08DEH系统调试方案.docx

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08DEH系统调试方案

编号：

XCYL-TSFA-3RK-08

密级：

NEPRI

许昌禹龙发电有限责任公司

2×660MW超超临界燃煤机组

3#热控专业汽轮机电液调节系统调试方案

辽宁东科电力有限公司

2008年10月

目录

1系统概况及设备规范参数86

2调试前期准备工作88

3规程及标准的具体要求88

4DEH系统试验的目的及项目88

5试验的条件89

6试验程序89

7DEH系统的冷态试验和热态投运93

1系统概况及设备规范参数

许昌禹龙2×660MW发电工程汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司生产的CLN660-25.0/600/600型超超临界、一次中间再热、单轴、双背压、凝汽式汽轮机组，额定功率660MW，最大连续功率700MW。

其主要参数如下：

额定功率660MW

最大连续功率：

700.4MW

额定主汽门前压力25.0MPa（a）

额定主汽门前温度600℃

主蒸汽流量：

1764.65t/h

中压缸进汽/高压缸排汽压力：

4.1091/4.5656MPa.a

中压缸进汽/高压缸排汽温度：

600/337.1℃

中压缸进汽/高压缸排汽流量：

1457.66t/h

额定给水温度：

285.1℃

机组热耗：

7355.1kJ/kW.h

额定转速：

3000r/min

额定功率（TRL工况）：

660MW

最大功率（VWO工况）：

730.14MW

排汽压力：

4.4/5.4kPa.a

额定冷却水温：

20℃

主蒸汽最大进汽量：

2000t/h

给水回热级数：

共8级（3高+1除+4低）

低压末级叶片长度：

1029mm

给水回热级数：

共8级（3高+1除+4低）

配汽方式：

喷嘴配汽

汽轮机总内效率：

91.65%（THA工况）

发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的水氢氢冷却QFSN-660-2型汽轮发电机组。

其主要参数如下：

额定功率：

660MW

额定容量：

733MVA

额定电压：

20kV

额定电流：

19245A

额定转速：

3000r/min

功率因素：

COS=0.9

频率：

50HZ

最大连续出力：

700MW

额定氢压：

0.5MPa

漏氢量（保证值）：

≤10Nm3/24h

励磁方式：

自并励静止励磁

定子绕组接线方式：

YY

效率（保证值）：

≥98.95％

该控制系统采用日本日立公司最新开发成功的具有世界先进水平的H-5000M系统。

H-5000M系统采用的是当今世界上较为先进的分布式控制系统的先进技术，它是广泛应用于电力系统控制的分散控制系统。

本控制系统由分散处理单元（DPU）、I/O模件、数据通讯系统和人机接口以及各种控制软件、系统软件组成。

其控制软件采用面向用户的图形语言，控制系统先进可靠。

系统易于组态，易于是用、易于扩展。

DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。

机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令，采集汽轮机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。

许昌禹龙660MW汽轮机采用高中压联合方式启动，高压主汽门方式冲转，转速达到2900RPM时切换到高压调门控制升速、带负荷。

每台机组配有两个高压主汽门（TV）、四个高压调门（GV）、两个中压主汽门（RSV）和四个中压调门（IV）。

机组启动运行方式：

定－滑－定运行，高中压缸联合启动。

许昌禹龙660MW汽轮机是由TV控制冲转的。

默认启动方式为“高中压缸联会启动”。

汽机挂闸，中主门全开，DEH就进入冲转状态。

当转速达到2900RPM时，程序自动进入保持状态，表示进入TV/GV切换阶段。

运行人员发出TV/GV切换命令后，GV开始以0.4％/s的速率缓缓关闭；当GV已影响到汽机转速时，TV以1％/s开启。

当TV开度达到100％时，汽机转速由GV控制，TV/GV切换结束。

TV/GV切换过程中，汽机转速将保持在2900RPM附近。

切换结束后，GV控制汽机升速到3000RPM。

当DEH接收到同期指令时，实际转速在额定转速附近按照同期增减信号变化，直到并网为止。

发电机并网后，DEH在现有GV阀位参考值上加3％，这个开度对应于大约3％的初负荷。

负荷控制分为开环和闭环两种方式。

DEH具有阀门试验功能。

阀门试验分为阀门严密性试验和活动试验两部分。

机组跳闸时，关闭所有阀门。

DEH控制系统设有主蒸汽压力限制/保护、负荷限制、阀位限制、快卸负荷、汽机保护、一次调频等多种功能。

DEH控制系统设有CCS协调控制、ATC自启动、自动控制、手动控制等运行方式。

2调试前期准备工作

2.1收集设计图纸和设备资料。

主要包括：

DEH系统的接线图和设备布置图，DEH系统的逻辑图和组态图，DEH系统的硬件说明书，DEH系统的I/O清单，有关电液伺服机构的说明书

2.2参加新控制设备的技术培训，对新技术和设备进行调研

2.3参加DEH设备出厂调试

2.4到现场熟悉热控设备和热力系统

2.5准备调试用仪器设备。

3规程及标准的具体要求

3.1检查有关一次测量元件的一次校验记录

3.2配合安装单位进行电液阀门的远方操作试验

3.3在信号输入端送入模拟信号，对系统进行开环调试

3.4进行DEH系统分项静态试验及整套联动试验

3.5参加机组整套试运行

4DEH系统试验的目的及项目

4.1试验的目的：

4.1.1确保DEH系统接线正确，机柜和机柜之间，机柜和一次元件之间，符合设计接线和厂家接线原理图。

4.1.2确保DEH系统操作面板操作按钮和指示灯的正确性。

4.1.3确保DEH系统送到热工报警系统的信号指示的正确性。

4.1.4确保DEH系统的电液伺服机构动作迅速和平稳。

4.1.5实现DEH所设计功能。

4.1.6保证与DCS、ETS、TBC和TSI系统信号准确无误。

4.2试验的项目：

4.2.1硬件检查。

对所有引入DEH系统的电缆进行电缆接线正确性检查，进行绝缘电阻检查。

对DEH系统的输入/输出通道进行完好性检查。

4.2.2DEH组态软件检查。

对已经设计的用户最终控制策略进行正确性检查。

对不符合现场要求的控制策略应以书面的形式提交建设单位和设计单位进行审查。

4.2.3手动控制回路检查。

通过阀门控制卡在操作台直接控制各个调节阀和截止阀门。

4.2.4自动调节系统检查。

包括转速自动调节系统和负荷调节系统。

其中包括主汽门控制回路，高压调门控制回路和中压调门控制回路。

4.2.5阀门管理系统。

阀门管理系统包括单一阀门控制和顺序阀门两个部分，以不同的方式控制汽轮机的进汽量。

4.2.6阀门活动试验。

为了防止阀门卡涩，该系统设有阀门试验功能，即在带负荷运行状态下，对各阀门进行开关试验。

5试验的条件

5.1DEH系统的硬件设备安装完毕，操作员站安装完毕，工程师站安装完毕，控制设备具备通电条件

5.2就地一次测量元件安装完毕，接线完成。

5.3电液伺服机构安装完毕，接线完成。

5.4主控室内和电子设备间内照明良好。

现场整洁干净。

6试验程序

6.1电源电缆检查

检查DEH系统的所有供电电源接线的正确性。

即按照热工设计图纸（热工电源系统）对每一个接入DEH系统的工作电源的电缆进行检查。

电源取出位置应正确，电源接入位置正确，电缆两端有明显的标志和名称。

检查DEH系统所有供电电缆回路的绝缘电阻。

用500V兆欧表对电源电缆进行线芯对地和线芯之间的绝缘电阻测试。

其绝缘电阻值均应不小于1MΩ，潮湿地区应不小于0.5MΩ。

6.2机柜送电

首先将所有电源开关（包括机柜交流电源开关和机柜直流电源开关）置于“断开”位置，关断所有进入机柜的电源，检查电源进线接线端子上是否有误接线或者误操作引起的外界馈送电源电压。

确认所有机柜未通电。

确认机壳体已接地，用万用表的电阻档测试机壳与接地线之间的直流电阻应不大于0.5Ω。

在控制模件柜内，按厂家要求分别拔出主控制模件、通讯模件和I/O模件，以确保机柜通电时不会发生烧毁控制模件的事故。

在供电电源处，联系电气专业或相关人员投入总电源开关。

在控制机柜处，用万用表测试电源进线端子处的电压值，其电压值不应超过额定电压的±10%。

如果误差较大，则应通知对侧送电人员停电进行检查，合格后再送电。

投入各电源模件的电源开关，用万用表测试电源模件的输出直流电压，观察电源模件的状态指示灯。

指示灯状态应正确，输出电压值应在厂家说明书规定的范围内。

如果出现错误状态指示，应进行停电检查，处理完后再重新送电。

6.3控制模件送电

依次插入各个控制模件，观察其状态指示是否正确，或者用工程师站对控制模件的基本功能或性能进行测试。

对于冗余系统还应该进行主控制模件和备用控制模件的切换试验。

6.4其他模件的送电

依次插入各个通讯模件和I/O模件，观察其状态指示是否正确，或者用工程师站对控制模件的基本功能或性能进行测试。

6.5DEH系统I/O通道完好性检查

在断开外部信号电缆的前提下，用高精度信号发生器及高精度万用表对控制系统的输入和输出通道进行完好性检查。

6.5.1电压电流型模拟量输入通道检查

用模拟量信号发生器发出所需要的模拟量信号（如4-20mA，1-5V），在工程师站检查显示值（一般为工程单位值），记录下每一个通道的输入信号值和输出显示值。

每一个通道检查3点：

0%，50%，100%。

6.5.2热偶热阻模拟量输入通道检查

用热偶信号发生器或标准电阻箱发出所需要的模拟量信号，在工程师站上检查显示值（一般为工程单位值），记录下每一个通道的输入信号值和输出显示值。

每一个通道检查3点：

0%，50%，100%。

对于热偶信号要考虑冷端温度补偿因数。

6.5.3模拟量输出通道检查

在工程师站上设置模拟量输出信号（如果是阀门指令，则发0-100%指令，如果为参数传递，则可为温度或压力信号等，视具体情况而定），在模拟量输出通道的接线端子上，用标准电流电压表测试其输出值。

每一个模拟量输出通道做3点：

0%，50%，100%。

6.5.4开关量输入通道检查

对于无源接点信号，用短接线短接开关量输入信号，在工程师站上检查显示状态。

对于有源接点信号，用电压源在开关量输入通道上加入所需的电压信号（应该注意极性），在工程师站上检查显示状态。

6.5.5开关量输出通道检查

对于有源开关量输出，在工程师站上发出不同的指令信号，在输出通道的接线端子上，用电压表测试其输出状态的变化（有电压/没有电压）。

对于无源开关量输出，在工程师站上发出不同的指令信号，在输出通道的接线端子上，用通灯或万用表测试其状态的变化。

对于干接点输出，用通灯即可；对于固态继电器输出，则用万用表的欧姆档（放在10M档以上比较明显）进行测试。

6.6检查电缆接线

用通灯和万用表等工具对接入控制系统的所有电缆接线进行正确性检查。

对于热偶补偿导线推荐用万用表进行检查，对普通电缆接线推荐用通灯进行检查。

对于具有中间端子接线盒的热工测量信号电缆，应该分段检查。

必须按照设计院给出的设计热控接线图纸检查所有电缆接线。

6.7一次测量元件检查

检查与DEH系统有关的一次测量元件的一次校验纪录。

对于模拟量一次测量元件，应了解其量程和零点；对于开关量一次测量元件应了解其动作方向、动作值和回差。

把这些一次校验纪录数据与控制系统的逻辑图中相应的数据进行比较，将比较的结果进行纪录并会同有关专业讨论解决方案。

6.8DEH系统组态软件检查和参数修改

所有的控制策略均应符合设计和现场实际要求，但是由于设计变更或设备升级等方面的因素，使得原设计不符合现场新的要求；原设计没有错误，但是在具体组态图上存在错误，使得不能实现原设计意图。

针对以上可能出现的问题，必须按照设计图纸对控制逻辑进行检查。

6.9热工信号检查试验

检查由DEH系统产生的至热工信号装置和操作员站的报警信号是否正确。

可以采取两种检查方法：

其一，在就地一次设备上直接加相应的模拟信号，经控制系统处理后发送至热工信号装置或操作员站，然后在热工信号装置报警窗上或在操作员站上检查报警显示是否正确（报警位置、报警文字描述、报警等级和报警音响等）。

其二，用修改软件的方法在顺控系统内加模拟信号，然后在热工信号装置报警窗上或在操作员站上检查报警显示是否正确。

一般情况下应尽量采用第一种方法，因为这种方法可以使试验结果更接近真实。

第二种方法可以作为第一种方法的补充试验方法，以使得所有报警条信号都能够得到检查验证。

6.10电液伺服机构的检查

DEH控制系统的电液伺服机构包括挂闸电磁阀和高压主汽门、中压主汽门、高压调节阀门、中压调节阀门等。

6.10.1挂闸电磁阀和跳闸电磁阀的检查。

首先用直流电桥测试电磁阀的直流电阻值，其阻值应符合制造厂的要求。

其二，用兆欧表测试电磁阀线圈对地的绝缘电阻值，其值不应小于1MΩ。

对于直流220V线圈，必须用1000V兆欧表测试；对于其它电压等级的线圈，用500V兆欧表测试。

其三，给电磁阀送电，通过听、触摸和其它有效方法检查电磁阀的动作情况，阀芯应动作灵活可靠，介质通道畅通。

6.10.2高压主汽门、高压调节阀门、中压主汽阀门和中压调节阀的检查。

在就地接线箱处用电流信号发生器加4－20mA电流信号（不同的产品可能有不同的控制信号制，如0—20mA,0—200mA等等），对油压进行调整使阀门能够全开和全关，线形度好以及运行平稳匀速，无阀门卡涩现象。

6.11手动控制回路（远方操作）。

首先挂闸汽轮机，当机组不存在ETS跳闸条件，按下DEH操作画面“复位”按钮并保持数秒钟，复位电磁阀励磁，使汽轮机挂闸。

DEH操作画面“复位”指示亮，“跳闸”指示灭。

然后在操作画面分别操作各个调节门和主汽门，进行伺服机构远方操作试验，即按阀门增减按钮，使阀门作全行程的开关过程，检查盘上指示表的反馈值和实际阀门位置是否一致。

6.12自动调节系统。

6.12.1DEH转速控制系统。

当DEH处于转速控制状态时，他是一个转速闭环控制系统。

当机组小于额定转速的90%（2900转/分），是由主汽门来执行调节任务，调节阀门处于全开状态。

当机组转速升至额定转速的90%（2900转/分），DEH系统将切换到由调节阀门来控制转速，这时主汽门处于全开状态，DEH控制输出调节阀门开度的要求信号。

6.12.2DEH负荷控制系统。

此时的DEH系统是一个负荷闭环控制系统。

作为控制系统的反馈信号是电功率信号W和汽机调节级汽室压力信号P1。

两个控制回路都是比例积分（PI）控制作用。

6.13阀门管理系统。

汽轮机组高压调速阀调节方式有两种：

即单一的阀门控制和顺序阀门控制。

6.13.1单一的阀门控制方式（又称全弧度供汽方式）是指所有的调节阀门接受同一个阀门控制信号，同时开大或开小，来实现机组的转速或负荷控制。

6.13.2顺序阀门控制方式（又称部分弧度进汽方式）是随着机组负荷的改变逐个开启或关闭调节阀门。

在任何时候只有一个阀门处于半开启的调节状态，其它的调节阀门或处于全开状态，或处于全关状态。

6.14手动/自动并网功能。

手动并网是最基本的并网方式，汽机运行人员通过增/减转速定值来改变汽轮机转速；在自动并网方式下，转速的改变完全交给电气自动同期装置，电气同期装置向DEH控制系统发出请求自动并网信号，DEH系统向同期装置返回一个可以自动同期的信号。

应该检查这个应答信号的准确性。

6.15OPC功能。

一般OPC功能的设定值为103%额定转速，即当机组甩负荷时，转速上升到103%转速时，将调速汽门迅速关闭，应检查是否能在103%额定转速上，OPC能够动作。

6.16汽机主控功能。

在协调控制方式下，汽机主控主要是在考虑锅炉控制系统的调节特性的前提下满足机组的负荷变化要求，负责各种控制方式的切换，各种联锁保护功能的实现等。

6.17检查与DCS、ETS和TSI系统接口应信号准确无误。

7DEH系统的冷态试验和热态投运

7.1DEH系统的大部分功能试验不可能在汽轮机冲转时动态进行，必须在冷态进行。

鉴于这样的特殊性，借助汽轮机仿真仪可以进行该系统所有功能试验检查或仿真试验。

模拟不同状态下汽轮机的启、停操作，检验自动升速，改变升速率，自动带负荷，改变负荷变化率，手动操作和自动状态切换，滑压起动控制，单阀和顺序阀控制切换试验等。

RUNBACK快速减负荷试验，应力监视，手动和自动阀控制切换跟踪检查，控制回路自闭环试验及动态模拟试验。

通过模拟动态试验，以求得各调节器及其它元件的整定参数。

同时，可以检验汽轮机阀门的实际动作情况，结合汽轮机的保护试验，将该系统具备的功能进行全面试验检查，观察试验每一步的动作结果，不符合要求的地方应及时查找原因并加以解决。

实验时与汽机专业人员共同配合，保证试验结果可靠。

7.2热态投运

在机组起动时，运行人员可以根据提供的启动参数采用适当的升速率启动汽轮机。

汽轮机升速过程中，检查转速信号，监视汽轮机运行状态。

随着汽轮机在不同状态下的启动和启动次数的增加，全面检查DEH控制系统的各项功能，为机组协调控制系统的投入提供条件。

DEH系统的动态调试，在汽轮机正式启动前，应检查各电源系统是否正常，机组主保护系统是否投入运行，EH油系统是否正常运行，所有静态试验是否全部完成以及合格。

在汽轮机第一次启动过程中，应检查各个转速信号的指示是否一致，包括DEH系统用的冗于转速信号、TSI系统用的转速信号以及汽机保护系统用的转速信号，如果有异则应保持当前状态进行转速信号检查。

在进行超速试验过程中，应缓慢增加汽机转速，不应有阶跃性的跳动升速现象。

汽机升速的过程应是平稳的，如果发生有跳跃或振荡现象，应适当减小转速调节器的比例。

在汽轮机并网后，汽轮机调节级压力和发电机功率等信号，DEH系统应立即自动转为初始负荷控制，如果没有带上初始负荷，则应检查发电机并网信号是否有效。

随机组不同负荷运行，检查所有运行参数应准确无误。

待机组稳定运行投入协调控制系统。