MEH、ETS、DEH系统介绍.ppt

MEH、ETS、DEH系统介绍 培训资料 内 容 oMEH系统介绍 oETS系统介绍 oDEH系统介绍 o电液转换器介绍 o伺服卡的选型 MEH系统介绍 oMEH系统概况 MEH（给水泵汽轮机控制系统） 给水泵汽轮机用作驱动电厂发电机组锅炉给水泵，利用机组的高压缸 或中压缸的抽汽汽源作为工作介质，一般分为低压和高压两种汽源。 给水泵汽轮机的调速控制范围一般在28OO一6000rmin左右，汽轮 机配备有一主汽门(或称为速关阀)，一高压调节汽阀HP(或称为管道调节 阀)和一低压调节汽阀LP(或称为调节汽阀)。 调节系统用油分为高压抗燃油和低压透平油二种。 MEH系统介绍 oMEH运行方式 给水泵汽轮机控制系统（MEH）的主要任务是接受来自锅炉给水控制 系统的指令，通过运算，输出调门开度指令信号，通过控制给水泵汽轮机 的转速来控制给水流量以满足锅炉给水的要求。 MEH控制系统满足下列几种运行方式的控制要求且实现控制方式间的 无扰切换： 1）、操作员手动控制 2）、操作员自动控制 3）、锅炉给水自动控制（遥控） MEH系统介绍 手动控制 手动控制为开环控制方式，操作人员通过操作员站直接控制调节汽阀 开度。先开低压调节汽阀，当低压调节汽阀全开后再打开高压调节汽阀。 在正常工况下不采用手动控制方式。 自动控制 转速自动控制方式是自动调节常用的方式之一，操作人员通过操作员 站改变目标转速和升降速率，给定转速随目标转速的变化而变化，MEH对 实际转速和给定转速的差值进行PID运算，输出控制信号到执行器，改变 调阀油动机的位置，控制进人汽轮机的蒸汽流量，使汽轮机的转速发生变 化。 遥控（CCS）方式 满足投遥控条件后，可通过操作员站投入远程锅炉给水自动控制(即遥 控)方式，此时MEH仅作为一执行机构，接受来自锅炉给水控制系统的4- 20mA转速控制信号，送给控制回路，作为转速控制目标值。 MEH系统介绍 oMEH系统的主要功能 MEH控制系统主要功能有： 1)启动控制：包括建立启动油、速关油，开关主汽门控制 2)转速输入：包括转速采样、转速信号处理、故障判断 3)操作方式选择：包括MEH操作员手、自动控制和远程锅炉给水自动 控制选择，以及机械和电超速试验、速关阀关闭试验、电磁阀在线试验、 阀门校验等各种功能试验 4)转速控制：目标转速及升降速率的设定和限制、转速自动过临界控 制、转速PID调节 5)超速保护控制功能 6)阀位输出控制：包括高低压阀门开度控制、阀门位置反馈 MEH系统介绍 ETS系统介绍 oETS系统概述 在汽轮机运行中，由于机组超速的危害最大，所以特别注意超速保护， 当实际转速超过了允许值危及到汽轮机安全时，只能通过遮断汽轮机（即跳 闸）来实现保护。此外，某些其他参数严重超标时也可能酿成设备损坏、甚 至毁机事故，例如推力轴承磨损等。为此，汽轮机都设有严密的危急遮断系 统（ETS）作为保护措施。当一些重要参数严重超标时，通过该系统去关闭 汽轮机的全部进汽阀门，实现紧急停机。 ETS系统介绍 oETS停机原理 汽轮机自动保护系统是OPC保护、ETS和机械超速保护系统的总称，它 的液压构件称为保护系统的执行机构，用于关闭汽阀并防止超速或遮断汽轮 机。 超速保护和危急遮断组合机构，统称为控制块，布置在汽轮机前附近， 其主要组成是控制块壳体、2个OPC电磁阀、4个AST电磁阀和2个逆止阀， 它们均组装在控制块上，为OPC和AST总管以及其他管件提供接口，这种组 合结构大大简化外部连接管道，而且提高了整体的可靠性。 ETS系统介绍 危急遮断电磁阀(20/AST，4个)，受ETS系统所控制。机组正常运行时 ，是关闭的，切断了自动停机危急遮断总管上高压油的泄油通道，使所有主 汽阀的调节汽阀油动机的下腔室能建立油压，行使正常控制的任务。当被测 参数有遮断（停机）请求时，该电磁阀打开，使遮断（AST）总管迅速泄油 ，通过快速卸载阀，关闭所有的主汽阀和调节汽阀，实行紧急停机。 工作原理如下图所示。 oETS停机原理 ETS系统介绍 ETS系统介绍 oETS动作设计原则 设计原则为：既防拒动又防误动。 1)、液压系统4个AST电磁阀采用“两个先或然后再与”的回路布置方式 ，AST电磁阀#1和#3为一组，AST电磁阀#2和#4为一组，只有AST电磁 阀#1和#3中至少一个动作，同时AST电磁阀#2和#4中至少一个动作，整 个跳闸回路才会动作。这样，较好地达到了AST电磁阀既防拒动又防误动的 要求。 ETS系统介绍 oETS动作设计原则 2)、对于EH油压力低、润滑油压力低、#1低压缸真空低和#2低压缸真 空低这四种跳闸条件（300MW及其以下机组只有一个低压缸，在线试验的 跳闸条件为三种）每种现场提供4个压力开关信号，压力开关1和3为一组， 信号的判断结果送到AST电磁阀#1和AST电磁阀#3，另一组为2和4，判断 结果送到AST电磁阀#2和AST电磁阀#4，必须两组中至少各有一信号发生 ，AST跳闸回路才会动作，即信号本身也实现了“两或一与”的逻辑关系，从 而进一步提高了系统的可靠性。 ETS系统介绍 o跳闸条件 手动停机 汽机超速 轴向位移大 MFT跳闸 轴承振动大 高压排汽温度高 高压缸压比低 发电机变压器组保护动作 背压高跳机 DEH跳闸请求 高压缸胀差大 ETS系统介绍 o跳闸条件 低压缸胀差大 DEH失电跳机 推力瓦及支持轴瓦温度高 热井水位高跳汽机（空冷机组） 凝结水箱水位高跳汽机（空冷机组） EH油压低 润滑油压低 凝汽器真空低 注意的问题：一般设计院没有设计隔膜阀上腔油压（即保安油压）失去停机 条件，这样就可能造成就地打闸后，ETS没有动作，机组一挂闸可能主汽门 打开，发生事故。所以在现场要提醒设计院和业主，增加相关的动作条件。 ETS系统介绍 o在线试验 试验目的：能对各个跳闸条件进行在线试验，而不引起停机。 试验过程：试验过程中能对从现场信号到AST电磁阀进行全回路检测，在 EH油压力低、润滑油压力低、低压缸#1真空低和低压缸#2真空低这四种 跳闸条件，各设计有一个在线试验用液压集成块，通过两个试验电磁阀来分 别控制压力开关1和3、压力开关2和4所在管路的排油，致使相应压力开关 动作，引起相应AST电磁阀动作，而由于另外一组压力开关没有动作，机组 不会停机。对一组压力开关进行试验时，对控制另外一组压力开关动作的试 验电磁阀进行闭锁，保证试验的安全。 ETS系统介绍 DEH系统介绍 oDEH系统概述 DEH通过现场一次仪表的数据采集，如磁阻发送器采集汽轮机转速， 压力开关采集压力信号、行程发送器采集油动机的升程，热电阻、热电偶 采集温度等，把大量的汽轮机信息传输到计算机的微处理器。应用比例积 分闭环控制，通过液压系统对调门开度进行调节，使汽轮机的转速和负荷 根据要求进行可靠准确地控制。运行人员可以通过DEH来完成对汽轮机的 控制和监视。 DEH系统主要包括两大系统，电气控制系统和液压系统（EH油系统） 。 电气控制系统主要由操作站、工程师站、控制处理器、I/O输入输出模 件、阀位驱动卡、电源组件、通讯接口等电子硬件组成。 液压系统是执行机构，它主要由电液转换器（如MOOG阀）、控制油 路和油动机组成。 DEH系统介绍 oDEH系统控制原理 DEH控制系统主要由汽轮机状态控制回路、转速控制回路、功率控制 回路、汽压控制回路、抽汽控制回路（仅抽汽机组有）、阀位控制回路、 CCS/AGC控制回路、一次调频回路等组成。 汽轮机状态控制回路 汽轮机状态控制回路是对汽轮机状态进行控制和监测，完成汽轮机冲 转前准备工作及机组停机的操作。同时监视汽轮机的各种运行参数。 转速控制回路 转速控制回路由磁阻发送器探测汽轮机转速信号，并反馈到DEH，经 PID无差调节控制汽轮机的转速。当机组达到临界转速区域时，DEH使机 组快速通过，并拒绝一切停留信号；转速升到同期转速区域时，可接受电 气同期信号，完成机组的并网带负荷。 DEH系统介绍 oDEH系统控制原理 功率控制回路 机组并网后，自动带3-5%额定功率的初负荷，以防止逆功率运行，运 行人员通过操作键盘和CRT设定目标值，由功率变送器反馈实际功率，经 功率控制回路中的PID调节控制汽轮机的负荷，直至满负荷。 汽压控制回路 通过调节级压力或主汽压力信号反馈，经过与运行人员给定的压力设 定值进行PID运算，实现调节级压力或主汽压力闭环调节。 抽汽控制回路（抽汽机组有此功能） 机组带一定的电负荷后，可投入抽汽压力控制回路，进行抽汽工况运 行，根据压力变送器的反馈信号及负荷控制信号自动完成抽汽压力控制， 或接受电厂协调控制系统的指令，协调控制热负荷。 DEH系统介绍 oDEH系统控制原理 阀位控制回路（手动控制） 通过操作画面直接改变综合阀位指令，从而控制汽机阀门的开度，此 时相当于开环运行。 CCS/AGC控制回路 DEH接受来自CCS/AGC系统的指令完成机跟炉、炉跟机或协调运行 功能 ，此时DEH相当于一个执行机构，对于DEH本身来说相当于阀位方 式。 一次调频回路 为了电网的安全，要求发电机组自动保证本身的频率稳定在50HZ，投 入一次调频后，控制系统会根据电网频率差，通过改变汽机的进汽量，使 机组频率稳定。 DEH系统介绍 DEH系统介绍 oDEH系统功能 汽轮机DEH调节系统可由运行人员通过操作员站的键盘和CRT在各操 作画面上控制汽轮机的冲转、升速、并网、带负荷，应至少具有以下功能 。 汽轮机状态控制 运行人员通过DEH操作画面发出指令信号，对汽轮机冲转前的状态进 行操作和监视，控制复位电磁阀，进行遥控复置汽轮机，建立安全油，同 时检测汽轮机冲转前各重要参数。 启动升速 按运行人员选定的启动方式可以依次改变目标转速及升速率，还可以 选定预定的升速曲线，只需操作一次就可完成由盘车转速开始冲转，低速 暖机，快速通过临界转速区，中速暖机，3000rpm定速。 DEH系统介绍 oDEH系统功能 自动冲临界 当转速进入临界转速区时，升速率将自动切换到冲临界升速率，快速 通过，临界转速区内转速保持功能自动闭锁，控制程序不允许转速目标值 设在临界转速区内。 阀门切换 达到一定转速后，进行阀门切换，使得汽机转速控制转为不同的阀门 。比如主汽门控制切为高压调门控制。 同期 机组在3000rpm定速后，由运行人员通过DEH操作画面切换到自动同 步控制，接受电气“自动准同期”装置增/减信号或运行人员手动增减信号， 控制汽轮机的转速，完成机组并网带负荷。 DEH系统介绍 oDEH系统功能 自动带初负荷及负荷限制 机组并网后，DEH自动带初负荷以防止逆功率运行，并且有负荷限制 功能，在电网要求升高或降低负荷时，DEH负荷控制能够打开或关闭调节 汽阀，并有功率限制，防止发电机超负荷。 自动调节负荷 按运行人员给定的目标值及负荷变化率自动调节机组的电负荷，直到 满负荷。并可随时调节机组的负荷，以满足电网的负荷要求，提高机组的 调峰性能。 自动调节汽压 按运行人员给定的目标值及汽压变化率自动调节机组的主汽压或调速 级压力。 DEH系统介绍 oDEH系统功能 一次调频功能 接受网控频差信号，调节汽轮机的负荷，参与一次调频。 阀门管理（高压抗燃油） 根据机组运行情况，按照运行人员指令进行高压调节阀的单/顺阀切换 ，达到机组经济运行的目的。 遥控 在遥控方式下，接受CCS 的4-20mA或者脉冲指令信号，控制汽轮机 阀门的开度，实现机炉协调控制。 DEH系统介绍 oDEH系统功能 在线试验 1）、超速试验 并网前进行103超速试验、110%超速跳闸保护（AST）试验以及 机械超速跳闸保护试验，检查机组的超速保护性能。 2）、高压主汽门/高压调门严密性试验 通过试验检查门的严密性，当进行高压主汽门严密性试验时，高压调 门全开；当进行高压调门严密性试验时，高压主汽门全开。在规定时间内 转速从3000rpm下降到规定转速以下认为合格。 3）、主汽门活动试验 4）、高压调节阀和中压调节阀活动试验 DEH系统介绍 oDEH系统功能 保护功能 1）、超速限制（OPC） 机组转速达到103%、机组甩负荷等情况下，OPC动作关闭所有调节 阀，一定时间或转速小于某一定值后OPC自动复位，开启调节阀继续维持 机组3000转。 2）、超速保护功能 当转速达到110%时，发出停机信号停止机组运行。 3）、汽压保护 DEH系统介绍 o常见的汽轮机启动方式 高中压缸联合启动 这种启动方式是，在机组启动冲转过程中，是高压缸和中压缸同时进 汽，这种方式可使高、中压合缸的机组分缸处加热均匀，减少热应力，并 能缩短起动时间。缺点是汽缸转子膨胀情况较复杂，差胀较难控制。 中压缸启动 机组冲转时高压缸不进汽，而是待转速升到20002500rpm后才逐 步向高压缸进汽，这种起动方式对控制差胀有利，可以不考虑高压缸差胀 问题，以达到安全起动的目的。缺点是起动时间较长，转速也较难控制； 采用中压缸进汽起动，高压缸无蒸汽进入，鼓风作用产生的热量使高压缸 温度升高，因此还需要引入少量冷却蒸汽。 电液转换器（电液转换伺服阀） oMEH和DEH系统常见类型 电液转换伺服阀，能将输入的标准电流调节信号精确地转换成相应的 液压输出信号。可通过错油门油动机自动调节被控对象。电厂常见类型有 用于低压透平油的DDV阀和用于高压抗燃油的MOOG阀两种。 o工作原理 电液转换伺服阀由马达、永久磁铁、轴承、控制信号线圈、对中弹簧 、滑阀、衔铁和衔铁端盖等