DEH系统技术方案.doc

DEH系统技术方案10概述汽轮机调节系统是电厂自动控制的重要组成部分，是机组自动化改造的基本内容之一。针对抽汽式汽轮机调节系统的结构特点，为提高机组自动化水平、进一步简化系统结构，提高系统抗污染能力，采用以自容式执行器（REXA执行器）为转换装置、透平油无控制工质电液调节系统的技术方案，对该型汽轮机调节系统进行改造。20系统功能21 DEH系统操作方式（1）操作员自动方式：按照运行人员设定的目标值和变化率实现机组转速、负荷、抽汽压力的闭环控制。（2）手动远方操作方式：运行人员通过手动操作直接控制调门开度实现负荷、抽汽压力的开环控制。运行方式可互相切换，并且切换均是无扰的。22 控制功能（1）机组转速控制：机组起动和升降转速控制；（2）机组功率控制：机组升降负荷和稳定负荷控制；（3）可调整抽汽压力控制：以热定电、以电定热和牵连调节控制。（4）同期控制；（5）初始负荷控制；（6）一次调频功能；（7）电网自动发电控制（AGC）；（8）机组手动或自动快速减负荷功能（RB）；23 限制功能（1）超速限制（OPC）；（2）主蒸汽压力降低限制（TPL）；（3）汽轮机真空降低负荷限制；（4）功率、主汽流量、和可调整抽汽量限制；24 接口功能（1）同期接口（ASS）；（2）遥控接口（AGC）；（3）CCS接口；（4）辅机故障减负荷接口；（5）数据通讯接口：可与数据采集系统（DAS）或分散控制系统（DCS）共享资源；（6）汽机甩负荷快速保持接口；（7）汽门快控接口。25 保护功能（1）机械超速保护：机组转速达到危急保安器设定值，关闭主汽门和调速汽门，实施停机；（2）电超速保护（OPT）：机组转速达到设定值时，关闭主汽门和调速汽门，实施停机；（3）接受汽轮机紧急跳闸系统指令，关闭主汽门和调速汽门，实施停机；26试验功能（1）汽门活动试验；（2）超速保护试验；（3）超速限制（OPC）试验；（4）汽门严密性试验；（5）假同期并网试验；（6）仿真试验；27人机接口和数据处理功能（1）运行参数的显示、记录、打印、诊断、报警和追忆；（2）运行系统画面、运行参数的趋势图和运行指导。30DEH性能指标转速调节范围：0r/min3400r/min；转速控制精度：0.1%;负荷控制范围:0110%额定负荷；负荷控制精度：0.5%；抽汽压力范围：0.7851.275Mpa；压力控制精度：1%；转速不等率：3%6%可调；甩负荷转速最大超调量：8%。40系统组成汽轮机REXA执行器DEH系统由电气控制系统、液压系统和保护系统组成。41电气控制系统本工程采用以EDPFNT为核心的分散控制系统作为DEH控制系统。该系统在研究、借鉴国内外DEH技术的基础上，特别是过去DEH应用中存在的问题和用户提出的意见与要求，在系统设计上充分考虑到用户使用、维护的实际需要，功能集成化，智能型的测速、OPC、AST功能合一模块，使测速周期和OPC动作时间短至仅20ms；系统最大控制周期小于30ms，系统控制精度更高。DEH可用人机界面组态、调整，使应用软件向用户开放。411EDPFSD卡介绍EDPFSD是专门用于DEH系统的测速与OPC模块，提供三路速度测量，二路DO输出，在卡上完成三取二逻辑，实现三取二功能，并提供二路的OPC输出信号。在实际应用中，同时使用二块EDPFSD，用于热备份冗余。 三路速度信号speed1、speed2、 speed3送入三个独立的波形整形电路、放大模块、方波产生器、至计数器、CPU定时读取计数器的值，并通过标准时钟校准，精确计算出速度值，CPU计算出三个速度值后，通过预置算法，选中正确的速度值，传给控制器，同时，当选中的速度大于额定最大值时，通过两路DO，输出OPC信号。 技术指标：（1）speed输入 （a）分辩率：当转速50转/分时，150mV； （b）输入峰峰值：=20V； （c）测量精度：转速=3000转/分时，精度0.4转(d)测量周期: 转速=200转/分时，测量周期为20Ms（2）OPC输出：通过两路DO输出，输出最大容量1A（24VDC）（3）AST输出：通过两路DO输出，输出最大容量1A（24VDC）目前该系统已在凝汽、单抽、双抽等机组的基建及技改项目中获取成功应用。 42液压系统 一般的透平油电液调节系统通常采用的电液转换器，均需要外供控制油源，对油质相对较高，易受油质污染，是影响电液调节系统运行可靠性的薄弱环节。为提高转换装置的抗污染能力，进一步简化系统结构，采用了无需外供控制油源、大力矩输出的REXA执行器作为转换装置、杠杆反馈、力驱动执行机构的透平油无控制工质液压系统。（见附图）421REXA执行器4211REXA执行器结构 REXA执行器是将电信号转换为输出的转换装置，是透平油无控制工质液压系统的关键元件，采用了美国REXA公司生产的智能型机、电、液一体化执行器（简称REXA执行器），REXA执行器由控制器和动力模块两部分组成，图1为动力模块结构外形图，由智能可控电机和独立的、封闭的、无阀液压控制系统组成，采用高度集成化、模块化、小型化设计，所有组件内部集成，一体化结构。智能可控电机接受控制模块的功能指令，控制动力模块，以线性位移大力矩输出，驱动被控对象，同时通过自身位移反馈，完成调节过程，实现各种功能控制。4212REXA执行器特点 （1）响应时间：0.04s/mm; （2）输入信号：4mA20mA模拟量信号或肪冲量信号； （3）大力矩输出，最大输出马力约为1000kgf； （4）独立封闭液压系统，无须外供油源； （5）由微处理器实现智能控制，可灵活、简便、准确、整定工作参数； （6）具有失电情况下的各种安全机制（全开、全关、保位）。422力驱动执行机构4221力驱动执行机构由REXA执行器、杠杆反馈机构、错油门和油动机组成，见下图，杠杆一端通过铰链与REXA执行器联接，杠杆另一端通过滑动铰链与油动机活塞杆相边，在近于REXA执行器侧，杠杆通过铰链与错油门滑阀控制连杆联接，并通过控制边杆作用在错油门滑阀上部。固定的高压油作用在错油门滑阀下部。OPC电磁阀与REXA执行器一体化结构。抽汽机组的高、中压油动机相同。4222工作原理 加负荷过程：REXA执行器接受DEH控制信号向下动作，杠杆以油动机活塞杆为支点，带动控制连杆向下移动，使错油门滑阀偏离中间位置，油动机在压力油的作用下向开启方向位移，控制调速汽门，在油动机向上移动的过程中，杠杆以REXA执行器为支点，带动控制连杆上移，错油门滑阀在其下部高压油的作用下跟随上移回中，完成加负荷过程。减负荷过程：REXA执行器接受DEH控制信号向上动作，杠杆以油动机活塞杆为支点，带动控制连杆向上移动，错油门滑阀在其下部高压油的作用下，跟随上移偏离中间位置，油动机在压力油的作用下向关闭方向位移，控制调速汽门，在油动机向下移动的过程中，杠杆以REXA执行器为支点，带动控制连杆下移，使错油门滑阀在其下部高压油的作用下跟随下移回中，完成减负荷过程。机组甩负荷或停机过程：OPC电磁阀接受机组甩负荷或紧急停机信号，依靠REXA执行器自身特有的快速动作功能，使错油门滑阀在其下部高压油的作用下，迅速偏离中间位置，关闭调速汽门，抑制机组转速的过渡飞升。 DEH信号REXA执行器OPC电磁阀油动机活塞杆 控制器 杠杆 压力油油动机 错油门力驱动执行机构结构示意图4223特点 （1）力驱动执行机构为机械力传递控制力的平衡系统，无传统液压放大机构脉动油传递控制信号，为无液压控制工质调节系统。 （2）在原调节系统中，当错油门滑阀处于中间位置时，滑阀上部的弹簧作用力与滑阀自重之和与滑阀下部脉动油压作用力相平衡，若脉动油压变化0.1Mpa，则作用在滑阀下部向上的跟踪力约为40kgf。力驱动执行机构滑阀上部无弹簧作用力，滑阀下部油压若为1.2Mpa，则错油门滑阀在其下部油压的作用下，始终保持有约480kgf的向上作用力，因而，提高了错油门滑阀的跟踪力和抗油质污染的能力； （3）采用大力矩平衡系统，杠杆反馈，执行机构似为刚性结构，使其具有高的动态响应和抗干扰能力； （4）作用在错油门滑阀下部的油压作用力，远大于滑阀自重，滑阀的静态平衡仅受控于REXA执行器的输出力，系统油压的波动对滑阀的静态平衡无任何影响，因而具有较高的工作稳定性和抗油压干扰能力。43超速限制、保护系统431超速限制系统 （1）OPC电磁阀动作，REXA执行器快速置零，使错油门滑阀迅速偏离中间位置，关闭调速汽门，抑制机组转速的过渡飞升。 （2）当机组负荷大于30%额定负荷、油开关跳闸后，OPC电磁阀动作，快速关闭调速成汽门，OPC电磁阀延时恢复，维持机组在额定转速3000r/min下稳定运行； （3）当机组转速达到103%额定转速时，OPC电磁阀动作，快速关闭调速成汽门，当机组转速低于102%额定转速时，OPC电磁阀恢复，维持机组在额定转速3000r/min下稳定运行。432保护系统 （1）机组转速达到危急保安器动作设定值，危急遮断滑阀动作，泻放安全油迅速关闭主汽门，同时联动OPC电磁阀，关闭调速汽门，实施停机。 （2）机组转速超过电超速保护（OPT）设定值，停机电磁阀接受OPT信号，泻放安全油关闭主汽门，OPT信号同时联动OPC电磁阀关闭调速汽门，实施停机。 （3）停机电磁阀接受紧急停机信号，使危急遮断滑阀动作，泻放安全油关闭主汽门，同时联动OPC电磁阀关闭调速汽门，实施停机。 （4）就地或远方手动操作，通过停机电磁阀使危急遮断滑阀动作，泻放安全油关闭主汽门，同时联动OPC电磁阀关闭调速汽门，实施停机。 （5）危急保安器设定值一般为110%1额定转速。电超速保护定值，可等于危急保安器设定值，或低于危急保安器设定值1%2%额定转速。当作为后备保护时，其定值可高于危急保安器设定值的1%2%额定转速。50系统改造内容51保留的部套 （1）主汽门、调速汽门 （2）油动机及配汽机构 （3）挂闸、开主汽门系统 （4）油系统及部套 （5）保安系统及部套52取消的部套 （1）同步器 （2）压力变换器 （3）可调整抽汽调压器 （4）油动机反馈滑阀或反馈油路53增加的设备 （1）REXA执行器 （2）杠杆机构 （3）OPC电磁阀 （4）压力变送器 （5）功率变送器 （6）磁阻变送器 （7）位移变送器 （8）DEH控制柜54现场工作内容 （1）拆除油动机反馈滑阀或封堵反馈油路，拆除取消的设备和封堵无用油路； （2）REXA执行器和杠杆机构的安装； （3）高压启动油泵出口与主油泵出口油路相连。以使机组在静止状态下和启动过程中向错油门滑阀下部供油； （4）功率变送器、磁阻变送器、位移变送器、DEH控制柜、REXA执行器控制箱等设备的安装以及相应电缆的铺设。60系统特点 （1）系统结构简单、改造工作量小，安装、维护、调试方便； （2）转换装