汽輪機數字電液控制系統組成與常見故障處理

【本期內容，由上海春齊機械設備有限公司冠名播出】

DEH控制系統的組成

01

電氣部分 由一對冗餘的多功能處理器、各種通用I/O模件及DEH專用模件組成,這些硬體集中安裝在現場控制櫃和端子櫃中.

02

液壓部分 包括伺服執行機構、高壓遮斷模塊和高壓抗燃油油源站三部分.

DEH控制裝置

2.1系統結構

1.基本控制部分（BTC）

汽輪機在升速階段為轉速閉環控制。DEH依據升速指令將機組按一定的規律自動升速、摩擦檢查、過臨界轉速、暖機直到3000rpm等待併網。

機組在同期併網及帶初負荷後，改為閥位或負荷閉環控制。DEH依據閥位或負荷指令自動控制機組升降負荷以滿足電網的要求。

2.自動啟動部分（ATC）

通過測量汽輪機的進汽壓力、溫度、轉速、功率等參數計算出轉子表面和中心孔溫度，進而計算出轉子關鍵部位的熱應力值。依據熱應力大小和汽輪機軸系各運行參數對機組的啟動實施自動監控，並進行壽命管理。

3.超速保護部分（OPC）

具有快速反應的超速保護，包括：

103%超速預警

加速度控制

功率負荷不平衡控制

油開關跳閘控制

110%電超速停機

4.硬接線手操盤

專用硬手操盤安裝在操作台上，用預製電纜與現場控制站連接，作為自動控制系統的後備操作手段。一些重要的操作如：啟動、停機、超速試驗、手動/自動切換、調門緊急手動等均可在硬手操盤上用按鈕手動操作。此外，盤面上還設有調門行程指示表及各種狀態指示燈。

2.2控制迴路

2.1轉速控制迴路

轉速控制迴路包括轉速目標值給定，轉速變化率給定，升速曲線的生成及選擇，轉速測量及三取二邏輯，轉速調節器，轉速不等率設定，頻率同期的自動或手動控制等。本迴路承擔汽輪發電機組的轉速閉環控制。

2.2功率控制迴路

功率控制迴路包括目標功率值給定，功率變化率給定，一次調頻對功率給定的修正，不調頻死區設定，升負荷曲線的生成及選擇，負荷限制和快速減負荷，功率測量，功率調節器等。本迴路構成了汽輪發電機組的功率閉環控制。

2.3閥位控制迴路

閥位控制迴路包括調節閥開度值給定，閥位控制器。該迴路構成對調節閥開度的控制，維持閥位為定值，而不管負荷的變化。

2.4調節級控制迴路

調節級壓力控制迴路包括調節級壓力給定，調節級壓力測量，壓力調節器。該迴路構成對調節級壓力的控制，維持由調節級壓力所計算出來的閥門位置。

2.5閥門管理迴路

中壓缸啟動的閥轉換；閥門行程流量修正；單閥/順序閥切換邏輯；高、中壓調節閥開度比控制；閥門活動試驗

2.6 伺服閥放大與LVDT反饋迴路

伺服放大器與電液伺服閥、油動機、位移反饋（LVDT）構成一個電液隨動系統。伺服放大器除將輸入閥位信號放大後去控制電液伺服閥之外，還對LVDT進行調製、解調，變為油動機的位移反饋信號，完成對油動機位置的閉環控制。

2.3 控制系統主要功能

DEH的基本控制功能為汽輪發電機組的轉速控制和負荷控制。

在操作員自動方式下，DEH能對機組實施從沖轉、暖機、升速、同期併網、帶初負荷直至帶到目標負荷的全過程自動控制。

在協調控制方式下，DEH能接受協調控制系統的控制指令，完成機爐協調控制和電網負荷調度（AGC）。

3.1轉速控制

機組當前熱狀態對應的經驗升速曲線，自動實現將汽機從盤車轉速逐漸提升到額定轉速，並在升速過程中自動維持暖機轉速和迅速衝過臨界轉速。

運行人員可以通過操作鍵盤設定目標轉速和升速率。

具有與發電機自動同期裝置的介面，接受同期裝置的升/降頻率信號，自動調整機組的轉速，使汽機轉速與電網頻率同步。

3.2負荷控制

機組併網後，自動增加功率給定，使發電機帶上初負荷，避免出現逆功率。

根據運行人員設定為額定參數或滑參數啟動的條件，並按機組不同的熱狀態對應的升負荷曲線，自動升負荷至目標值。

運行人員可以通過操作鍵盤設定目標負荷和升負荷率。

運行人員可以根據電網的要求，設定機組參與一次調頻或不參與一次調頻，機組轉速不等率和不調頻死區值可以在運行中進行修改。

DEH具有功控、閥控、壓控三種方式，能適應機組不同運行工況下的控制要求。

3.3協調控制CCS方式

DEH留有與CCS的硬接線I/O介面(或通訊介面)，可以接受CCS主控器來的閥位給定信號，與協調控制系統配合完成機跟爐、爐跟機以及機爐協調控制等各種功能。

通過CCS主控器還可以接受電網負荷調度信號，實現AGC控制。

3.4緊急手動方式

DEH備有硬接線手操盤，當系統通訊出現故障時，自動轉為緊急手動狀態。運行人員可操作硬手操盤上的調門增減按鈕，直接通過伺服模件控制調門開度

3.5閥門管理

為兼顧機組的熱經濟性和壽命消耗，DEH具備閥門管理功能。運行人員可以根據需要,方便地選擇單閥方式或順序閥方式運行，兩種方式的相互切換是無擾的。在順序閥方式下，閥門之間的重疊度可以在零到某一定值範圍內調整。

3.6負荷限制

當機組運行工況或蒸汽參數出現異常時，為避免機組損壞，在DEH中設有各種情況下的負荷限制。

1)功率反饋限制——當實測功率與功率定值相差過大時，自動切除功率反饋迴路，變為開環控制方式，同時降低功率定值。

2)主汽壓力限制——當主汽壓力降低到規定值時，主汽壓力限制迴路投入，減小閥門開度指令。這時，閥門不再受負荷控制迴路的指令。

3)低真空限制——當凝汽器真空降低至規定值時，低真空限制迴路投入，控制閥門減負荷，負荷控制迴路退出工作。

4)最高和最低負荷限制——限制值由人工給定，並可根據需要隨時改變。

3.7快速減負荷控制RB

當機組需要快速減負荷時，DEH接受CCS來的減負荷信號，按不同的速率將負荷減到對應值。

3.8防超速控制OPC

機組甩負荷時，為了改善電力系統的動態穩定性和防止汽輪發電機組超速，DEH具有103%超速預警、加速度控制、功率負荷不平衡控制、油開關跳閘控制等功能。

3.9操作試驗功能

摩擦檢查；假併網試驗；超速試驗；閥門活動試驗；閥門嚴密性試驗；高壓遮斷模塊試驗

3.10狀態監視、報警、記錄

DEH通過系統網路通訊，可共享DCS數據，能方便地連續採集和處理所有與汽輪機有關的運行狀態信號。

顯示、報警：

包括工藝流程及參數顯示、成組顯示、棒狀圖顯示、趨勢顯示、報警顯示等。

製表記錄：

包括定期記錄、報警記錄、操作記錄、運行人員請求列印記錄等。

操作指導：

能在CRT上用圖形和文字顯示機組啟動、停機、事故工況下的操作指導。

3.控制系統的性能

轉速控制範圍40~3600r/min

轉速控制精度≯+1r/min

轉速不等率3~6%速續可調

遲緩率

負荷控制範圍0~115%

負荷控制精度

甩滿負荷最大升速

可用率≥99.9%

MTBF≥10000小時

液壓調節系統的常見故障及處理

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