DEH控制系统调试措施.docx

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DEH控制系统调试措施

DEH控制系统调试措施

1

硬件组成介绍

、、、、、、。

2

系统功能结构介绍

、、、、、、，电液接口采用DDV阀（633型）。

DEH采集机组转速、功率、抽汽压力等信号，并进行比较、鉴别、计算，按启动、运行要求控制高、低压油动机的开度，使机组转速、功率或抽汽压力满足要求，同时在转速过高等条件出现时输出遮断汽机指令。

2.1汽机的三种运行工况（抽汽机组）

汽轮机有如下五种运行工况：

&φραχ34;纯冷凝工况

&φραχ34;正常供热供电工况

&φραχ34;以热定电工况65295179

纯冷凝工况是指供热未投入的工况，此时低压油动机始终处于全开位置，最大供电功率为___MW。

正常供热供电工况是指供热已投入并且依靠调整高、低压油动机的开度能够同时满足供电与供热要求的工况。

以热定电工况为低压旋转隔板已关至最小，而高压调门尚未全开，通过高压调门的开大或关小进一步调节热负荷，此工况以满足热负荷为目标，对电功率没有要求。

2.2DEH的主要控制方式

2.2.1CCS协调控制

启动结束后，DEH接到CCS的请求，运行人员可按下“CCS”按钮（在操作员站上），在DEH允许的前提下，即可投入CCS控制，同时向CCS发出“CCS投入”信号。

此时，DEH自动切除功率控制和主汽压力控制回路，按CCS给定的指令信号控制高压油动机行程（牵连调节投入后还将同时控制低压油动机行程），同时将控制信号反馈给CCS。

2.2.2自动控制

这是投CCS协调控制之前的最常用的运行方式。

这种运行方式又对应如下几种运行状态：

功率控制、主汽压力控制等。

关于这几种控制方式的详细说明，请参见后面相关章节。

2.2.3手动控制

“手动”是和“自动”相对的一种运行方式，在此方式下，司机通过操作员站上“电调主控”画面下“阀控”（手动控制）下的“手动增”或“手动减”按钮增、减高压油动机行程。

在“阀控”方式下，系统处于开环控制状态，所有“自动控制”方式下的功能均不能投入。

2.2.4供热控制

当机组负荷大于50%（可适当修改）额定负荷时，允许投入供热。

但供热实际投入与否由运行人员操作决定。

在供热投入的情况下，有如下几种选择：

2.4.1调压自动与调压手动

在调压手动方式下，运行人员通过“低调阀控”中的“手动减”或“手动增”按钮关小或开大低压油动机，以调整机组的热负荷。

在此方式下，DEH对抽汽压力不进行自动调节。

在调压自动方式下，DEH对抽汽压力进行自动调节。

运行人员通过设置目标抽汽压力和抽汽压力变化率后由DEH计算产生给定抽汽压力，DEH将给定抽汽压力与实际抽汽压力进行比较，按调压不等率开大或关小低压油动机，对抽汽压力进行自动调节。

2.4.2牵连调节（也称为解耦调节）与分别调节

在牵连调节方式下，高压油动机的动作将同时引起低压油动机的动作，低压油动机的动作也将同时引起高压油动机的动作。

当电负荷改变时，高、低压油动机的动作方向相同；当热负荷改变时，高、低压油动机的动作方向相反。

通过设置合适的解耦系数，可以实现高、低压油动机按一定比例同时动作，从而满足热负荷改变时电负荷基本不变或电负荷改变时热负荷基本不变的要求。

在分别调节方式下，高、低压油动机只接受本调节器的输出指令，即高、低油动机分别动作。

在此方式下，热负荷的改变对功率调节器来说是一个扰动，对于这种扰动，依靠功率调节器的调节作用加以消除；电负荷的改变对于调压器来说也是一个扰动，对于这种扰动，依靠调压器的调节作用加以消除。

在分别调节方式下，运行人员可以灵活选择当前是以满足电负荷为主还是以满足热负荷为主。

如果当前要求首先满足供电负荷，那么可以投入功率控制，而供热部分采用手动调节，则DEH以保证电功率为主，供热负荷的变化由热网吸纳；如果当前首先要满足供热负荷，那么可以投入调压自动，而供电部分功率控制回路切除，以阀位控制方式运行，则DEH以保证热负荷为主，电负荷的变化由电网承担。

2.3超速控制

DEH具有超速控制功能。

当发电机甩负荷以后，汽轮机转速将很快飞升，正常的转速调节回路很难将转速控制在保护系统动作转速以下。

因此，甩负荷后，DEH接收主开关跳闸信号，通过硬件与软件两个回路进行甩负荷逻辑处理，输出信号到高、低压油动机的超速限制电磁阀快速关闭高、低压油动机，以抑制机组转速的最大动态飞升，经过0.5S左右各电磁阀复位，由正常转速回路进行调节（当负荷小于10％额定负荷时，主开关跳闸后不需要快关调门）。

除此之外，DEH还设有103％超速预警控制，即当汽轮机转速超过103％额定转速（3090r/min）时，DEH发出指令到高、低压油动机的超速限制电磁阀，快速关闭高、低压油动机，当转速低于101％额定转速时，各电磁阀复位，转入正常转速回路调节。

上述两种动作合称为OPC动作。

甩负荷后，DEH自动将目标转速置为3000r/min，因此，即使电磁阀已失电复位，高压油动机也不会自动开启，而是仍然维持关闭状态，只有当转速低于3000r/min时，依靠转速调节器的调节作用才会开启高压油动机。

低压油动机的阀位指令为高压油动机的3倍，因此开启量领先于高压油动机。

在此之后，如果OPC又动作，则上述过程重复发生。

2.4超速保护

DEH具有软件和硬件超速保护功能。

当机组转速超过110％额定转速时，DEH发出停机信号，直接作用到4个AST电磁阀、2个主汽门遮断电磁阀及高、低压油动机的超速限制电磁阀，关闭高压主汽阀、高压调节阀和低压旋转隔板，切断机组进汽，实现停机。

同时可将遮断指令送至ETS，供ETS作首出记录。

当作机械超速试验时，DEH将110％超速保护值自动调高到113％额定转速。

2.5液压系统工作原理

液压系统的具体结构及工作原理见液压部分文件，本处只对其作简单说明。

液压系统用一个挂闸电磁阀实现对安全装置滑阀的挂闸，用两个电磁阀实现对高压主汽阀的开关控制。

高、低压油动机各设一个卸载阀，卸载阀有两个方面的作用，一是受安全油压的控制，当安全油压泄去以后，引起卸载阀动作，泄去脉动油压，使高、低压油动机快速关闭，实现停机。

另一方面，接受DEH输出的OPC动作信号或停机信号，使卸载阀动作，泄去脉动油压，使高、低压油动机快速关闭，以遏止机组转速飞升或实现停机。

系统靠LVDT实现电气反馈。

用DDV阀实现对脉动油压的控制。

2.6试验

2.6.1阀门严密性试验

阀门严密性试验分主汽门严密性试验、高压调门严密性试验和旋转隔板严密性试验。

作主汽门严密性试验时，确认试验条件满足，点击试验按钮，主汽门遮断电磁阀带电，关闭高压主汽门，高压调门维持原开度不变，汽机转速开始惰走。

主汽门关闭瞬间，DEH根据当前主汽压力计算出汽机惰走应达到的转速，并计算转速由3000r/min惰走到此转速所经过的时间。

主汽门严密性试验结束以后，DEH将自动遮断汽轮机。

作高压调门严密性试验时，主汽门保持全开，高压油动机靠电磁阀带电及转速调节器输出置零关闭，高调门关闭以后，汽机转速开始惰走。

高压油动机关闭瞬间，DEH根据当前主汽压力计算出汽机惰走应达到的转速，并计算转速由3000r/min惰走到此转速所经过的时间。

作低压旋转隔板严密性试验时，由运行人员在操作员站上给出低压油动机的全程关闭时间，DEH按这个给定的时间慢慢关闭低压油动机，低压油动机关闭过程中，抽汽室压力应升高，当抽汽室压力达到规定的值（0.02MPa）时，认为试验通过，结束试验，低压油动机按给定的速率重新开启至全开。

（该功能为可选项）

2.6.2旋转隔板活动试验（该功能为可选项）

当低压油动机处于全开位置、供热未投入时，允许进行旋转隔板严密性试验。

试验时，DEH输出指令，使低压油动机向下关闭10mm左右。

2.6.3超速试验

DEH具有提升转速进行机械、电气超速试验的功能，并可自动记录最高转速及遮断转速。

作机械超速试验时，撞击子的隔离及确认由运行人员操作就地装置完成，DEH仅起提升转速的作用。

在作此试验时，DEH自动将电气超速保护值提高到113％额定转速。

电气超速保护的动作值为110％额定转速（3300r/min）。

当汽轮机转速到达此设定值时，DEH软件输出遮断汽机指令，关闭高压主汽阀及高、低压油动机，实现停机。

2.7汽轮机的遮断

当出现下列情况之一时，DEH产生遮断指令遮断汽轮机：

&φραχ34;汽轮机转速超过3300r/min（作机械超速试验时超过3360r/min）。

&φραχ34;并网前转速信号故障。

&φραχ34;静态阀门校验时，转速超过100r/min。

&φραχ34;接收到ETS的遮断信号。

&φραχ34;高压油动机行程信号断线。

&φραχ34;高压油动机伺服板故障。

&φραχ34;低压油动机伺服板故障。

&φραχ34;接收到手打停机信号。

&φραχ34;结束主汽门严密性试验时。

对上述所有遮断，DEH有首出记录（选作项）。

此外，在下述任一条件出现时，产生“DEH故障”信号，通过ETS遮断汽轮机：

&φραχ34;现场站冗余配置的一对控制器均故障。

&φραχ34;DEH内的220VDC电源失电。

&φραχ34;DEH内的24VDC电源失电。

3调试步骤和内容

3.1步骤

●

前期准备工作

●

硬件检查及机柜电源检查

●

软件下载

●

联机调试

●

系统试验投运

3.2硬件检查及机柜电源检查

3.2.1

外观检查

●

检查控制系统控制盘是否有运输造成的机械损伤

●

检查控制室环境是否符合控制设备的要求

●

按照机柜布置图检查机柜内设备是否齐全,控制器状态及I/O模件位置是否正确

3.2.2

电源检查

●

协助DCS设备供货方电源检查及机柜上电工作

●

上电前首先检查电源对地的绝缘,安全地和信号地均须符合有关技术要求

●

拔出所有模件,检查电源装置的接线是否正确

●

机柜上电,检查电源装置工作稳定、输出电压正常。

各柜内冷却风扇正常运转,机柜无异味及其他异常现象。

●

对电源系统进行冗余功能试验

●

将拔下的模件复位

●

检查DEH侧各种电源是否正常

3.2.3软件下载

确认系统已安全可靠运行后,通过工程师站进行软件下载

●

检查工程师站完好、电缆连接正确

●

将软件全部下载，控制器置运行方式，检查控制器是否正常工作

3.3调试工作内容

3.3.1输入、输出信号回路测试

●

逐点检查信号的输入、输出的正确性，保证输入、输出模件无短路、接地现象

●

检查有关设备反馈的状态信号指示是否正确（例如阀门的开关状态反馈等应与现场情况一致），发现异常，查明原因及时消除，如纠正端子单元接线错误、电缆错误和接触不良的缺陷等。

●

检查有关设备在故障时报警信号指示

3.3.2设备单体调试

●

通过操作员站操作所有的设备，确认每个设备都能单独远方操作，状态信号反馈正确，报警准确。

记录阀门打开、关闭时间。

在试验过程中尽量采用了现场信号，对部分工艺条件无法满足的信号，进行适当的模拟。

●

通过操作员站操作，使各个系统能自动地按照预定的顺序进行启、停，运行的允许条件和联锁条件完全符合设计要求

3.3.3整组启动调试

●

通过操作员站单独地远方操作各个设备，整定驱动级组态中各功能码参数，使各个设备都能正确启、停显示报警正常

●

通过操作员站操作各个系统，整定功能组级组态中各功能码参数，使整个系统能自动地按照预定的程序，单独或顺序的进行启、停，显示报警和联锁、保护等功能正常工作。

3.3.4液压系统的静态试验见试验规程

4功能组调试

4.1

自动挂闸

挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。

用一个挂闸电磁阀实现对危急遮断器的复位。

挂闸允许条件：

&φραχ34;汽轮机已跳闸

&φραχ34;所有进汽阀全关

当满足上述条件后，在操作员站“电调主控”画面上按下“挂闸”按钮，DEH进行挂闸操作。

DEH接收到挂闸指令后，使挂闸电磁阀带电，泄去危急遮断器滑阀上腔室压力油，使危急遮断器滑阀挂闸，使其中的危急遮断滑阀到达上止点，危急遮断滑阀上的安全油泄油口被封闭，隔膜阀上部一次安全油建立，封住泄油口，从而使二次安全油压建立（压力开关2PS、3PS、4PS的常开接点应闭合，向DEH发讯，DEH进行三取二处理后判断安全油压建立），挂闸电磁阀失电，挂闸油压建立（压力开关1PS常开接点闭合），系统处于挂闸状态。

因此，汽轮机已挂闸为：

&φραχ34;安全油压建立

&φραχ34;挂闸油压建立

4.2

油动机静态关系整定（参阅FM146A说明书）

机组启动前，必须完成伺服板、DDV阀、油动机、LVDT之间的静态关系整定，保证高、低压油动机的控制精度及线性度，以保证DEH的的控制要求。

此过程在操作员站上由热工人员进行。

4.2.1油动机静态关系整定的具体要求

油动机控制原理见图3－2－1。

图3－2－1油动机控制原理图

油动机开度指令由DEH输出到伺服板，4～20mA（1~5V）对应0～100％，因此，要求油动机的实际开度必须与指令要求的开度严格对应，并且响应迅速、超调量小。

这就是油动机静态关系整定的具体要求。

4.2.2油动机静态关系整定条件

油动机静态关系的整定只能离线进行（即机组未运行），必须保证无蒸汽进入汽轮机。

即整定条件为：

&φραχ34;汽轮机已挂闸

&φραχ34;高压主汽阀关闭

&φραχ34;汽轮机转速小于100r/min

在整定过程中，若高压调节阀油动机开启导致蒸汽进入汽轮机，当汽机转速大于100r/min时，DEH自动输出打闸指令，遮断汽轮机，停止校验。

4.2.3LVDT的安装

在油动机静态关系整定前必须正确安装LVDT，使油动机在从全关到全开时，LVDT工作在其线性区内。

一般而言，LVDT在其中间段的线性较好，因此，应尽可能使LVDT在中间段移动。

4.2.4油动机静态关系整定

油动机静态关系整定在操作员站上进行，由热工完成。

油动机静态关系的整定由伺服板自动执行。

当伺服板接收到校验允许指令后点亮面板上的“整定允许”指示灯，表明允许校验。

当伺服板再次接收到校验开始瞬动指令后将正式开始进行自动校验工作，即校验进行中。

校验完毕后，伺服板自动将读得的两路LVDT的最小值（即阀门全关位置）、最大值（阀门全开位置）存储于伺服板中的EEROM存储器中，便于伺服板断电时保存数据和进行LVDT的工程量转换计算。

如果经1次校验，其实际位置与读回的数据还有差值，可以再进行校验，直到满足要求。

4.3启动前的控制

4.3.1热状态

汽轮机的启动过程，对汽缸、转子等是一个加热过程。

为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应按制造厂的要求采用不同的启动曲线。

DEH在每次挂闸时，自动根据汽轮机“高压内缸上壁外壁温度”的高低划分机组启动热状态，若此温度坏，则自动以“高压外缸上壁外壁温度”加上50︒C作为判断依据。

若以T表示此温度判据，则：

T&πουνδ;150℃

冷态

150℃

温态

250℃

热态

350℃&πουνδ;T

极热态

4.3.2运行（开主汽门）条件

机组挂闸后，所有阀门仍应处于关闭状态，运行人员应进行启动前的各项检查，以确认是否允许启动机组。

当下列条件同时满足时，DEH允许运行：

（以上逻辑可选做）

&φραχ34;机组保护投入

&φραχ34;转速小于600r/min时偏心小于100μm

&φραχ34;高压缸外缸上、下壁温差不大于40℃

&φραχ34;高压缸法兰左、右侧温差不大于20℃

&φραχ34;胀差在允许范围内：

*

高压缸胀差在＋___～－___mm之间

*

中压缸胀差在＋___～－___mm之间

*

低压缸胀差在＋___～－___mm之间

&φραχ34;轴向位移（该信号来自DCS通讯）在－___～＋___mm之间

&φραχ34;凝汽器真空&συπ3;___KPa

&φραχ34;盘车投入（转速大于200r/min则不判断此条件）

&φραχ34;润滑油压及润滑油温正常

*

润滑油压力：

0.069～0.078MPa

*

润滑油温度：

40～45℃

其中，机组转速在600r/min以上时不再判断偏心条件，即认为偏心正常条件自动满足。

机组转速在200r/min以上时不再判断盘车投入条件，即认为盘车投入条件自动满足。

当机组转速在200r/min以下时，DEH要判断盘车是否投入，如果未收到盘车投入条件，则限制运行。

如果经查明汽机盘车确实投入，只是信号问题，则该条件允许用“超越”按钮超越。

除此之外的其余条件不能超越。

在工程师站上留有最高级别的超越手段，即当运行人员不能超越的条件出现而机组确实可以启动时，可由热工维护工程师在DEH控制软件中强制，则DEH允许运行。

投入运行时，DEH将输出指令使电磁阀失电，电磁阀失电后，安全油压进入主汽阀油动机，使自动主汽门开启。

4.4转速控制

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。

在给定目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近，直至最后到达目标转速。

4.4.1

除操作员可通过操作员站设置目标转速外，在下列情况下，DEH自动设置目标转速:

&φραχ34;主开关刚断开时，目标为3000r/min。

&φραχ34;汽机已跳闸，目标为零。

&φραχ34;目标超过上限时，将其改为上限值（3060r/min或3360r/min）。

4.4.2

DEH内置经验升速曲线，各启动热状态对应的升速率如下：

&φραχ34;冷态启动：

100r/min/min

&φραχ34;温态启动：

150r/min/min

&φραχ34;热态启动：

200r/min/min

&φραχ34;极热态启动：

250r/min/min

在整个过程中，运行人员可以改变此速率自动设定值，运行人员的设定范围为：

（0～400）r/min/min。

过临界时，DEH自动将升速率提高到400/min/min,过完临界后在返回原来的值。

4.4.3停留的区域

按照电厂原〈〈汽轮机运行规程&ντιλδε;&ντιλδε;，轴系临界转速为:

转子名称

高压转子

中压转子

低压转子

发电机转子

一阶

r/min

r/min

r/min

r/min

二阶

r/min

r/min

此外，叶片共振范围为：

～

r/min。

为避免汽轮机在临界转速区及叶片共振区停留，DEH设置了下述三个转速禁止停留的区域：

&φραχ34;第一禁停区：

～

r/min

&φραχ34;第二禁停区：

～

r/min

&φραχ34;第三禁停区：

～

r/min

即在上述区域，DEH不接受任何“保持”指令。

4.4.4暖机转速

机组在升速全过程中设有暖机点，在500r/min时要作短暂停留（设置为5min），以便进行摩擦听音检查。

即当汽机转速达到500r/min后，DEH自动转为“保持”，允许进行摩擦检查。

在操作员站的画面上设置有“停止暖机”按钮，当需要提前结束暖机时，按下此按钮，DEH将继续向目标转速升速，当达到下一个暖机转速或目标转速时，机组转速将停留在此转速下。

4.4.5机组定速

汽轮机转速稳定在3000±2r/min上，各系统进行并网前检查。

发电机做假并网试验，以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。

注意：

若电气未向DEH提供假并网开入信号，在试验之前，应按下“主控”画面上的“假同期”按钮，使DEH产生假并网信号，否则DEH将认为机组已并网而开大调门带初负荷，这将引起转速大幅上升。

4．5并网后的控制

4.5.1并网带初负荷及负荷正常调节

机组转速在3000r/min左右时，如果DEH接收到同期请求投入信号，则运行人员可投入DEH的自动同期功能。

该功能投入后，DEH接收同期装置的增或减转速指令，自动调整目标转速，在此方式下，除非退出同期方式，目标转速已不能由运行人员设定。

但设定点则仍然是按当前的升速率给出，一旦自动同期功能投入，则DEH自动给出升速率为50r/min/min。

此后，运行人员仍可以人为调整升速率。

汽机转速将按当前的升速率变化，使发电机的频率及相位达到同期条件的要求。

当同期条件均满足时，同期装置发出主开关合闸指令使主开关闭合，DEH立即增加给定值，使发电机带上初负荷避免出现逆功率。

有下列情况之一，则退出自动同期方式：

&φραχ34;转速：

小于2985r/min或大于3015r/min

&φραχ34;手动状态（手动）

&φραχ34;转速故障

&φραχ34;并网

&φραχ34;汽机已跳闸

刚并网时，DEH不自动投入负荷反馈，用主蒸汽压力修正应增加的给定值：

即：

给定值=原值+3+f（P），其中P为当前主汽压力

带上初负荷后，DEH自动投入阀位控制，操作员可以根据需要投入功率控制，两种方式的切换是无扰的。

4.5.2升负荷

4.5.2.1负荷调整

在整个升负荷过程中，运行人员的干预优先，即运行人员可以改变目标设定值、可以改变负荷率、可以停止暖机、可以在升负荷过程中转为“保持”进行暖机。

运行人员可以设置的负荷率范围是：

（0～

）MW/min。

4.5.2.2降负荷条件（限制条件出现）

当下列任一情况发生时，DEH总阀位减少，控制方式转为保护或阀控方式：

&φραχ34;任一凝汽器真空&πουνδ;

KPa

&φραχ34;主汽压力&συπ3;

MPa

&φραχ34;抽汽压力&συπ3;

MPa

&φραχ34;负荷超限

抽汽压力保护动作时，抽汽阀位指令同时增加。

4.5.3供热控制

当机组负荷大于60%额定负荷以后，允许投入供热。

供热投入后，DEH自动进入供热“抽汽阀控”方式，在此方式下，运行人员通过供热控制侧的“阀控增”与“阀控减”按钮增或减低压油动机的开度，从而增加或减小供热负荷。

在“阀控”方式下，DEH对抽汽压力不进行自动调节，目标抽汽压力跟随实际抽汽压力。

在供热“压控”方式下，运行人员通过“目标压力”设置目标抽汽压力，通过“压变率”窗口设置抽汽压力变化率，DEH自动计算给定抽汽压力，并与实际抽汽压力进行比较，比例调节器按一定规律开大或关小低压油动机，最终使抽汽压力达到目标抽汽压力，此后，抽汽压力增加将导致低压油动机开度变大，抽汽压力减小将导致低压油动机开度变小，从而阻止抽汽压力的进一步变化，最终油动机在一个新的位置与抽汽压力维持平衡，但不能使抽汽压力回到目标值，原因在于供热调节是一个比例（有差）调节。

在下述情况下，DEH限制增加供热负荷（“阀控”方式下没有自动限制）

&φραχ34;凝汽器真空&συπ3;-

KPa

&φραχ34;电负荷&συπ3;25%额定负荷且低压缸末级叶片排汽温度（机侧和电侧排汽温度选择高值）&συπ3;51︒C且低压油动机行程&συπ3;25%时（可选做）

4.5.4并网后的其它控制

并网之后，一般应投入功率控制，在此方式下，目标和给定值均以MW形式表示。

在需要和条件满足时，可以投入主汽压力控制，在此方式下