3、第三章-汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1、第三章 汽輪機(jī)數(shù)字電夜調(diào)節(jié)系統(tǒng) Digital electric hydraulic control system,課前復(fù)習(xí),1、對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求是什么？ 2、動態(tài)特性指標(biāo)有哪些？影響因素是什么？ 3、中間再熱為什么會導(dǎo)致中低壓缸功率滯后？ 4、單元制機(jī)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？,第三章 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)Digital-Electric-Hydraulic Control System,第一章中介紹了，調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)歷的四個階段，但無論何種系統(tǒng)，其執(zhí)行部分仍采用液動。力量大，動作快，體積小，比較可靠。 DEH系統(tǒng)是Di

2、gital-Electric-Hydraulic Control System的簡寫，它與液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)有本質(zhì)的不同。而且潤滑油與調(diào)節(jié)系統(tǒng)用油分離，前者仍用透平油，后者已經(jīng)由高壓EH油代替。其信號傳遞大致如下： DEH控制器 電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu) 油動機(jī) 調(diào)節(jié)閥、主汽門,第一節(jié) DEH系統(tǒng)的組成Section 1 Compose of DEH,DEH由電子控制器和EH供油系統(tǒng)組成。,1、作用,一、電子控制器：Electronic Controller,2、組成,二、EH系統(tǒng)部分：The Part of EH System,1、EH供油系統(tǒng),2、電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu),3、危急遮斷系統(tǒng),主汽門 調(diào)節(jié)汽門,

3、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(jī)構(gòu)來控制主汽門和調(diào)節(jié)汽門。,數(shù)字 系統(tǒng),模擬 系統(tǒng),A/D,D/A,u,控制器,執(zhí)行器,電液轉(zhuǎn)換,（閥位信號）,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),電子控制器的硬件：,DEH控制柜,00：計算機(jī)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(jī)自動控制（壽命）柜,05：UPS電源柜,操作站,圖象站,調(diào)試終

4、端,操作盤,顯示盤,PC機(jī)：管理CRT和打印機(jī),CRT、打印機(jī),基本控制調(diào)試終端,ATC調(diào)試終端,電子控制器的數(shù)字系統(tǒng),硬件,軟件,基本控制計算機(jī),ATC控制計算機(jī),雙機(jī)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,電子控制器的模擬系統(tǒng),、數(shù)模轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字系統(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(dāng)DEH的計算機(jī)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(jī)組的控制，因此計算機(jī)可進(jìn)行“在線”檢修和維護(hù)，不影響機(jī)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(dāng)運行人員按操作盤上加（減）負(fù)荷（

5、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)。,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)?。?主汽門壓力控制器來減負(fù)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(dāng)主汽門壓力模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(fù)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(fù)到給定值或調(diào)節(jié)門開度達(dá)到全量程的29%為止。 跳閘減負(fù)荷信號：一是出現(xiàn)電氣主開關(guān)跳閘時，就有一減負(fù)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),模擬系統(tǒng) 之 手

6、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(hù)機(jī)組而實行快速減負(fù)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(dāng)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。,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(jī)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

7、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(jī)械位移信號轉(zhuǎn)換成電氣信號的裝置。 為實現(xiàn)某些保護(hù)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。,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(jī)上裝有一個位移差動變送器（LVDT），它根據(jù)油動機(jī)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(hù)控制器（OPC）：由三部分組成： 中壓調(diào)

8、節(jié)閥門快關(guān)作用（甩部分負(fù)荷保護(hù)）CIV； 負(fù)荷下跌預(yù)測功能LDA（甩全負(fù)荷保護(hù)）； 超速控制功能（超速保護(hù)）。,EH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(jī)構(gòu)。 具體內(nèi)容將在以后介紹。,EH系統(tǒng)部分-執(zhí)行機(jī)構(gòu),配汽機(jī)構(gòu)包括兩臺高壓主汽門、六臺高壓調(diào)節(jié)汽門和兩臺再熱主汽門、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(jī)構(gòu)控制的。 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，油缸和彈簧組成油動機(jī)，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(jī)構(gòu)：中壓主汽門。 控制型執(zhí)行機(jī)構(gòu)：高壓主汽門、高、中壓調(diào)節(jié)汽門。,EH系統(tǒng)部分-危急遮斷系統(tǒng),自動停機(jī)危急遮斷系統(tǒng)（AST）：包括危急跳閘ETS

9、、機(jī)械超速和手動停機(jī)（110-113%） ETS監(jiān)視的指標(biāo)：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(jī)主保護(hù)、機(jī)組振動。任一指標(biāo)超限，均發(fā)出警報以至停機(jī)。 OPC系統(tǒng)； 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：裝在前軸承座邊上，監(jiān)視EH油壓和試驗各壓力開關(guān)。,第二節(jié) DEH系統(tǒng)功能 Function of DEH,一、運行方式： Operation Type 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 ATC 1、二級手動：最低級，僅作備用，系統(tǒng)全

10、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。,3、操作員自動方式：是最基本的運行方式，用這種方式可實現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的閉環(huán)控制，并具有各種保護(hù)功能。該方式設(shè)有完全相同的A和B雙機(jī)系統(tǒng)，兩機(jī)容錯，具有跟蹤和自動切換功能，也可以強(qiáng)迫切換。在該方式下，目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)負(fù)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(biāo)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、升速率和升負(fù)荷率均來自內(nèi)部計算設(shè)備或外部設(shè)備。,二、系統(tǒng)功能 The Systems Function,1、汽輪機(jī)自動程序控制（ATC）,2、汽輪機(jī)的負(fù)荷自動調(diào)節(jié)

11、,3、汽輪機(jī)的自動保護(hù)功能,4、機(jī)組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能,汽輪機(jī)的自動程序控制(ATC),操作員通過一個單獨按鈕就能使機(jī)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(jī)組和機(jī)組加負(fù)荷所需的時間最少。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(jī)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(jī)組啟動過程的全部自動化。 ATC允許機(jī)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(fù)荷。其間各操作、閥門切換全由計算機(jī)控制。 在非啟停過程中，還可以實現(xiàn)ATC監(jiān)督。,汽輪機(jī)的負(fù)荷自動調(diào)節(jié)功能,在負(fù)荷控制階段，有以下功能： 1、有轉(zhuǎn)速控制回

12、路和負(fù)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(fù)荷。 3、負(fù)荷上下限和升降負(fù)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(fù)荷大于10%時由運行人員選擇是否投入。 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。,汽輪機(jī)的負(fù)荷自動調(diào)節(jié)功能,8、適應(yīng)電廠的爐跟機(jī)、機(jī)跟爐、機(jī)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(biāo)負(fù)荷指令，自動控制汽輪機(jī)出力。 10、對控制系統(tǒng)所有的重要模擬量進(jìn)行3選2處理，對

13、重要開關(guān)量進(jìn)行2選，對操作員輸入命令按預(yù)定的規(guī)則進(jìn)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(jìn)行全行程閥門試驗。,汽輪機(jī)的自動保護(hù)功能,DEH的保護(hù)系統(tǒng)有如下三種保護(hù)功能：,1、超速保護(hù)（OPC）,2、危急遮斷控制（ETS）,3、機(jī)械超速保護(hù)和手動脫扣,自動保護(hù)功能-危急遮斷控制（ETS）,該保護(hù)是在ETS系統(tǒng)檢測到機(jī)組超速達(dá)到110% n0或其它安全指標(biāo)達(dá)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(jī)。,自動保護(hù)功能-超速保護(hù)（OPC）,甩全負(fù)荷超速保護(hù)：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(jī)空轉(zhuǎn)，保證汽機(jī)迅速再并網(wǎng)

14、。 甩部分負(fù)荷保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)中某一相發(fā)生接地故障，引起發(fā)電機(jī)功率突降，從而使汽機(jī)實發(fā)功率與發(fā)電機(jī)功率不匹配，為維持電網(wǎng)穩(wěn)定，保護(hù)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(hù)：當(dāng)110%n0n103%n0時，迅速將高、中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。,自動保護(hù)功能-機(jī)械超速保護(hù)和手動脫扣,前者屬于超速的多重保護(hù)，即當(dāng)轉(zhuǎn)速高于110% n0時實行緊急停機(jī)；后者為保護(hù)系統(tǒng)不起作用時進(jìn)行手動停機(jī)，以保障設(shè)備和人身安全。,機(jī)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(jī)組和DEH裝置兩部分運行狀況進(jìn)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(jī)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(jī)組運行狀態(tài)及操作指導(dǎo)。,課內(nèi)小結(jié) Summary,重點和難點 Important & Difficult P