南京汽轮机50MWDEH ETS系统说明书.docx

1、南京汽轮机50MWDEH ETS系统说明书南京汽轮机50MWDEH ETS系统说明书Z772.08/03 CB50-8.83/1.5/0.981型 50MW抽汽背压式汽轮机 DEH+ETS系统说明书 代号Z772.08/03 代替 CB50-8.83/1.5/0.981 50MW汽轮机DEH+ETS系统说明书 共 22 页 第 1 页 编 制 校 对 审 核 会 签 标准审查 审 定 批 准 标记 数量 页次 文件代号 简要说明 签名 磁盘(代号) 底图号 旧底图号 归档 Z772.08/03 1、系统概述 1,1 DEH控制系统工作原理 1,2 DEH控制系统主要功能 1,3 ETS保护系统

2、工作原理 2、DEH控制系统(含ETS)配置 2,1 概要说明 2,2 控制器 2,3 I/O模件 2,4 SOE功能 2,5操作员站、工程师站和外设 2,6机柜和内件 2,7电源和接地 2,8 软件功能 2,9 DEH与DCS的通讯 2,10 其它 3、DEH控制系统主要功能 3,1 自动挂闸 3,2 升速控制 3,3 负荷控制 3,4 主汽压控制 3,5 主汽压保护 3,6 抽汽压力控制 3,7 超速保护 3,8 在线试验 3,9 EH设备控制 3,10抽汽逆止门控制 2 Z772.08/03 1、 系统概述 本文主要阐述了汽轮机数字电液调节控制系统(DEH)、危急遮断保护系统(ETS)的

3、基本控制原理、系统主要功能，该系统设备将DEH、ETS一体化设计。 1,1 DEH 控制系统工作原理 本汽轮机为单缸、可调整抽汽凝汽式汽轮机。高压进汽采用一个高压主汽门和1个高压油动机带动4个阀门通过凸轮配汽机构控制汽缸进汽。抽汽控制通过旋转隔板调节实现，DEH系统采集机组的转速、功率、抽汽等相关参数后，经过分析、鉴别、计算后控制SVA9阀，通过油动机分别使相应调节阀按启动、运行要求工作。 1 转速控制功能 机组转速控制采用自动控制方式。 自动控制运行人员通过转速控制操作盘，确定机组状态，设定转速的目标值和升速率，经过低速暖机和中速暖机后，DEH可以升速至同步转速等待并网。在这种方式下，转速的

4、目标和暖机时间可以由运行人员确定。 在汽机冲转时，DEH具有最大范围的转速控制功能(0-3400R/MIN)，控制精度达到?1r/min。 2 负荷控制功能 机组并网后带3,左右的初负荷，操作员通过功率控制操作盘设定功率的目标值和升负荷率，DEH控制机组功率到设定值。功率控制有阀位控制和功率闭环控制两种方式。 阀位控制即操作员通过功率操作盘设定的目标值是对应阀门的开度，而不是真正的实际功率值，在机组初并网较低负荷和要求投入遥控时采用此种方式。 功率闭环控制即操作员通过功率操作盘设定的目标值就是真正要求的实际功率值，DEH通过PI调节控制阀门开度，使汽机所发功率等于设定值。 3 运行方式 3,1

5、 本地方式 在此方式下，操作员可以通过操作画面上的转速控制、负荷控制抽汽控3 Z772.08/03 制操作盘按钮进行机组转速负荷、抽汽控制。 3,2 遥控方式 自动同期机组在同步转速时，可以投入自动同期功能，投入后操作员无法改变转速给定，系统只接受同期装置的增减转速指令。 CCS遥控机组并网后投入CCS遥控功能，投入后操作员无法改变负荷给定，系统只接受CCS系统的增减负荷指令 4 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接受油开关跳闸信号，通过各调节阀油动机的快速关闭电磁阀使所有

6、调节阀快速关闭，以抑制机组转速的最大动态飞升，当转速低于3000r/min时，由转速回路进行调节。 5 超速保护 DEH具有超速保护功能，当机组转速超过110,(3300r/min)时，DEH发出停机指令至ETS系统，使跳机电磁阀动作，遮断汽机，切断机组所有进汽，保护汽机。 6 试验 6,1 超速试验 机组在同步转速时，可以进行电超速试验103,、110,和机械超速试验。 6,2 阀门严密性试验 机组在同步转速时可以进行调节门的严密性试验。 7 抽汽控制 机组并网后一定负荷(该负荷由运行操作规程确定)以后可以投入抽汽控制，抽汽控制分自动控制和手动控制两部分，在自动控制时，可以通过抽汽控制操作盘

7、设定抽汽目表值进行抽汽压力的控制。在手动方式下，可以操作“?”“?”按钮进行阀门开度控制。 4 Z772.08/03 1,2 DEH控制系统主要功能 1、 远方自动挂闸 2、 手动、自动启停功能 3、 摩擦检查 4、 超速试验(103%、110,、机械超速试验) 5、 阀门严密性试验 6、 自动同期 7、 自动带初负荷 8、 自动升降负荷 9、 抽汽控制 10、 一次调频 11、 快速减负荷 12、 CCS协调控制 13、 与其它系统的良好通用接口DCS 14、 ETS系统的SOE功能 15、 可以在工程师站进行参数修改个组态 16、 具有良好的数据记录和显示打印功能 1,3 ETS保护系统工

8、作原理 ETS汽轮机危急遮断保护系统，用来监视对机组安全重大影响的某些参数，以便在这下参数超过安全限值时，通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门，实现紧急停机。ETS系统具有首出原因记忆功能。 当一下任一条件出现时，ETS可发出汽机跳闸信号，使跳机电磁阀动作(带电)，实现紧急停机。 1、 润滑油压低 2、 轴向位移大 3、 轴振大 4、 胀差大 5、 TSI汽机超速 6、 发变组故障 7、 DEH汽机超速 5 Z772.08/03 8、 背压高 9、 电控油压低 10、 轴承回油温度高 11、 推力瓦温度高 12、 径向瓦温度高 13、 手动停机 14、 备用停机1 15、 备用停机2 16、

9、备用停机3 17、 备用停机4 18、 备用停机5 19、 备用停机6 20、 备用停机7 21、 备用停机8 2、 DEH控制系统(含ETS)配置 1 概要说明 eDEH控制系统采用新华公司自主产权的XDPS400系统。ETS采用LPC逻辑保护卡，卡件自身带有SOE功能。 2 控制器 DEH的控制器采用6772主板，400MHZ主频，64M内存，128M CF卡。 所有CPU模件、电源模件及I/O模件都具有时实的硬件自诊断和故障检测能力。当诊断到某模件硬件故障时，该模件将不在参与控制，并通过多种渠道对外发出报警。另外，在每个输出通道上都有反馈电路监测实际输出结果，如果发现实际输出与要求不符，

10、则该通道将被隔离，不参与控制。 DEH系统能实时检测系统故障，CPU及I/O可在线热备、更换。 DEH控制器能完成联锁和顺序控制功能，包括:I/O处理、通讯、数据采集和逻辑控制、过程控制。对各种设备运行、工况进行控制和安全保护。 3. I/O模件 每个模拟输入信号都有时间标签, 分辨率为5毫秒 6 Z772.08/03 每个输入都有2个10毫秒的过滤器，模拟信号通过A/D转换器转换， 分辨率达到16位，带噪音 每个模块都有自己的CPU，能做自诊断 各种模块的I/O通道都是完全隔离，同个模块的每个I/O 通道的隔离达到200Vdc共模。 硬件安装指标 Temperature外部环境温度: 0:C

11、 to +55:C ambient air temperature range Shock冲击: MIL-STD-810C, Method 516.2-1, Procedure 1B Vibration振动: Lloyds ENV2 Test #1 Emissions辐射: EN55011, Class A, Gr 1 Immunity抗扰性: EN50082-2 (1995) 4. 操作员站、工程师站和外设 DEH与DCS共用操作员站，CPU:P4 2.8G，硬盘:160GB，内存:512MB，显存:128MB，48x可读写光驱，显示器:20:LCD。标准鼠标和键盘 工程师站与DCS工用，用

12、于DEH的应用软件编程、组态、调试、在线监测、诊断。SOE站用于顺序事件收集，判断停车事故原因。 工程师站配A3激光打印机。 5. 机柜和内件 控制机柜的防护标准不低于IP54，内含电源、分路开关、电器元件、冷却风扇、空气过滤器、柜内照明灯具和开关、接线端子、接地汇流排等。系统各设备之间的连接电缆和应用的接插件由卖方提供，并留有足够长度。 6. 电源和接地 买方向每套控制系统提供220VAC常规电源和220VAC不间断电源各1路，控制系统内所有电压等级的电源如24VDC由卖方变换及分配，需要变换的电源采用输出可并联的开关电源，每个电源模块都能带100%负载并有余量。 买方提供两种接地:安全地和

13、系统地或信号地。提供的接地电阻不大于4欧姆。卖方保证系统能够正常工作。 3、DEH控制系统主要功能 DEH控制系统具有的主要功能有: 7 Z772.08/03 1、远方自动挂闸 2、转速控制 摩擦检查 转速控制 自动快速过临界 同期控制 3、负荷控制 并网带初负荷 负荷回路控制和阀位控制 一次调频 遥控功率 负荷限制 阀位限制 快减负荷 4、抽汽控制 5、超速保护 3,1 远方自动挂闸 挂闸允许条件:汽轮机已跳闸 所有进汽阀门全关 无跳机条件存在 在画面上显示机组脱扣机和所有阀全关，即允许挂闸。DEH发出挂闸指令后，使复位电磁阀带电，危急遮断装置复位，低压安全油建立，此时汽轮机挂闸成功，低压安

14、全油建立压力开关动作，DEH画面上显示挂闸。 远方挂闸步骤:按“转速控制”操作盘上的“挂闸”按钮，DEH输出信号至ETS进行保护复位，另外输出节点使挂闸电磁阀带电，危急遮断装置复位，低压安全油建立。挂闸成功，主汽门自动全开。 3,2 转速控制 在汽轮机并网前，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8 Z772.08/03 动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。 启机允许条件:主汽门全开 无跳闸条件 发电机油开关断开 无阀门故障信号 高调门在全关位置 不在临界转速区 调门安全油压正常 1、摩擦检查 在机组第一次启动或者机

15、组大修后，要进行摩擦检查，以测试汽机汽缸叶片动静有无碰擦。 摩擦检查投入条件:启机允许条件满足 机组实际转速小于500r/min(根据运行规程可以修改) 无跳机条件 不在摩擦检查方式下 汽机已挂闸 摩擦检查步骤:在“转速控制”操作盘上按“摩擦检查”按钮，“摩擦检查”按钮变红，转速目标值自动置为500，给定值自动按100r/min/min的速率上升;当机组实际转速达到500r/min(定值可根据运行规程修改)时，稳定2分钟后，全关所有调门，转速目标值和给定值自动置0，实际转速惰走，摩擦检查按钮变灰，退出摩擦检查。在摩擦检查过程中再按“摩擦检查”按钮，可以退出摩擦检查，此时转速目标值和给定值保持当

16、前转速。 2、升速控制 转速控制允许条件:汽机已挂闸 主汽门全开 发电机油开关断开 无阀门故障信号 高调门在全关位置 不在临界转速区 调门安全油压正常 9 Z772.08/03 低压安全油压已建立信号为1 投入步骤: 在DEH总图或者阀位显示画面上，选择弹出式操作盘“升速控制”，按“GV控制”按钮，该按钮变红色，操作员可以通过此操作盘或者画面上的目标值按钮设定转速目标值，当时“保持”按钮变红，按“进行”按钮，”进行“按钮变红，给定值按原升速率向目标值靠近，操作员可以通过“升速率”按钮改变升速率。操作员可以根据运行规程设定低速暖机和高速暖机转速，并确定暖机时间，DEH系统控制汽机转速到设定值。

17、3、自动过临界 为避免汽轮机在临界转速区停留，DEH设置了临界转速区，当汽机转速进入此临界区时，DEH自动以较高速率冲过。临界转速区为(12121300r/min，1300,1400r/min，1400,1791r/min)可以根据实际运行情况进行修改。临界转速区的升速率为500r/min/min。当在转速上升阶段，DEH设定目标值在临界区时，自动修改目标到临界区的上界，50r/min，当在转速下降阶段，DEH设定目标值在临界区时，自动修改目标到临界区的下界,50r/min。在通过临界区时DEH自动以500r/min/min的升速率快速通过。在临界区以外以原来设定的升速率进行升速。 4、同期控

18、制 汽机到达同步转速(2950,3050r/min)后，DEH系统可以接受同期装置来的信号进行汽机转速的调整。 自动同期控制:在电气来的自动同期允许信号有效的情况下，可以投入自动同期功能，接受同期装置送来的转速增和减指令改变转速设定值，PID控制实际转速与电网转速匹配后并网。 同期控制条件:汽机转速达同步转速(29503050r/min) 发电机油开关断开 不在超速试验方式 无跳机信号 同期控制步骤:升速至3000r/min 在“升速控制”操作盘上按“自动同步”按钮，该按钮变红，表示已投10 Z772.08/03 入自动同期，此时DEH已无法改变目标值，DEH只接收同期装置送来的转速增和减开关

19、量指令改变转速设定值，PID控制实际转速与电网转速匹配后并网。操作员再按“自动同步”按钮，可以退出自动同步控制，该按钮变灰，并网后也能自动退出该方式。 在做假并网试验时，需把进入DEH系统的发电机油开关信号解除。 3,3 负荷控制 1 并网带初负荷 DEH自动进入同期方式后，其给定转速在原来的基础上，按同期装置来的增减转速指令，以一个脉冲一转的速率进行变化，使发电机的频率及相位达到同期条件的要求，同期装置发指令使油开关闭合，DEH立即增加给定值，使发电机带上初负荷以避免出现逆功率。 2 升负荷 机组并网后带3MW的初负荷，操作员可以通过画面上“负荷控制”操作盘设定负荷目标值，DEH控制机组负荷

20、到设定值。 负荷控制有阀位控制和功率闭环控制两种方式。 阀位控制即操作员通过功率操作盘设定的目标值是对应阀门的开度，而不是真正的实际功率值，在机组初并网较低负荷和要求投入CCS遥控时采用此种方式。 负荷闭环控制即操作员通过负荷控制操作盘设定的目标值就是真正要求的实际功率值，DEH通过PI调节控制阀门开度，使汽机所发功率等于设定值。 负荷控制条件:发电机油开关闭合 汽机未跳闸 DEH处于自动方式 不发生RB情况 阀位控制:机组并网后，自动进入负荷阀位控制方式，操作员通过调出画面上的“负荷控制”操作盘，设定所需的负荷目标值，并按“进行”按钮，“进行”按钮变红，给定值按原来的升负荷率向目标值靠近，因

21、为是开环阀位控制，当时目标值不一定是真正的负荷值，操作员可以通过“升负荷率”按钮改变升负荷率。 11 Z772.08/03 负荷闭环控制:机组并网后，一般在50,负荷后可以投入负荷。操作员通过“负荷控制”操作盘投入功率回路，按“功率回路”按钮，该按钮变红，表示已投入功率回路，增减功率设定值进行功率闭环控制，DEH通过PID控制实际功率到设定值。再按“功率回路”按钮，该按钮变灰，退出功率回路，即回到了阀位控制方式。 负荷闭环投入条件:发电机油开关闭合 汽机未跳闸 三路功率信号均正常 DEH处于自动方式 不在RB方式 不在CCS控制方式 3 一次调频 汽轮发电机组在并网运行时，为保证供电品质对电网

22、频率的要求，通常应投入一次调频功能。当机组转速在死区范围内时，频率调整给定为0，一次调频不起作用，当转速在死区范围之外时，一次调频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而变化。一次调频的不等率为5, 调频死区 5r/min，具体参数可根据需要进行修改。 一次调频条件:发电机油开关闭合 汽机未跳闸 功率在自动控制方式 汽机转速信号正常 一次调频步骤:在“负荷控制”操作盘上，按“一次调频”按钮，该按钮变红色，表示已投入一次调频，实际功率值根据实际转速与额定值的偏差而进行调整。要切除一次调频功能时，再按“一次调频”按钮，“一次调频”按钮变灰，退出一次调频功能，若转速信号故障或者发电机油开关断开，则自动

23、退出一次调频功能。 4 遥控功率控制(CCS遥控) 在此遥控方式下，DEH系统接受CCS遥控指令进行机组负荷的调节。 允许投入的条件满足时，可由操作员投入遥控功率控制。 遥控功率条件:发电机油开关闭合 12 Z772.08/03 遥控功率控制允许有效 快减负荷未动作 功率自动控制方式下 功率回路未投入 遥控功率步骤:在“负荷控制”操作盘上，按“CCS遥控”按钮，该按钮变红色，CCS遥控投入，此时，DEH系统可以接受CCS系统来的负荷增减开关量指令，遥控指令改变功率的设定值，DEH控制输出使机组功率与设定值相同。再按“CCS遥控”按钮，退出遥控功率控制，该按钮变灰色。在CCS遥控方式下，操作员无

24、法通过设定目标值来升降机组负荷。 5 负荷限制 汽轮机组可以通过操作员设定负荷的限制值，使之机组在安全的范围内运行。在DEH的“其他控制”操作盘上，可以通过按钮“高限值”“低限值”修改负荷目标值的高低限值。 6 快减负荷 当汽轮发电机组出现某种故障时，快速减小阀门开度，卸掉部分负荷，以防止故障扩大。在快减负荷动作时，DEH接收到快减负荷信号，立即以预先设定的负荷给定和速率降负荷到对应值。快减负荷的速率和最低负荷值可以根据需要修改。 3,4 抽汽控制 机组并网后，负荷大于60,后可以投入抽汽工况，按“抽汽投入”，按钮变红，说明抽汽投入，抽汽控制也有两种控制方式，开环控制和闭环控制，开环控制时设定

25、的抽汽目标值对应为抽汽门的开度;闭环控制时(抽汽压力回路投入)，设定的目标值即为抽汽压力值。在抽汽控制时，若系统不稳定时，可以手动增减抽汽门，先按“手操”，按钮变红后，点向上或向下箭头，直接开大或关小抽汽门。 一般在系统压力较稳定的情况下，可以同时投入功率回路和抽汽压力回路，既保证电负荷，又保证热负荷。也可以单个回路投入。 抽汽开环控制-设定的目标值控制抽汽门的开度，设定值并不是真正的实际抽汽压力值。 抽汽开环控制条件:发电机油开关闭合 13 Z772.08/03 汽机未跳闸 机组功率大于等于60, 抽汽开环控制步骤:在“抽汽控制”操作盘上，按“抽汽投入”按钮，该按钮变红色，表示已投入抽汽工况

26、。操作员通过设定目标值，当时“保持”按钮变红色，再按“进行”按钮，“进行”按钮变红色，抽汽给定值按原速率向目标值靠近，抽汽门慢慢关下，若运行人员要修改抽汽变化率，通过按“速率”按钮，设定新的抽汽变化率。再按“抽汽投入”按钮，投入按钮变灰，退出抽汽工况。 抽汽闭环控制条件:抽汽工况投入 抽汽压力信号正常 抽汽闭环控制步骤:在抽汽工况投入时，自动进入抽汽压力开环控制方式后，在“抽汽控制”操作盘上再按“抽汽压力回路”按钮后，该按钮变红色，进入抽汽压力闭环控制方式。可以通过抽汽目标值按钮抽汽设定值，再按“进行”按钮，“进行”按钮变红色，抽汽给定值以一定速率向目标值靠近，若运行人员要修改抽汽变化率，通过

27、按“速率”按钮，设定新的抽汽变化率。DEH系统通过PID控制阀门输出，使实际抽汽压力与设定值相同。再按“抽汽压力回路”按钮，该按钮变灰色，退出抽汽闭环控制，自动进入抽汽开环控制。若按“软手操”按钮，也能退至抽汽开环控制。 抽汽软手操控制-抽汽软手操控制直接通过抽汽门“?” “?”按钮来控制阀门开度。 抽汽软手操条件:抽汽工况投入 抽汽软手操控制步骤:在“抽汽控制”操作盘上，按“手操”按钮，该按钮变红色，进入抽汽软手操工况。通过“?” “?”按钮改变抽汽门开度。按“自动”按钮，退出软手操方式。只有在该“自动”按钮变红的情况下，才可以进行抽汽开环或者闭环控制。 3,5 超速保护 由于汽轮机的转子时

28、间常数较小，汽缸及蒸汽管道的容积时间常数较大，在发生甩负荷时，汽轮机的转速飞升很快。故在DEH系统中设置了两个定值的超速保护。当转速达到3090r/min时，触发103,动作指令，全关调节14 Z772.08/03 阀门，当转速达到3300r/min时，触发110,动作指令，遮断汽机，全关所有阀门。在发电机油开关断开时，若当时机组负荷大于30,，则不等转速达到103,，马上触发动作指令，全关调门。维持汽机转速为3000r/min。 3,6 在线试验 1 调门严密性试验 1.1 在汽轮机首次安装或大修后，需对调门进行严密性试验。 1.2 试验条件: 发电机油开关断开 机组转速在大于2950r/m

29、in 不在进行超速试验。 不在同期控制方式 机组未跳闸 不在摩检升速和降速 1.3 试验步骤:在“超速试验”操作盘上，按“超速试验”按钮，该按钮变红色，再按“调门严密性”按钮，该按钮变红，所有调门全关，汽机转速惰走，到合格转速(额定压力下1000r/min以下)后，再按“调门严密性”按钮，试验按钮变灰，退出调门严密性试验，DEH维持当时转速。 2 超速保护试验 在汽轮机首次安装或大修后，必须验证超速保护动作的准确性，对每一路超速保护都应该进行试验验证超速试验包括103,超速试验、110,超速试验、机械超速试验。 2.1 103,超速试验 2.1.1 试验目的:为了试验103,超速动作时调门的动

30、作情况，在机组转速达到3090r/min时，DEH系统发出103,动作信号，动作OPC电磁阀，快关所有调门。 2.1.2 试验条件:机组定速3000r/min 不在进行110%超速试验 不在进行机械超速试验 不在进行严密性试验 不在同期控制方式 发电机油开关断开 15 Z772.08/03 2.1.3 试验步骤:在“超速试验”操作盘上，按“超速试验”，该按钮变红色，显示试验投入，再按“103,”按钮，该按钮变红色，再设定转速目标值为3100r/min，设定升速率后按“进行”按钮，“进行”按钮变红色，给定值按升速率向目标值靠近，DEH通过PID控制调门使转速实际值与设定值相同，当实际转速值达到3

31、090r/min时，103,超速保护动作，输出信号动作OPC电磁阀，使调门的安全油压快速泄去，阀门快速关闭，DEH转速设定值自动设定为3000r/min，通过调门控制实际转速维持在3000r/min。103,超速保护动作后，“103,”按钮自动变灰，退出103,超速试验。 2.2 110,超速试验 2.2.1 试验目的:为了试验110,超速动作时所有阀门的动作情况，在机组转速达到3300r/min时，DEH系统发出跳机信号，动作跳机电磁阀，快关所有阀门。 2.2.2 试验条件:机组定速3000r/min 不在进行103,超速试验 不在进行机械超速试验 不在进行严密性试验 不在同期控制方式 发电机油开关断开 2.2.3 试验步骤:在“超速试验”操作盘上，按“超速试验”，该按钮变红色，显示试验投入，再按“110,”按钮，该按钮变红色，再设