汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的研究

劉海風

【摘要】DEH系統(tǒng)是汽輪機的重要組成部分，本文針對汽輪機電子式電液調(diào)速系統(tǒng)，結(jié)合DEH調(diào)速控制方法以及原理，分析了DEH系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，還對DEH系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計進行了研究，希望對相關(guān)工作人員有所幫助，為汽輪機DEH系統(tǒng)調(diào)速控制與完善提供一定借鑒的經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】汽輪機；DEH系統(tǒng)；參數(shù)優(yōu)化

汽輪機是電廠中一種常用的熱工設(shè)備，為了提高電廠的生產(chǎn)效率，必須加強對汽輪機DEH系統(tǒng)的調(diào)速控制，這也是電廠電力系統(tǒng)部門需要研究的重點問題。汽輪機在不斷改進與優(yōu)化的過程中，應(yīng)用的技術(shù)也越來越先進，從傳統(tǒng)機械離心技術(shù)到液壓技術(shù)，在到現(xiàn)如今電力技術(shù)，說明在科技不斷進步的影響下，汽輪機各個系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用的技術(shù)在不斷進步。DEH系統(tǒng)是汽輪機電液調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分，在實際應(yīng)用的過程中，DEH系統(tǒng)具有控制線性化、控制精度高等優(yōu)點，而且?guī)ж撦d能力較強。

一、汽輪機DEH系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成

下文結(jié)合數(shù)字式電液調(diào)速系統(tǒng)中DEH系統(tǒng)的設(shè)計原理，提出了參數(shù)優(yōu)化的思想，對DEH系統(tǒng)的基本機構(gòu)組成進行了分析，這對提高電廠熱工循環(huán)的效率以及控制水平有著一定幫助，還對優(yōu)化汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)有著促進作用。下面筆者對數(shù)字式電液調(diào)速系統(tǒng)DEH的重要組成部分進行了分析，以供參考。

1、電子控制器

電子控制器屬于具有微機功能的控制系統(tǒng)，其體型比較小，但是包括的元件比較多，比如I/O接口、控制輸出模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道以及電源模塊等等。電子控制器的功能比較多，其中最重要的是接收汽輪機控制系統(tǒng)發(fā)出的信號，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將信號轉(zhuǎn)換為特殊格式規(guī)范的信號，這樣可以方便對汽輪機氣閥調(diào)節(jié)裝置的控制，有利于提高汽輪機控制閥門的能力。

2、操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)在汽輪機中的主要功能是實現(xiàn)人機交互，該系統(tǒng)是由操作盤、顯示器、鍵盤等硬件構(gòu)成的。操作系統(tǒng)可以實現(xiàn)人機對話，具有多項控制與操作的功能，而且可以實現(xiàn)DEH系統(tǒng)的通信功能，在優(yōu)化汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)時，需要以提高系統(tǒng)操作能力原則。

3、油系統(tǒng)

汽輪機油系統(tǒng)主要是由兩部分構(gòu)成，分別是高壓油控制系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)，這兩個組成部門是具有獨立性，相互之間的干擾比較少。高壓油控制系統(tǒng)可以為汽輪機提供較強的動力，這一系統(tǒng)接收到的信號主要是由電子控制器發(fā)出的，利用這一系統(tǒng)，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)對供油動力壓力的調(diào)節(jié)。潤滑油系統(tǒng)具有潤滑的作用，其通過提供透平油，可以幫助汽輪機更好的運轉(zhuǎn)。

4、執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)可以接收到操作盤以及電子控制器發(fā)出的信號指令，而且可以將這些控制指令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動指令，通過傳輸?shù)津?qū)動執(zhí)行機構(gòu)中，從而完成指令中要求完成的動作。執(zhí)行結(jié)構(gòu)是由電液伺服閥、放大器以及油動機組構(gòu)成的，可以完成對高壓以及中壓調(diào)節(jié)氣閥的驅(qū)動控制。

5、保護系統(tǒng)

保護系統(tǒng)可以實現(xiàn)對汽輪機DEH系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保護，這包括電路保護、油路保護等。保護系統(tǒng)功能的實現(xiàn)需要利用電磁閥這一裝置，其可以對DEH系統(tǒng)電流、電壓以及油壓參數(shù)進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測到的信息做出保護動作，從而保證汽輪機更加的運轉(zhuǎn)。

二、汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的研究

1、DEH系統(tǒng)關(guān)鍵控制參數(shù)

我國汽輪機大多數(shù)都是利用串級PID控制系統(tǒng)實現(xiàn)電液調(diào)速的，為了提高汽輪機DEH系統(tǒng)優(yōu)化的質(zhì)量，必須以提高系統(tǒng)實用性為原則，下面筆者結(jié)合串聯(lián)PID控制系統(tǒng)，對汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法進行簡要的探討。串級PID控制系統(tǒng)的控制參數(shù)主要包括：比例系數(shù)P、積分系數(shù)I、微分系數(shù)D，對這三個參數(shù)進行優(yōu)化與調(diào)整，可以提高汽輪機對DEH系統(tǒng)的控制能力。下面筆者對PID系統(tǒng)參數(shù)的主要作用進行簡單的分析：

1.1參數(shù)P。參數(shù)P的主要作用是比例調(diào)節(jié)，設(shè)計人員通過設(shè)置準確的比例參數(shù)，可以檢測系統(tǒng)是否存在偏差，如果檢測出偏差，參數(shù)P則會發(fā)揮調(diào)節(jié)的作用，縮小偏差范圍；增強參數(shù)比例的作用，還可以提高調(diào)節(jié)的效率，有助于減少誤差，但是如果比例作用過大，也會降低系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

1.2參數(shù)I。參數(shù)I具有積分調(diào)節(jié)的作用，可以消除系統(tǒng)存在的誤差。在DEH系統(tǒng)中，有時會存在設(shè)計誤差，利用參數(shù)I積分調(diào)節(jié)的功能，可以減少誤差出現(xiàn)的概率，只有消除系統(tǒng)全部誤差后，積分調(diào)節(jié)才會自動停止。所以，參數(shù)I具有提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。如果參數(shù)I積分調(diào)節(jié)的設(shè)置存在失誤，則會影響動態(tài)響應(yīng)的速度，將積分作用與PI調(diào)節(jié)器以及PID調(diào)節(jié)器結(jié)合在一起，可以有效的提高積分調(diào)節(jié)的準確性。

1.3參數(shù)D。參數(shù)D具有微分調(diào)節(jié)作用，微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，微分調(diào)節(jié)可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。

2、優(yōu)化方案設(shè)計

2.1基本原理

優(yōu)化之后的調(diào)速控制系統(tǒng)，不僅僅實時監(jiān)測速度偏差e的變化，同時還監(jiān)測速度偏差e的變化ec，通過對速度偏差e和速度偏差的變化ec的監(jiān)測，依據(jù)相應(yīng)的模糊控制法則給出PID參數(shù)的自整定，從而優(yōu)化了速度調(diào)節(jié)的控制模式。優(yōu)化之后的基于模糊控制實現(xiàn)的PID參數(shù)自整定控制方法，不僅能夠避免傳統(tǒng)的由于只監(jiān)測速度偏差e所帶來的速度調(diào)節(jié)控制的滯后性，更重要的是通過模糊調(diào)速法則，能夠在很大程度上優(yōu)化控制系統(tǒng)由于PID整定過程所帶來的干擾。

2.2優(yōu)化步驟

具體的優(yōu)化實時步驟需要按照一定步驟執(zhí)行：首先，給出初步整定的PID參數(shù)；其次，實時監(jiān)測速度偏差e和速度偏差的變化ec；再次，設(shè)計完善的模糊控制法則庫；最后，依據(jù)相應(yīng)的模糊法則優(yōu)化參數(shù)PID的整定；另外，還要利用反饋給執(zhí)行機構(gòu)完成調(diào)速過程。

三、結(jié)語

汽輪機在火力或者水力發(fā)電廠中有著廣泛的應(yīng)用，其屬于一種熱工設(shè)備，而且影響著熱工循環(huán)控制的效率，也影響著控制系統(tǒng)的可靠性。為了提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率以及汽輪機DEH系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，必須對DEH系統(tǒng)的各項參數(shù)進行優(yōu)化。在優(yōu)化的過程中，需要在串級PID控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行，筆者結(jié)合自身經(jīng)驗，提出了汽輪機DEH系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方案，通過實踐發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，可以提高控制系統(tǒng)熱工循環(huán)效率，還可以提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有較強的借鑒以及指導(dǎo)意義。

參考文獻

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