WOODWARD 505E调速器在抽汽汽轮机上的应用

WOODWARD 505E 调速器在抽汽汽轮机上的应用调速器在抽汽汽轮机上的应用 仪表 贾秀杰 摘要 摘要 本文主要介绍 WOODWARD 505E 调速器在动力 1 汽机的部分组态及应用 主要用于转速 功率和抽汽控制 关键词 关键词 505E 组态 应用 抽汽式 Abstract The paper introduces the application of the WOODWARD 505E Controller in 1 Turbine of Power Plant Keywords 505E Configuration Application extraction 1 1 前言前言 化肥厂动力联合车间 1 汽轮机系凝汽式汽轮机组 调速系统采 用数字电液调节系统 DEH 由 WOODWARD 505E 数字式调节器 电 液转换器 CPC 高 低压蒸汽调节阀等组成 系统通过硬接线实 现与 DCS 之间的信号传送 以便于 ETS 系统取得运行数据 WOODWARD 505E 数字式调速器是以 32 位微处理器为核心的模块 化计算机控制装置 根据用户运行参数 条件编程组态 通过输入 输出接口 接受 输出模拟量 开关量信号进行控制 调节信号以 及过程控制 辅助控制等回路输入的控制信号 运算后输出标准电 流信号给电液转换器 电液转换器 CPC 接收调节器输出的标准电 流信号 输出与电流信号相对应的油压信号 该油压信号经液压伺 服机构放大后 控制油动机活塞移动 通过调节杠杆 改变调节汽 阀的开度 来改变汽轮机各段的进汽量 以满足电负荷和抽汽热负 荷的需要 该系统通过对各个阀门的控制实现冲转 并网 带负荷 阀门 试验 抽汽控制等一系列控制功能 并完成对工况的监视 事故记 忆 主要功能有 转速目标值设定 转速调节 抽汽压力调节 负 荷分配 功率目标值设定 不等率设定 冷热态自启动程序设定 跨越临界转速控制 超速试验及保护 外部停机输入 图形显示 输入输出监控 手动 自动方式转换等 2 2 505E505E 系统组态介绍系统组态介绍 2 2 1 1 505E505E 系统的组态功能 系统的组态功能 以微处理器为基础的 505E 电子调速器在控制系统软件组态上具 有很大的灵活性 用户可以根据现场的实际情况灵活地选择合适的 控制功能模块组成各种控制系统来满足不同的控制要求 505E 电子 调速器提供的控制功能程序模块共有 17 个 在这 17 个程序模块中 前 6 个程序模块必须进行组态编程 其余的 11 个程序模块根据具体 的应用确定必须选用或不能选用 这 17 个程序模块和它们的基本功 能介绍如下 必须选择的模块 透平启动模块 选择透平启动方式 转速控 制模块 选择与转速控制有关的信息 转速参考模块 选择与转速参 考设定点和超速跳闸点有关的数据 抽汽控制模块 选择抽汽控制 数据 包括取反抽汽输入信号的选择 透平的最大功率 最大 HP 流 量 最大功率 最大 HP 流量下的最小抽汽量 最小功率 最小 HP 流 量下的最大抽汽量 转速控制优先还是抽汽控制优先等 触点输入 模块和停车逻辑模块 根据需要可选或不能选的程序模块 阀斜面控制模块 Droop 模块 选择控制阻尼数据 临界转速模块 空载 额定转速控制模块 单位模块 远程控制模块 串级控制模块 继电器输出模块 手动 设定值继电器输出模块 用执行机构输出值来控制继电器输出 模 拟读出模块 RS 232 通讯模块 505E 调速器的控制系统一旦选定后 除非透平的控制方案需要 改变 否则用户不需要再使用编程方式 而选择运行方式去操作透 平 启动和停止机组 2 2 2 2 505E505E 系统的组态介绍 系统的组态介绍 2 2 12 2 1 TURBINETURBINE STARTSTART 透平启动透平启动 Manual start NO 手动启动 否 Automatic start YES 自动启动 是 Start ramp YES 斜坡启动 是 Start ramp rate 5RPM SEC 斜坡启动速率 5 转 秒 Semiautomatic start YES 半自动启动 是 2 2 22 2 2 SPEEDSPEED CONTROLCONTROL 转速控制转速控制 Teeth Seen by MPU 60teeth 测速齿轮齿数 60 齿 Gear Ratio 1 1000 1 转速比 1000 1 Failed Speed Level RPM 2RPM 失效转速值 2 转 20 160mA actuator NO 20 160mA 运行 否 4 20mA actuator YES 4 20mA 运行 是 Actuator dither NO 运行波动 否 Speed gain online 3 84 联机速度微分增益 3 84 Speed reset online 2 04 联机速度积分增益 2 04 Speed SDR online 5 00 SDR 联机速度比例增益 5 00SDR Speed gain offline 6 22 脱机速度微分增益 6 22 Speed gain offline 3 32 脱机速度积分增益 3 32 Speed SDR offline 5 00 SDR 脱机速度比例增益 5 00SDR 2 2 32 2 3 SPEEDSPEED REFERENCEREFERENCE 转速参数转速参数 Max speed reference 8400 RPM 最大转速 8400 RPM Over speed trip 7560 RPM 超速跳闸转速 7560 RPM Max control speed 7420 RPM 调速器上限转速 7420 RPM Syn chromus speed 6580 RPM Below sync speed 6580 RPM 同步操作转速 Min speed reference 6580 RPM 最小转速 6580 RPM Speed ref rate 5 RPM SEC 转速调整比率 5 RPM SEC 2 2 42 2 4 CONTACTCONTACT INPUTSINPUTS 触点输入触点输入 Excernal run 5 contact 外部运行 Excernal stop 0 contact 外部停止 Override MPU fault 0 contact 首要 MPU 故障 Overspeed test 1 contact 超速测试 Vdle Rated 4 contact 暖机 额定 Enable remote 2 contact 投入远程控制 Enable cascade 0 contact 投入串级控制 Cas ref lower 0 contact 串级基准降低 Cas ref raise 0 contact 串级基准升高 Ext Adm refe lower 7 contact 进气 补气基准降低 Ext Adm refe lower 6 contact 进气 补气基准降低 Hp value limit lower 0 contact 高压阀阀值限位降低 Hp value limit raise 0 contact 高压阀阀值限位升高 Lp value limit lower 9 contact 低压阀阀值限位降低 Lp value limit raise 8 contact 高压阀阀值限位升高 Start enable 0 contact 汽动允许 Enable Ext Adm control 0 contact 投入抽气 补气控制 E A pres dmd lower 0 contact 抽气 补气压力需求降低 E A pres dmd raise 0 contact 抽气 补气压力需求升高 Enable Ext Adm prior 0 contact 抽气 补气优先 Spd dynamics select 0 contact 转速动态选择 2 2 52 2 5 SHUTSHUT DOWNDOWN LOGICLOGIC 停车逻辑停车逻辑 Tiebrk open shutdown NO 电网断路器断开停车 Uenbrk open shutdown NO 发电机断路器断开停车 Hp act over cur shutdown NO 高压阀阀值高于行程范围停车 Hp act undr cur shutdown NO 高压阀阀值低于行程范围停车 Lp act over cur shutdown NO 低压阀阀值高于行程范围停车 Lp act undr cur shutdown NO 低压阀阀值低于行程范围停车 Lost Ext Ain shutdown NO 丢失抽气 补气停车 Lost Ext Ain Max Lp YES 丢失抽气 补气使低压阀阀值最大 Clr resets slp relay NO 清除复位继电器 2 2 62 2 6 EXTR ADMEXTR ADM CONTROCONTROL 辅助控制辅助控制 Invert Ext Adm input NO 抽气 补气输入反向 Max power 1000 power 最大功率 Max Hp flow 1000 ton nr 最大进气流量 Extraction only YES 只有抽气 Max power min Extr 148 power 最小抽气时的最大功率 Hp flow min Extr 371 ton nr 最小抽气时的高压流量 Min flow max Extr 267 power 最大抽气时的最小功率 Hp flow max Extr 660 ton Hr 最大抽气时的高压流量 Max Extr flow 700 ton Hr 最大抽气流量 Min power min Extr 0 power 最小抽气时的在大功率 Min Hp flow min Extr 0 ton nr 最小抽气时的最大高压阀流量 Min Lp lift 3 00 低压阀最小允许升程 Speed priority YES 转速优先 LF max lim pres prv YES 低压阀最大开度时 抽 补汽优先 Ext Adm min at 4mA 0 Kpa 输入为 4mA 时的抽气 补气压力 Ext Adm max at 20mA 1000 Kpa 输入为 20mA 时的抽气 补气压力 Ext Adm ref low limit 4000 Kpa 抽气 补气参考下限 Ext Adm ref upr limit 4500 Kpa 抽气 补气参考上限 Ext Adm ref rat 1Kpa sec 抽气 补气参考变化率 Ext Adm droop 0 00 抽气 补气不等率 Ext Adm gain 1 00 抽气 补气增益 Ext Adm reset 5 00 抽气 补气复位 Ext Adm SDR 5 00 SDR 抽气 补气转速微分率 2 2 82 2 8 VALUEVALUE LIMITERSLIMITERS 阀门限制器阀门限制器 Hp value limiter YES 采用高调阀阀位限制器 Hp value limiter rate 0 05 sec 高调阀阀位限制器速率 Lp value limiter YES 采用低调阀阀位限制器 Lp value limiter rate 1 00 sec 低调阀阀位限制器速率 2 2 32 2 3 DROOPDROOP 不等率不等率 Speed droop NO 速度不等率 KW input droop YES 功率不等率 KW max load 18000 KW 最大功率 KW max 20mA 20000 KW 20mA 对应功率 KW input droop 5 00 precent 功率不等率 Droop Isoc switch YES 有差无差切换 Tiebrk sync ramp YES 电网断路器同步 Sync ramp rate 1 RPM sec 同步速率 2 2 92 2 9 CRITICALCRITICAL SPEEDSSPEEDS 临界转速临界转速 Critical speeds YES 临界转速 Critical speeds rate 70 RPM sec 临界转速率 Critical speed 1 min 2450 RPM 临界转速 1 下限 Critical speed 1 max 2900 RPM 临界转速 1 上限 Critical speed 2 YES 临界转速 Critical speed 2 min 5500 RPM 临界转速 2 下限 Critical speed 2 max 6000 RPM 临界转速 2 上限 2 2 102 2 10 IDLE RATEDIDLE RATED 暖机暖机 额定额定 Idle rated YES 采用暖机 额定 Idle speed 700 RPM 暖机转速 Rated speed 7000 RPM 额定转速 Idle Rated ref rate 2 RPM sec 暖机 额定基准速率 2 2 112 2 11 UNITSUNITS 单位单位 Change units YES 变换单位 Press Kg cm2 NO 压力单位 Kg cm2 Press Kpa YES 压力单位 Kpa Degrees Fahrenheit NO 温度单位 Fahrenheit Degrees centigrade YES 温度单位为 centigrade Flow Kg nr NO 流量单位 Kg nr Flow ton hr YES 流量单位 ton hr Ext Adm units flow NO 抽气 排气单位为流量 2 2 122 2 12 REMOTEREMOTE INPUTINPUT 远程输入远程输入 Rmt speed ref control NO 远程速度参数控制 Rmt load sharing NO 远程功率分配 2 2 132 2 13 CASCADECASCADE CONTROLCONTROL 串级控制串级控制 Cascade control NO 串级控制 2 2 142 2 14 RELAYRELAY OUTPUTOUTPUT 继电器输出继电器输出 Relay output YES 继电器输出 Max control spt relay 0 relay 最大控制给定值继电器 Speed switch 1 relay 1 relay 速度开关 1 继电器 Speed switch 1RPM 7445 RPM 速度开关 1 转速 Speed switch 2 relay 5 relay 速度开关 2 继电器 Speed switch 2 RPM 720 RPM 速度开关 2 转速 Spd switch hysteresis 25RPm 速度开关滞后 Rmt speed ref relay 0 relay 远程速度参考继电器 Ext Adm input fault 0 relay 抽气 补气输入故障 Hp value limit relay 0 relay 高调阀阀值限位继电器 Lp value limit relay 0 relay 低调阀阀值限位继电器 Cas in control relay 0 relay 串级控制状态继电器 2 2 152 2 15 HANDHAND VALUESVALUES 手阀手阀 Hand steam value YES 手阀蒸汽值 Hand value 1 relay 3 relay 手阀 1 继电器 Hand value 1 open 40 00 present 手阀 1 打开 Hand value 1 close 25 00 present 手阀 1 关闭 Hand value 2 relay 0 relay 手阀 2 继电器 Hand value 3 relay 0 relay 手阀 3 继电器 Hand value 4 relay 0 relay 手阀 4 继电器 2 2 162 2 16 ANALOGANALOG READOUTREADOUT 模拟量输出模拟量输出 Analog readout YES 模拟量输出 Speed input readout 1 readout 速度输入读出 Speed min RPM 4mA 0 RPM 4mA 速度 Speed max RPM 20mA 8400 RPM 20mA 速度 Speed ref readout 2 readout 转速参考值读出 Speed min RPM 4mA 0 RPM 4mA 最小时的转速 Speed max RPM 20mA 8400 RPM 20mA 的最大转速 Ext Adm in readout 3 readout 抽气 补气输入读出 Ext Adm min 4mA 0 Kp 抽气 补气在 4mA 的最小压力 Ext Adm max 20mA 6000Kp 抽气 补气在 20mA 的最大压力 Ext Adm ref readout 0 readout 抽气 补气参考值读出 Cas input readout 0 readout 串级输入读出 Cas ref readout 0 readout 串级基准读出 Rmt input readout 0 readout 远程输入读出 KW input readout 0 readout 功率输入读出 Hp value lim readout 0 readout 高压阀阀值限位读出 Lp value lim readout 0 readout 低压阀阀值限位读出 Hp act pos readout 0 readout 高压阀阀位读出 Lp act pos readout 0 readout 低压阀阀位读出 2 2 172 2 17 COMMUNICATIONSCOMMUNICATIONS 通信通信 Communications NO 通信允许 3 3505E505E 系统系统 PIDPID 控制介绍控制介绍 505E 系统的 PID 控制主要有转速 功率 抽汽三种方式 3 3 1 1 转速控制 用于发电机组并网前的转速控制 以及控制发电机组在孤网运转速控制 用于发电机组并网前的转速控制 以及控制发电机组在孤网运 行时能以固定的频率运行 行时能以固定的频率运行 并网前发电机出口断路器断开时速度 PID 处于转速控制模式 其 PID 输出 为 OUT P ne n I 0t ne n dt D d ne n dt 发电机出口断路器闭合且电网开关断开时 速度 PID 处于孤网运行为固定 频率控制模式 该模式下目标转速固定在 7000RPM 额定转速 以确保孤网的 频率不变 如果电网开关断开时实际转速不等于 7000RPM 则目标转速自动切 至实际转速值 然后以 5RPM sec 速率调整到 7000RPM 从而实现无扰切换 如 下图示 3 3 2 2 转速控制转速控制 用于发电机组并网后的功率控制 用于发电机组并网后的功率控制 当发电机出口断路器和电网开关同时闭合时速度 PID 即进入此控制模式 这里要特别提到的是 505E 系统的操作界面没有目标功率值设定功能 其目标 功率的设定是通过转速设定来完成的 即 将并网后转速设定值与实际转速的