汽轮机调节及保安系统.docx

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汽轮机调节及保安系统

汽轮机调节及保安系统

本机采用的是数字电-液调节系统（DEH）。

主要由数字式调节器、电液转换器、液压伺服机构、调节汽阀等组成。

本机的保安系统采用冗余保护。

除了传统的机械-液压式保安装置外，增加电调装置、仪表监测系统的电气保护。

保安系统主要由危机遮断器、危机遮断油门、实验控制阀、电磁阀、主汽门、TSI监测系统、电调节器超速保护等组成。

第一节DEH系统

1、DEH基本工作原理

汽轮机组DEH系统基本原理简述如下：

DEH系统设有转速控制回路、电功率控制回路、抽汽控制回路、主汽压控制回路、超速保护回路以及同期、调频限制、解藕运算、信号选择、判断等逻辑回路。

DEH系统通过DDV634电液转换器控制高压阀门，从而达到控制机组转速、功率及抽汽压力的目的

2、DEH基本功能

2.1汽机挂闸/开主汽门

当汽机保安系统动作后，保安油压消失汽机自动主汽门、调速汽门全部关闭，再次启动时，必须首先恢复保安油压。

当运行人员发出挂闸指令时，电磁阀带电接通危急遮断滑阀上腔排油，滑阀在压力油的作用下复位，然后电磁阀失电将接通危急遮断滑阀上腔排油关闭，完成挂闸操作。

挂闸后，具备了开启主汽门条件。

当运行人员发出开启主汽门指令后，通过电磁阀打开自动关闭器。

此时，汽机具备了冲转条件。

启动油泵启动后将保安装置挂闸，启动阀手轮关到底，保安油路接通。

接到开机信号后，缓慢旋转启动阀手轮，即可开启主汽门。

2.2摩检

机组启动前，尤其是大修后，经常需要进行磨擦检查。

为此，在DEH系统内设置有摩检功能，选择摩检后，DEH将机组自动升速至500r/min，然后关闭调速汽门，停止进汽，机组惰走，由运行人员进行听音，完成摩擦检查。

2.3升速控制

DEH根据运行人员给定的目标转速和升速率进行闭环控制，使机组达到目标转速。

完成冲转、暖机、过临界、3000r/min定速全部过程，运行人员可根据实际情况，通过保持命令使机组进入转速保持。

DEH按照运行人员根据经验自行判断机组的温度状态，然后通过操作员站设定目标转速和升速率。

当运行人员设定的目标转速接近临界转速区时，DEH程序将自动跳过临界区，即运行人员无法将目标转速设定在临界区内。

手动升速时低速和中速暖机点及暖机时间由运行人员决定。

2.4超速保护/超速试验

DEH中设计了三道防止机组超速的措施，即103％超速（OPC）、110％电气超速跳闸（AST）和112％机械超速跳闸。

103％超速保护是指汽机任何情况下转速超过3090r/min时OPC电磁阀动作，所有调门立刻关闭，保持数秒或转速降低到3000r/min后重新打开。

103％超速保护动作只关调门。

110％AST超速跳闸是指转速超过3300r/min时，AST电磁阀动作，主汽门、调门关闭，汽机跳闸。

112％机械超速跳闸是指转速超过3360r/min时，机械撞击子在离心力的作用下飞出，使保安系统动作，关闭主汽门、调门，汽机跳闸。

110％电气超速试验是检验AST电磁阀；112％机械超速试验是检验撞击子的工作情况。

这两种超速试验均通过运行人员在DEH操作站上发出指令来实现，它们相互闭锁，相互屏蔽，即在做一种超速试验时，其它两种被自动禁止。

超速试验过程中如果出现意外情况，运行人员可以随时中断试验，转速重新恢复3000r/min,值得注意的是，如果将机械超速跳闸转速（112%）设置在AST超速跳闸转速（110％）之前那么电气超速试验将无法进行。

2.5同期与并网

当机组完成启动升速后，达到同步转速范围（2970～3030r/min）即可进行同期操作。

由运行人员选择“手动同期”或“自动同期”。

2.5.1手动同期

在手动同期方式下，DEH接受运行人员的转速“增”、“减”命令调整机组转速直到并网。

2.5.2自动同期

在自同期方式下，DEH接受自动准同期装置发出的转速“增”、“减”信号并根据此调整机组转速到并网。

2.6初负荷及负荷限制功能

机组并网后，DEH立即自动使机组带上初负荷以防止逆功率运行，初负荷值一般为3～5%额定负荷，用户可根据需要进行调整。

运行中可以限制汽轮机的功率不超过某一值，限制由人工设定。

2.7瞬间甩负荷快控

当由于电力系统的故障导致瞬间发电机与电网解列或大幅甩负荷，DEH系统能立即快速关闭调节门并延迟一段时间后，再自动快速将调节门重新开启，以保证自动重新并网时不致造成电力系统振荡。

2.8负荷控制

该控制回路是DEH的核心控制回路，并网以后，由运行人员设定的负荷变化率与负荷目标值自动控制机组负荷的增加或减少，也可以手动。

该回路可与其它回路进行无扰切换。

2.9一次调频限制

由于电网运行的需要，DEH应具备一次调频功能，即要满足一定的功频特性，但又不希望机组参与调频运行，为此，在DEH中设有调频限制逻辑。

当系统运行于功率闭环时，运行人员只需要进行“一次调频”投/退操作，即可决定机组是否参加一次调频运行。

2.10阀位控制

这是DEH中最简单的工作方式。

运行人员通过负荷“增”、“减”操作来改变调速汽门的开，从而达到调整机组负荷的目的。

它赋予运行人员最大限的权力与灵活性，同时它又是各闭环控制回路的后备，当这些回路出现故障（如测量信号失效、操作员站故障）时，DEH自动切换到手动阀位控制方式。

2.11快速减负荷功能（RUNBACK）

当锅炉出现事故工况时，如送／引风机故障或MFT动作，锅炉控制系统以开关量信号形式发出指令，DEH自动以事先设定好的速率快速降低汽机负荷。

2.12CCS控制（单元机组采用）

DEH系统可接受CCS系统的指令，调整功率，从而实现机炉协调控制。

机炉协调控制期间出现快减负荷时，DEH将退出协调运行，并自动选择阀位控制方式。

2.13后备手操

DEH系统具有必要的后备手操手段，以便计算机故障时，运行人员可以通过后备手段控制机组运行和停机。

2.14通讯

在DEH中，可根据用户要求，选配RS-232、422、485串行通讯接口。

用以实现与DCS、等其它系统的数据交换，以便实现事故追忆、报表打印、生产管理等功能。

2.15完善的自诊断功能

由于采用智能模件，DEH具有较完善的硬件、软件自诊断功能，可检测出模板级、通道级的故障点。

2.16模拟试验功能

DEH系统可与仿真机配合，模拟机组全部启动过程，以便在启动前及调试时对系统的功能及逻辑检验。

2.17操作员站画面显示

对汽轮机全貌、阀位、趋势以及重要参数等显示在CRT画面上，为运行人员提供参考数据资料并可打印报表。

3、DEH技术指标

3.1转速控制：

范围：

0～3390r/min，

3.2负荷控制：

范围：

0～105%，

3.3转速不等率：

3～6%连续可调。

3.4系统迟缓率：

≤0.25%。

3.5机组甩全负荷时，转速超调量：

≤7%

3.6系统控制运算周期：

<50ms。

3.7DEH系统无故障运行时间>8000h。

3.8电控装置＞20000h。

3.9系统可用率>99.9%。

4、DEH系统操作说明

4.1DEH装置投入前的准备工作：

4.1.1装置通电预热两个小时，检查各DPU及I/O卡件工作是否正常,监测各测点模拟量数值是否正常,开关量状态是否正常。

4.1.2检查操作员站工作是否正常,包括通讯、点状态等。

4.1.3调速油泵压力油达到2.0MPa，油温38-420C之间。

4.2启动前状态检查及操作

4.2.1操作员站上各指示灯的状态是否正确。

4.2.2主汽门关指示灯亮。

4.2.3高调门指示表状态应为零。

4.3开机

4.3.1挂闸、开主汽门

顺时针手摇启动阀至全关，挂闸，逆时针手摇启动阀至全开，开主汽门。

4.3.2摩检

确认机组启动的各项条件具备后，按下摩检按钮，摩检投入灯亮，同时机组开始以100r/min的升速率升速，到达500r/min时自动关闭高压调速汽门，转子惰走，此时摩检在进行中指示灯亮运行人员即可听音检查。

检查正常后，可以重新启机升速。

静态打闸实验：

按下控制方式按钮，点击手动设定高调门按钮，设定高调门开100%,手打解脱滑阀或停机按钮，检查高、低压调抽汽逆止门关闭。

然后重新挂闸。

4.3.3升速操作

当运行人员在控制方式下选择了“自动”，自动方式要求运行人员使用目标设定按钮，在弹出的小窗口上设定出想要的升速目标值，用转速变化率设定所弹出的小窗口设定升速率，（根据缸温情况）然后选择“进行”，机组就按目标转速及升速率进行升速。

升速过程中，如果需要机组保持转速，选择小窗口中的“保持”按钮，机组就在当前转速下维持运行。

如果要继续升速而不保持，选择小窗口中的“进行”按钮，机组可以按原定的目标转速继续升速。

如果机组在过临界,选择转速“保持”则无效。

4.3.4超速试验

超速试验包括:

OPC超速试验、电超速试验（AST）、机械超速试验。

在准备做超速试验时，后备手操盘上的OPC钥匙开关打到OPC试验位，所有的超速试验就可以进行了。

在操作员站上主画面（DEH控制）进行选择，在OPC试验所弹出的小窗口中，选择“103%超速保护试验”，将升速目标值设定到3100r/min、升速率设定到150r/min、机组升速至3090r/min时，OPC电磁阀动作，再将转速目标值设定为3000转,选择“进行”，恢复原运行状态。

做电超速试验时，选择电超速试验所弹出的小窗口中的“电超速试验”，将升速的目标值设定至3310r/min、升速率设定为150r/min/min、机组升速至3300r/min时，DEH发出停机信号到ETS，AST电磁阀动作。

做机械超速试验时，则选择机械超速试验所弹出小窗口中的“机械超速试验”，机组继续升速，DEH系统将OPC、DEH电超速信号自动隔离开，升速的目标值设定到3360r/min、升速率为150r/min、机组自动升速至3360r/min，危急保安器动作。

机组如果至3360r/min撞击子还未飞出，为安全起见，电超速将起作用，将机组跳闸。

到3360r/min而未跳闸时，必须立即手动打闸停机。

注意：

以上所有试验在作完后，一定要将其相应的试验窗口关闭，恢复原运行方式。

4.3.5同期操作

机组转速达到3000r/min定速后，可在同期所弹出的小窗口中选择自动同期或手动同期。

4.3.5.1自动同期

当自动准同期装置准备同期时，它将发出自动同期投入信号给DEH系统，这时运行人员可以选择自动同期中的投入，这时DEH接受自动准同期装置发出的增减转速脉冲信号，控制机组转速达到同步转速。

4.3.5.2手动同期

选择手动同期中的投入之后，再操作同期窗口中的手动同期升或手动同期降按钮来改变机组转速，达到同步转速。

4.3.6并网操作

机组达到同步转速后，电气操作并网，此时DEH控制机组自动落入阀位控制，阀门会自动升高一定值，DEH控制机组自动带上初负荷，以防止逆功率运行

4.3.6.1阀位控制

并网后机组的控制方式自动落入阀位控制。

运行人员通过目标设定所弹出的小窗口设定阀位目标值，从而达到调整机组负荷的目的。

它赋予运行人员最大限的权力与灵活性，同时它又是各闭环控制回路的后备，是其他控制回路切除时默认的控制方式。

当这些回路出现故障（如测量信号失效）时，DEH自动切换到阀位控制方式。

4.3.6.2

选择功率回路，（需在3MW负荷以上时方可切换）在弹出的窗口中选择投入,功率回路“投入”显示出来，阀位控制显示“切除”。

根据实际运行情况，设定出目标负荷，并选择适当的负荷变化率，选择运行，（在运行过程中也可根据实际情况重新设定负荷变化率）于是DEH通过控制高调门开，按照给定的负荷变化率和给定的目标负荷控制机组达到预定的目标负荷。

运行人员可按上述操作将负荷升至需要值。

4.3.7调门严密性试验及校验

4.3.7.1调门严密性试