DEHMEH功能设计说明.docx
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DEHMEH功能设计说明
渭河发电有限公司
#4机DEH&MEH功能设计说明
批准:
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复审:
初审:
编写:
宋宏耀
时间:
2012年01月17日
渭河发电有限公司#4机汽轮机是上海汽轮机厂生产的亚临界参数、中间再热、单轴、四缸、四排汽、冲动、凝汽式汽轮机,额定功率300MW,额定转速3000r/min,有2个高压主汽阀、8个高压调阀、4个中压主汽阀、4个中压调阀共计18个蒸汽阀,液压控制系统采用高压抗燃油,采用DEH控制系统对汽轮机进行转速控制、负荷控制,以及超速保护、在线阀门试验等,DEH设计BTC和ATC两部分,其实现的功能有:
◆操作员自动方式选择
◆汽机复位(挂闸)
◆汽机冲转升速
◆自动快速过临界区
◆摩擦检查
◆阀门控制切换
◆假同期试验
◆机组并网
◆自动带初负荷
◆自同期
◆负荷控制
◆一次调频
◆调节级压力回路
◆CCS控制
◆超速试验
◆阀门严密性试验
◆操作员TPC
◆机调压控制
◆阀门管理
◆阀门试验
◆超速保护
◆甩负荷预测LDA
◆功率不平衡控制PLU
◆高压透平压比低脱扣
◆手动
◆ATC经验曲线启动控制
◆快速减负荷RUNBACK
◆孤网运行
◆通讯
◆可靠性
◆负荷限制功能
◆仿真功能
◆阀门整定
◆运行操作与监视功能
◆EH油泵
◆EH加热器
◆EH冷却泵
◆天宏工业供汽
◆历史数据收集和存储
◆供热抽汽
具体功能说明如下:
1操作员自动方式选择
DEH设计有手动、操作员自动两种方式,可进行无扰切换。
在“转速控制”、“功率控制”、“总图”等重要操作画面中均设计有“自动”按钮,点击“自动”按钮,按钮变成灰色,此时,DEH控制系统进入手动方式,在手动方式下,操作员可通过点击画面中的高调门“增”、“减”,高主门“增”、“减”,中调门“增”、“减”,中主门“增”、“减”按钮进行手动操作。
(注:
DEH改造时取消硬手操盘。
)
再次点击该按钮后,按钮变红色,此时DEH控制系统进入操作员自动方式。
以下各功能除非特别说明均在该方式下实现。
2汽机复位(挂闸)
操作员可以点击“转速控制”面板中的“挂闸”按钮,确认后输出两路信号,一路信号去复位ETS遮断系统,另一路去控制挂闸电磁阀带电10秒,关闭隔膜阀,复位低压透平油系统,使汽轮机自动挂闸,并打开#1、2、3、4中压主汽阀。
3汽机冲转升速
在“转速控制”面板中,挂上闸后,在“自动”及“单阀”方式下,选择“TV控制”方式,#1~8高压调阀全开,#1、2高压主汽阀关闭,#1~4中压调阀全关,由运行人员输入目标转速值(0-3360r/min),并设定升速率(0-300r/min),此时先进入“保持(HOLD)”状态,由操作员选择“进行(GO)”后,#1、2高压主汽阀与#1~4中压调阀渐渐开启,汽轮机开始升速。
在升速过程中升速率可随时改变。
当目标值与给定值一致时,再次进入“保持”状态,汽机转速维持在当前转速上。
4自动快速过临界区
当汽机过临界区时,升速率自动变为500r/min,通过临界区后,升速率恢复为原先值。
当操作员不小心将目标值设定在某一临界区内时,自动将目标值修改为该临界区上界值。
临界区转速范围:
临界区1:
1250~1400r/min
临界区2:
2350~2750r/min
临界区3:
2499~2500r/min
5摩擦检查
当汽机挂闸后,直接点击“摩擦检查”键,经确认后,目标值自动设置为600r/min,自动设置升速率为100r/min,当汽机转速达到600r/min后,自动保持1分钟,调门全关,高压主汽阀全关,中压主汽阀未关,在此过程中可以检查汽轮机各机械部件是否正常、有无异音等。
若汽轮机转动正常,可重新挂闸冲转。
摩擦检查投入条件:
⏹转速≤600r/min
⏹ATC未投入
⏹汽机不在手动位
⏹机组未并网
⏹机组未脱扣
6阀门控制切换
汽机转速升至2900r/min时,操作员可点击“转速控制”面板中的“GV控制”按钮进行阀门控制切换。
点击后此时#1~8高压调阀首先全关,然后#1、2高压主汽阀全开,DEH根据给定值与实际转速的差值控制#1~8高压调阀与#1~4中压调阀的开度,维持汽机转速在2900r/min。
切换完成后,操作员可以继续设定转速目标值,以进行并网或试验。
若此时汽机继续升速至2900~3000r/min,在此范围内DEH自动将升速率设定为50r/min。
汽机转速到达3000r/min后升速率恢复为原先值。
7假同期试验
操作员点击“并网控制”面板中的“假并网”按钮后,可以进行假同期试验。
试验条件:
3320和3322开关均未合闸。
8机组并网
在假同期试验投入时,操作员点击“并网控制”面板中的“并网运行”按钮后,可退出“假同期”状态,此时DEH可接收3320和3322开关合闸信号。
当任一开关合闸后,DEH系统转入并网带负荷逻辑控制。
机组转速给定值自动设定为3000r/min。
9自动带初负荷
机组并网后,DEH将根据当前机组参数,修正负荷目标值,自动带初负荷以防止逆功率运行。
10自同期
操作员点击“转速控制”面板中的“自同步”按钮后,可以接受由同期装置来的同期增、同期减命令自动调节汽轮机转速,以满足自同期要求,实现机组自动并网。
自同步投入条件:
⏹自动同期允许
⏹同步50转以内
⏹汽机不在手动位
⏹机组未并网
⏹机组未脱扣
11负荷控制
机组并网后,操作员可以直接设定目标值,开环控制阀门开度改变机组功率,也可以投入功率回路,进行机组功率闭环控制。
功率回路投入条件:
⏹无RB产生
⏹CCS未投入
⏹汽机不在手动位
⏹机组已并网
⏹机组已挂闸
⏹机调压控制未投入
⏹遥控主汽压投入且主汽压小于设定限制值
⏹操作员主汽压限制投入且主汽压小于设定限制值
⏹阀位限制未产生
⏹发电机功率信号未故障(三取二)
12一次调频
机组可选择投入一次调频功能
调频函数:
转速差(额定-实际)(r/min)
-50
-12
-1.99
0
1.99
12
50
频差对应负荷值(MW)
-20
-20
0
0
0
20
20
一次调频投入条件:
⏹汽机不在手动位
⏹机组已并网
⏹汽轮机转速信号无故障(三取二)
13调节级压力回路
调节级压力回路投入条件:
⏹无RB产生
⏹CCS未投入
⏹汽机不在手动位
⏹机组已并网
⏹机组已挂闸
⏹机调压控制未投入
⏹遥控主汽压投入且主汽压小于设定限制值
⏹操作员主汽压限制投入且主汽压小于设定限制值
⏹阀位限制未产生
⏹调节级压力信号无故障(三取二)
14CCS控制
CCS控制投入条件:
⏹汽机不在手动位
⏹机组未脱扣
⏹汽机自动
⏹机组已并网
⏹CCS遥控投入允许
⏹机调压控制未投入
⏹无RB产生
⏹CCS负荷指令信号无故障
15超速试验
有103%试验、110%试验、机械超速试验三种。
Ø103%试验
将“超速试验”面板中的控制开关切至“试验”位,操作员在面板中选择“103%”,设定目标值为3100r/min,对机组进行升速。
当机组转速升至3090r/min时,OPC动作,所有调阀全关,所有主汽阀不动作,“最高转速”窗口记录机组最高转速;机组转速下降至3000r/min时,OPC自动复位,所有调阀参与调节开启。
Ø110%试验
操作员在“超速试验”面板中选择“110%”,此时OPC被屏蔽。
操作员设定目标转速为3310r/min,对机组进行升速。
当机组转速升至3300r/min时,AST动作,ETS遮断,所有调阀全关,所有主汽阀全关,“最高转速”窗口记录机组最高转速。
Ø机械超速试验
操作员在“超速试验”面板中选择机械超速,此时OPC与AST均被屏蔽。
操作员设定目标转速为3360r/min,对机组进行升速。
当机组转速升至3360r/min时,机械超速动作,所有调阀、主汽阀均关闭,汽机脱扣。
若飞锤仍未动作,DEH软件将阀门指令清零,转速目标值清零,所有调阀全关,高压主汽阀全关,中压主汽阀不动作。
此时操作员可重新选择“TV控制”并设定目标值及升速率重新冲转汽机。
103%试验允许条件:
⏹OPC未动作
⏹未进行机械超速试验
⏹未进行110%超速试验
⏹未进行调阀及主汽阀严密性试验
⏹机组未并网
⏹控制开关切至“试验”位
110%试验允许条件:
⏹未进行机械超速试验
⏹未进行103%超速试验
⏹未进行调阀及主汽阀严密性试验
⏹机组未并网
⏹控制开关切至“试验”位
⏹汽机不是刚挂闸
机械超速试验允许条件:
⏹未进行110%超速试验
⏹未进行103%超速试验
⏹未进行调阀及主汽阀严密性试验
⏹机组未并网
⏹控制开关切至“试验”位
⏹汽机不是刚挂闸
试验完成后,将“超速试验”面板中的控制开关切至“投入”位,超速试验退出,DEH转入正常控制逻辑。
16阀门严密性试验
分为调阀严密性试验和主汽阀严密性试验,均需在机组实际转速在3000r/min时进行。
Ø调门严密性试验
将“超速试验”面板中的控制开关切至“试验”位,操作员在面板中选择“调门严密性”,试验进入后所有调门全关,所有主汽门保持在全开,实际转速开始下降。
如再按下此按钮,调门严密性试验退出,调门开启,保持当前转速。
调门严密性试验允许条件:
⏹未进行110%超速试验
⏹未进行103%超速试验
⏹未进行机械超速试验
⏹汽轮机转速在2950~3025r/min范围内
⏹未进行主汽门严密性试验
⏹机组未并网
⏹控制开关切至“试验”位
⏹汽机已挂闸
Ø主汽门严密性试验
操作员在“超速试验”面板中选择“主汽门严密性”,试验进入后所有主汽门全关,待高压主汽门全关闭后,延时3s高压调门全开启;待中压主汽门全关闭后,延时1s中压调门全开启。
实际转速下降。
如再按下此按钮,主汽门严密性试验退出。
所有调门全关闭,待高压调门全关后,高压主汽门开启,随后高压调门开启调节;待中压调门全关后,中压主汽门开启,随后中压调门开启调节,保持当前转速。
主汽门严密性试验允许条件:
⏹未进行110%超速试验
⏹未进行103%超速试验
⏹未进行机械超速试验
⏹汽轮机转速在2950~3025r/min范围内
⏹未进行调门严密性试验
⏹机组未并网
⏹控制开关切至“试验”位
⏹汽机已挂闸
试验完成后,将“超速试验”面板中的控制开关切至“投入”位,超速试验退出,DEH转入正常控制逻辑。
17操作员TPC
并网后,操作员可随时投入操作员最低汽压保护。
设置最低汽压数值时必须要小于实际主汽压力。
投入最低汽压保护后,如主汽压力小于设置的最低汽压数值时,调门逐渐关闭降负荷。
当主汽压力上升到大于设置的最低汽压数值时,调门保持当前开度。
投入条件:
⏹机组已并网
⏹汽机在自动位
⏹主蒸汽压力信号无故障(三取二)
⏹遥控主汽压未投入
⏹操作员主汽压限制值<主蒸汽压力
⏹机组功率>60MW
18机调压控制
DEH设计机调压控制方式,以控制主汽压力维持在操作员设定的调压目标上。
在“功率控制”面板上设计有“机调压”按钮,操作员点击并确认后
,进入保持(HOLD),DEH自动切除功率回路、调节级压力回路、CCS回路,转入调压控制。
操作员在面板上可设定调压目标,当下列条件满足时,负荷变化率按照DEH预设定的调压控制变化率变化,改变给定值从而改变阀门开度,以维持主汽压在调压目标:
⏹实际主汽压与调压目标之间的绝对偏差超出0.05MPa
⏹给定值不大于315
⏹甲、乙侧主汽压力之间的绝对偏差在0.5MPa范围内
DEH预设定的调压控制变化率为10MW/min。
机调压控制投入条件:
⏹主汽压力无故障(三取二)
⏹ATC未投入
⏹CCS未投入
⏹汽机不在手动
⏹机组已并网
⏹功率回路未投入
⏹调节级压力回路未投入
⏹操作员TPC未投入
⏹遥控主汽压限制未投入
19阀门管理
DEH设计两种调节汽门运行方式:
单阀控制和顺序阀控制,两者之间可以互相进行切换,切换时间120秒。
顺序阀控制顺序:
开启时#1、2、3、4高压调门同步开启后,依次开启#5、6、7、8高压调门;关闭时与上述顺序相反。
顺序阀控制投入条件:
⏹DEH在自动方式
⏹机组已并网
⏹不在进行阀门试验
⏹汽机已挂闸
⏹GV阀门控制卡无故障
出现以下条件之一,切换至单阀控制:
●DEH在自动方式且机组已并网时手动切至单阀
●机组未并网
●汽机脱扣
●GV阀门控制卡故障
20阀门试验
DEH设计可在线对进汽阀门进行全行程试验和活动试验。
Ø阀门松动试验
在“阀位”画面中按下“松动试验”按钮,自动弹出操作确认,确认后“松动试验”按钮灯亮,松动试验被选中。
按下“试验进入/退出”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮进入阀门松动试验。
在“阀位”画面中有TV1、TV2、GV1、GV2、GV3、GV4、GV5、GV6、GV7、GV8、IV1、IV2、IV3、IV4、RSV1、RSV2、RSV3、RSV4按钮,可选择做哪个阀门的松动试验,选择后,该按钮变红色,如再选择其它阀门,按下新选择的阀门按钮后,所新选择的按钮变红色,原来选择的阀门按钮恢复灰色,即每次只能选中单个阀门做阀门松动试验。
◆高压调阀的松动试验
选中阀门后,操作员按下“关闭”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后该阀门开始关闭。
当阀门关闭到当前阀门开度的20%后阀门不再关闭。
在阀门关闭中可按下“保持”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后保持GV1、GV2、GV3、GV4、GV5、GV6、GV7、GV8的阀门当前开度。
也可按下“复位”按钮并确认后,试验阀门可自动开启。
◆高压主汽阀、中压调阀的松动试验
与高压调阀的试验过程一样,不同的是没有阀门关闭中的“保持”功能。
◆中压主汽阀的松动试验
选中阀门后,操作员按下“关闭”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后进行RSV1、RSV2、RSV3、RSV4阀门关闭,当RSV1、RSV2、RSV3、RSV4阀门关到93%或两秒后自动复位RSV1、RSV2、RSV3、RSV4阀门开启。
按下“试验进入/退出”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮退出阀门松动试验。
按下“松动试验”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后“松动试验”按钮灯灭,松动试验被退出,全行程试验被选中。
阀门松动试验结束。
Ø阀门全行程试验:
“阀位”画面中,当“松动试验”按钮灯灭时,全行程试验被选中。
操作员按下“试验进入/退出”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮进入阀门全行程试验。
在“阀位”画面中有TV1、TV2、GV1、GV2、GV3、GV4、GV5、GV6、GV7、GV8、IV1、IV2、IV3、IV4、RSV1、RSV2、RSV3、RSV4按钮,可选择做哪个阀门的全行程试验,选择后,该按钮变红色,如再选择其它阀门,按下新选择的阀门按钮后,所新选择的按钮变红色,原来选择的阀门按钮恢复灰色,即每次只能选中单个阀门做阀门全行程试验。
◆高压调阀、中压调阀全行程试验
选中阀门后,操作员按下“关闭”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后该阀门开始全行程关闭。
关闭中可按下“保持”按钮并确认后,该调阀保持阀门当前开度。
操作员按下“复位”按钮并确认后,该阀门自动开启。
在开启过程中也可按下“保持”按钮保持阀门当前开度。
◆高压主汽阀全行程试验
选中阀门后,操作员按下“关闭”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后进行阀门单侧关闭试验。
首先关闭单侧调阀,单侧调阀全部关闭后再关闭主汽阀。
在关闭单侧调阀或打开单侧调阀时,操作员可按下“保持”按钮保持阀门当前开度。
操作员按下“复位”按钮并确认后主汽阀开启,然后单侧调门开启。
(GV1、GV2、GV5、GV6与TV1为一侧,GV3、GV4、GV7、GV8与TV2为一侧。
)
◆中压主汽阀全行程试验
选中阀门后,操作员按下“关闭”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮后进行中主门全行程试验。
选中中主门所对应的中调门先关闭,然后再关闭中主门。
操作员可按下“复位”按钮并确认后,中主门开启,然后所对应的中调门开启。
(IV1与RSV1所对应,IV2与RSV2所对应,IV3与RSV3所对应,IV4与RSV4所对应。
)
按下“试验进入/退出”按钮,自动弹出操作确认,按下“确认”按钮退出阀门松动试验。
阀门全行程试验结束。
21超速保护
提供103%、110%超速保护控制。
OPC动作信号输出两路,分别去两个OPC电磁阀,控制OPC电磁阀带电。
●任何情况下,只要机组转速>103%额定转速,马上关闭所有高压调阀和中压调阀,转速<103%额定转速时时恢复。
●当中压排汽压力>30%,即机组运行在30%负荷以上时,油开关跳闸同时出现时,启动触发器,输出OPC全关信号去关GV、IV,同时动作OPC电磁阀。
延时2秒后,转速<103%时,触发器复位。
●任何情况下,只要机组转速>110%额定转速,时,触发AST信号送至ETS系统,ETS遮断,汽机脱扣。
OPC、AST控制逻辑均设计三取二方式,增强可靠性。
22甩负荷预测LDA;
如果在机组负荷较高的情况下,发生发电机出口开关断开,则DEH判断机组必将严重超速,为此,在机组转速还没有达到OPC定值(103%)之前,就提前快速关闭调节汽门,有效防止机组超速,大大改善转速调节的动态过程。
23功率不平衡控制PLU;
当机组电气出现故障后,出力与负荷不平衡,将造成机组转速飞升的情况。
如果汽轮机的出力比发电机负荷>60%,或转速上升超过107%,则PLU动作,关闭调节汽门。
这也是一种预防性的措施,有利于电网频率的稳定,保护电网的安全。
24高压透平压比低脱扣
下列任意之一成立,触发高压透平压比低脱扣。
●在高旁或低旁投入的情况下,且机组已并网10分钟以上,当调节级后蒸汽压力与高排压力的比值小于1.7时,延时1分钟触发高压透平压比低保护,至ETS系统遮断汽机。
●乙侧中联门进出口差压均大于4MPa时,触发触发高压透平压比低保护,至ETS系统遮断汽机。
25手动
在“转速控制”、“功率控制”、“总图”等重要操作画面中均设计有“自动”按钮,点击“自动”按钮,确认后,按钮变成灰色,此时,DEH控制系统进入手动方式。
DEH设计一“手动控制”画面,在手动方式下,操作员可通过点击画面中的高调门“增”、“减”,高主门“增”、“减”,中调门“增”、“减”,中主门“增”、“减”按钮进行手动操作,控制其阀门开度。
手动和自动控制方式,两种方式相互跟踪,无扰切换。
当出现下列条件之一时,DEH控制自动切至手动模式:
●初始上电
●未并网时汽轮机转速信号故障(三取二)
●并网时,发电机功率本周期测量值与上一周期测量值偏差>60MW
●操作员操作投入手动位
●单阀方式下,任意2个阀门控制卡故障
26ATC经验曲线启动控制
主要根据汽轮机的第一级金属温度,判断机组处于冷、温、热、极热态,根据汽轮机运行规程和运行经验,从而选择不同的升速率,自动产生目标值和暖机时间,自动地将机组带到额定转速。
并网以后,自动转入操作员自动方式。
ATC投入允许条件:
⏹非并网瞬间
⏹非解列瞬间
⏹高压热应力计算有效
⏹中压热应力计算有效
⏹ATC无遮断请求
⏹并网后给定值和目标值不相等
⏹转速或功率传感无故障信号
⏹汽机本体传感无故障信号
⏹电机传感器无故障信号
⏹汽机壁温传感无故障信号
⏹汽机汽温传感无故障信号
ATC正处于升速阶段或加载阶段(ATC运行且已挂闸且已并网)时,有下列条件之一,ATC遮断产生,汽机遮断:
●轴振动>250mm遮断
●轴位移>1mm或轴位移<1mm遮断
●进水遮断
●高压排汽温度≥440℃遮断
●推力轴承金属温度≥107℃遮断(24取1)
●推力瓦回油温度≥107℃遮断(12取1)
●支持轴承金属温度≥95℃遮断(24取1)
●支持轴承回油温度≥112℃遮断(10取1)
●ATC判断叶片遮断指令
●差胀遮断
●低压排汽温度≥80℃遮断
●冷凝器真空≤79.7℃真空遮断
有以下条件之一者,即判断为汽缸进水,触发ATC遮断:
●高压内缸上缸内壁温-高压内缸下缸内壁温>55℃
●高压内缸上缸外壁温-高压内缸下缸外壁温>55℃
●中压内缸上缸内壁温-中压内缸下缸内壁温>55℃
●高压外缸上缸内壁温-高压外缸下缸内壁温>55℃
●高压外缸上缸外壁温-高压外缸下缸外壁温>55℃
●中压内缸上缸外壁温-中压内缸下缸外壁温>55℃
27快速减负荷RUNBACK
DEH设计3种RUNBACK工况:
ØRUNBACK1
接受炉MFT信号,当MFT发生时,首先切除CCS控制回路,然后判断工况,若负荷给定值-RB1目标值>0.1MW,且机组已并网、主汽压<16.5MPa时,发出RB信号,切除功率回路、调节级压力回路,屏蔽负荷高限限制、负荷低限限制,按照设定好的RB速率150MW/min,快减机组负荷到RB1目标值80MW,再交给操作员控制。
ØRUNBACK2
接受辅机故障减负荷信号,当信号发生时,首先切除CCS控制回路,然后判断工况,若负荷给定值-RB1目标值>0.1MW,且机组已并网、主汽压<16.5MPa时,发出RB信号,切除功率回路、调节级压力回路,屏蔽负荷高限限制、负荷低限限制,按照设定好的RB速率150MW/min,快减机组负荷到RB1目标值150MW,再交给操作员控制。
ØRUNBACK3
接受发电机失磁信号,当信号发生时,首先切除CCS控制回路,然后判断工况,在机组已并网时,发出RB信号,切除功率回路、调节级压力回路,屏蔽负荷高限限制、负荷低限限制,按照设定好的RB速率150MW/min,快减机组负荷到RB1目标值120MW,再交给操作员控制。
28孤网运行
操作员可在画面上选择投入“孤网允许”。
当投入“孤网允许”后,孤网允许按钮变红,此时若汽机转速与额定值偏差超过50r/min时,则触发孤网运行,DEH自动切除功率回路和调节级压力回路,转入二次调频调节回路。
调节汽机转速,使之维持在额定值附近。
二次调频调节上限为当前机组功率(含一次调频)与额定功率之间的差值,下限可调节至0负荷。
下列条件任意之一成立,自动复位二次调频:
∙汽机转速故障
∙汽机在手动位
∙机组未并网
∙汽机跳闸
29通讯
DEH设计可与DCS进行数据通讯,采用MODBUS方式,RS232/485转换器,通讯136点模拟量和23点开关量,通讯点名称见DEH系统IO清单。
30可靠性
✧对重要的开关量输入信号设计3路输入,进行3取2,测点有:
并网信号,挂闸信号
✧对重要的模拟量输入信号设计3路输入,进行3取中,测点有:
负荷信号,转速信号,主汽压力信号,调节级压力信号。
3取中功能说明:
∙三个信号均为好值,取中值输出
∙有一个信号为坏值