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(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求是什么？ 2、動(dòng)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(huì)導(dǎo)致中低壓缸功率滯后？ 4、單元制機(jī)組的運(yùn)行控制方式有哪幾種？各有何特點(diǎn)？畫出框圖。 5、說明功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么會(huì)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(gè)階段，但無論何種系統(tǒng)，其執(zhí)行部分仍采用液動(dòng)。力量大，動(dòng)作快，體積小，比較可靠。 DEH系統(tǒng)是Di

2、gital-Electric-Hydraulic Control System的簡(jiǎn)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(hào)傳遞大致如下： DEH控制器 電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu) 油動(dòng)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(jì)算處理和控制運(yùn)算。其輸出通過模擬系統(tǒng)來設(shè)置模擬量的閥位訊號(hào)。由閥位訊號(hào)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(hào)）,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(jì)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(dòng)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(jì)算機(jī),ATC控制計(jì)算機(jī),雙機(jī)容錯(cuò),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(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)，再送至閥門伺服回路。 、手操設(shè)備系統(tǒng)：當(dāng)DEH的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行人員可通過手操系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的控制，因此計(jì)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(yùn)行。 手操系統(tǒng)主要接受以下信號(hào)： 操作臺(tái)來的閥位操作信號(hào)。當(dāng)運(yùn)行人員按操作盤上加（減）負(fù)荷（

5、轉(zhuǎn)速）時(shí)，就有一個(gè)信號(hào)手操可逆計(jì)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(gè)模擬信號(hào)，使閥門開大（關(guān)小） 主汽門壓力控制器來減負(fù)荷信號(hào)：在模擬系統(tǒng)中也有一個(gè)主汽門壓力控制器，它是在DEH系統(tǒng)切換到手操時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)主汽門壓力控制的。當(dāng)主汽門壓力模擬量信號(hào)低于某一給定值時(shí)，它就向可逆計(jì)數(shù)器發(fā)出減負(fù)荷信號(hào)，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(hào)：一是出現(xiàn)電氣主開關(guān)跳閘時(shí)，就有一減負(fù)荷信號(hào)送到手操可逆計(jì)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(hào)（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(shí)，為保護(hù)機(jī)組而實(shí)行快速減負(fù)荷。手操可逆計(jì)數(shù)器一旦接受返回信號(hào)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(hào)：當(dāng)DEH處于自動(dòng)方式時(shí)，數(shù)字系統(tǒng)的輸出通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器得到一個(gè)模擬量的閥門開度要求信號(hào)，在送往閥門伺服回路的同時(shí)，也送到手操可逆計(jì)數(shù)器，使手操系統(tǒng)輸出的閥門開度要求信號(hào)跟蹤數(shù)字系統(tǒng)的輸出，DEH系統(tǒng)在自動(dòng)切換到手動(dòng)時(shí)是無擾動(dòng)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(hào)。因此，在伺服回路中必須有： 將閥門開度的模擬電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)的電液轉(zhuǎn)換裝置。 將閥門開度的機(jī)械位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)的裝置。 為實(shí)現(xiàn)某些保護(hù)功能，伺服系統(tǒng)中必須有能實(shí) 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(hào)和閥位反饋信號(hào)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(hào)的極性去開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門（主汽門）。在油動(dòng)機(jī)上裝有一個(gè)位移差動(dòng)變送器（LVDT），它根據(jù)油動(dòng)機(jī)活塞的移動(dòng)位置（閥門開度）產(chǎn)生一個(gè)閥位電氣信號(hào)作為閥位反饋信號(hào)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(cè)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(dòng)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(tái)高壓主汽門、六臺(tái)高壓調(diào)節(jié)汽門和兩臺(tái)再熱主汽門、二臺(tái)再熱調(diào)節(jié)汽門。各個(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)。任一指標(biāo)超限，均發(fā)出警報(bào)以至停機(jī)。 OPC系統(tǒng)； 危急遮斷控制塊及電磁閥：四個(gè)AST、二個(gè)OPC電磁閥，正常時(shí)帶電關(guān)閉。另有2個(gè)單向閥。 試驗(yàn)組件：裝在前軸承座邊上，監(jiān)視EH油壓和試驗(yàn)各壓力開關(guān)。,第二節(jié) DEH系統(tǒng)功能 Function of DEH,一、運(yùn)行方式： Operation Type DEH可在下列任何一種方式下運(yùn)行，相鄰兩狀態(tài)方式間可無擾動(dòng)切換。 二級(jí)手動(dòng) 一級(jí)手動(dòng) 操作員自動(dòng) ATC 1、二級(jí)手動(dòng)：最低級(jí)，僅作備用，系統(tǒng)全

10、部由常規(guī)的模擬部件組成。 2、一級(jí)手動(dòng)：開環(huán)運(yùn)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(dòng)方式的備用。,3、操作員自動(dòng)方式：是最基本的運(yùn)行方式，用這種方式可實(shí)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(cuò)，具有跟蹤和自動(dòng)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(yùn)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(jì)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(dòng)程序控制（ATC）,2、汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)

11、,3、汽輪機(jī)的自動(dòng)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(dòng)程序控制(ATC),操作員通過一個(gè)單獨(dú)按鈕就能使機(jī)組從盤車轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，同時(shí)盡可能降低啟停過程的熱應(yīng)力，使啟動(dòng)機(jī)組和機(jī)組加負(fù)荷所需的時(shí)間最少。DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)程序控制，是通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)，計(jì)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(shí)間實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)過程的全部自動(dòng)化。 ATC允許機(jī)組有冷態(tài)和熱態(tài)啟動(dòng)兩種方式。冷態(tài)啟動(dòng)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(jì)算機(jī)控制。 在非啟停過程中，還可以實(shí)現(xiàn)ATC監(jiān)督。,汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)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(yùn)行人員調(diào)整設(shè)置。 4、迅速、自動(dòng)沖過臨界轉(zhuǎn)速。 5、有調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋和電功率反饋回路，可在負(fù)荷大于10%時(shí)由運(yùn)行人員選擇是否投入。 6、適應(yīng)冷、熱、溫態(tài)啟動(dòng)。 7、可選擇定壓運(yùn)行或滑壓運(yùn)行方式。定壓時(shí)有閥門管理功能：?jiǎn)伍y、順序閥。保證獲得最大效率。,汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)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(yùn)行方式。 9、有與自動(dòng)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(yùn)行人員操作盤來的目標(biāo)負(fù)荷指令，自動(dòng)控制汽輪機(jī)出力。 10、對(duì)控制系統(tǒng)所有的重要模擬量進(jìn)行3選2處理，對(duì)

13、重要開關(guān)量進(jìn)行2選，對(duì)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(yàn)：操作人員通過按鈕自動(dòng)對(duì)高中壓缸主汽門、調(diào)節(jié)門進(jìn)行全行程閥門試驗(yàn)。,汽輪機(jī)的自動(dòng)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(dòng)脫扣,自動(dòng)保護(hù)功能-危急遮斷控制（ETS）,該保護(hù)是在ETS系統(tǒng)檢測(cè)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(shí)行緊急停機(jī)。,自動(dòng)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(shí)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(shí)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(yùn)行。 超速保護(hù)：當(dāng)110%n0n103%n0時(shí)，迅速將高、中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。,自動(dòng)保護(hù)功能-機(jī)械超速保護(hù)和手動(dòng)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(shí)實(shí)行緊急停機(jī)；后者為保護(hù)系統(tǒng)不起作用時(shí)進(jìn)行手動(dòng)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(yùn)行過程中對(duì)機(jī)組和DEH裝置兩部分運(yùn)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(gè)）狀態(tài)指示。其中對(duì)DEH監(jiān)控的內(nèi)容包括：重要通道、電源和內(nèi)部程序的運(yùn)行情況等；CRT畫面包括機(jī)組和系統(tǒng)的重要參數(shù)、運(yùn)行曲線、潮流趨勢(shì)和故障自動(dòng)顯示、記錄打印等。 該系統(tǒng)給操作員提供機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)及操作指導(dǎo)。,課內(nèi)小結(jié) Summary,重點(diǎn)和難點(diǎn) Important & Difficult P