DEH控制系统说明书

1 汽轮机汽轮机 DEHDEH 数字式电液控制系统问答数字式电液控制系统问答 2006 11 17 17 41 33 什么是 DEH 为什么要采用 DEH 控制 所谓 DEH 就是汽轮机数字式电液控制系统 由计算机控制部分和 EH 液压执 行机构组成 采用 DEH 控制可以提高高 中压调门的控制精度 为实现 CCS 协 调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障 更有利于汽轮机的运行 DEH 系统有哪些主要功能 汽轮机转数控制 自动同期控制 负荷控制 参与一次调頻 机 炉协调 控制 快速减负荷 主汽压控制 单阀 多阀控制 阀门试验 轮机程控启动 OPC 控制 甩负荷及失磁工况控制 双机容错 与 DCS 系统实现数据共享 手 动控制 EH 油系统由几部分组成 EH 油系统包括供油系统 执行机构和危急遮断系统 供油系统的功能是提 供高压抗燃油 并由它来驱动伺服执行机构 执行机构响应从 DEH 送来的电指 令信号 以调节汽轮机各蒸汽阀开度 危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制 当这些参数超过其运行限制值时该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速 汽门 EH 油系统有几个蓄能器 作用分别是什么 EH 油系统中共有 5 个蓄能器 一个在油箱旁边 吸收 EH 油泵出口压力的 高频脉动分量 维持系统油压平稳 其余 4 个分两组 分别位于左右两侧高压 调门旁边 当系统瞬间用油量很大时 参与向系统供油 保证系统油压稳定 OPC AST 都代表什么意思 OPC 代表机组超速保护系统 AST 代表自动停机危急遮断控制系统 TV GV RV IV 各代表什么 TV 代表高压主汽门控制回路 GV 代表高压调门控制回路 RV 代表中压主汽门控制回路 IV 代表中压调门控制回路 HP DP DV 都代表什么意思 HP 代表 EH 系统压力油管路 DP 代表 EH 系统有压回油管路 DV 代表 EH 系统无压回油管路 隔膜阀的作用及其工作原理是什么 隔膜阀联接着润滑油的低压安全油系统与 EH 油的高压安全油系统 其作用 是润滑油系统的低压安全油压力降低到 1 4Mpa 时 可以通过 EH 油系统遮断汽 轮机 当汽轮机正常工作时 润滑系统的透平油通入阀内活塞上的油室中 克服 弹簧力 使阀在关闭位置 堵住 EH 危急遮断油母管的泄油通道 使 EH 系统投 入工作 当危急遮断器动作或手动打闸时均能使透平油压力降低或消失 从而 使压缩弹簧打开把 EH 危急遮断油泄掉 关闭所有进汽门 再生装置有什么作用 由几个滤器组成 再生装置是用来存储吸附剂和使抗燃油得到再生 使油保持中性 去除水 份等 的装置 该装置主要由硅藻土滤器和精密滤器 波纹纤维滤器 等组成 2 EH 油系统中的水分 会使磷酸脂抗燃油水解 并给油质的再生处理带来困 难 同时其水解产物对磷酸脂的水解过程又是极强的催化剂 因此 必须在运 行中用油再生系统来控制抗燃油的酸值 防止系统中酸性分解物的增加 卸荷阀有什么作用 当 EH 油系统危急遮断油被泄掉时 卸荷阀活塞上油压消失 油动机活塞下 腔的 EH 压力油克服卸荷阀的弹簧力 通过卸荷阀迅速排到压力回油管 使该卸 荷阀对应的执行机构迅速关闭 OPC 电磁阀什么作用 OPC 电磁阀是超速保护控制电磁阀 当机组转速达 103 额定转速时 该电 磁阀被通电打开 使 OPC 母管泄油 相应执行机构上的卸荷阀就快速开启 使 调节汽阀迅速关闭 隔膜阀 连接低压透平油系统与 EH 油系统 透平油通入阀盖内活塞上面腔室中 当 机械超速遮断机构动作或解脱滑阀动作使危急遮断器滑阀下落后 透平油压力 消失 隔膜阀在弹簧压力作用下打开 泄掉 AST 油 关闭主 调门 DEHDEH 控制系统说明书控制系统说明书 DEH 控制系统说明书 上海新华电站 DEH 控制系统 30 万千瓦汽轮发电机组配备的数字电液 简称 DEH 控制系统 把固体电 子线路与高压液体的优点结合起来 用于控制进入汽轮机的蒸汽流量 控制系统主要由下列三个部分组成 A DEH MOD 型控制装置及外围设备 B EH 控制系统 C ETS 控制系统 1 DEH MOD 型控制装置及外围设备 1 1 DEH 控制装置 DEH 控制装置中的数字电液控制器主要是对运行要求的期望值 或称之为 参考值 与汽轮机反馈信号的基本运算然后向进汽阀油动机发出控制信号 控制器硬件是由 INTEL 公司生产的 8086 CPU 与模拟印刷电路板混合组成 CPU 模拟板并包括逻辑电路 参考值 信号输入通道放大器 自动及手动控制 器 电源和内部接线端子组成 DEH 控制装置 1 2 外围设备 3 外围设备包括 DEH 操作盘 信号指示盘 屏幕显示器 CRT 及打印机等 它们通常安装在控制室内 是机组的控制中心 操作盘和指示盘包括电指示器 按钮开关 用于显示控制中机组主要信号的状态 显示机组的转速或负荷的目 标值和参考值 阀门的位置和限制值 通过各种不同的按钮 操作人员可以改 变控制器的输入值 按不同的速率来改变转速与负荷 可以在操作盘上通过控 制器来给定参考值 控制器把汽轮机转速 第一级蒸汽压力以及发电机功率信 号与给定的参考值进比较 控制进汽阀门开度 屏幕显示器 CRT 通常放在操作盘附近 通过它操作人员可以观察到机组 的各种参数和测量值 如温度 压力等 打印机在控制室的放置位置无特殊要求 一般和电厂计算机的打印机放在 一起 通过它可以观察到机组的运行信息和报警参数 它打印出的报警参数和 CRT 显示的相同 2 EH 控制系统 2 1 进汽阀油动机 汽轮机进汽阀的开度由油动机控制 油动机由油缸和弹簧组成 油缸中的 压力油用来打开阀门 弹簧用来关闭阀门油缸与控制组件相连 油缸上装有卸 载阀 隔离阀和逆止阀加上相应的附件就可构成两种基本类型的油动机 高压主汽阀 调节阀及再热调节阀油动机能使这些阀门处于任何中间开度 位置 能协调达到所需的蒸汽流量 油动机配有电液伺服阀 或简称 MOOG 阀 和线性差动变送器 或简称 LVDT 高压油通过 10 微米过滤器至电液伺服阀 电液伺服阀根据来自伺服放大器的位置信号控制油动机的位置 线性差动变送 器将阀门的实际位移反馈给伺服放大器 实现阀门的闭环控制 隔离阀能使油动机油缸中间的元件在不停机的情况下进行检修 逆止门能 阻止排油和跳闸管路中的回油 2 2 EH 供油系统 EH 供油系统的作用是提供高压油 从而给油动机提供动力 油动机根据 DEH 调节器来的电信号来控制阀门的开度 用于控制的介质油是磷酸脂抗燃油 这种油具有抗燃性和稳定性 供油系统由装在钢架上的油箱组件及特制管子 控制件油泵 电机 过滤 器及冷油器组成 元件分装在两套组件中 当一套组件运行时 另一套处于备 4 用状态 当系统需要时 能自动启动 汽轮机正常运行控制系统投入运行时 一套控制设备足以提供所需的油量 在控制系统退出工作期间 另一套控制设备可能起动 这是正常的 并不 说明系统有故障 但是在系统投入时 如果这套装置起动 则说明漏油量增大 此进应检查系统 找出问题所在 油泵输出的压力油经过 EH 供油控制组件 滤油器 卸载阀 逆止门及减压 阀进入高压母管及蓄能器 卸载阀将油泵输出的油引出高压主蓄能器和供油母 管 并形成 14 8MPA 的压力 在此压力点卸载阀 卸载 油泵输出的油则排 回油箱 而高压蓄能器向系统提供所需的油压 直到油压减至于 12 2MPA 这 个压降是由于电液伺服阀及伺服油动机漏油所引起 在该压力点 卸载阀重新 又 增载 将油泵输出的油引到系统中去 到油箱的回油 手操方向控制阀 将油通过一路的滤油器和冷油器 这样 系统油压就在职 14 8 12 2MPA 之间工 作 由卸载阀控制 在油路中逆止阀装在卸载阀后边 主要是防止在油泵卸载 时系统中的油回流 减压阀的作用是在油压增到期 17 0MPA 时 可以通过减压 阀向油箱排油来防止油压超压 3 ETS 控制系统 ETS 即危急跳闸系统 主要监视汽轮机转速 推力瓦磨损 低润滑油压 低 Eh 油压 低冷凝器真空 当这些参数超过其运行限制值时 该系统就关闭汽 轮机的进汽阀 另外还提供一个可接受所有外部跳闸信号的远控跳闸接口 该 系统主要由 ETS 控制柜和危急跳闸控制块两大部分组成 ETS 控制柜安装在电 子设备间 控制块及其附件装在前箱上 薄膜接口阀妆装在前箱上 它提供了一个高压油系统的自动停机危急跳闸 部分 与泣滑油系统的机械超速成跳闸和手动跳闸部分之间的接口 从机械超 速跳闸和手动跳闸母来的润滑油进入薄膜阀顶部 克服弹簧力来保持阀的关闭 状态 因而就堵塞了泄油通路 使自动停机危急跳闸母管中的油压由于某种原 因而减小 例如 由于跳闸撞击子引起的压力减小 都能导致弹簧动作 打开阀门 排掉危急跳闸油 使汽轮机跳闸 润滑油和 EH 油不允许混合 六个危急跳闸系统的跳闸电磁阀安装在跳闸控制块上 其中四个电磁阀是 自动停机跳闸 20 AST 电磁阀 这些电磁阀通电后关闭 处于正常运行六月 当它们关闭时 就能堵塞泄油通路 使自动停机危急跳闸母管中的油不能排掉 这样 就在主汽阀油动机中形成压力 当电磁阀打开时 母管中的油被排掉 5 导致主汽阀关闭 使汽轮机跳闸 20 AST 电磁阀妆装在并联油路中 形成多层 次的保护系统 个通道必须至少有一个电磁阀打开 才能使汽轮机跳闸 当压力开关及电传感器检测到汽轮机轴承油压降低 EH 油压降低 推力轴 承磨损增大 冷凝器破例空低 超速或用户打闸时 它们就使汽轮机跳闸 另 外两个电磁阀是超速或用户控制器 简称 OPC 电磁阀 20 OPC 它们受 DEH 控制器的 OPC 控制器控制 它们并联在油路中 通电后处于正常运行的关 闭状态 处于关闭位置时 它们堵塞了泄油通路 来防止排掉 OPC 跳闸母管中 的油 这样 就在高压调节阀和再热调节阀中形成压力 如果机组转速达到额 定转速的 103 则 OPC 阀动作 电磁阀打开 泄掉 OPC 跳闸母管中的油因而卸 载阀打开并使高压调节阀和再热调节阀立即关闭 安装在自动停机危急跳闸油路及 OPC 油路间的逆止阀 维持自动停机危急 跳闸油路的压力 并保持再热主汽阀处于开启状态 随着转速的降低 电磁阀 关闭 高压调节阀和再热调节阀再打开 这些阀门控制汽轮机的额定转速 另外在前轴承箱的一侧装有不锈钢试验组件 提供一套监测压开关运行的 试验装置 验组件的一侧经节流孔接供油管 另一侧接排油管路 试验组件被 接入两个同等的油路 任一个试验组件或元件损坏 可以借助于隔离阀进行隔 离维修 4 汽轮机监视仪表 简称 TSI 30 万千瓦汽轮机装有测量汽缸膨胀 串轴 差胀 转子偏心 振动 相角 转速 零转速八项监视仪表 以观察机组的启动 运行和停机 这些仪表 的输 出在图象记录仪上显示 TDI 监视装置安放在电子设备间 图表记录仪均装在 控制室内 这些监视仪表的报警和跳闸限制值 参见 汽轮机控制设定值 DEH 控制系统简介说明书 1 DEH 控制系统简介 1 1 DEH 系统功能 DEH 整个系统配置如附图所示 可实现如下几个方面的功能 A 汽轮机的自动控制 B 汽轮机的转速保护 C 汽轮机的启停和运行中的监控 D 汽轮机的自启停 6 1 1 1 运行方式 DEH 控制系统可以在如下四种方式的任何一种方式下运行 它们之间的转 换关系如下 二级手动 一级手动 操作员自动 ATC 相邻两状态方式的切换可 做到无扰动 1 1 1 1 二级手动也叫摸拟手动 此方式是所有方式中最低级的运行方 式 仅作备用 系统全部由常规成熟的模拟部件组成 确保系统绝对可靠 保 证各汽门能开启和关闭 1 1 1 2 一级手动也叫数字手动 这是一种开环运行方式 控制各阀门 的开度 操作员在操作盘上按键即可控制阀门的开度 各按钮之间有逻辑互锁 此方式作为自动方式的备用 同时具有 OPCTPC RUNBACK 和脱扣等保护功能 1 1 1 3 操作员自动方式 这是 DEH 控制系统最基本的运行方式 在此 方式下 可实现汽轮机的转速和负荷的闭环控制 具有各种保护功能 目标转 速 目标负荷 升速率和升负荷率等均可由操作人员设置 因为系统采用的是 双机系统 因而此方式下可分为 A 机控制和 B 机控制二种情况 两者之间的切 换即可强迫也可做到手动 如两机都发生地大物博障 则自动转至手动方式运 行 1 1 1 4 ATC 方式 这是最高级的一种运行方式 与操作员自动方式相 比较 其主要区别是 目标转速和负荷 升速率和升负荷率不是来自操作员 而是来自内部计算程序或外部设备 主要可分如下几种 A ATC 方式 B 自动同期方式 C CCS 方式 D 汽机跟踪方式 E 自动调度方式 F 厂内计算机调度方式 1 1 2 系统功能 1 1 2 1 汽轮机自动控制 A 设置有转速控制回路和负荷控制回路 转速控制精度达 转 分 功率控 制精度 2MW 在蒸汽参数稳定的条件下 7 B 根据电网要求 可能与一次调频 C 系统中负荷上 下限和升降负荷率 均可由运行人员调整和设置 D 能自动地迅速地冲过界转速区 E 控制程序中设有调节级压力反馈和电功率反馈回路 可以在负荷大于是 10 以后由运行 人员选择是否投入还是切除 F 能适应冷温态 热态启动 冷温态启动时 控制主汽门 达到 TV GV 阀 切换速度时 自动切下至调门控制 热态启动时 首先采用中压调门进行冲转 到达一定速度时自动进行 IV TV 切换 切换完成以后 继续进行升速 达到 TV GV 阀切换速度时 自动切至凋门控制 G 能在定压和滑压下运行 定压运行时 系统有阀门管理功能 使汽轮机 获得最大的热效率 H DEH 能适应电厂的下列运行方式 锅炉跟踪 汽机跟踪 协调控制等 I 具有与自动同期装置的接口 能接受从 CCS 协调控制系统 电厂调度装 置和运行人员操作盘来的目标负荷指令 自动地控制汽轮机发电机的出力 J 为确保系统可靠运行 对控制系统所有的重大模拟量 转速 功率 压 力等 进行三选二处理 重大开关量进行二选 对操作人员输入命令按规定的 规则进行检查 并且 系统有进行静态和动态自检 将检查结果显示出来 具 有硬件和软件容错功能 双机运行 A 机故障自动切至 B 机 B 机故障自动切手 动 当有重要测点和部件故障时 亦自动地切至手动控制 K 阀门试验 为了检查蒸汽的阀门系统是在正常运行 操作人员可以通过 按操作按钮 自动地对高中压主汽门 高中压调门进行全行程阀门试验 1 1 2 2 汽轮机启停和运行中的监控 为了在汽轮机的启停和运行中 给操作人员提供有关汽轮机组和 DEH 装置 的运行状况 以及必要的操作指导 设置了三部分指示 有 CRT 画面 状态指 示灯和操作按钮指示灯 操作按钮指示灯 标明操作员所进行的操作是否有效 状态指示灯 反映了 DEH 装置 重要通道和电源以及内部程序运行工作情 况 同时亦反映了汽轮机运行工作状态 8 CRT 显示有 16 个画面 每个画面的翻动可按画面上提示的进行 每个页面 的内容如下 页面 1 运行参数曲线 页面 2 差胀和轴向位移 页面 3 轴承振动 页面 4 轴承温度 页面 5 调节级温度 页面 6 汽温和壁温 页面 7 进水检测 页面 8 系统硬件故障显示发电机参数 页面 9 发电机参数 页面 10 电机定子温度 页面 11 重要传感器故障 页面 12 数字趋势显示 页面 13 模拟趋势显示 页面 14 阀位指令及 LVDT 反馈 页面 15 控制装置硬件故障显示 页面 16 报警测点显示 系统也可通过 DTAT LINK 和输入输出接口对输入的数据主蒸气状态 汽轮 发电机 组的辅机和汽机应力进行监视 在 CRT 上显示 系统定期对轴振 温度状态等易变的有关变量 设备状态进行扫描监视当 重要参数越限时 有关变量输出报警 提示限制 荷指令到一个适当的值 系统具有自动故障记录打印功能 正常运行时 系统每隔一秒记录 20 个有 关汽轮机组运行状态的重要参数 如转速 功率 汽压力 调节级压力 真空 差胀 振动 一旦发生故障后 自动地将故障前后一分钟内记录的数据全部 打印出来 同时还考贝当时运行参数趋势曲线画面 为分析事故起因提供依据 因为系统测量到了汽轮发电机组轴承所有轴承处的振动值 以及有关参数 所以只需要再增加一应用软件 即可对轴系振动加以分析 9 系统还能提供操作运行指导 并在 CRT 上显示来 包括数字量趋势 模拟 量趋势 在 CRT 上显示出运行人员应进行的操作步骤和不能超越的限值 如各 变量值 设备状态 异常情况 限值 目标值 步骤操作指导等 1 1 2 3 汽轮机超速保护 为了防止超速引起汽轮机的损坏 本系统配备了三种保护功能 甩全负荷 超速保护 甩部分负荷保护 以及超速保护 A 甩全负荷超速保护 当汽轮机带负荷运行时 如发生油开关跳闸 保 护系统检测到这种情况后 迅速将调门关闭 避免大量高温高压蒸汽冲入汽轮 机引起超速 延迟一段时间后 再开启调门 维持汽轮机空转 保证汽轮机能 迅速重新并网 B 甩部分负荷保护 当电网中某一相发生接地故障 引起发电机功率突 降 从而使得汽机发功率和发电机功率不匹配 这时为了维持电网的稳定性 保护电网系统 迅速将中压调门快关一下 然后再开启 维持正常运行 C 超速保护 超速保护指 103 超速保护和 110 超速保护 103 超速保护 是指汽轮机超过 3090r min 时 迅速将高中压调节汽门关闭 110 超速保护是 指当汽轮机转速超过 3300r min 时 将所有主汽门和调门关闭 进行紧急停机 避免汽轮机的损伤 超速保护和甩全负荷保护分别采用软件和硬件实现 这由用户选用 为了 避免保护系统拒动和误动 硬件保护采用完全相同的三套设备 对输出部分进 行三选二处理 在软件保护系统中 对重要信号 也采用了特别的措施 以确 保其可靠性 超速保护系统正常运行情况下 是不动作的 因而正常情况下 难以判别 其功能是否正常 为此设置了超速试验 操作人员启动时 可以进行 103 超速 试验 110 超速试验紧急停机超速试验和电磁阀试验 1 1 2 4 汽轮机的自启停 ATC 大型汽轮机的启停是一个极其复杂的过程 需进行很多操作 为 使操作简 化 减少误操作的可能性 做到汽轮机一旦复置后 操作员通过按一个单独按 钮就能够使汽轮机从盘车转速升到同步转速 同时 尽可能降低启停过程的热 应力 使启动机组和机组加负荷所需的时间最少 设置了汽轮机的自启停功能 具体有如下几方面的作用 1 1 2 4 1 ATC 起动 10 A 汽轮机脱离盘车装置之前 核对所有关的汽轮发电机组参数 在所有 参数达到所需范围之前 机组不脱离盘车装置 B 在升速过程中 如果有关转速保持的任一个输入超过其报警极限 那 么将发生立即转速保持 C 如果不存在报警或遮断状态 那么机组将按起动速议的导则加速到暖 机转速 D 如果需要暖机 那么应计算暖机的时间 并且汽轮机将自动地被暖机 一段所需的时间 E 一旦暖机完成 机组就将在起动建议的导则内被加速到 TV GV 的切换 转速 F 在加速期间 升速率将由实际转子应力和预计转子应力 所控制 G 从主汽门控制向调节汽门控制的转换将自动地进行 而机组将被加速 到同步转速 1 1 2 4 2 ATC 负荷 ATC 负荷控制有两种方式 ATC 管理和 ATC 控制 在 ATC 管理方式中 ATC 进行监视 运行人员完成机组控制 ATC 将继续监 视汽轮机发电机组的各种参数 并将这些参数值与极限值进行比较 打印所得 的信息 通知操作机组的运行人员 除了这些在线运行参数之外 运行人员还 可随时获得他所希望显示的任何计算值 如转子应力 转子预计应力或预计差 胀 如果加速度或负荷变化率是在控制中 那么运行人员甚至可获得 ATC 正在 使用的加速率或负荷变化率的数字读数 在 ATC 控制方式中 可以由 ATC 程序来增加 降低或保持变动负荷时的汽 轮机负荷变化率 以保持动态系统各种变量如金属膨胀 蒸汽压力和温度 转 子热应力 轴承振动等 在其运行范围之内 每当系统变量超过预定的报警极 限时 报警信息全部被打印出来 如果负荷变化率的调整纠正不了程序会将 ATC 控制方式重新回到操作员自动方式 并向运行人员发出遮断状态的报警 当然 在此方式下 ATC 管理方式中的所有监视功能全部保留 在严格的 ATC 控制方式中 该程序在最小许可时间内作需要的负荷变动 与转速控制不同 在那里 ATC 加速度值严格受转子应力控制 而 ATC 负荷变化 率是用来协调电厂平衡运行 11 当然 从中还存在一个综合控制方式 升降负荷来自遥控源 ATC 仅监视 必要时保持负荷 1 2 系统硬件 整个系统硬件是由控制机柜和独立 CRT 图象站二大部分组成 控制机柜安 放在计算机机房内 而 CRT 图象站安放在集控室 BTG 盘上二者之间用预置电缆 相连 1 2 1 控制机柜 整个系统配置了五只控制机柜 其编号从右侧到左侧分别为 00 柜 01 柜 02 柜 03 柜和 04 柜 1 2 1 1 00 机柜 该机柜为计算机柜 内装有一只其本控制计算机 A 一只基本控制计算机 B A B 计算机的内部完全相同 一旦 A 机出故障即可 无扰动地自动切向 B 机 及三排予制电缆端子排 基本控制计算机箱为 ICS80 机箱内含 640 计算机电源及 1 只 640 2 只 614 计算插槽 内部功能卡配置从左 到右其排列为数据处理通讯控制计算机卡 高速位通讯控制卡 开关量输入 输 出控制卡 基本控制计算机卡 及其五路串行通讯卡 A 数据处理通讯控制计算机卡 该卡为 INTEL 公司 OEM 产品 COU 为 8086 计算机时钟频率 8M 在板内固化容量为 256K 并配有 8M 的浮点运算器 大大提 高了数据运算及数据处理的能力 该板主要完成从 MULTIBUS 到从 LOCALBUS 中 读取数据经有关处理后定期向 CRT 图象站的 PC AT 机传送有关数据 B 高速通迅控制卡 该板是 latel 公司 OEM 产品 专用于高速位通迅卡 其通迅速率可按需改变 现暂定 375KBIT 主要完成从 DAS 机箱的 ATC 通道中读 取与基本控制有关的数据 并做为位通讯环路中的一个站 以便完成从 DAS C 机 A 机 B 机的数据传输 C 开关量输入 输出控制卡 根据系统配置的需要 我们把该板开发成 16 路 开关量输出 32 路开关输出 开半量输出是从计算机出口 光隔离管 航空继电 器 中间继电器 开关量输入是从航空继电器 光隔离管 计算机输入口 所以 无论是输入还是输出都是经过了二级隔离 由该板输出 输出量 实际上该板只是 基本控制计算机的开关量输入输出扩展接口板 D 串行通讯扩展卡 该板也是 INTEL 公司 OEM 产品 它提供我了四只串行通 讯接口和呈只并行通讯口 我们利用其中一只串行口完成对 CRT 图象站 PC AT 的 12 串行数据通讯 另一只串行口完成对智能型操作盘的数据及灯码的传输 该板主 要受控于数据处理及通讯控制卡 二板间数据往返是通过 MULTIBUS 来完成 E 基本控制计算机卡 该计算机为 INTEL8086 计算机 时钟频率 8M 可固化内 存为 64K 作为基本控制的程序主要固化在先 64K 的 EPTOM 上 板上还配有高速 浮点处理器 以提高数据处理的速度 该板主要用三只 LOCALBUS 接口通过三只串 行口从 MCP 板上读取用于基本控制的转速 功率等信号 用另一只串行口完成与 VCC 机箱控制器的单口数据通讯 F 五路串行通讯卡 五路串行通讯卡实为 2 块双口串行通讯卡和一块单路串行通讯卡组成 虽然 它们要占有一只插模 但都是直接安装在基本控制计算机卡所提供 3 只内部总插 模上 这样通讯速度及 通讯可靠性都有较大的提高 所用通讯方式均为 TS232C 予制电缆端子排主要提供经双机切换后 输出和模出及与 PC AT 机二只串行 通讯卫星口信号和与智能操作盘二只串行通讯卫星口的有关电缆 电缆选用全屏 电缆 二端用插座式 以便于拆装和检修 1 2 1 2 01 机柜 该机柜为基本控制柜的一部分 上装有用于基本控的 二只多路直流电源 一只汽轮机控制专用接口机箱 及五排信号端子排 A 汽轮机的内配置有 ISO 隔离卡一块 MCP 控制卡三块 超速保护卡一块 OPCCOMP 一块 MCPCOMP 一块 ISO 隔离卡提供 8 路模拟量 0 输入 这里选用模拟器件公司提供的 AD28AJ 来实现其隔离功能 该器件本身的搞共模电压抑制比 1200DB MCP 卡是由单机 模拟开关 A D D A 器件等组成 该单机的时钟频率 12MH 内存 4KEPROM 并提供三只 8 路并行口 二只串行通讯口 并可在板上固 化相应的控制程序 一旦上电该板即可完成模拟量扫描 脉冲量输入 A D D A 转换数据传输等功能 该板的二只串行口把经过比较的转速功率等信号分别送到基本控制计算机 A 和基本控制计算机 B 超速保护卡是完全按照超速保护逻辑用硬件来实现的超速保护功能 当检 测到转速超过同步转速 103 或 110 或中压排汽压力与实际功率差值大于设定值 时 均会有 103 保护 110 保护及 CIV 保护开关量输出 B 阀门控制专用接口机箱 13 该机箱内配有 VCC 卡 10 块 累加逻辑卡一块 机箱控制卡 1 块 VCC 卡是由单个机模拟开关 A D D A 转换可逆计数器 多谐振荡器电路和 模拟放电路上下限报警电路等组成 整个系统配有用于主汽门阀位控制的 VCC 卡二块 高压调门阀位控制的 VCC 卡六块 中压调门阀位控制的 VCC 卡二块 由于 VCC 卡是通用卡 只要通 过一定的跳线并配上相应的端子排及各自的控制逻辑即可构成 TV VCC 卡 GV VCC 卡和 IV VCC 卡 在该 卡中还配备了三种手操作方式即一级手动 二 级手动及手动备用 一级手动是由单片机接收相应的增减开关量及阀位反馈信号 经过综合放 大 模拟量信号输出到功放电路 用电流去驱动伺服阀线圈来实际阀位调节的 二级手动是由外界来的增减开关量直接送到模拟计数器再进行数模转换 由模拟量送到阀位功放电路 手动备用是在综合放大电路和输入端用调节电位器来改变输入偏压以达到 改变阀位的目的 它是在一级手操 二级手操昀失败时用作紧急事故处理的 在一级手操时 用比较器来改变可逆计数器的值完成模拟对数字跟踪 而 在二级手操时 由计算机读数 阀位 LVDT 来改变计算机输出以达到数字对模拟 跟踪 用上述方法可达到切换的无扰动 六排端子排初步安排为一排 OPC 端子 一排为 MCP 四排作输入 输出端子 排 1 2 1 3 02 机柜 02 机柜也是基本控制机柜之一 内装有永磁机直流 电源一只 维修面板一块及多用数字万用表一只 VCC 端子箱及端子排 维修面板上装有六只波段开关 经过有关组合可在数字电压表上显示各块 VCC 板上的阀位反馈值 伺服阀 S 的电压值及 OPC TPC 的设定值 以及透平控 制试验点数值等 紧接着的五排端子排安排如下 一排为 TV 端子 三排为 GV 端子 一排为 IV 端子 1 2 1 4 03 机柜 03 与 04 机柜是作 ATC 控制机柜 在 03 机柜中装有 二只 ATC 控制用的多路直流电源 ATC 通道箱 即 DAS 箱 和七排端子 14 ATC 通道是由一机箱控制器通过 DAS 总线来控制各槽中的智能型 I O 通道 卡 由 6 块智能型模入卡来接收 76 路模拟量输入 由一块 DI 卡完成电源检测 四块开关量输入 输出卡完成 33 路输入和平共处 10 路输出 A 机箱控制器 它是 DAS 机箱的核心 主要应完成二大任务 一是通过专 用设备与上位机进行数据交换 二是完成各插槽中的控制卡的控制 B 智能式模入卡 属通用型的 放大倍数可从 2 2000 可调板内配有单片机 隔离放大器 A D 转换 水银继电器等 其内存为 4K 一经调试完毕 在板上 固化应用程序 即可完成小信号放大 A D 转换及数据予处理 并通过 DAS 总 线与 DAS 机箱控制器进行数字量的数据交换 每块为 16 路模入 C 开关量输入输出卡 该板可通过内部跳线配置成 24 路输出或 24 路输入 无论是输出还是输入都经过继电器和光电二级隔离 1 2 1 5 04 机柜 为 ATC 控制部分的另一机柜 装有一只 ATC 控制计 算机机箱软硬盘驱动器 四排开关量输入输出端子排及二排 LVDT 端子排 ATC 控制计算机相箱与基本控制计算机机箱一样均为 ICS80INTEL 机箱 内 装一台 640 计算机电源 3 只 614 插槽 其硬件配置从左到右为 ATC 控制计算 机卡 高速位通讯控制卡 软硬驱动卡 A ATC 控制计算机卡 该卡内的 CPU 为 16 位机 其在板内存为 1M 时钟 频率为 8M 存取周期为 200S 并配有 8M 的数据浮点运算处理器 在板固化内 存为 512K 通过其板上的内部总线与高速位通讯板进行数据交换 该板配有 1MX86 操作系统以便软件开发 B 高速位通讯控制卡 该卡与用于基本控制的高速位通讯卡完全相同 唯 一区别是位通讯在 C 机 是通讯的始端 通过该卡与 DAS 机箱进行大量数据交 换 以便为 ATC 程序和热应力计算程序提供必要的参数 C 软硬盘驱动卡 该卡为 INTEL 公司用于盘驱动的成熟产品 根据需要用 了二只驱动口一只用于硬盘驱动 另一只用于软盘驱动 硬盘容量大于或等于 19M 为 5 英寸温彻斯特磁盘 软盘为双面双密度 容量为 640K 由于在 ATC 控制计算机 中已配有操作系统 所以可通过软盘 硬盘很方便 地进行有关程序的调试 开发和装载 同样也可在 C 机上开发 A 机和 B 机的程 序 1 2 2 CRT 图象站 15 CRT 图象站包括 一只不过 19 英寸工业用彩色 CRT 一台工业用 PC AT 机 一只智能式操作盘和一只显示盘 1 2 2 1 PC AT 机或 PC 301 机 PC AT 机其主机为 80286 CPU 为 16 位机 时钟频率为 8M 其运算速度为 PC XT 的 4 倍 内存 512K 配有软盘和硬盘驱动器 在 PC AT 机内存上存放 16 幅画面 它仅仅通过串行口与上位机进行数据交换 该机配有 2 只串行口 分 别完成是基本控制 A B 机的数据传输 一只并行口用于驱动 LQ 2500 彩色打印 机 该机可用于 CRT 画面拷贝 PC 301 机主机为 80386 32 机 时钟频率 16M 其速度为 PC AT 机 4 倍 其佘功能同 PC AT 机 PC AC 机或 PC 301 机的键盘定义为系统工程师键盘 主要用于对 PC AT 机 或 PC 301 机程序安装或故障检修 平时要锁放在操作台内 1 2 2 2 智能式操作盘 该盘是以单片机为核心通过接口扩展电路完成对按键的扫描 通过二只串 行接口与 A B 机分别通讯 进行曲键码 灯码的交换 该盘可按功能分为手操 阀门试验 操作员种动 限值设定 参数修改 画面选择 超速试验及数字键等八大部分 1 2 2 3 显示盘 显示盘由小型指示键 模拟指示表 数字面板表三部分组成 对系统工程 中的关键量进行报警和灯光指示 1 2 3 系统工程可靠性分析 1 2 3 1 整个系统对基本控制采用 A B 双机配置 二机硬件完全相同 一机工作 一机作热备用 由双机容错程序来作容错处理 一旦 A 机发生故障 就自动切向 B 机 因而可提高整个系统的可靠性 1 2 3 2 直流供电电源为双路 也就是一只工作 一只作热备用二只电 源用二极管高选 可防止相互间的影响 1 2 3 3 本系统设置有三种手动方式 即数字手动 模拟手动和硬手操 当数字手动失效时可投模拟手动 模拟手动失效投硬手操 1 2 3 4 在系统的设计中采用了集散系统的设计思想即尽可能的把功能 分散到各个智能卡中去完成 在该系统中共用了 40 个 CPU 因而大大缩小了故 障的影响面 16 1 2 3 5 基本控制部分的硬件配置与用于石洞口电厂的基本控制部分完 全相同 除 VCC 机箱外 而软件也只作少量修改 因而可以说该基本控制方 案是较成熟的 1 2 3 6 VCC 机箱与 A B 机之间分别用串行口通讯 任何一路通讯失 效即会自动切到另一路 以保证阀位控制回路的数据不至丢失 1 2 3 7 MCP 采用三选二方式 每块 MCP 板均有 A B 机的专用通讯口 以保证参与基本控制的数据正确性 1 2 3 8 OPC 也采用三选二方式 每块 OPC 接收经 MCP 及 OPCCOMP 板比 较后的转速 功率信号及有关设定信号作出逻辑判断 以防止 OPC 误动作 1 2 3 9 整个系统采用二只 3KVA 的 UPS 电源和一路永磁机电源 可省 略 二只 3KVA 电源为一只工作一只热备用 基本控制 操作盘电源由二只 UPS 电源切换输出后的一路电源供给 以保证最基本操作 1 2 3 10 所有计算机 CRT 打印机 硬盘 计算机电源等均向国外订 货 其 MTBF 分别为 计算机 30000 小时 CRT22000 小时 1 2 3 11 专用控制卡的元件除电阻选用上无一厂色环电阻 电容选用 天和电容外 其余全部集成电路均选用国外名牌产品 专用控制卡的印板在普 林斯顿有限公司委托加工 以保证印板质量 DEHDEH 系统讲座系统讲座 2006 11 19 23 08 10 核心提示 核心提示 本机采用数字式电液调节系统 简称 DEH 其液压调节系统 简称 EH 的控制油为 14MPa 的磷酸脂抗燃液 而机械保安油为 0 7MPa 的低 压透平油 该系统有一个独立的高压抗燃油供油装置 每一个进汽阀门均有一 个执行机构控制其开关 其中中压主汽阀执行机构为开关型两位式执行机构 高压主汽阀执行机构 高 中压调节阀执行机构为伺服式执行机构 可以接受 来自于 DEH 控制系统的 40mA 的阀位控制信号 控制其开度 所有阀门执行机 构的工作介质均为高压抗燃油 单侧进油 所有阀门执行机构均靠液压力开启 阀门 弹簧力关闭阀门 17 关关 键键 字 字 DEHDEH 系统讲座系统讲座 DEHDEH D D E E H H 1 1 前言 本机采用数字式电液调节系统 简称 DEH 其液压调节系统 简称 EH 的控制油为 14MPa 的磷酸脂抗燃液 而机械保安油为 0 7MPa 的低压透 平油 该系统有一个独立的高压抗燃油供油装置 每一个进汽阀门均有一 个执行机构控制其开关 其中中压主汽阀执行机构为开关型两位式执行机 构 高压主汽阀执行机构 高 中压调节阀执行机构为伺服式执行机构 可以接受来自于 DEH 控制系统的 40mA 的阀位控制信号 控制其开度 所 有阀门执行机构的工作介质均为高压抗燃油 单侧进油 所有阀门执行机 构均靠液压力开启阀门 弹簧力关闭阀门 起机时首先通过挂闸电磁阀 20 RS 使危急遮断器滑阀复位 然后由 DEH 开启高压主汽阀 全开后 高 中压调节阀执行机构接受 DEH 的阀位 指令信号开启相对应的蒸汽调节阀门 从而实现机组的启动 升速 并网 带负荷 在超速保护系统中布置有两个并联的超速保护电磁阀 20 OPC 1 2 当机组转速超过 103 额定转速时或机组甩负荷时 该电磁阀得电 打开 迅速关闭各调节汽门 以限制机组转速的进一步飞升 在保安系统中配置有一只飞锤式危急遮断器和危急遮断器滑阀 危急 遮断器滑阀和危急遮断器杠杆的工作介质为 0 7MPa 透平油 当转速达到 109 110 额定转速时 危急遮断器的撞击子飞出击动危急遮断器杠杆 拨动危急遮断器滑阀 泄掉薄膜阀上腔的保安油 使 EH 系统危急遮断 AST 母管的油泄掉 从而关闭所有的进汽阀门 进而实现停机 除此 以外在 EH 系统中还布置有四个两 或 一 与 的自动停机 20 AST 1 2 3 4 电磁阀 它们能接受各种保护停机信号 遮断汽轮机 1 2 调节保安系统的基本组成 调节保安系统的组成按其功能可分为三大部分 供油系统部分 执行 机构部分 危急遮断部分 18 供油系统部分又可分为供油装置 自循环冷却系统 自循环再生过 滤系统以及油管路及附件 油管路 高压蓄能器 膨胀支架等 执行机构部分包含高 中压主汽阀执行机构各 2 台 高压调节阀执行 机构 6 台 中压调节阀执行机构 2 台 危急遮断保护系统包括 AST OPC 电磁阀组件 薄膜阀 危急遮断器 危急遮断器滑阀 保安操纵装置及手动喷油截止阀 1 3 1 3 供油系统供油系统 1 3 1 供油装置 1 3 1 1 供油装置的功能及组成 供油装置的主要功能是为执行机构提供所需的液压动力 同时保持液 压油的正常理化特性 它由油箱 油泵 电机组件 控制块 滤油器 磁 性过滤器 溢流阀 蓄能器 自循环冷却系统 抗燃油再生过滤系统 EH 油箱加热器 ER 端子盒和一些对油压 油温 油位进行报警 指示和控 制的标准设备所组成 1 3 1 2 供油装置的工作原理 由交流电机驱动高压柱塞泵 恒压变量柱塞泵 PV29 是一种变量的 液压能源 泵组根据系统所需流量自行调整 以保证系统的压力不变 采用变量式 液压能源减轻了蓄能器的负担 也减轻了间歇式能源特有的液压冲击 变量式液 压能源也有利于节能 正常运行时通过油泵吸入滤网将 EH 油箱中的抗燃油吸入 油泵出口的压力油经过滤油器通过单向阀及溢流阀进入 EH 油箱出口高压蓄能器 和该高压蓄能器相联的高压油母管 HP 将高压抗燃油送到各执行机构和 OPC 超速保护及 AST 自动停机危急遮断系统 柱塞式变量泵对油液的清洁度及粘度要求很高 必需在确认油温高于 20 C 才允许启动泵组 泵出口的压力可在 0 21MPa 之间任意设置 本机 EH 系统的工作压力为 14 0 0 5Mpa 油泵启动后 油泵以全流量 85 l min 向系统供油 同时也给蓄能器充油 当油压达到系统的整定压力 14Mpa 时 高压油推动恒压阀上的控制阀 控制阀 操作泵的变量机构 使泵的输出流量减少 当泵的输出流量和系统用油流量相 等时 泵的变量机构维持在某一位置 当系统需要增加或减少用油量时 泵会 19 自动改变输出流量 维持系统油压在 14Mpa 当系统瞬间用油量很大时蓄能器 将参与供油 供油装置有二路独立的泵组 它既可以同时工作 使流量提高 2 倍 又可以在正常 时独立工作 互为备用 正常运行时 一台工作 另一台备用 当汽轮机调节系 统需要较大流量 或由于某种原因系统压力偏低 通过压力控制器逐级联锁另外 一台油泵 使它们投入工作 以满足系统对流量的需要 供油装置设有先导式溢流阀作为系统的安全阀 当系统压力由于某种原因高 于设定值时 溢流阀动作 使系统不致于承受过高的油压冲击 溢流阀在高压母 管压力达到 17 0 0 2MPa 时动作起过压保护作用 液压系统各执行机构的回油通过压力回油母管 DP 经过一个冷油器 冷却后再通过一个 3 微米的回油滤器回到油箱 除此以外 本装置还设有 自成体系的滤油和冷油系统 专门的油泵 循环泵组 将油从油箱吸出进行 过滤和冷却 即使伺服系统不工作 油液的冷却和过滤也可进行 回油过滤器设有过载旁路装置 当因回油流量波动 如系统快速关闭 致使回油压力超过 0 35Mpa 时 过载旁路装置动作 避免回油过滤器的损坏 本装置备有再生泵组 可按油液质量需要随时投运再生装置 以改进油 液的品质 1 3 3 2 蓄能器的作用 蓄能器的功能主要包括有 积蓄能量 液压系统利用蓄能器在某段时间将油泵输出的液压能储存起来 短期地或周期性地给执行机构输送压力油液 或用作应急的动力源 这样可以 提高液压系统液压能利用率 补偿压力和流量损失 以及补充系统内的漏油消耗 减少因液压阀突然关闭和或换向等产生的系统冲击力 1 4 1 4 执行机构执行机构 1 4 1 中压主汽阀执行机构 两个中压主汽阀执行机构安装在机组侧面的中压主汽阀上 其工作介 质为 14MPa 的抗燃油 单侧进油 开启时由油压提供开启力 而关闭时则依靠弹 簧力 中压主汽阀执行机构设有阀门活动试验电磁阀和开关电磁阀 中压自动关 闭器执行机构为二位开关型执行机构 20 1 4 1 1 工作原理 中压主汽阀执行机构接受 DEH 控制系统来的控制信号 在该油动机的 油缸旁 有一个插装阀 当汽轮机发生危急情况时自动停机危急遮断油 AST 油 卸去后 插装阀快速打开 迅速卸去执行机构活塞杆下腔的压力油 则主 汽门在弹簧力的作用下迅速关闭 在插装阀的顶部有一个活动试验电磁阀 该电磁阀为二位四通电磁阀 该电磁阀将高压油与有压回油相连 当需要进行主汽门活动试验时 DEH 控制装置发出一个信号 该电磁阀打开后将执行机构活塞下腔的压力油泄 去一部分 使主汽门在弹簧力的作用下关闭 以达到进行主汽门活动试验 的目的 1 4 执行机构 1 4 1 中压主汽阀执行机构 两个中压主汽阀执行机构安装在机组侧面的中压主汽阀上 其工作介 质为 14MPa 的抗燃油 单侧进油 开启时由油压提供开启力 而关闭时则依靠弹 簧力 中压主汽阀执行机构设有阀门活动试验电磁阀和开关电磁阀 中压自动关 闭器执行机构为二位开关型执行机构 1 4 1 1 工作原理 中压主汽阀执行机构接受 DEH 控制系统来的控制信号 在该油动机的 油缸旁 有一个插装阀 当汽轮机发生危急情况时自动停机危急遮断油 AST 油 卸去后 插装阀快速打开 迅速卸去执行机构活塞杆下腔的压力油 则主 汽门在弹簧力的作用下迅速关闭 在插装阀的顶部有一个活动试验电磁阀 该电磁阀为二位四通电磁阀 该电磁阀将高压油与有压回油相连 当需要进行主汽门活动试验时 DEH 控制装置发出一个信号 该电磁阀打开后将执行机构活塞下腔的压力油泄 去一部分 使主汽门在弹簧力的作用下关闭 以达到进行主汽门活动试验 的目的 1 4 1 2 中压主汽阀执行机构的主要部件 隔离阀 高压抗燃油经过此隔离阀供给电磁阀去操作中压自动关闭器执行机构 关闭该阀可切断高压油路 使得在汽轮机运行的条件下可以停用该路汽阀 以 21 便更换滤网 检修或调换电磁阀 卸载阀和油缸等 该阀安装在执行机构控制 块上 插装阀 插装阀装在执行机构控制块上 它主要作用是当机组发生故障必须紧 急停机时 在危急遮断装置动作使自动停机危急遮断油 AST 油 泄去 可使执 行机构活塞杆下腔的压力油经插装阀快速释放 在阀门弹簧力的作用下 使主 汽阀阀门关闭 逆止阀 有两个逆止阀装在控制块上 一只通向自动停机危急遮断保护 简称 AST 母管 该逆止阀的作用是阻止 AST 母管内的油倒流到回油腔室 另一 只逆止阀通向回油母管 该阀的作用是阻止回油管内的油倒流到油动机内 关闭执行机构进油隔离阀使执行机构活塞杆下腔的油压降低或消失 便可 在线检修油动机 这时其它汽阀仍在正常工作 d 活动电磁阀 中压主汽阀执行机构设有活动电磁阀 这个电磁阀均为两位四通电磁 阀 接受来自 DEH 的控制信号 e 行程开关 在中压调节阀关闭方向设置有一只行程开关 该开关用以指示中压调 节阀全关 1 4 2 高压主汽阀执行机构 高压主汽阀执行机构属连续控制型执行机构 可以将高压主汽阀控制 在任一位置上 成比例地调节进汽量以适应汽轮机运行的需要 1 4 2 1 工作原理 经计算机运算处理后的开大或关小高压主汽阀的电气信号经过伺服放 大器放大后