哈汽330MW汽轮机DEH概述

DEH系统概述第一部分前言第二部分哈汽330MW汽轮机简介第三部分什么是DEH第四部分DEH功能介绍第五部分DEH启动方式介绍第六部分DEH保护限制介绍第七部分DEH试验部分目录前言

某电厂DEH工程项目的汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的330MW亚临界、单轴、双缸双排汽、中间再热可调抽凝式汽轮机，采用和利时公司开发设计的DEH控制系统。其中DEH（DigitalElectro-HydraulicControlSystem）热工部分采用和利时公司的S/M系列硬件产品，并配有MACS6.5.2控制系统软件，来共同完成机组运行的控制要求。DEH系统组成DEH功能1、转速控制：实现转速的大范围控制功能，从机组启动到3000r/min定转速，到110%超速试验，在并网之前为转速PID回路控制，其目标转速及升速率可在DEH画面设定。2、自动同期并网：DEH可接受自动准同期装置指令，自动控制机组转速到电网同步转速，完成并网操作3、功率控制：并网后可实现功率PID回路控制，其目标功率及负荷率可在DEH画面设定。4、阀位控制：并网后可实现阀位控制，操作员可通过设置目标阀位或点击阀位控制的增、减按钮来改变调门开度。5、压控方式：可设置目标压力和压变率，由PID调节器自动控制机前主汽压力。6、阀门管理：实现单阀、顺序阀转换。

7、CCS方式：DEH可接受负荷中心指令信号，实现CCS控制。8、一次调频：DEH根据频差变化，自动调整机组负荷，以维持电网频率稳定。9、限制保护功能：103％超速限制；阀位限制；高负荷限制；低负荷限制；主汽压力低限制；真空低限制；110%超速保护。10、阀门严密性试验：可分别对主汽门、调门进行严密性试验，并自动记录惰走时间。11、阀门活动试验：可对高中压、左右侧油动机分组进行全行程活动试验。12、运行参数监视：包括DEH控制参数及汽机本体参数等。几幅DEH系统画面DEH操作说明1自动判断热状态

汽轮机的启动过程，对汽机、转子是一个加热过程。为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应采用不同的启动曲线。

DEH在每次挂闸时，根据机组第一级金属温度T的大小，将机组划分为冷、温、热、极热四种热状态。在刚运行时，设置相应的初始升速率：2挂闸、运行挂闸就是使汽轮机保护系统处于警戒状态的过程。DEH根据三个高压遮断油压力开关的状态进行三取二后，判断机组已挂闸、已跳闸状态。挂闸的允许条件：

所有进汽阀全关汽机已跳闸且打闸指令取消单击“DEH电调主控”上“挂闸”按钮，在10秒内自动完成如下挂闸过程：。

DEH接收到挂闸指令后，继电器带电闭合，使复位电磁阀带电导通，一次安全油压建立，高压遮断安全油压建立，2秒后判断机组已挂闸，复位电磁阀失电，挂闸操作完成。若10秒内机组无已挂闸信号，则挂闸失败，一次安全油压消失，挂闸电磁阀失电。已挂闸后运行按钮灯亮前，所有控制状态未激活，伺服阀处于关门的方向，使主汽门、调门保持关闭状态。准备冲转时，按亮“运行”按钮，转速控制状态亮，可以设置目标转速和升速率，机组具备冲转条件。3.1启动方式启动前，选择机组启动方式。在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差，经PID(Proportional-Integral-DerivativeController)调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。在目标转速设定后，转速控制自动进行，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时，自动将升速率改为400r/min/min快速冲过去；若进入临界区前的升速率已大于400r/min/min，则升速率保持原值不变。

当升速到暖机点时，“暖机”按钮变红，汽机自动进行低速暖机，暖机时间根据热状态不同而不同，在“DEH电调主控”里点击“暖机时间设定”按钮，可弹出暖机时间设定窗口，进行暖机时间设定。

目标转速是期望达到的转速；给定转速是经速率处理后对机组的转速请求。3.2设置适当的升速率及目标转速输入适当的升速率及目标转速（一般设定为3000r/min）。在下列情况下，DEH会自动设置目标转速：发电机油开关刚断开时，目标为3000r/min自启动方式下，目标由ATC决定同期时，目标随同期增减信号变化（变化率60r/min/min）目标超过上限时，将其改为3060r/min、3100r/min（103％超速试验）或3360r/min（110％和机械超速试验）目标错误地设在临界区内，将其改为该临界转速区的下限值3.3冲转

目标转速设定后，给定转速开始以设定的升速率向目标转速靠近，机组开始冲转。设置升速率，取值范围在0~600rpm/min内。随着给定转速的增加，总阀位给定增加，油动机开启，机组转速增加。在ATC方式下，系统根据机组热应力及机组运行参数，可自动给出升速率和保持指令，以控制启动过程，升速率为0、50、100、150、200、250、300、350、400、450、500rpm/min，ATC升速率和操作员设定的升速率的小选值作为实际升速率。

操作员控制，在升速过程中，（1）单击“保持”按钮，“保持”灯亮，机组维持当前给定转速；若此转速落在临界转速区内，保持功能无效；（2）可随时修改目标转速和升速率;（3）当给定转速升至2950-3000rpm，升速率将自动改为100rpm/min，以便平稳将转速升至定速。临界转速区为（r/min）：1200-1800暖机点、暖机时间、升速率见表：转速暖机时间（分）升速率（冷态温态热态极热态冷态温态热态极热态0~600

10020030040060030303030

600~2100

1002003004002100aa00

注：给定转速到暖机点时，在热应力计算有效的情况下，若高压调节级处转子温度大于176℃，且中压第一级处转子温度大于153℃，则不进行暖机；在热应力计算无效的情况下，用预设的暖机时间：冷态200分钟、温态120分钟、热态30分钟、极热态10分钟。给定转速升至暖机转速时，给定转速自动等于暖机转速，使机组转速停在暖机点附近，进入暖机状态，对机组进行暖机。暖机时间到或点按“暖机”按钮，即可退出暖机状态，继续升速。3.4阀切换到达阀切换转速2950r/min后，在2950r/min等待阀切换。若操作员按“阀切换”按钮，开始进行主汽阀控到高压调节阀阀控切换。在ATC方式下，转速到达阀切换转速后，自动开始进行阀切换。阀切换完成后，自动升到目标转速3000r/min。3.5假并网试验给定转速等于目标转速3000r/min后，机组维持转速稳定。新机组或大修后首次启动，需进行各种电气试验。做假并网试验时，发电机隔离刀闸断开，DEH画面上假并网信号显示为红色，方可做假并网实验

。3.6同期并网发电机并网条件为：发电机侧与电网侧的三相电压波形一致，即频率、相位、电压、相序相同。改变汽轮发电机转速即可改变频率和相位；改变发电机的励磁电流即可改变电压；相序由发电机的接线确定。通常由电气的自动准同期装置检测发电机侧与电网侧的三相电压波形，判断同期条件是否满足，并分别向汽机控制系统DEH和发电机控制系统AVR发出增减指令，相应分别调整频率、相位和电压。满足并网条件时，自动准同期装置发出合闸指令，使发电机主油开关合闸。

DEH可与自动准同期装置配合，将机组转速调整到电网同步转速，以便迅速完成并网操作。并网时，自动使发电机带上初负荷。在ATC方式下，转速在3000±15r/min内，在热应力计算有效的情况下，若高压调节级处转子温度大于182℃，且中压第一级处转子温度大于190℃，发电机无报警，则向电气发出可以并网信号。自动同期：转速在3000±15r/min内，电气投入自动准同期装置时，向DEH发出自动同期请求信号，DEH操作员点按“同期”按钮，即可转为同期方式。在同期方式下，DEH接受自动准同期装置来的转速增减信号后，给定转速以60r/min/min的变化率变化，将机组带到同步转速。有下列情况之一，则退出自同期方式：

转速小于2985、大于3015r/min，

转速信号测量故障，并网汽机已跳闸。

发电机与电网连接的状态称为并网，断开的状态称为脱网。脱网状态下，转速由汽轮机转速调节系统控制的进汽量确定，DEH为转速PID调节。并网带初负荷：发电机并网时，总阀位给定根据主汽压力在原值上阶跃增加a值，并转为DEH阀控方式。在额定主汽压力下，a值为4%。并网状态下，转速由电网中总的发电量和用电量共同确定，一般平衡在3000r/min左右，发电机功率由汽轮机的进汽量确定。DEH控制方式阀位控制并网后，DEH自动由转速PID控制切换为DEH阀控方式，并使发电机带上初负荷，以避免出现逆功率。机组并网后，DEH功控、DEH压控未投入时，若无以下情况即转为DEH阀控方式：（1）CCS控制方式（2）主汽压力低限制动作（3）真空低限制动作（4）高负荷限制动作（5）低负荷限制动作（6）阀位限制动作（7）六个高调门伺服控制单元均为紧急手动方式

在DEH阀控方式下，司机通过电调主控画面可设置目标阀位和阀位变化率或按增、减按钮改变DEH总阀位给定值（单位为%），改变汽轮机调节阀的开度，从而调整机组负荷。按增、减按钮时，总阀位给定值以1%为单位相应变化。阀位变化率设置0-50%/min，默认10%/min。本方式具有一次调频功能，当发生小网或孤网运行时，只能采用阀控方式运行。功率控制功控方式未投入时，目标功率、给定功率等于实际功率；DEH功控PID输出跟踪DEH总阀位给定。在功控方式下，司机通过电调主控画面可设置目标功率和负荷率，由PID调节器自动控制机组负荷。目标功率可在额定功率的1.5%～105%之内设置，设置目标功率后，功率控制自动进行，负荷率可在0～10MW/min内设置。若无以下情况发生，可按“功控”按钮进入DEH功控方式：（1）主汽压力低限制动作（2）真空低限制动作（3）高负荷限制动作（4）低负荷限制动作（5）阀位限制动作（6）功率信号检测失败（7）负荷不在4.7～330MW内（8）功率给定与实际功率的偏差大于±30MW（9）CCS控制方式（10）六个高调门伺服控制单元均为紧急手动方式（11）快卸负荷动作（12）机组转速不在3000±15rpm内功控方式具有一次调频功能。只有当机组在大电网中并列运行时，才能采用功控方式；当发生小电网或孤网运行时，必须退出功控方式。压控方式压控方式未投入时，目标压力、给定压力等于实际压力；DEH压控PID输出跟踪DEH总阀位给定。

在压控方式下，司机通过电调主控画面可设置目标压控和压变率，由PID调节器自动控制机前压力。目标压可在1.5％～105％（0.25～17.54MPa）额定值之内设置，压变率可在额定主汽压力的0％～5％（0～0.84MPa/min）内设置。操作员可按亮“保持”按钮，停止升压力。若无以下情况发生，可按“压控”按钮进入DEH压控方式：（1）主汽压力低限制动作（2）真空低限制动作（3）高负荷限制动作（4）低负荷限制动作（5）阀位限制动作（6）压力信号检测失败（7）主汽压力不在低限值～110%额定值内（8）压力给定与实际压力的偏差大于额定值的±10%（9）CCS控制方式（10）六个高调门伺服控制单元均为紧急手动方式（11）机组转速不在3000±15rpm内

CCS方式DEH在收到CCS请求指令后，若无以下情况发生，可投入CCS方式：（1）主汽压力低限制动作（2）真空低限制动作（3）高负荷限制动作（4）低负荷限制动作（5）阀位限制动作（6）功率信号检测失败（7）压力信号检测失败（8）负荷不在4.5—315MW内（9）主汽压力不在低限值～110%额定值内（10）压力给定与实际压力的偏差大于额定值的±10%（11）协调阀位指令与总阀位指令的偏差大于±5%（12）六个高调门伺服控制单元均为紧急手动方式（13）机组转速不在3000±15rpm内在CCS方式下，自动将阀控、功控和压控回路切除，DEH的总阀位给定跟着CCS给定变。一次调频汽轮发电机组在并网运行时，为保证供电品质对电网频率的要求，应投入一次调频功能。将给定转速与实际转速的偏差，经过不等率处理后，生成一次调频给定。此一次调频给定可作用在功率给定上、或阀控给定上。转速与3000r/min的偏差超过±15r/min时，退出汽机压控方式、CCS方式和功控方式，转为阀控方式。不调频死区在0~30r/min内连续可调，初值为2r/min。不等率在3%~6%内连续可调，初值为5%，现设置为4.5%在小网或孤网运行期间，不得退出一次调频。画面上加入“一次调频投入”按钮，建议机组运行时投入！！单阀/顺序阀转换在启动过程中，为减少高压缸热应力，通常采用单阀控制方式启动；机组运行后，切换至顺序阀控制可提高机组效率。GV开度给定＝单阀系数×单阀给定＋（1－单阀系数）×顺序阀给定在单阀方式下，单阀系数为1。当操作员发出转到顺序阀方式的指令后，单阀系数花10分钟时间，由1变到0，最后保持为0，即为顺序阀方式。顺序阀开启顺序为:GV1,GV2；GV3；GV4。在负荷小于30%额定值时，一般采用单阀控制方式；在正常运行过程中，为减少高压调节阀的节流损失，通常采用顺序阀控制方式。中调门只有单阀方式，保证中压缸进汽部分温度均衡。当高调阀位超过33.3%时，中调门全开。（1）单阀切换为顺序阀在单阀控制方式下，单击DEH电调主控画面的“单/顺序阀切换”按钮，发出转换指令，切至顺序阀方式，切换时间约10分钟。切换为顺序阀的条件：

顺序阀允许（功率大于50%额定值、热态、极热态和主汽压力大于60%额定值条件成立之一）

在“未运行”或“已并网”状态下，按单阀顺序阀切换按钮

不在阀门活动试验状态

（2）顺序阀切换为单阀在顺序阀控制方式下，单击DEH电调主控画面的“单/顺序阀切换”按钮，发出转换指令，切至单阀方式，切换时间约10分钟；机组跳闸后，自动切为单阀状态。（3）为减少阀门转换过程中对负荷的扰动，通常投入功控回路，在此过程中，如果给定功率与实际功率偏差大于4%额定功率时，将保持当前阀切换系数，切换时间将延长。

无论单阀→顺序阀还是顺序阀→单阀，“DEH电调主控”画面的单阀/顺序阀状态指示灯会闪烁，直到转换结束。

在冲转过程中不允许单阀→顺序阀、顺序阀→单阀之间切换。DEH保护限制超速限制在油开关跳闸期间，当转速超过3090r/min时，快关调门。当转速小于3030r/min时，控制系统恢复到转速控制方式运行，调门开度受转速PID控制。在负荷大于10%期间，发生油开关跳闸时，控制系统切换到转速PID方式，目标给定等于3000r/min，调门立即关闭2秒后控制恢复到转速PID方式，将机组转速维持到3000r/min。下列情况发生，快关中压调节阀0.5秒，10秒后才能进行下一次（条件与）：中压缸排汽压力%－功率%>80功率小于额定值的20％总阀位大于60％快关IV投入阀位限制总阀位给定小于阀位限制值。当操作员改变阀位限制值后，总阀位给定以20%/min的速率减到此限制值。阀位限制值可在70％～110％之内设置。阀位限制动作时，退出汽机压控、功控方式。为防止阀位跳变，阀位限制值加有变化限制，变化率为100％/min。高负荷限制实际负荷大于限制值时，高负荷限制动作。若高负荷限制动作，则退出功控、压控、CCS方式，且汽机总阀位给定以20%/min的速率下降，直到实际负荷小于限制值或汽机总阀位给定小于20%。限制动作结束后DEH在阀控方式。操作员可在240～330MW范围内修改高负荷限制值。低负荷限制在机组并网后，转速在2985~3015r/min范围内，总阀位给定小于50%，功率信号检测正确并且低负荷限制投入情况下，若负荷低于低负荷限制值，低负荷限制动作。汽机总阀位给定以20%/min的速率增加，直到实际负荷大于限制值或汽机总阀位给定大于50%。操作员可按“低负荷限制投入”按钮投入退出此功能。操作员可在15～90MW范围内修改低负荷限制值。主汽压力低限制主汽压力限制功能投入时，将目标压力低限值由5MPa改为主汽压力限制值。当主汽压力低于主汽压力限制值,总阀位给定大于20%时，主汽压力低限制动作。若主汽压力低限制动作，则退出压控方式和功控方式，且汽机总阀位给定以20%/min的速率下降，直到实际主汽压力高于限制值或汽机总阀位给定小于20%。主汽压力限制功能投入条件：（1）主汽压力>90%（2）主汽压力>主汽压力低限制值

+0.35Mpa（3）主汽压力信号检测正常主汽压力低限制值可在0~16.7MPa范围内设置。主汽压力低限制功能可由操作员按“主汽压限制投入”按钮投入、退出。真空低限制当真空对应的负荷限制值小于实际负荷时，真空低限制动作。若真空低限制动作，则退出功控、压控方式，且总阀位给定以12%/min的速率下降，直到真空低限制动作消失或汽机总阀位给定小于20%。在功率和真空信号检测正常情况下，真空低限制功能可由操作员按“低真空限制投入”按钮投入、退出。超速保护（1）机械飞锤，整定到3300~3330r/min（2）TSI系统3取2超速保护，动作转速3300r/min（3）DEH3取2测速板硬件超速保护，动作转速3300r/min（4）DEH软件组态3取2超速保护，动作转速3300r/min试验时可修改（4）的动作值（如3060r/min），只验证逻辑回路。DEH试验在机组正常运行期间，可对高中压、左右侧油动机分组进行全行程活动试验，一般在180MW负荷左右进行。试验必须在单阀方式下进行。为了减少试验对负荷的扰动，在试验期间应投入功率反馈。试验的条件为：(1)按亮“试验允许”按钮；(2)在单阀方式下；(3)已并网状态；(4)功率未超限（主汽压力%>25%，主汽压力%<105%，负荷%>5%，负荷%<50%；(5)不在其他阀门活动试验状态。

全行程活动试验单击“TV1试验”按钮，按钮灯亮，完成如下过程：1）左侧高压调节阀油动机GV1、GV4以15%/min的速率逐渐关闭；2）3个左侧高压调节阀油动机全关后，左侧高压主汽门油动机关闭；3）当检测到左侧高压主汽门油动机全关，左侧高压主汽门油动机开启至全开；4）左侧高压主汽门油动机开启至全开后，2个左侧高压调节阀油动机以15%/min的速率逐渐开至与右侧阀位指令相同；5）检测到左侧高压主汽门油动机全关，当左侧高压主汽门油动机恢复全开2个左侧高压调节阀油动机开至与右侧阀位指令相同后，TV1试验成功灯亮，自动 退出“TV1试验”。或当进行600S后，试验仍未完成，TV1试验失败灯亮，自动退出“TV1试验”；5）使“试验允许”按钮灯灭，左侧高压主汽门活动试验结束。阀门严密性试验可分别进行调门、主汽门严密性试验，并记录转子惰走时间。试验结束时，所有调节阀快关2秒后，自动将转速重新带到3000r/min。阀门严密性试验必须在主汽门、调门阀切换完成后进行。阀门严密性试验的条件为：按亮“试验允许”按钮；发电机脱网；机组已运行；转速在大于2985r/min；主汽门、调门阀切换完成。（1）主汽门严密性试验试验步骤如下：单击“TV严试”按钮，按钮灯亮，完成如下过程：关闭TV1、TV2主汽门；转子惰走，记录惰走时间；当转速降到可接受转速时，停止惰走；使“试验允许”按钮灯灭，主汽门严密性试验结束。F试验完后应打闸重新冲转。（2）