第7节汽轮机数字电液调节系统实例

1、第七节 汽轮机数字电液调节系统实例 一般来说，DEH系统可实现如下功能： （1）汽轮机正常运行的自动控制； （2）汽轮机超速保护； （3）汽轮机启停和运行中的监控； （4）汽轮机的自动启停。 一、哈尔滨汽轮机厂采用的一、哈尔滨汽轮机厂采用的DEH （一）概述 哈尔滨汽轮机厂600MW汽轮机组的DEH控制系统如图1所示。 1、启动过程 汽轮机启动操作方式有三种：自启动（ATC）方式、操作员自动（OA）方式和手动方式。运行人员可根据现场实际情况选择使用。 自启动方式。DEH控制系统的ATC处于控制状态。ATC根据机组的状态，控制汽轮机自动完成冲转、升速、同期并网、带初始负荷等启动过程。图1 DEH

2、系统示意图 操作员自动方式。DEH控制系统的ATC不参与控制而处于监视状态，由运行人员根据汽轮机本体状态和提供的启动操作程序，在OIS上手动给定转速或负荷的目标值和变化率，由DEH的基本控制系统按照运行人员给出的目标值和变化率自动完成冲转、升速、同步和带负荷操作。DEH系统通过CRT显示自动监视启动参数，越限时发出“报警”或“跳闸”信号指导运行人员进行操作，并可通过打印机打印出当时的或历史的数据，供运行人研究分析。 手动方式。DEH控制系统的阀位多功能处理器按照运行人员在OIS上“VALVE RAISE”或“VALVE LOWER”按钮控制机组。这种运行状态（为紧急备用状态）必须由有经验的运行

3、人员，参照有关限制值和操作步骤，并结合电厂有关规程来控制机组。运行人员必须严密监视CRT显示的各种参数变化，监视报警信号，确保机组安全运行。 汽轮机操作盘上有“单阀/顺序阀”选择按钮，运行人员可以对汽轮机的阀门配汽方式进行选择。 2、液压系统 为了通过对主蒸汽和再热蒸汽控制实现对汽轮机的转速和功率进行调节，主蒸汽首先经过对称布置在汽轮机两侧的两个高压主汽调节联合汽阀（每个联合汽阀由一个高压主汽阀和两个调节阀组成），进入汽轮机高压缸作功。高压缸的排汽经过再热器再热后，由对称布置在中压缸两侧的两只再热联合汽阀（每个联合汽阀由一个再热主汽阀和两个中压调节阀组成）进入中压缸作功，其排汽导入低压缸继续作

4、功，最后排入凝汽器。 在哈尔滨汽轮机厂生产的600MW汽轮机DEH调节系统中，由计算机处理、比较、综合和运算后的信息，经D/A转换器把数字量转变成模拟量，与执行机构来的位移反馈信号进行比较，其输出经功率放大器放大后去控制电液转换器，电液转换器把电信号转换成液压信号，该信号再经过错油门和油动机进行末级放大，最后去控制各主汽门和调节汽门。 图2为哈尔滨汽轮机厂生产的600MW汽轮机调节保安系统图。DEH液压系统的组成按其功能可分为四大部分：供油系统部分、执行机构部分、危急遮断部分、机械超速和手动遮断部分。 供油系统部分又可分为供油系统、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

5、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4台，中压调节阀执行机构4台。这些机构的控制对象和要求各不相同，其结构形式和调节规律也有不同。 危急遮断保护系统包括：AST-OPC电磁阀组件、薄膜阀、危急遮断试验装置。 机械超速和手动遮断部分包括：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。 液压调节系统（简称EH）的控制油为140.5MPa的磷酸脂抗燃液，而机械保安油为0.81.0MPa的低压透平油。该系统有一个独立的高压抗燃油供油装置。 执行机构的共同特点是：所有汽门都有一套独立的油动机、隔离阀、逆止阀、滤油器等，各自执行独立的任务。

6、所有的油动机都是单侧进油结构，靠高压抗燃油的压力打开、靠弹簧压力关闭。此外，这种油动机还是一种安全型的机构，可在系统漏油等情况下，油动机自行关闭。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、中压调节汽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，即所有阀门执行机构均靠液压力开启阀门，弹簧力关闭阀门。 执行机构是一种组合阀门结构，高压汽门采用主汽联合调节阀，再热汽门也采用联合汽门结构。在油动机的油缸上设有一个控制块的接口。在这个

7、控制块上装有电液转换器隔离阀、快速卸载阀和逆止阀，并加上相应的附加组件，使油动机成为具有控制型和快关功能的组合阀门机构。 起机时首先通过挂闸电磁阀使危急遮断器滑阀复位，并通过ETS系统将AST电磁阀挂闸，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

8、遮断器滑阀和危急遮断器杠杆的工作介质为0.81.0MPa透平油。当转速达到109110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。 （二）电子控制器 DEH系统的电子控制器设计成一个混合式控制系统，包括数字系统和模拟系统。数字控制器经过模拟子系统来控制各个阀门位置执行元件。电子控制器由三部分组成： （1）模拟系统 （2）数

9、字系统 （3）选用功能 1、数字系统部分 包括中央数据处理机、输入-输出硬件和一组软件。 数字电液调节系统的应用程序必须完成以下三个基本步骤： （1）计算出给定值（或参考值）； （2）把该给定值与汽轮发电机组的反馈值进行比较（包括转速、功率以及调节级后蒸汽压力）； （3）计算出阀位给定值。 给定值的计算程序如图3所示。 调节汽阀升程指令程序如图4所示。 2、模拟子系统图3 给定值的计算程序图4 调节汽阀升程指令程序 二、北仑港电厂二、北仑港电厂2号机的号机的DEH系统系统 （一）概述 该系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。 汽轮机控制系统的任务是实现汽轮机的转速/负荷调节，是D

10、EH系统的最主要部分； 汽轮机安全系统的任务是实现汽轮机的保护跳闸功能以及保护试验、阀门试验等功能； 汽轮机监视系统的任务是实现对汽轮机转速、振动、轴向位移、蒸汽温度/压力、汽轮机金属温度等一些重要参数的测量、监视功能。 （二）控制系统 1.硬件结构 控制系统主要由上位控制器、基本控制器和阀门控制器三部分组成。如图10-29所示。 2.功能简介 （1）转速控制 （2）负荷控制 负荷控制有直接控制、负荷调节和CCS三种运行方式。 （3）机组调频功能 （4）高压缸限制 （5）中压缸限制 （6）倒缸 （7）应力计算 （8）汽轮机自启动 （9）快关保护 3.操作画面 4.用户软件 （三）安全系统 安全系统主要分两部分，即汽轮机跳闸回路和程序控制。 1.汽轮机跳闸回路 2.程序控制 （四）汽轮机监视系统 1.振动测量装置VDMS 2.MICROREC测量系统 （五）高压缸保护跳闸 （六）推力轴承保护人有了