DEH汽机数字电液控制系统

DEH汽机数字电液控制系统主要功能说明书2002-6-211调节系统功能限制保护功能试验系统功能辅助系统功能目录21

调节系统功能3升速控制同期并网DEH阀控方式功控方式压控方式CCS方式AGC控制滑压方式锅炉阀控一次调频紧急手动2

限制保护功能4超速限制阀位限制高负荷限制主汽压力低限制快卸负荷真空低限制超速保护打闸挂闸3

试验系统功能5超速保护试验阀门严密性试验注油试验阀门活动试验高压遮断模块试验4

辅助系统功能6自动判断热状态预暧阀门管理阀门整定阀门维修热应力计算仿真试验1

调节系统功能7汽轮机启动阶段，锅炉燃烧率维持不变。汽轮机所需的启动蒸汽压力由旁路系统控制，维持不变。蒸汽温度由锅炉喷水系统控制，维持不变。机组并网带负荷且旁路阀全关后，逐渐增加锅炉燃烧率，蒸汽升温、升压，滑参数加负荷。正常运行时，汽机维持蒸汽压力不变；锅炉喷水系统维持蒸汽温度不变；改变锅炉燃烧率、给水量以满足电网对发电机功率的要求。1.1

升速控制8根据机组热状态，可控制机组按经验曲线完成升

速率设置、暖机、过临界转速区，直到3000r/min定速操作员可通过修改目标转速、升速率或按保持按钮，

对升速过程进行控制。DEH由PID调节器自动控制转速。临界转速区为：1300~1500rpm，1800~2000rpm，2100~2500rpm，给定转速进入临界转速区内时，程序将自动修改升速率，使给定转速以大于或等于600rpm/m的速率冲过临界区。若目标转速错误地被设在临界区内，程序将自动修改目标转速为该临界区的下限值。1.1

升速控制暖机点、暖机时间、升速率见表：转速暖机时间（分）升速率（rpm/m）冷态温态热态极热态冷态温态热态极热态0~50010020040060050030303030500~12001002004006001200aa001200~20501002004006002050aa002050~29001002004006002900~30005050505091.1

升速控制10“a”注：给定转速到暖机点时，高压内缸内上壁温若小于160℃，则进行暖机，待高压内缸内上壁温大于160℃后，再暖机30分钟。给定转速到暖机点前，高压内缸内上壁温已大于

160℃或高压转子积分温度大于180℃，则不进行暖机。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。1.2

同期并网11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此频率和相位；改变发电机的励磁电流即可改变此电压；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。1.2

同期并网12自动同期：转速在3000±15rpm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“同期方式”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

60rpm/m的变化率变化。转速只能在2985~3015rpm内变化。1.2

同期并网13发电机与电网连接的状态叫并网，断开的状态叫脱网。脱网状态下，转速由汽轮机的进汽量确定，DEH为转速PID调节。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3000rpm左右，发电机功率由汽轮机的进汽量确定确定，DEH为阀控方式或功率

PID调节。为确保DEH的控制方式与发电机和电网连接的状态一致，系统中采用了三个并网信号、三个油开关跳闸信号，采用三取二逻辑。

DEH内部逻辑在两信号一致时状态反转，两信号矛盾时保持原状态不变。1.2

同期并网14并网带初负荷：发电机并网时，总阀位给定在原值上阶跃增加a值，并转为DEH阀控方式。在额定主汽压力下，a值为4%。电气做假并网试验前，必须向DEH送一个假并网试验信号，表示发电机与电网连接的隔离刀闸已断开。以避免油开关合闸时，转速突变。1.3

DEH阀控方式15lll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，若出现以

下情况，汽机调节阀由相应逻辑控制：快卸负荷动作主汽压力低限制动作真空低限制动作1.316DEH阀控方式lll高负荷限制动作阀位限制动作四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速率为

60%/min。1.4

功控方式17功控方式未投入时，目标功率、给定功率等于实际功率；汽机功控PID输出跟踪DEH总阀位给定；锅炉功控PID输出跟踪锅炉总燃料给定。在功控方式下，司机通过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。在热应力控制投入下，热应力计算程序给出建议负荷率。实际负荷率为操作员设定的负荷率与热应力计算程序给出的负荷率小选值。1.4

功控方式18在功控方式下，锅炉MCS系统来的强迫增、强迫减指令，可以1MW/min的变化率改变目标功率。可接受热应力控制系统或锅炉MCS系统来的禁止增、禁止减指令，限制功率给定的变化。负荷在5--210MW内、无限制动作，且三个压控方式（汽机、锅炉和旁路）其一投入后，方可投入负荷反馈。无压控方式投入时，则自动退出功控方式，以减少主汽压力波动。功率给定与实际功率的偏差大于±20MW时即退出功控方式。1.4

功控方式19有两种功控方式：汽机功控和锅炉功控。在燃料量能由DEH控制（燃料量自动）的情况下，方能投入锅炉功控方式。汽机功控PID与锅炉功控PID均使用上述目标功率生成的功率给定值，两功控方式不能同时投入。汽机功控PID改变汽轮机调节阀的开度，而锅炉功控PID改变锅炉燃烧率，从而控制机组负荷。在旁路系统压控PID投入，维持主汽压力稳定期间，可投入汽机功控方式或锅炉功控方式调节机组负荷。

在旁路系统退出压控或全关期间，建议投入汽机压控

方式维持主汽压力稳定，可投入锅炉功控方式调节机

组负荷。1.5

压控方式20在压控方式下，司机通过主控画面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。压力给定与实际压力的偏差大于±10%时即退出压控方式。主汽压力反馈投入条件：1.5

压控方式215MPa<主汽压力<16.5Mpa。整个系统中有三个主汽压力控制方式：汽机压控、锅炉压控、旁路压控。汽机压控PID改变汽轮机调节阀的开度、锅炉压控PID改变锅炉燃烧率而旁路压控PID改变旁路调节阀的开度，从而控制主蒸汽压力。在燃料量能由DEH控制（燃料量自动）的情况下，方能投入锅炉压控方式。汽机压控PID、锅炉压控PID和旁路压控PID均使用上述目标压力生成的压力给定值，三个压控方式不能同时投入。三个压控方式按优先级排序为：1.5

压控方式22旁路＞汽机＞锅炉优先级高的投入时，将迫使优先级低的退出；优先级高的已退出后，优先级低的方可投入。在旁路系统未全关期间，建议采用旁路压控PID维持主汽压力稳定。在旁路压控退出后，建议采用汽机压控PID维持主汽压力稳定。在旁路压控和汽机压控均退出后，建议采用锅炉压控PID维持主汽压力稳定。若三个压控方式均不能投入，则自动退出功控方式，采用阀控方式调节汽门及燃料量，尽量减小主汽压力波动。1.6

CCS方式23机炉总控制方式定义为：CCS自动方式：汽机压控投入，且锅炉功控投入；机跟炉方式：汽机压控投入，而锅炉功控退出；

低负荷方式：旁路压控投入，而锅炉功控退出；

炉跟机方式：锅炉压控投入；此方式不建议使用。1.6

CCS方式24在低负荷期间，由旁路系统维持主蒸汽、再热汽压力，锅炉手动调整燃料量，此时汽机可投入功控方式。旁路全关后，转为汽机压控方式控制主汽压力。锅炉可手动调整燃料量，也可投入锅炉功控进入CCS自动方式。在CCS自动方式下，点按“滑压投入”按钮，可进入自动滑参数升负荷状态。机组正常运行期间，在CCS自动方式下，点按

“AGC投入”按钮，可进入AGC控制方式。在AGC控制方式下，DEH按照中调的负荷指令自动调节机组负荷。1.6

CCS方式25在锅炉燃烧、给水等子系统均投入自动后，旁路系统全关期间，可进入机炉协调方式。在汽机压控投入时，只能投入机跟炉协调方式。在锅炉压控投入时，可投入机跟炉协调方式，也可投入炉跟机协调方式。在汽机压控、锅炉压控均未投入时，不能投入协调方式。由于锅炉为直流炉，其蓄能比汽包炉小得多，为尽量减小主汽压力波动，建议尽量采用机跟炉协调方式。1.7

AGC控制26在CCS方式下，才能投入AGC控制。在AGC方式下，中调来的给定信号直接付给目标功率，由锅炉功控PID回路调节锅炉蒸发量，由汽机压控PID回路维持主汽压力，以使发电机负荷满足中调的要求。1.8

滑压方式27在CCS方式下，才能投入滑压方式。在滑压方式下，DEH根据机组负荷的大小自动设置目标压力。随着机组负荷的增加，主汽压力自动逐渐增加。1.9

锅炉阀控28在燃料量能由DEH控制（燃料量自动）的情况下，锅炉压控方式和锅炉功控方式均未投入时，进入锅炉功控。在锅炉阀控方式下，操作员可通过软手操改变总燃料给定。在燃料量不在自动时，跟踪DCS来的实际燃料量。1.10

一次调频29机组在并网状态下，若机组转速偏离3000r/min，DEH将改变机组负荷，以减小转速偏差，即为一次调频。DEH在功控、阀控以及CCS自动

方式下具有一次调频功能。转速与3000rpm的偏差超过±30rpm时，退出压控、功控方式。不调频死区在0~30r/min内连续可调,初值为12r/min。不等率在3%~6%内连续可调，初值为4.5%。1.11

紧急手动30伺服单元在通讯中断或操作员按备用手操盘的手动按钮后，即转为紧急手动方式。伺服单元在紧急手动方式下，操作员通过备用手操盘的增、减按钮直接控制油动机。增、减速率为50%/min。操作时，应注意限制油动机行程变化率，并与锅炉燃烧量配合，避免主汽压力变化过大。2.1

超速限制31转速超过3090r/min时，关调门。当转速小于3060r/min时，控制恢复正常。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秒后控制恢复正常，将机组转速维持到3000r/min。超速限制动作时，退出压控、功控方式。2.2

阀位限制32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6%/min的速率减到此限制值。阀位限制动作时，退出压控、功控方式2.3

高负荷限制33实际负荷大于限制值时，高负荷限制动作。DEH根据高负荷限制值及锅炉磨煤机、送引风机、给水泵的运行数量限制目标功率。在汽机压控投入时，若高负荷限制动作，则使锅炉退出功控方式，同时要求锅炉减燃料量，直到实际负荷小于限制值，此间由汽机维持主汽压力。在汽机功控投入时，实际功率应小于高负荷限制值，若高负荷限制动作，则退出功控方式，且汽机总阀位给定以6%/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%，此间由锅

炉或旁路维持主汽压力。操作员可修改高负荷限制值。2.4

主汽压力低限制34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。主汽压力低于主汽压力限制值时，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6%/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：主汽压力>14.6Mpa，主汽压力>主汽压力限制值+0.35Mpa。主汽压力低限制功能可由操作员投入、退出。2.5

快卸负荷35锅炉系统主、辅机故障时，快卸负荷动作。在汽机压控投入时，若快卸负荷动作，则使锅炉退出功控方式，同时要求锅炉减燃料量指令，直到实际负荷小于下表对应的限制值，此间由汽机维持主汽压力。在汽机功控投入时，若快卸负荷动作，则使汽机退出功控方式投入汽机压控，以维持主汽压力。若快卸负荷动作时不能投入汽机压控，则汽机总阀位给定以下表对应的速率下降，直到实际负荷小于下表对应的限制值或汽机总阀位给定小于20%。2.5

快卸负荷快卸负荷速率及负荷下限值见表：快卸负荷功能可由操作员投入、退出快卸条件下降速率负荷下限值1一台磨跳闸15%/min140MW2一台给泵、风机跳闸25%/min100MW3两台磨跳闸30%/min80MW362.6

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。在功控投入时，若真空低限制动作，目标负荷

以20MW/min负荷率下降到下表对应值。在功控未投入时则退出汽机压控，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%。真空对应的负荷限制值见表：真空低限制功能可由操作员投入、退出真空（KPa）-78-74-71-69-67-65负荷限制（MW）20016011070300372.7

超速保护38llllll冗余液压超速鉴别滑阀，整定到3310rpm。4选2旋转阻尼油压开关，整定到3310rpm。3取2超速保护模块，整定到3300rpm（测点在盘车齿轮处）。TSI系统3取2超速保护，动作转速3300rpm。DEH3取2测速板硬件超速保护，动作转速3300rpm。做机械超速试验时，动作转速改为3320rpm。DEH软件组态3取2超速保护，动作转速3300rpm。做机械超速试验时，动作转速改为3320rpm。2.8

打闸39除超速保护打闸外，还有：※按手操盘打闸按钮※ETS打闸接点闭合※抗燃油压过低，<9.8MPa※两路220VDC同时失电※脱网状态下，测速通道全故障※脱网状态下，所有阀到紧急手动※所有阀整定时，转速大于100rpm※机械式就地打闸2.9

挂闸40DEH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。在机组已跳闸、所有进汽阀门全关、锅炉未进行水压试验及安全门试验、且无打闸信号的条件下，操作员按挂闸按钮后，一次安全电压建立，四个高压遮断电磁阀带电，高压安全油压建立，5秒后判断机组已挂闸，挂闸操作完成。若20秒内机组无已挂闸信号，则挂闸失败，一次安全电压消失。打闸开出或判断已跳闸时，一次安全电压消失，四个高压遮断电磁阀失电，机组保持已打闸状态，直到重新按下挂闸按钮。3.1

超速保护试验41用于检验各超速保护的动作转速。超速试

验钥匙开关在正常位置时，目标转速最大值为

3060rpm。作超速保护试验时，必须将超速试

验钥匙开关拨到电气或机械位，此时目标转速最大值为3320rpm，以便能提升机组转速。超

速试验钥匙开关拨到电气位时，若超速鉴别滑阀动作转速高于3300rpm，则可检查DEH超速保护动作转速（应将TSI系统的断开）。超速试

验钥匙开关拨到机械位时，DEH超速保护动作

转速自动改为3320r/min，作后备保护，可分别检查其余超速保护动作转速。3.1

超速保护试验42作1#超速鉴别滑阀超速试验时，2#复位电磁阀带电禁止2#超速鉴别滑阀动作；转速升高直到1#超速鉴别滑阀动作机组跳闸；待转速降到3060rpm时，使1#复位电磁阀带电，1#超速鉴别滑阀恢复正常位置，再使1#、2#复位电磁阀失电。另一个试验过程类似。3.2

阀门严密性试验43可分别进行调门、主汽门严密性试验，并记录转子惰走时间。转速从3000rpm降到

1000rpm以下，则表明阀门严密性合格。3.3

注油试验44可在线进行注油试验，活动超速鉴别滑阀。机组转速在2985r/min~3015r/min范围内，才能进行注油试验。作1#超速鉴别滑阀注油试验时，隔离电磁阀带电，确认隔离成功后，使1#注油电磁阀带电向1#超速鉴别滑阀注油，1#超速鉴别滑阀动作，超速安全油压降低，1#注油电磁阀失电，

5秒后1#复位电磁阀带电，1#超速鉴别滑阀恢复正常位置，再使1#复位电磁阀失电。另一个试验过程类似。机组正常运行期间，应定期作注油试验。3.4

阀门活动试验45可分别对MSV1、MSV2、RSV1、RSV2、ICV油动机进行试验。油动机活动范围从100%到85%。主汽门活动时，活动电磁阀带电，油动机行程降低到85%时，行程开关动作，使活动电磁阀失电，油动机行程恢复全开。调门活动时，阀位给定值以30%/min速率降低，直到油动机行程降到85%时，阀位给定值再恢复到正常值。阀位给定值最小只能降到

80%。3.5

高压遮断模块试验46可在线进行试验，用于检验高压遮断模块动作是否灵活。正常运行时，4个高压遮断电磁阀带电，高压遮断模块中点油压监视压力开关一个动作，另一个复位。试验1#电磁阀时（高压侧），1#电磁阀失电，两个压力开关均动作，试验成功

后1#电磁阀带电。其余电磁阀试验类似。4.1

自动判断热状态根据机组冲转前DEH挂闸运行时高压内缸内上壁温度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。温度T

热状态

升速率Ｔ＜1500Ｃ冷态100rpm/m1500Ｃ＜Ｔ＜3000Ｃ温态200

rpm/m3000Ｃ＜Ｔ＜4000Ｃ热态400

rpm/m4000Ｃ＜T极热态600

rpm/m474.2

预暖48准备冲转前，若高压内缸金属温度低于

1500Ｃ，应通过DCS顺控系统强开高排逆止门，使过热蒸汽由高旁、高排逆止门进入高压缸，

再从高压缸疏水回凝汽器，以便给高压缸预暖。机组冲转到1000rpm暖机时，取消强开高排逆止门信号。为防止高排温度过高，机组冲转时高压缸有3%冷却流量。4.3

阀门管理49阀门配汽方式有单阀、顺序阀两种，可兼顾热经济性及寿命损耗。负荷首次大于60MW后或热态、极热态启动，即可进行单阀、顺序阀转换，转换时间为10分钟。若主汽压力大于12Mpa，且总阀位给定小于1%时，即强迫转为顺序阀，以便转速控制稳定。4.3

阀门管理阀门修正函数：CV单

CV1、CV2

CV3CV4IVXYXYXYXYXY-20-20-20-20-20-20-20-20-20-200-200-200-200-200-200.100.104606200.1010510588100100100206060608610010010011010030901001001001004010011010050100504.4

阀门整定51阀门整定方式下