4#機(jī)組低壓缸切除改造之DEH 升級(jí)淺述

柏海崢，靳永亮，趙 輝

（河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司，河北石家莊 050400）

0 引言

某公司4#機(jī)組為330 MW 機(jī)組，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)，并進(jìn)行了通流改造和打孔抽汽改造，抽汽供熱管道均從中低壓連通管上引出。汽輪機(jī)為C330/264-16.7/538/538 型亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、抽汽凝汽式汽輪機(jī)。DEH（Digital Electric Hydraulic，汽輪機(jī)數(shù)字電液）控制系統(tǒng)采用的新華DEH-Ⅲ型。在4#機(jī)組檢修期間，對(duì)該DEH系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)將汽輪機(jī)低壓缸切除控制功能納入新的DEH 控制系統(tǒng)中。

1 改造原因及方案

1.1 改造原因

（1）原DEH 廠家產(chǎn)品已整體升級(jí)換型，不再生產(chǎn)，現(xiàn)無備品備件可用。

（2）原DEH 汽輪機(jī)閥門控制卡老化嚴(yán)重，調(diào)零、調(diào)滿度電位器線性度變差，阻值漂移現(xiàn)象嚴(yán)重，影響零點(diǎn)及滿度的校準(zhǔn)。

（3）原DEH 歷史站的數(shù)據(jù)追憶功能弱，歷史數(shù)據(jù)存貯時(shí)間短，無SOE（Sequence Of Event，事件順序記錄）功能，無檢索功能，不利于大型機(jī)組快速事故分析。

（4）原DEH 是獨(dú)立系統(tǒng)，與其他TSI（（Turbine Supervisory Instrumentation，汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)）、DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）、ETS（Engine Temperature Switch，汽輪機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)）不能便捷的實(shí)現(xiàn)信息共享。

1.2 改造方案

（1）原新華DEH 升級(jí)為OVATION 系統(tǒng)與FSSS（Furnace Safeguard Supervisory System，爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)）、MCS（Modulating Control System，模擬量控制系統(tǒng)）、SCS（Sequence Control System，順序控制系統(tǒng)）等其他子系統(tǒng)融為一體。

（2）升級(jí)后的DEH 與TSI 系統(tǒng)采用通信方式獲取TSI 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（3）取消原DEH 硬手操盤，汽機(jī)閥門控制卡采用冗余配置。

（4）與CCS（Coordination Control System，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)）的負(fù)荷指令接口，由原來高頻繼電器硬接線輸出開關(guān)量增減負(fù)荷指令。改為三路模擬量硬接線輸出。增加了信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2 設(shè)計(jì)、施工中的關(guān)鍵點(diǎn)

原DEH 控制柜共有六面，兩面控制柜，三面端子柜，一面電源柜，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的BTC（基本控制功能）、ATC（自啟動(dòng)及控制功能）、OPC（超速保護(hù)控制功能）、BPC（旁路控制功能）。本次改造將這4 個(gè)功能納入DCS 中。本次DEH 改造共涉及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)414 點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)控制器不超過250 點(diǎn)原則，在原DCS 中增加2 對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)原來的控制功能，共增加4 個(gè)控制柜，1 個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)柜，其中1 對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)原有的BTC、OPC 功能，一對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)ATC、BPC、低壓缸旁路切除功能。

2.1 設(shè)計(jì)階段注意事項(xiàng)

（1）由于本次改造原DEH 部分電纜全部利舊，低壓缸切除部分電纜重新敷設(shè)。在機(jī)柜布置及卡件配置方面必須充分考慮這些因素，否則會(huì)出現(xiàn)電纜長(zhǎng)度不夠的問題。設(shè)計(jì)時(shí)舊電纜盡量安排進(jìn)原來所在機(jī)柜位置的新機(jī)柜里，在必須變動(dòng)的情況下，盡量安排在電纜來源方向的新機(jī)柜里，以盡量減少或避免電纜長(zhǎng)度不夠造成的改造工作量。原來在機(jī)柜下排的電纜測(cè)點(diǎn)仍設(shè)計(jì)在新機(jī)柜的下排卡件中，或者布置在電纜來源方向的機(jī)柜中。同一電纜中的信號(hào)盡量分配在同一卡件，或者同一分支，避免同一電纜里不同信號(hào)的分叉使用。

（2）本次檢修工期25 d，需要完成和新建機(jī)組DEH 同樣的工序，所以編制進(jìn)度計(jì)劃表、技術(shù)措施、施工方案、文件包、工序卡是保證后續(xù)工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵。后期施工，調(diào)試階段必須嚴(yán)格按照進(jìn)度計(jì)劃表執(zhí)行，特別是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。進(jìn)度計(jì)劃表，施工方案，工序卡事先必須由業(yè)主、施工方、DEH 廠家共同商討確定，每個(gè)細(xì)節(jié)、每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有人、財(cái)、物的支撐，保證計(jì)劃的可行性。

（3）盡早確定IO 清單、功能說明書，以便DEH 廠家有足夠的時(shí)間進(jìn)行硬件采購(gòu)，邏輯畫面的組態(tài)，留出足夠多的時(shí)間進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試越充分，改進(jìn)的錯(cuò)誤也就越少，機(jī)組正常運(yùn)行出錯(cuò)可能性就越低，要把風(fēng)險(xiǎn)控制在整個(gè)工程的前期。

2.2 實(shí)施階段注意事項(xiàng)

（1）合理安排人員，各工種分工明確。例如安裝工，機(jī)組停運(yùn)前就可以安排機(jī)柜底座的制作，安排接線工進(jìn)行打印線頭號(hào)的工作。機(jī)組停運(yùn)后，可以安排接線工進(jìn)行舊機(jī)柜的拆線工作，接線工拆完線后，安裝工進(jìn)行機(jī)柜安裝工作，同時(shí)接線工進(jìn)行下撤舊電纜整理排布工作。合理安排能提高效率，縮短工期。

（2）業(yè)主監(jiān)督檢查、及時(shí)驗(yàn)收是保護(hù)工程項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)鍵。開工前一定要安排接線工，安裝工進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉接線圖紙，施工方案、工藝、工序卡。施工人員進(jìn)行關(guān)鍵工序必須停工待檢，檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行下一步工序，這樣能避免大面積的返工，也能保證施工質(zhì)量。

（3）改造工程一般工期短，統(tǒng)籌合理安排是節(jié)省時(shí)間的一大法寶。在施工階段，業(yè)主的運(yùn)行人員及維護(hù)人員，可以進(jìn)行仿真狀態(tài)下的學(xué)習(xí)培訓(xùn)、邏輯畫面試錯(cuò)等。

2.3 調(diào)試階段注意事項(xiàng)

（1）制訂閥門試驗(yàn)表。DEH 主要功能實(shí)現(xiàn)依靠2 個(gè)高主門、2 個(gè)中調(diào)門、6 個(gè)高調(diào)門來實(shí)現(xiàn)，所以6 個(gè)閥門調(diào)試得好壞，決定了以機(jī)組運(yùn)行后調(diào)節(jié)品質(zhì)。

（2）制訂測(cè)點(diǎn)傳動(dòng)試驗(yàn)表、各項(xiàng)功能驗(yàn)證試驗(yàn)表，依照試驗(yàn)表逐項(xiàng)進(jìn)行試驗(yàn)，主要是閥門關(guān)閉試驗(yàn)、松動(dòng)試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、OPC 試驗(yàn)以及升轉(zhuǎn)速，帶負(fù)荷等基本功能。

3 邏輯優(yōu)化

（1）閥門試驗(yàn)邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，保證閥門試驗(yàn)過程中，負(fù)荷擾動(dòng)在3 MW 以內(nèi)。首先采用OVATION 的BALANCE 功能塊實(shí)現(xiàn)總閥位指令到各高調(diào)門指令的自動(dòng)平衡。當(dāng)一個(gè)閥門關(guān)閉，BALANCE 功能塊自動(dòng)將負(fù)荷分配到其他閥門。初步負(fù)荷的大幅波動(dòng)，再通過投入功率回路保持一個(gè)閥門在關(guān)閉過程負(fù)荷的穩(wěn)定。

表1 試驗(yàn)各工況一次調(diào)頻性能

（2）AGC 指標(biāo)大幅提高，DEH 對(duì)CCS 響應(yīng)靈敏。原CCS 對(duì)DEH 的負(fù)荷控制是開關(guān)量，CCS 對(duì)DEH 發(fā)負(fù)荷增減脈沖，當(dāng)DEH 來的負(fù)荷參考值與CCS 負(fù)荷指令偏差超過0.4 MW 時(shí)，才發(fā)出脈沖指令。每發(fā)一個(gè)脈沖，DEH 增減0.1 MW 負(fù)荷。邏輯優(yōu)化后，CCS 對(duì)DEH 的負(fù)荷控制通過模擬量控制，只要CCS 負(fù)荷指令跟DEH 的負(fù)荷參考值相差0.01 MW，DEH 就改變閥門開度消除負(fù)荷偏差，控制精度及靈敏度大大提高。

（3）升級(jí)后的DEH 閥門控制卡采用冗余控制，做到了伺服卡、LVDT、伺服線圈對(duì)應(yīng)冗余。提高了DEH 的可靠性。當(dāng)主伺服卡、LVDT、伺服線圈任一故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用通道繼續(xù)運(yùn)行，也可以通過閥門整定畫面，手動(dòng)進(jìn)行主/備切換。

（4）采用OVATION 的VP 卡后，實(shí)現(xiàn)了軟件自動(dòng)全行程閥門校驗(yàn)，大大節(jié)省了閥門校驗(yàn)調(diào)試時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，同時(shí)也減少了校驗(yàn)調(diào)試過程中的出錯(cuò)率。

（5）TSI 軸系統(tǒng)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)通過通信方式傳輸?shù)紻EH，其準(zhǔn)確度大大提高，采集量大大增加。

（6）升級(jí)后一次調(diào)頻試驗(yàn)結(jié)果見表1。

（7）升級(jí)后的AGC 試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 升級(jí)后的AGC 試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

4#機(jī)組的DEH 升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了與主機(jī)其他子系統(tǒng)FSSS、SCS、MCS、MEH 一體化，徹底實(shí)現(xiàn)了單元機(jī)組的一體化集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息共享，提高機(jī)組事故追憶功能。本次技改為類似的DEH 納入DCS 系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。