DEH系統(tǒng)在小型汽輪機上的控制改造探究

阮玲輝 陳龍明 劉建剛 孫懷彬

摘 要：DEH是數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡稱，在汽輪機電液控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主要由電氣部分以及EH液壓系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成，其中電氣部分采用了DEH數(shù)字控制器，EH液壓系統(tǒng)中包含了伺服系統(tǒng)、供油系統(tǒng)以及保安系統(tǒng)等等。由于低壓透平油是伺服系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)采用的工質(zhì)，因此傳統(tǒng)機組汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造不需要對供油系統(tǒng)以及執(zhí)行機構(gòu)、保安系統(tǒng)進行更換，改造的重點部分在于油系統(tǒng)配置電液轉(zhuǎn)換器以及一些附屬的部件。

關(guān)鍵詞：DEH;汽輪機;控制功能;自動調(diào)節(jié)

本文對改造過程中所采用的DEH配置以及其他各項控制功能進行了介紹，同時根據(jù)汽輪機的相關(guān)調(diào)節(jié)功能、實驗控制功能、保護控制功能、限制控制功能這四個方面進行了系統(tǒng)地闡述，對該系統(tǒng)控制的方案以及應用進行了闡述。

1工程概況

某廠在擬針對C6-3.43/0.49型汽輪機組控制系統(tǒng)進行相關(guān)改造，以期將低壓透平油純電調(diào)系統(tǒng)替換現(xiàn)有的純液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而能夠在保證安全性和穩(wěn)定性的前提下達到對機組的制動控制。并且，擬將輔助的凝結(jié)水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、主汽系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)的隔離調(diào)節(jié)閥門進行電動閥門改造，從而確保信號能夠遠傳進入DCS系統(tǒng)進行遠程的集中控制。

1.1機組控制系統(tǒng)改造

在對C6-3.14/0.49型汽輪機進行改造前，其具有一級可調(diào)抽汽，并且機組具有兩套油動機，一套控制機組進氣一套可控制機組抽氣。通過改造取消原有的液壓調(diào)節(jié)控制器，利用數(shù)字調(diào)節(jié)器作為替代，保留了原有設計中的配氣杠桿、配氣機構(gòu)，并且用電液油動機替換原有油動機，將原有的調(diào)速器以及調(diào)速器滑閥進行拆除，保留了原有的危急保安器以及危急保安滑閥，新增添超速限制滑閥以及DEH控制器。

通過改造，DEH控制信號利用電液轉(zhuǎn)換器與油動機構(gòu)的電液油動機接口實現(xiàn)對整個機組的閉環(huán)控制。電液伺服油動機通過電液轉(zhuǎn)換器以及油動機滑閥、油動機活塞的緊密結(jié)合，使油動機脈動油能夠直接受到電液轉(zhuǎn)換器的控制。隨動系統(tǒng)則是通過DEH伺服單元和電液伺服油動機、油動機行程傳感器LVDT組成的位置隨動系統(tǒng)。通過將原有液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速丈量、同步器給定、中間滑閥、油動機反饋滑閥等排除出系統(tǒng)，實現(xiàn)了固定模式的閥門治理，其具體模式為混合調(diào)節(jié)模式。

1.2配套改造項目

在保證系統(tǒng)手動操作功能正常使用的前提下，在各輔助系統(tǒng)的關(guān)鍵部位安裝電動調(diào)節(jié)閥，在集控室中安裝DCS控制系統(tǒng)，將閥門信號引入DCS控制系統(tǒng)中實現(xiàn)閥門的遠程控制。

2系統(tǒng)配置

通過對汽輪機進行改造能夠?qū)⒊炭貑印⒊闅庾詣涌刂?、參?shù)限制、保護、監(jiān)視、自動調(diào)節(jié)、試驗等功能實現(xiàn)。并且整套控制系統(tǒng)具有雙電源供電以及UPS不間斷的供電輸入回路接口，擁有自動和手動相互無擾自動切換的兩種運行方式作為相互跟蹤的運行方式。

2.1調(diào)節(jié)控制功能汽輪機狀態(tài)及轉(zhuǎn)速控制：通過運行人員利用DHE控制畫面將遙控指令進行發(fā)出，對汽輪機沖轉(zhuǎn)前的狀態(tài)進行控制、對啟動器的電動馬達進行控制、對復置汽輪機進行遙控、建立安全油，在重轉(zhuǎn)的條件滿足后開啟主汽門。運行人員可以通過CRT對啟動方式進行選擇，通過對目標轉(zhuǎn)速以及升速率，并且將實際測量到的數(shù)據(jù)和設定轉(zhuǎn)速記性比對，運用PID誤差調(diào)節(jié)完成盤車轉(zhuǎn)速到同期轉(zhuǎn)速或者超速實驗轉(zhuǎn)速的全過程閉環(huán)控制。在實際的升速過程中，操作人員可以通過對目標轉(zhuǎn)速、升速率、轉(zhuǎn)速保持時間等手段對控制機組的升速過程進行控制。

通過改造能夠?qū)崿F(xiàn)自動同期，機組在運行到定速3000r/min后可在受DEH控制的前提下由運行人員利用DEH操作畫面進行自動同步控制的切換，接受電氣自動準同期裝置信號的增減控制汽輪機的轉(zhuǎn)速完成機組并網(wǎng)且?guī)ж撾姾?。在機組并網(wǎng)之后的升負荷中，操作人員可以依照實際的需求運用閥控方式、功控方式、壓榨方式以及ccs方式，按照給定的目標值以及負荷變化率對機組的電負荷進行自動調(diào)節(jié)，并且可以根據(jù)電網(wǎng)的符合要求隨意調(diào)節(jié)機組的負荷。

2.2限制控制功能

通過改造實現(xiàn)了負荷以及閥位限制、主汽壓力低限制、功率反饋限制、加速度限制，擁有快、中、慢三種速率解除負荷限制、超速限制、低真空限制等等。

2.3試驗控制功能

（1）超速試驗：運行人員能夠運用CRT畫面進行提升轉(zhuǎn)速使超速保護動作檢查撞擊子及電氣超速保護的動作轉(zhuǎn)速操作。同時在做機械超速試驗時，DEH電氣超速保護的動作作為后備超速保護使用，其值由3300r/min自動改為3390r/min。（2）假并網(wǎng)試驗：DEH在收到假并網(wǎng)試驗信號之后，能夠自動配合電氣進行假并網(wǎng)試驗。（3）閥門活動試驗和嚴密性測試：操作人員采用CRT畫面操縱系統(tǒng)，可對高壓、低壓的調(diào)速汽門實現(xiàn)部分行程活動調(diào)節(jié)和嚴密性測試。（4）停機后可以開展仿真實驗：在DEH仿真模型下可以通過仿真模擬機組調(diào)節(jié)、維護、試驗等各項功能，從而實現(xiàn)組態(tài)調(diào)試和訓練員工。

2.4保護控制功能（1）當電機組解列功率超速到設定速度的110%時，DEH發(fā)出信號，遮斷整個系統(tǒng)動態(tài)，急速封閉主汽門和高、低壓調(diào)速汽門。電機組陷入惰走流程，同樣可以連鎖啟動交換油泵，到達事故停機目的。（2）當自容式執(zhí)行器管理系統(tǒng)發(fā)生故障情況時，控制器仍可限制高低壓調(diào)速氣門、手動主氣閥的急速封閉，發(fā)電機組陷入惰走流程，同樣仍可以連鎖起動交換油泵，到達事故停運目的。（3）發(fā)生事故狀況下，運營管理人員就地打閘（使用危險保安器），管理系統(tǒng)可以接收打閘的信息，從而限制了高低壓調(diào)速氣門、手動主氣閥的及時閉鎖，發(fā)電機組陷入惰走流程，并且還可以連鎖起動交流油泵，從而達到事故停運的目的。

3效果及效益

（1）負載控制系統(tǒng)領(lǐng)域方面精確度明顯提高，運營管理人員可在100kW以內(nèi)對電機組負載做出調(diào)整。改善了全液壓調(diào)整時，電機組負載波動性大的實際問題，電機組可靠性進一步提高。（2）運營管理人員能夠根據(jù)預定程式，實施電機組的啟動、停機，大大降低了自動操縱的失敗率，使操縱更為精確。（3）經(jīng)過改裝后的各項調(diào)整，作業(yè)管理人員能夠在控制系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行操縱，減少了操作人員觸及高溫、高壓電氣設備管線，從而增強了運營管理人員在作業(yè)時的人身安全。（4）經(jīng)過改革以往需要由男同志或多個男同志一起作業(yè)才能順利完成的工作，現(xiàn)在一位女同志輕點鼠標就能夠順利完成，大大降低了工作工作人員的勞作力度。（5）經(jīng)過改革能夠減少人力投資百分之十以上，減人提效的同時，也大大提高了人工效率。

結(jié)語

本文通過實際的改造案例對DEH系統(tǒng)在小型汽輪機上的控制改造研究進行了介紹，能夠得出運用DEH系統(tǒng)能夠在小型汽輪機上幫助操作人員完成超速試驗、假并網(wǎng)試驗、閥門嚴密性試驗等等，可以較為明顯的提高工作效率。同時通過對機組負荷控制方面的改造提高了控制精度以及安全性，并且通過程序化設定提高了操作的精準性;通過改造降低了大部分操作的操作難度，降低了人力資源成本并且提高了效率，能夠為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

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