哈爾濱汽輪機(jī)DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試

王英強(qiáng)

摘要：DEH是對(duì)汽輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，主要完成對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制、功率控制、汽機(jī)保護(hù)、汽水分離再熱器的溫度控制等功能。本論文從不同方面闡述哈爾濱汽輪機(jī)DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試，希望為研究DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試的專(zhuān)家和學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);DEH電液基本控制;系統(tǒng)調(diào)試

1電液控制系統(tǒng)組成

1.1液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)主要包括三大組件：液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)和危急遮斷系統(tǒng)。主要的功能性作用包括三點(diǎn)：其一，各個(gè)閥門(mén)油動(dòng)機(jī)所提供了標(biāo)準(zhǔn)的高壓動(dòng)力油;其二，驅(qū)動(dòng)各個(gè)閥門(mén)，從而使得閥門(mén)能夠在需要的位置停止;其三，需要時(shí)可以有效地將汽輪機(jī)進(jìn)汽完成尤為快速的遮斷。

1.2數(shù)字電液控制系統(tǒng)

汽輪機(jī)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是經(jīng)由微型的計(jì)算機(jī)作為設(shè)備的核心控制統(tǒng)所構(gòu)成的，可以尤為方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集、整體的控制過(guò)程、相應(yīng)的操作以及監(jiān)控等功能。系統(tǒng)化的組態(tài)邏輯主要停留在2個(gè)控制站點(diǎn)中，從而有效地實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)和自動(dòng)化控制等控制任務(wù)。同時(shí)，還能夠有效的完成信號(hào)的自啟動(dòng)等效相關(guān)程序。

2DEH控制功能簡(jiǎn)介

2.1轉(zhuǎn)速控制

用于汽機(jī)啟動(dòng)升速過(guò)程中和機(jī)組孤島運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制回路將汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制在轉(zhuǎn)速設(shè)定值上。在啟動(dòng)升速過(guò)程中，轉(zhuǎn)速設(shè)定值按照操縱員設(shè)定的升速速率增加，從而使汽機(jī)升速，直到達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

2.2功率控制

用于汽機(jī)并網(wǎng)以后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)功率控制回路將發(fā)電機(jī)控制在功率設(shè)定值上。在升降功率過(guò)程中，功率設(shè)定值按照操縱員設(shè)定的功率變化率增加或減小，從而使發(fā)電機(jī)功率增加或減小，直到達(dá)到目標(biāo)功率。

2.3頻率校正

即所謂一次調(diào)頻。將電網(wǎng)頻率與額定頻率比較，偏差信號(hào)來(lái)校正功率設(shè)定值，目的使機(jī)組功率滿(mǎn)足電網(wǎng)頻率的要求，電網(wǎng)頻率高則降低機(jī)組功率，反之亦然。

2.4OPC功能

用于在瞬態(tài)工況下防止汽機(jī)因超速而跳機(jī)。0PC的動(dòng)作方式有以下三種：CIV功能（快關(guān)再熱調(diào)節(jié)閥）、負(fù)荷預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)速超過(guò)103%（3090rpm）

3控制調(diào)試功能體現(xiàn)

3.1超速保護(hù)

該部分功能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)經(jīng)由DEH的跳閘、超保護(hù)以及超速試驗(yàn)選擇的三種控制邏輯體現(xiàn)，從而提供具備開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及汽輪機(jī)自動(dòng)停機(jī)掛閘狀態(tài)來(lái)完成電磁閥的控制，并且還能夠有效的匯總DEH跳閘信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)接線完成電磁跳閘的接送。實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)的有效防控性，保證了汽輪機(jī)的飛速上升轉(zhuǎn)速，保證了整體的轉(zhuǎn)速在3000r/min，超速試驗(yàn)的運(yùn)行，必然要超出2950r/min的定速，以及油開(kāi)關(guān)未合閘的情況下運(yùn)行。

3.2基本控制功能

該功能的功能實(shí)現(xiàn)主要是汽輪機(jī)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)性核心組成，主要提供了轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)合性相關(guān)的控制性邏輯，以及調(diào)節(jié)回路，經(jīng)由BRC100完成了閥接口的實(shí)現(xiàn)，以及PID的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)。除此之外，還包括自動(dòng)控制的多種功能，比如限制化設(shè)定、閥門(mén)設(shè)定、管理、切換、實(shí)驗(yàn)，還包括變化率/設(shè)定值的發(fā)生器。

3.3自啟動(dòng)停止功能

該功能使用通過(guò)經(jīng)由轉(zhuǎn)子的應(yīng)力計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視控制兩種功能性，而這兩種功能性也是經(jīng)由BRC100來(lái)完成的。通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)的整體運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視控制，其中包括升速、盤(pán)車(chē)、帶負(fù)荷、并網(wǎng)等一系列過(guò)程。在處于升速的運(yùn)行狀態(tài)下，汽輪機(jī)的自行啟動(dòng)停止功能可以通過(guò)依照轉(zhuǎn)子的具體作用力完成相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，確保機(jī)組的整體運(yùn)行狀態(tài)，并且給予相應(yīng)的目標(biāo)性轉(zhuǎn)速和升速率。由此，轉(zhuǎn)子的應(yīng)力直接影響汽輪機(jī)的整體使用時(shí)長(zhǎng)。那么汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體功能設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)HEAVY、MEDIUM、NORMAL多循環(huán)的整體作用力。通過(guò)依照相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果以及所選擇的相關(guān)作用力，因此該系統(tǒng)可以通過(guò)完成轉(zhuǎn)子的消耗數(shù)值、年消耗數(shù)值、總消耗數(shù)值。

4調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題、改造及經(jīng)驗(yàn)

4.1IO端接問(wèn)題

Ovation的卡件端接方式較為特殊，卡件類(lèi)型多樣，端接方式各不相同，但在設(shè)計(jì)院的IO端接圖上，很不明確。如AO卡，定義卡件的1通道需要對(duì)應(yīng)端子排的實(shí)際1、2通道，即1塊AO卡最多接4個(gè)通道，而現(xiàn)場(chǎng)較多的接了8個(gè)通道;AI（4-20mA）卡件的無(wú)源、有源方式的端接，取決于 2個(gè)特殊的跨接片，但設(shè)計(jì)并未提及。諸如此類(lèi)的問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的端接非?；靵y。根據(jù)具體的IO通道，逐一排查和糾正，最終改動(dòng)了約為200個(gè)錯(cuò)誤的端接。雖然工作量較大，但在IO端接的驗(yàn)證上，加深了理解和確保正確。同時(shí)，對(duì)IO端接圖的糾正補(bǔ)充，也使自己有了一份正確的端接文件。

4.2主汽旁路閥、再熱閥控制問(wèn)題

由于擴(kuò)建機(jī)組的再熱閥門(mén)換了型號(hào)，加上哈汽廠對(duì)EH油路的設(shè)計(jì)不合理，結(jié)合DEH中對(duì)再熱閥門(mén)的控制，存在著較為嚴(yán)重的問(wèn)題：一是當(dāng)前 EH油系統(tǒng)節(jié)流孔板的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致AST油壓只有打開(kāi)主汽閥才能建立，無(wú)法在主汽閥關(guān)閉的情況下對(duì)其他閥門(mén)進(jìn)行試驗(yàn);二是OPC油壓只能通過(guò)4個(gè)主調(diào)閥的節(jié)流孔來(lái)建立（擴(kuò)建機(jī)組因再熱閥改型，無(wú)法如1，2號(hào)機(jī)一樣有10個(gè)節(jié)流孔來(lái)建壓），OPC動(dòng)作時(shí)轉(zhuǎn)速降幅會(huì)較大;三是主汽閥的旁路閥改型，但相關(guān)控制信號(hào)未設(shè)計(jì);四是RSV和IV閥的控制變更，相比1、2號(hào)機(jī)多了快關(guān)電磁閥，同樣沒(méi)有控制的設(shè)計(jì)。

4.3汽機(jī)跳閘保護(hù)的改造

3號(hào)機(jī)Ovation系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速卡，是一塊帶芯片的智能轉(zhuǎn)速卡，卡件本身帶有閾值繼電器，能夠在卡件本身完成閾值運(yùn)算后，干觸點(diǎn)輸出，而掃描周期僅為 10ms。汽機(jī)保護(hù)的所有信號(hào)，依照原設(shè)計(jì)，全部統(tǒng)一送 ETS 參與邏輯運(yùn)算后，再控制 AST 電磁閥去跳機(jī)。依照設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況分析，有兩個(gè)問(wèn)題： 一是原設(shè)計(jì)是將速度信號(hào)送 ETS 的 DPU，需要 50ms 的周期運(yùn)算時(shí)間，即一旦超速需要緊急停機(jī)，需要 50ms 的滯后。對(duì)于汽機(jī)保護(hù)，尤其是超速保護(hù)，越快響應(yīng)則越安全，很可能是僅僅提高了毫秒級(jí)的響應(yīng)即能夠避免一次飛車(chē)事故。原設(shè)計(jì)對(duì)轉(zhuǎn)速卡 10 毫秒級(jí)別的響應(yīng)功能忽略掉了。二是當(dāng)前的汽機(jī)保護(hù)信號(hào)，包括主控的緊急停機(jī)按鈕信號(hào)，全部送 ETS，過(guò)于依賴(lài)于 DEH，一旦需要緊急停機(jī)而 ETS 的功能發(fā)生崩潰，則不能保證有效地停機(jī)，甚至主控的操作員也沒(méi)有緊急措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]汽輪機(jī)DEH電液控制系統(tǒng)[J]. 張衛(wèi)才.? 新疆有色金屬. 2013（S1）

[2]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 陳小云.? 淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2013（03）

[3]#8、9機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)問(wèn)題分析及處理[J]. 滕培金.? 科協(xié)論壇（下半月）. 2012（11）

[4]小汽機(jī)電液控制系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程分析[J]. 徐海華.? 科技與創(chuàng)新. 2017（11）

[5]美國(guó)GE公司大型汽輪機(jī)組電液控制系統(tǒng)[J]. 李彥.? 電力技術(shù). 1990（10）

[6]線路檢測(cè)及保護(hù)裝置在汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 成濤.? 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2014（12）

[7]旁路閥門(mén)電液控制系統(tǒng)在12.5萬(wàn)千瓦機(jī)組上的應(yīng)用[J]. 商德坤，李培植，朱慶明.? 動(dòng)力工程. 1983（01）

[8]風(fēng)機(jī)葉片靜力加載電液控制系統(tǒng)研究[J]. 烏建中，蔣時(shí)春，范漢玟.? 機(jī)電一體化. 2014（04）

[9]筒形閥全數(shù)字集成式電液控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試[J]. 李金鑫，權(quán)君宗，伍英巖.? 東方電機(jī). 2014（03）

[10]大采高支架EEP電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 陳懷道，原儒東. 煤礦機(jī)電. 2006（05）