數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在中小型供熱汽輪機(jī)上的應(yīng)用

宋金豐+金怡+劉兆海

摘要：隨著我國(guó)對(duì)電力企業(yè)的技術(shù)扶持以及研究的不斷深入，電力企業(yè)對(duì)于用戶體驗(yàn)和供電的質(zhì)量上有了更高的要求，因此對(duì)于控制和提高中小型供電汽輪及的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的研究和發(fā)展顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：供熱汽輪機(jī)；數(shù)字化；電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

目前我國(guó)正在運(yùn)營(yíng)的供熱汽輪機(jī)的基本容量都在200W以內(nèi)，而且大部分的機(jī)器采用的系統(tǒng)都是液壓調(diào)節(jié)專用系統(tǒng)，這對(duì)電荷量的控制和機(jī)組協(xié)調(diào)性都有很大限制。為提升中小型供熱汽輪機(jī)的性能和控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，我國(guó)很多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用數(shù)字化的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和整體參數(shù)的不足進(jìn)行完善和改進(jìn)。文章從改進(jìn)后的供油系統(tǒng)和工質(zhì)能力的整體效果得出數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)于供熱汽輪機(jī)本身的高壓抗磨性質(zhì)的提升優(yōu)勢(shì)，探討了數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在中小型供熱汽輪機(jī)上的應(yīng)用途徑和方法。

一、供熱汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的概念和原理

提高供熱汽輪機(jī)的控制水平在社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下顯得尤為重要，加之供電企業(yè)本身為供熱汽輪機(jī)控制系統(tǒng)配置的相關(guān)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用性能控制方便和精度功能較高以及信息化數(shù)字化程度完善的電液控制系統(tǒng)使供熱汽輪機(jī)能發(fā)揮出最大技術(shù)優(yōu)勢(shì)的最佳配置。

數(shù)字化電液系統(tǒng)在運(yùn)行中的原理是配合相關(guān)的電氣并網(wǎng)以及其他輔助進(jìn)行的控制系統(tǒng)進(jìn)行升速的調(diào)整行為，并和通訊系統(tǒng)進(jìn)行信息交流和對(duì)供熱汽輪機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行合理化的調(diào)控和保護(hù)功能。原理如圖所示。電氣并網(wǎng)速度增加的過(guò)程中是對(duì)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)和無(wú)差的控制行為，由監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速的軟件為實(shí)際和而定轉(zhuǎn)速的差值進(jìn)行合理分析并進(jìn)行運(yùn)算，并有電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)為信息和數(shù)據(jù)的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)信號(hào)油壓并控制汽輪機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)速度，同時(shí)調(diào)節(jié)控速杠桿為減少引動(dòng)偏差進(jìn)行進(jìn)氣汽的適當(dāng)調(diào)節(jié)。當(dāng)轉(zhuǎn)速回歸到正常的額定轉(zhuǎn)速值之后整體調(diào)節(jié)供熱汽輪系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)同步電氣并網(wǎng)。

二、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述和應(yīng)用

（一）液壓控制系統(tǒng)

數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的液壓系統(tǒng)是通過(guò)完整的透平油機(jī)制對(duì)冗余信號(hào)的正常通信實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓抗磨液壓系統(tǒng)的安全控制，并在系統(tǒng)失壓時(shí)進(jìn)行緊急安全機(jī)制控制，用油動(dòng)機(jī)的閥們活塞速度調(diào)節(jié)控制氣閥和蒸汽閥門(mén)的及時(shí)關(guān)閉以及保障供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的機(jī)組運(yùn)行安全。為實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的完整做功效應(yīng)，液壓系統(tǒng)應(yīng)用了環(huán)保綠色的抗磨液壓油系統(tǒng)產(chǎn)品并對(duì)電液執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)和自容式的液壓泵站系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)改善。

數(shù)字液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上包括供油系統(tǒng)、急停機(jī)制、保護(hù)系統(tǒng)和油動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)等做種硬件模塊構(gòu)成，還有電液伺服油動(dòng)機(jī)在內(nèi)的電液隨動(dòng)式控制機(jī)制系統(tǒng)以及自容式的高壓供油系統(tǒng)，以及控制保護(hù)機(jī)制的電磁系列閥門(mén)組件等，都為液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊和合理配置進(jìn)行集成和優(yōu)化。每個(gè)閥門(mén)都配置了相應(yīng)的油動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原則也為電磁機(jī)電系統(tǒng)在失效的情況下能夠及時(shí)處理威脅和建立起安全油壓保護(hù)機(jī)制并通過(guò)變化的液壓信號(hào)對(duì)油動(dòng)機(jī)的活塞進(jìn)行指令調(diào)節(jié)和位置信號(hào)的調(diào)整平衡，即從閥門(mén)的指令變化運(yùn)用油動(dòng)機(jī)對(duì)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)伺服系統(tǒng)的電液隨動(dòng)裝置的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)的靈敏反應(yīng)和靈活控制。

（二）電氣控制系統(tǒng)

純數(shù)字的電液控制系統(tǒng)一般運(yùn)用兩種不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)于通信和冗余配置的備用，但主要系統(tǒng)的中央處理器通常會(huì)為信息的傳達(dá)和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行主導(dǎo)工作，一旦發(fā)生故障就需要備用系統(tǒng)的相應(yīng)配合和控制主權(quán)的移交，主中央處理器進(jìn)行正常工作時(shí)，備用的處理器會(huì)一直處于仲裁和分析主處理器的工作狀態(tài)，并進(jìn)行更新系統(tǒng)能力和完善儲(chǔ)存區(qū)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)梳理。多種并聯(lián)電源組件的配套使用會(huì)供熱汽輪機(jī)的繼電器和接線系統(tǒng)帶來(lái)軟件上的便宜處理形式，以及新工程的組件修改和擴(kuò)展功能的實(shí)施提供修改依據(jù)和相關(guān)板件程序供應(yīng)。

電氣系統(tǒng)的測(cè)試模塊會(huì)對(duì)供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行快速的控制和調(diào)節(jié)，當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電氣系統(tǒng)會(huì)發(fā)出關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門(mén)的信號(hào)并進(jìn)行調(diào)節(jié)后額定轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定工作，并且會(huì)在轉(zhuǎn)速發(fā)生不可控危機(jī)是進(jìn)行緊急停機(jī)的信號(hào)并且禁止所有閥門(mén)的開(kāi)啟，做到超速保護(hù)和防止汽輪機(jī)發(fā)生危險(xiǎn)的停機(jī)功能。伺服模塊同反饋閥們和位移機(jī)制相互配合進(jìn)行對(duì)于汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制，從雙冗余的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿《哂嗟霓D(zhuǎn)速信號(hào)，從根本上改變了汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況有效降低了中小型供熱汽輪機(jī)的事故率。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，控制系統(tǒng)作為供熱汽輪機(jī)機(jī)組的重要組成部分，數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在汽輪發(fā)電上起到了重要的輔助作用和保護(hù)機(jī)制的貢獻(xiàn)，為企業(yè)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)化和安全性打下積極基礎(chǔ)。相比仍然沿用傳統(tǒng)機(jī)械液壓裝置的汽輪機(jī)組，改進(jìn)數(shù)字化控制系統(tǒng)的設(shè)備更能在超速急停和保護(hù)機(jī)制上更加出色，并為設(shè)備運(yùn)行的整個(gè)參數(shù)和重復(fù)工作對(duì)于資源上的浪費(fèi)起到很好的調(diào)控作用。因此純數(shù)字電液控制系統(tǒng)在中小汽輪機(jī)上的應(yīng)用對(duì)于優(yōu)化運(yùn)行轉(zhuǎn)速和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)都存在的改善能力，同時(shí)也為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力條件。

參考文獻(xiàn)：

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