協(xié)調(diào)則既可手動，也可自動。所謂手動切除協(xié)調(diào)，是指運(yùn)行人員通過DEH操作站人為發(fā)出切除協(xié)調(diào)命令；自動切除則是系統(tǒng)根據(jù)控制邏輯的設(shè)計，在下列情況之一發(fā)生時，自動解除協(xié)調(diào)狀態(tài)：發(fā)電機(jī)功率變送器故障；420mA協(xié)調(diào)功率指令信號品質(zhì)壞；RUNBACK；真空低減負(fù)荷；汽輪機(jī)手動；汽壓保護(hù)動作。 一次調(diào)頻限制 o 在功率給定不變的情況下，機(jī)組功率隨電網(wǎng)頻率的變化而變

22、化，參加一次調(diào)頻?？紤]到機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，有時要求機(jī)組在頻率變化范圍不大時不參加一次調(diào)頻，即機(jī)組的功率不隨電網(wǎng)頻率的波動而變化，這就是一次調(diào)頻限制。o DEH控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不等率設(shè)定為5%，用戶可根據(jù)需要在36內(nèi)調(diào)整。一次調(diào)頻限制范圍在0.5Hz之間。 汽壓保護(hù) o汽壓保護(hù)不同于汽壓控制，它實(shí)際上是一種單向的汽壓限制功能，并不對汽壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，正常運(yùn)行過程中當(dāng)機(jī)前主蒸汽壓力由于某種原因降低到汽壓保護(hù)限值以下時，DEH將強(qiáng)迫高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使汽壓得以恢復(fù)；當(dāng)汽壓恢復(fù)到保護(hù)限值之上時（主蒸汽壓力大于限值0.07MPa），調(diào)節(jié)閥便不再關(guān)小，DEH繼續(xù)原先的調(diào)節(jié)控制。o汽壓保護(hù)動作期間，高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)小，

23、汽輪機(jī)負(fù)荷必然也隨之減小，出現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷小于給定的現(xiàn)象。為了避免因汽壓保護(hù)動作使閥門完全關(guān)閉，當(dāng)通過高壓調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量小于額定流量的10%時，自動解除汽壓保護(hù)動作，即閥門不再繼續(xù)關(guān)小，維持10%流量的開度。運(yùn)行人員可以根據(jù)實(shí)際需要決定是否投汽壓保護(hù)，或者限值設(shè)定到多少比較合適。正常滑參數(shù)停機(jī)時建議切除汽壓保護(hù)功能或降低汽壓保護(hù)限值。 真空低減負(fù)荷/快減負(fù)荷(RUNBACK) o 真空低減負(fù)荷是一種保護(hù)措施。DEH根據(jù)電廠運(yùn)行的要求，在冷凝器真空降低時自動減小負(fù)荷給定，降低汽輪機(jī)負(fù)荷，避免機(jī)組設(shè)備受到損壞。o 快減負(fù)荷(RUNBACK)是在鍋爐側(cè)出現(xiàn)事故工況時，如送/引風(fēng)機(jī)故障或MFT動作，鍋爐

24、控制系統(tǒng)以開關(guān)量信號形式發(fā)出指令，DEH自動以事先設(shè)定好的速率快速降低汽輪機(jī)負(fù)荷。DEH控制系統(tǒng)設(shè)計有兩檔快減負(fù)荷(RUNBACK)速率，快減負(fù)荷的終點(diǎn)可以調(diào)整。選擇快減負(fù)荷(RUNBACK)速率由鍋爐控制系統(tǒng)決定。o 協(xié)調(diào)控制期間出現(xiàn)真空低減負(fù)荷和快減負(fù)荷時，DEH將退出協(xié)調(diào)運(yùn)行，并自動選擇負(fù)荷控制方式。 閥門管理 o通過閥門管理實(shí)現(xiàn)全周進(jìn)汽和部分進(jìn)汽，其目的是為了兼顧機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和快速性，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。o所謂單閥，即蒸汽通過所有調(diào)節(jié)閥和噴嘴室，360全周進(jìn)入調(diào)節(jié)級動葉，所有調(diào)節(jié)閥同時開啟和關(guān)閉，閥門以節(jié)流調(diào)節(jié)的方式控制汽輪機(jī)負(fù)荷。o順序閥則是讓調(diào)節(jié)閥按照一

25、定的次序逐個開啟和關(guān)閉，在一個調(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，即噴嘴調(diào)節(jié)。o單閥方式下，調(diào)節(jié)級全周進(jìn)汽，調(diào)節(jié)級葉片加熱均勻，有利于改善熱應(yīng)力，這樣可以較快地改變負(fù)荷，但節(jié)流損失較大。順序閥方式下，閥門逐個開啟，蒸汽通過變化的弧段進(jìn)入動葉片，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，但同時對葉片產(chǎn)生沖擊，容易形成部分應(yīng)力區(qū)，負(fù)荷改變速度受到限制。因此，冷態(tài)啟動或低參數(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，機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性是電廠運(yùn)行水平的考核目標(biāo)，采用順序閥方式能有效地減小節(jié)

26、流損失，提高汽輪機(jī)熱效率。 閥門試驗(yàn) o閥門試驗(yàn)分為嚴(yán)密性試驗(yàn)和在線活動試驗(yàn)兩部分。閥門試驗(yàn)的嚴(yán)密性的目的是檢驗(yàn)各個閥門的嚴(yán)密程度，在線活動試驗(yàn)在于檢驗(yàn)閥門及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈活程度，防止卡澀。其中主汽門在線活動試驗(yàn)由運(yùn)行人員就地手動進(jìn)行，不受DEH控制。o調(diào)節(jié)閥在線活動試驗(yàn)必須滿足下列條件：油開關(guān)閉合；負(fù)荷小于50%額定負(fù)荷；閥門切換已經(jīng)完成，并且汽輪機(jī)處于單閥方式運(yùn)行；汽輪機(jī)處于自動控制方式；協(xié)調(diào)控制切除；伺服回路工作狀態(tài)正常。o閥門試驗(yàn)分為高壓調(diào)節(jié)閥試驗(yàn)和中壓調(diào)節(jié)閥試驗(yàn)。高壓調(diào)節(jié)閥的試驗(yàn)是逐個進(jìn)行的，而中壓調(diào)節(jié)閥試驗(yàn)則是同時進(jìn)行試驗(yàn)的，兩種閥門的試驗(yàn)不得同時進(jìn)行，即試驗(yàn)高壓調(diào)節(jié)閥時禁止對中壓調(diào)

27、節(jié)閥，反之亦然。調(diào)節(jié)閥閥門的試驗(yàn)是逐個進(jìn)行的。 o高壓調(diào)節(jié)閥閥門試驗(yàn)過程分為閥門試驗(yàn)關(guān)閉和閥位恢復(fù)兩個階段。運(yùn)行人員通過操作站發(fā)出閥門試驗(yàn)指令后，被試驗(yàn)閥門的閥位指令在原來指令基礎(chǔ)上疊加一個不斷增加的負(fù)值，這樣該閥門便徐徐關(guān)閉，閥門試驗(yàn)關(guān)閉的速度是全程10分鐘。當(dāng)閥門接近完全關(guān)閉時（2%），自動進(jìn)入閥位恢復(fù)階段，被試驗(yàn)閥門徐徐打開，開啟速度也是全程10分鐘。當(dāng)被試驗(yàn)閥門的開度指令與試驗(yàn)前的指令相同時，試驗(yàn)結(jié)束。 自動汽輪機(jī)控制（ATC）功能 o 汽輪機(jī)自起動及負(fù)荷自動控制功能是指具有以最少的人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)將汽輪機(jī)從盤車轉(zhuǎn)速帶到同步轉(zhuǎn)速并網(wǎng)，直到帶滿負(fù)荷的能力。 o DEH的ATC系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)機(jī)

28、組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，特別是轉(zhuǎn)子應(yīng)力（或應(yīng)變）的計算結(jié)果，自動地變更轉(zhuǎn)速、改變升速率、產(chǎn)生轉(zhuǎn)速保持、改變負(fù)荷變化率、產(chǎn)生負(fù)荷保持、直至帶負(fù)荷。 o DEH的ATC系統(tǒng)應(yīng)能與下列控制系統(tǒng)協(xié)同工作，提供必要的接口和指令，以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)組從盤車狀態(tài)直至帶滿負(fù)荷的全部自動操作： 汽輪機(jī)盤車控制系統(tǒng)、疏水控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)自動同期系統(tǒng) 。ATC起動控制 ATC系統(tǒng)的起動程序完成將汽輪機(jī)從盤車轉(zhuǎn)速升速到同步轉(zhuǎn)速的任務(wù)。其間至少應(yīng)能完成下列動作：o在汽輪機(jī)脫離盤車裝置之前，核對有關(guān)參數(shù)，直至所有參數(shù)均在要求范圍之內(nèi)；o在升速過程中，如遇有關(guān)參數(shù)超過報警限值，將立即發(fā)生轉(zhuǎn)速保持

29、。如該轉(zhuǎn)速落入葉片共振或臨界轉(zhuǎn)速上，則在轉(zhuǎn)速保持以前，應(yīng)將轉(zhuǎn)速下降到共振范圍以下；o按程序規(guī)定加速；o如果需要暖機(jī)，汽輪機(jī)應(yīng)能自動地被暖機(jī)一段經(jīng)計算確定的時間；o在加速期間，升速率應(yīng)由實(shí)際轉(zhuǎn)子應(yīng)力和預(yù)計的轉(zhuǎn)子應(yīng)力控制；o使汽輪機(jī)加速到接近同步轉(zhuǎn)速，然后向自動同期裝置發(fā)出信號，ATC起動程序結(jié)束。o汽輪發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)由自動同期裝置發(fā)出指令來完成。并網(wǎng)后DEH控制汽輪發(fā)電機(jī)帶初始負(fù)荷。 ATC負(fù)荷控制 oATC系統(tǒng)的負(fù)荷控制完成從汽輪發(fā)電機(jī)接帶初始負(fù)荷直到帶上由運(yùn)行人員或用其它方式事先指定的目標(biāo)負(fù)荷為止的任務(wù)。ATC負(fù)荷控制應(yīng)能用最短的時間實(shí)現(xiàn)所需的負(fù)荷變動。oATC控制的負(fù)荷變化率應(yīng)取下列三種變化

30、率的最低值： l 由轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化所決定的負(fù)荷變化率； l由運(yùn)行人員根據(jù)各種原因，包括基于電廠其它設(shè)備的運(yùn)行狀況而給出的負(fù)荷變化率； l 由DCS系統(tǒng)給出的負(fù)荷變化率。o在ATC負(fù)荷控制期間，ATC連續(xù)地監(jiān)視汽輪機(jī)動態(tài)參數(shù)如壓力、溫度、熱應(yīng)力、振動、膨脹等的變化，超限時應(yīng)報警打印。若負(fù)荷變化率的調(diào)整糾正不了系統(tǒng)變量的不正常的變化時，ATC程序?qū)⑹蛊啓C(jī)從ATC控制方式退出，必要時通過緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）跳閘停機(jī)。o當(dāng)DEH接受DCS的指令來控制負(fù)荷時，ATC系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)視負(fù)荷的變化并具有超越控制的能力。 第三節(jié)DEH的執(zhí)行機(jī)構(gòu)o在DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，數(shù)字部分的輸出進(jìn)入液壓伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)由伺服放大

31、器、電液伺服閥、油動機(jī)及其位移反饋（LVDT）組成，是DEH的末級放大與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。o各油動機(jī)及其相應(yīng)的汽閥稱為DEH系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于其調(diào)節(jié)對象和任務(wù)的不同，其結(jié)構(gòu)型式和調(diào)節(jié)規(guī)律也不相同，但從整體看，它們具有以下相同的特點(diǎn)： （1）所有的控制系統(tǒng)都有一套獨(dú)立的汽閥、油動機(jī)、電液伺服閥(開關(guān)型汽閥例外)、隔絕閥、止回閥、快速卸載閥和濾油器等，各自獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)。 （2）所有的油動機(jī)都是單側(cè)油動機(jī)，其開啟依靠高壓動力油，關(guān)閉靠彈簧力，這是一種安全型機(jī)構(gòu)，例如在系統(tǒng)漏“油”時，油動機(jī)向關(guān)閉方向時動作。 （3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種組合閥門機(jī)構(gòu)，在油動機(jī)的油缸上有一個控制塊的接口，在該塊上裝有隔絕閥、快速卸載

32、閥和止回閥，并加上相應(yīng)的附加組件構(gòu)成一個整體，成為具有控制和快關(guān)功能的組合閥門機(jī)構(gòu)。 o電液伺服閥的任務(wù)，是把電氣量轉(zhuǎn)換為液壓量去控制油動機(jī)。o1000MW汽輪機(jī)電液伺服閥的工作原理圖，它是由一個力矩馬達(dá)、兩級液壓放大和機(jī)械反饋系統(tǒng)等組成。力矩馬達(dá)是由一個兩側(cè)繞有線圈的永久磁鐵組成，當(dāng)兩側(cè)的線圈產(chǎn)生不平衡電流時，由于電磁力的作用，使銜鐵及擋板發(fā)生偏轉(zhuǎn)，把電量轉(zhuǎn)換成位移量。第一級放大是由1個雙控制噴嘴和1個單擋板組成，此擋板固定在銜鐵的中點(diǎn)，并在2個噴嘴之間穿過。使在噴嘴的端部與擋板之間形成2個可變的節(jié)流孔，由擋板和噴嘴控制的油壓通往第二級控制滑閥兩端的端面上。1個懸臂的反饋彈簧固定在擋板上，井嵌入滑閥中心的1個槽內(nèi)，當(dāng)銜鐵處于中間位置時，擋板對流過兩個噴嘴的油流的節(jié)流作用相同，滑閥的兩端無差壓，相反，銜接不在中間位置時，滑閥將因出現(xiàn)差壓而位移，從而改變通往油動機(jī)的油量，使油動機(jī)產(chǎn)生位移，最終控制調(diào)節(jié)汽閥。 電液伺服閥的結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)伺服放大器輸出的電流改變時，電液伺服閥內(nèi)力矩馬達(dá)的銜鐵線圈中有電流通過，產(chǎn)生一磁場，在其兩側(cè)磁鐵的作用下，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力矩，使銜鐵旋轉(zhuǎn)并帶動與之相連的擋板轉(zhuǎn)動，當(dāng)擋板移近某一只噴嘴時，該