汽輪機DEH系統(tǒng)閥位反饋裝置冗余改造介紹

何偉

摘要：DEH系統(tǒng)是汽輪機的核心控制系統(tǒng)，主要完成汽輪機的啟動、升速、帶負荷、負荷調(diào)節(jié)等操作。而LVDT是DEH系統(tǒng)中反饋主汽門和調(diào)節(jié)汽門開度的主要測量元件，我公司2號汽輪機組的1個右主汽門、4個高調(diào)門、2個中調(diào)門均為單LVDT設(shè)計，若元件出現(xiàn)故障，則會導致機組運行不穩(wěn)定，需要停機進行更換和調(diào)整，對經(jīng)濟性影響較大。根據(jù)安全性評價管理辦法及技術(shù)監(jiān)督要求，現(xiàn)改為雙LVDT冗余系統(tǒng)，保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：DEH系統(tǒng);雙LVDT;經(jīng)濟性;穩(wěn)定運行

神華神東電力新疆準東五彩灣發(fā)電有限公司一期工程由華北電力設(shè)計院有限公司總承包，兩臺汽輪機的DEH控制系統(tǒng)為艾默生過程控制有限公司產(chǎn)品，單元機組DEH系統(tǒng)采用Ovation 3.5.0控制系統(tǒng)，本工程每個調(diào)門均為單VP卡、單LVDT方式控制。VP卡為Ovation控制系統(tǒng)原裝卡件，由1C31194GOI與IC31197GOI組成，可以自動完成調(diào)門的整定工作。LVDT傳感器由一個初級線圈、兩個次級線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部件組成，工作原理可簡單地理解為鐵芯可變動變壓器，通常與VP卡件配套使用才能將LVDT的位移電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳輸。若調(diào)門的任一控制元件出現(xiàn)故障，則會導致機組主汽門或調(diào)門反饋異常，需要停機進行更換和調(diào)整，對機組運行的可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響。為提高DEH系統(tǒng)控制水平，避免機組非正常停運，現(xiàn)借鑒我廠1號機組改造的成功經(jīng)驗對2號機組進行閥位反饋裝置冗余改造。

1閥位反饋裝置冗余改造必要性介紹

我公司自2012年底實現(xiàn)機組雙投以來，雖然DEH系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但是LVDT傳感器多次出現(xiàn)拉桿磨損情況，由于是單支設(shè)置，不能在線更換，只能在停機期間進行。根據(jù)《火力發(fā)電廠汽輪機電液控制系統(tǒng)技術(shù)條件》6.4.8規(guī)定的要求： “用于控制和保護的重要脈沖量和模擬量如轉(zhuǎn)速、功率等應三重冗余，LVDT、壓力、并網(wǎng)信號和重要開關(guān)量宜雙重冗余?？刂坪捅Ｗo所有的重要模擬量和開關(guān)量，均應分別設(shè)置I/O通道”。由于我公司汽機主汽門、調(diào)門均采用單VP卡和單LVDT的配置方式，若任一元件出現(xiàn)故障，均會對機組安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生較大影響，存在安全隱患。

根據(jù)此類情況，我公司對大唐國際托克托電廠、國能哈密電廠的機組DEH系統(tǒng)進行技術(shù)調(diào)研，兩家公司與我公司采用的設(shè)備相同，汽輪機主汽門、調(diào)節(jié)汽門均為單LVDT配置，在運行過程中都存在不能在線更換LVDT的問題，且國能哈密電廠已于2016年對DEH/MEH系統(tǒng)加裝了LVDT及VP卡，現(xiàn)均已改造完成，實現(xiàn)LVDT及VP卡雙冗余，保證了機組安全穩(wěn)定運行。

2閥位反饋裝置冗余改造方案介紹

在系統(tǒng)未改造前，由于無法解決冗余問題，機組只有在大修及其他等級檢修期間，才能進行LVDT磨損檢查、閥門線性校正等工作。若要實現(xiàn)一個調(diào)門的冗余度為2×2=4，這樣就需要在原有VP卡的基礎(chǔ)上增加1套互為冗余的VP卡和一套與原有的LVDT互為冗余的LVDT構(gòu)成控制回路，實現(xiàn)一用一備的狀態(tài)。具體方案如下：在電子設(shè)備間增加DEH控制柜1面，控制柜內(nèi)安裝好VP卡件，并作為原控制柜的擴展柜并與之通訊，再確立LVDT合適的安裝位置;鋪設(shè)從LVDT到電子間控制柜的電纜;對LVDT原邊繞組、初級繞組和次級繞組進行接線，接線后先用焊錫把接頭焊好;在工程師站進行組態(tài)邏輯修改（冗余配置）;最后進行LVDT的調(diào)試（包括原有LVDT和新裝LVDT）和閥門的靜態(tài)傳動。

3閥位反饋裝置冗余改造調(diào)試步驟介紹

①對原VP卡參數(shù)進行upload.并進行截圖保存，參數(shù)保存完成后，拔掉原VP卡并妥善保存;②記錄原VP卡hardware address，記錄原閥門與VP卡槽位

的對應關(guān)系;③對控制器進行reconcile操作，完成之后在concrol oplion巾再次進行rec oncile操作;④在DS中，增加hranch支線，并按照對應關(guān)系增加VP 卡，增加卡件module point，對所增加的測點命名規(guī)則參考原VP卡，增加后綴B作為區(qū)別，量程設(shè)置也參考原VP卡;⑤記錄diagnosis 中控制器的邏輯執(zhí)行順序并保存文件，將DS中邏輯調(diào)整為diagnosis中的順序，確保邏輯下裝完成之后，邏輯執(zhí)行順序與原來一致;⑥進行閥門整定工作;⑦進行冗余VP卡切換實驗。

4閥位反饋裝置冗余改造達到的效果

閥位反饋裝置冗余改造后可實現(xiàn)閥門控制回路（軟件及硬件）的全方位冗余配置。當主VP卡故障時，系統(tǒng)診斷到線圈短路或開路，會自動切換到備用VP卡。當主LVDT故障時，主VP卡診斷到位置反饋的行程偏離設(shè)定值時將會自動切換到備用LVDT。實現(xiàn)了單側(cè)LVDT故障、接線斷路等情況下卡件的無憂切換。同時，閥門的控制精度和改造前一致，改造后操作沒有任何變化，極大的提高了DEH控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。（圖3為2號機1號高調(diào)閥VP卡切換的歷史曲線圖）

參考文獻：

[1]丁小平，火電廠DEH系統(tǒng)中LVDT的常見故障及處理[J].安徽電力，2011（1）：61-62.

[2]劉媛杰，樸在林，基于DC.S汽輪機DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學報，201 1，23（5）：1034-1037.