汽輪機(jī)電液伺服閥與電子線路的解調(diào)

汽輪機(jī)電液伺服閥與電子線路的解調(diào)

隨著我國(guó)能源自動(dòng)化程度的提高和能源規(guī)劃和裝置高度的變化，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃和裝置峰值的要求越來(lái)越高。20世紀(jì)90年代前生產(chǎn)的125w噸純氣泵采用雙磁變換裝置、雙磁換向裝置和同步裝置，用于控制單元。由于電動(dòng)機(jī)本身的惰走和慣性等原因,控制精度不太理想,由液壓調(diào)速系統(tǒng)和同步器組成的控制系統(tǒng),在可控性和保護(hù)功能上不能完全滿足機(jī)組協(xié)調(diào)控制(CCS)和自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的要求,一種簡(jiǎn)易可行的DEH系統(tǒng)被開發(fā)并成功應(yīng)用于電廠,以下進(jìn)行介紹。1改造后的油系統(tǒng)系統(tǒng)由液壓部分、高中壓油動(dòng)機(jī)行程傳感器、基于DCS的控制系統(tǒng)平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)、超速保護(hù)(OPC)裝置、手操盤等組成,改造后的油系統(tǒng)見圖1。1.1壓力和液壓集成塊在原有調(diào)速系統(tǒng)的二次脈動(dòng)油壓管路上開孔引一油管進(jìn)入液壓集成塊(圖2),排油口進(jìn)入油系統(tǒng)排油母管,液壓集成塊上裝有電液伺服閥(D634)、截止閥、差壓開關(guān)、旁路節(jié)流閥、進(jìn)排油口、隔離電磁閥及動(dòng)力油接。閥芯位置控制器這是DEH系統(tǒng)的主要部件,其主要工作原理如下:電液伺服閥D634是一種直接驅(qū)動(dòng)式伺服閥,簡(jiǎn)稱DDV閥,用集成電路實(shí)現(xiàn)閥芯位置的閉環(huán)控制,閥芯的驅(qū)動(dòng)裝置是永磁直線馬達(dá),閥芯位置閉環(huán)控制電子線路和脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電子線路固化為一塊集成塊,用特殊的技術(shù)固定在伺服閥內(nèi),取消了傳統(tǒng)的噴嘴—擋板前置級(jí),簡(jiǎn)化了線路,提高了可靠性,卻保持了帶噴擋前置級(jí)的兩級(jí)伺服閥的基本性能與技術(shù)指標(biāo)。一個(gè)電指令信號(hào)施加到閥芯位置控制器集成塊上,電子線路在直線馬達(dá)上產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制電流,震蕩器就使閥芯位置傳感器勵(lì)磁。經(jīng)解調(diào)以后的閥芯位置信號(hào)和指令位置信號(hào)進(jìn)行比較,閥芯位置控制器產(chǎn)生一個(gè)電流輸給直線力馬達(dá),力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)閥芯,使閥芯移動(dòng)到指令位置。其示意圖如圖2。deh系統(tǒng)故障deh的調(diào)節(jié)保留原有同步器馬達(dá),在馬達(dá)線圈回路中加裝大功率限流電阻等措施來(lái)克服馬達(dá)的惰走和慣性,在本系統(tǒng)中作為DEH系統(tǒng)故障或檢修情況下的調(diào)節(jié)手段,本文不再詳細(xì)敘述。1.2員配系統(tǒng)及操作利用DCS操作平臺(tái),所有檢測(cè)信號(hào)參數(shù)直接進(jìn)入DCS系統(tǒng),因而無(wú)須專門操作員及管理員系統(tǒng),主要信號(hào)有:轉(zhuǎn)速三路WS進(jìn)入同一塊測(cè)速卡HS2M200。功率一路:MW;主汽壓力一路TP;汽機(jī)掛閘:ASL,由主汽門全開、安全油壓、啟動(dòng)油壓三取二所得。1.3轉(zhuǎn)速下降后聯(lián)跳發(fā)電機(jī)運(yùn)行當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)3090r/min(103%)關(guān)調(diào)門,轉(zhuǎn)速小于3090r/min時(shí)恢復(fù),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)3300r/min時(shí)關(guān)主汽門及調(diào)門,聯(lián)跳發(fā)電機(jī)。為確保機(jī)組安全,以上系統(tǒng)均由軟邏輯和硬邏輯同時(shí)發(fā)出工作信號(hào)。1.4ddv閥排油口全關(guān)作為緊急手操備用,手操盤上有DDV閥控制電流的百分?jǐn)?shù),50對(duì)應(yīng)DDV閥排油口全關(guān),100對(duì)應(yīng)DDV閥排油口全開,操作盤上還有閥門增減按鈕及指示燈,電調(diào)和同步器控制手、自動(dòng)切換按鈕。1.5位移傳感器選用0-200mmTDZ-1D200中頻位移傳感器來(lái)顯示高中壓油動(dòng)機(jī)的位移。2ddv閥控制二次油壓力DEH系統(tǒng)輸出的信號(hào)到伺服單元,先經(jīng)過函數(shù)變換(凸輪特性),變換為閥位指令去DDV閥控制二次油壓來(lái)調(diào)節(jié)油動(dòng)機(jī)位移,而達(dá)到控制轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的目的?？刂品绞接?①手動(dòng)就地掛閘后的沖轉(zhuǎn)、升速,臨界轉(zhuǎn)速的變速率控制;②同期、并網(wǎng)控制;③協(xié)調(diào)控制;④參與一次調(diào)頻;⑤超速限制(OPC)功能;⑥電調(diào)和同步器后備手操方式;⑦超速試驗(yàn)功能。3聯(lián)液壓表系統(tǒng)用于武陵電廠的應(yīng)用3.1油動(dòng)機(jī)開啟和閥位指令首先經(jīng)過試驗(yàn)確認(rèn)汽輪機(jī)的凸輪特性,找出二次油壓,油動(dòng)機(jī),閥位指令之間的關(guān)系。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:由數(shù)據(jù)表知,當(dāng)二次油壓為0.109MPa時(shí)油動(dòng)機(jī)開始開啟,閥位指令定為5%,當(dāng)二次油壓為0.286時(shí)油動(dòng)機(jī)開足,閥位指令定為100%,其它按插值法填上述表的閥位指令信號(hào)。為保證此函數(shù)關(guān)系能真實(shí)反映實(shí)際,規(guī)定機(jī)組油系統(tǒng)檢修后均重新試驗(yàn)并記錄二次油壓與閥位指令之間的關(guān)系,以修正函數(shù)曲線。3.2deh負(fù)荷控制系統(tǒng)系統(tǒng)按照凸輪特性的要求進(jìn)行組態(tài)后,機(jī)組采用本套系統(tǒng)控制汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)。啟動(dòng)時(shí),同步器置于上限位置,手動(dòng)掛閘主汽門開啟后由DEH啟動(dòng)控制回路逐漸提升DDV閥,使控制油口逐漸關(guān)小實(shí)現(xiàn)沖轉(zhuǎn)、升速、定速、并網(wǎng),再由DEH負(fù)荷控制回路繼續(xù)完成升負(fù)荷控制,一組系統(tǒng)沖轉(zhuǎn)過程曲線如圖4。由圖可知:①0-500r/min升速,500r/min暖機(jī);②500-1650r/min1650rmin暖機(jī);③1650-2500r/min升速2500r/min暖機(jī);④轉(zhuǎn)速在1100-1420r/min、1800-2150r/min為一階慣性區(qū)和二階慣性區(qū),速率自動(dòng)變?yōu)?00r/min,快速?zèng)_過,避免機(jī)組振動(dòng)過大。機(jī)組轉(zhuǎn)速在3000±5r/min時(shí)發(fā)“同期允許”信號(hào)至電氣,此時(shí)電氣投同期,熱工接受到其信號(hào),投入“自動(dòng)同期”同期范圍為3000±20r/min進(jìn)入自動(dòng)同期方式后,DEH系統(tǒng)可以接受自動(dòng)同期裝置來(lái)的觸點(diǎn)脈沖輸入信號(hào),將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成速度給定值,以±1r/min的速率使得機(jī)組轉(zhuǎn)速等于網(wǎng)頻,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。DEH系統(tǒng)的負(fù)荷控制主要由頻差控制、功率控制、壓力控制、閥位控制和被控對(duì)象(汽輪機(jī)組)等環(huán)節(jié)組成,它是一個(gè)多參數(shù)、多回路反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。經(jīng)過參數(shù)的優(yōu)化整定,無(wú)論轉(zhuǎn)速還是負(fù)荷均達(dá)到較高的水準(zhǔn),轉(zhuǎn)速控制精度:±1r/min,負(fù)荷控制精度:±0.5MW,主汽壓控制精度達(dá):±0.1MPa。4透平油系統(tǒng)保障分析根據(jù)本DEH系統(tǒng)在準(zhǔn)能發(fā)電廠投用一年多的實(shí)踐,我們認(rèn)為:①本系統(tǒng)投資小,只需幾萬(wàn)元,控制精度基本達(dá)到高壓純電調(diào)的水平,電調(diào)投用后,有功合格率明顯提高,運(yùn)行勞動(dòng)強(qiáng)度大為降低,深受運(yùn)行人員歡迎。②本系統(tǒng)利用原有的DCS操作平臺(tái),無(wú)需增加操作員,組態(tài)方便。③維護(hù)量小,所增加硬件設(shè)備不多。④機(jī)組更加安全,增加OPC功能代替原有的由油壓信號(hào)表示的轉(zhuǎn)速信號(hào),準(zhǔn)確度高,可達(dá)±1r/min。該系統(tǒng)還存在下列問題:①三路測(cè)速信號(hào)進(jìn)入同一測(cè)速板,按分散度考慮應(yīng)