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一、DEH系统运行原理 DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。对于供热机组DEH控制还将控制供热压力和流量。 DEH系统设有转速控制回路，功率控制回路，主汽压控制回路，超速保护等基本控制回路以及同期、调频限制、信号选择判断等逻辑回路。 DEH系统通过电液伺服阀控制高压阀门，从而达到控制机组转速，功率的目的。 机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增减指令，采集汽轮机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。 机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。在此回路下，DEH控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经DEH优选逻辑处理后，作为转速的反馈信号。此信号与DEH的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，后经PID调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。此给定信号在伺服卡内与现场LVDT油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。升速时操作人员设置目标转速和升速率。 机组并网后，DEH控制系统便切到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。在此回路下有两种调节方式： （1）阀位控制方式 在这种情况下负荷设定是由操作员设定进行控制。设定所要求的开度后，DEH输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后输出控制信号到电液伺服阀从而控制阀门开度，以满足要求的阀门开度。在这种方式下功率是以阀门开度作为内部反馈的，在实际运行时可能有误差，但这种方式对阀门特性没有高的要求。 (2)功率控制方式 这种情况下，负荷回路调节器起作用。DEH接收现场功率信号与给定功率进行比较后送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的功率。投入功率控制要求阀门流量特性较好，否则将造成负荷波动。 汽轮发电机组来说，调节阀的开度同蒸汽流量存在非线性关系，因此要进行阀门的线性修正，DEH控制系统设计了阀门修正函数F（X）来进行阀门的线性修正。机组跳闸时，置阀门开度给定信号民为0，关闭所有阀门。 DEH控制系统设有OPC保护，阀位限制和快卸负荷等多种保护。还可设定一次调频死区。 DEH控制系统有汽机远控，汽机自动和汽机手动三种运行方式。 （3）主汽压控制方式 作为DEH的辅助控制回路，以操作员设定值为给定，以实际主汽压作为反馈，通过PID调节器对机侧主汽压进行闭环控制。 二、ETS保护系统工作原理 ETS即汽轮机紧急跳闸保护系统，用来监视对机组安全有重大影响的某些参数，以便在这引起参数超过安全值时，通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门，实现紧急停机。 ETS系统具有各种保护投切，自动跳闸保护，首出原因记忆等功能。 当下例任一条件出现时，ETS可发出汽机跳闸信号，使AST电磁阀动作，实现紧急停机。 1)汽机超速110%(DEH来) 2)汽机超速110%（超速保护装置来） 3)轴向位移大二值(+1.3mm,-0.7mmTSI来) 4)胀差超过二值（+4.5mm, -3.5mmTSI来） 5)振动高二值（大于等于80um） 6)#1~~~#4径向轴承温度超过110摄氏度（4点，逻辑或） 7)#1~~~~#4径向轴承回油温度超过75摄氏度（4点逻辑或） 8)正推力瓦温度超过110摄氏度（10点，逻辑或） 9)正负推力瓦回油温度超过75摄氏度（2点，逻辑） 10)润滑油压力低四值0.02(就地来) 11)发电机主保护动作（电气来） 12)DEH停机保护动作（DEH来） 13)手动停机（双按钮，布置在操作台上）（无投切） 三、DEH控制系统主要功能 1）冲转前可远方自动挂闸 2）整定伺服系统静态关系 3）启动前的控制 4）转速控制 5）负荷控制 6）并网带初负荷 7）负荷反馈控制 8）一次调频 9）CCS控制 10）负荷限制 11）快减负荷 12）阀位限制 13）主汽压力控制 14）主汽压力低保护 15） 超速控制 16）在线试验 17）可以在工程师站进行参数修改，组态 18）具有完整的数据记录，显示及打印功能 四、汽轮机启停操作 1、自动挂闸 自动挂闸的投入条件，需同时满足： （1）“脱扣”为真（2）“挂闸”接钮按下 2、自动挂闸的复位条件，任一条件成立： （1）“挂闸”为真（2）“自动挂闸”投入30秒后。 3、界面手动挂闸 可以实现远方挂闸，挂闸动作依靠挂闸电磁铁得电建立复位油实现。 手动挂闸在开关投入后，即可控制挂闸电磁铁得电建立复位油，故机组正常运行时应将手动挂闸开关置于切除位。 整定伺服系统静态关系的目的在于使油动机在整个行程上均能被伺服阀控制。复位给定信号与油动机行程的关系为：给定0——100%对应升程0——100%。为保持此对应关系有良好的线性度，要求油动机上作反馈用的LVDT，在安装时应使其铁芯在中间线性段移动。 允许整定条件为：需同时满足： （1）转速低于500转 （2）机组未并网； （3）“阀位标定试验投入”按钮按下。整定结束后，应在将所有调门指令置于0后，点击“阀位切除”按钮 注意：投入阀位标定时，应确保已经切断蒸汽通道。 4、启动前的控制 汽轮机的启动过程，对汽缸，转子等是一个加热过程。为减少启动过程的热应力，对于不同的初果始温度，应采用的不同的启动曲线。 DEH在每天挂闸时，可根据汽轮机壁温的高低选择热状态，下面为参考范围： T〈150摄氏度 冷态 150摄氏度=〈T〈300摄氏度 温态 150摄氏度=〈T〈400摄氏度 热态 400摄氏度=〈T 极热态 5、升速控制 在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际之差。经PID调节运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。 在给定目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时，自动将升速率改为600RPM（可设定）快速通过临界区。在升速过程中，通常需对汽轮机进行中速，高速暖机，以减少热应力。 （1）目标转速 除操作员可通过面板设置目标转速外，在下列情况下，DEH自动设置目标转速： 汽机刚挂闸时，目标为当前转速： 油开关断开时，目标为主为3000RPM 汽机已跳闸，目标为零。 （2）升速率 操作员设定，速率在（0，500）R/mim/mim 在临界转速区内，速率强制为3000r/mim/min (3) 临界转速 为避免汽轮机在临界转速区内停留，DEH设置了临界转速区。当汽轮机转速进入此临界区内时，DEH自动以最高速率通过。 6、暖机 汽机暖机转速为500,1200. 2500, 3000rpm，故目标值通常设为500，1200，2500，3000rpm达到目标转速值后，可自动停止升速进行暖机，若在升速过程中，需暂时停止升速，可进行如下操作： 在控制画面上用鼠标点击“保持”按钮。 在临界转速区内时，保持指令无效，只能修改目标转速。 7、3000RPM定速， 汽轮机转速稳定在3000RPM左右时，各系统进行并网前检查。 8、同期 DEH自动进入同期方式后，其目标转速在刚进入同期方式的值的基础上，按同期装置发来的转速增加指令，以及100RPM/mim的变化率变化，使发电机的频率及相位达到并网的要求。 9、发电机做假并网试验 发电机做假并网试验，以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。在试验期间，发电机网侧的隔离开关断开发出假并网试验信号。与正常情况一样同期系统通过DEH，发电机励磁系统改变发电机频率和电压。当满足同期条件时，油开关闭合，油开关闭合。由于隔离开关是断开的，实际上发电机并未并网。 10、负荷控制 并网，升负荷及负荷正常调节 并网带初负荷 当同期条件均满足时，同期装置发出油开关闭合，DEH立即增加给定值，使发电机带上初负荷避免出现逆功率。 有下例情况之一，会自动退出同期方式 （1）转速小于是乎2950RPM （2）已并网 （3） 汽机已跳闸 升负荷 在汽轮发电机组并网后，在试验或带基本负荷时，也可投入负荷反馈。在负荷反馈投入时，目标和给定值均以MW形式表示。在负荷反馈未投入时，目标和给定值以额定压力下额定负荷的百分比形式表示。 在设定目标后，给定值自动以设定的负荷率向目标值逼近，随之发电机负荷逐渐增大。 目标负荷 除操作员可通过面板设置目标外，在下列情况下，DEH自动设置目标负荷 1）负荷反馈刚投入时，目标为当前负荷值（MW） 2）发电机刚并网时，目标为初负荷给定值（%） 3）反馈刚切除时，目标为参考量（%） 4）跳闸时，目标为零。 5）CCS控制方式下，目标为CCS给定值 负荷率 操作员设定，负荷率在（0——50%额定功率）MW/min CCS控制方式下，负荷给给定变化每个脉冲，油动机按照国际惯例0.5%纯凝工况阀门开度变化。 负荷控制方式 负荷控制器是一个PI控制器，用于比较设定值与实际功率，经过计算后输出控制调节汽阀。 在同时满足以下所有条件后，可由操作员投入该控制器： 1）已经挂闸 2）无ETS动作 3）在“操作员自动状态” 4）已并网 5）无“主汽压保护动作” 6）功率通道无故障 7）不在“遥控模式” 在满足以下任何条件时，负荷控制器切除： 1）未挂闸 2）ETS动作 3）在“手动状态” 4）未并网 5）主汽压保护动作 6）功率通道全故障 7）在“遥控方式” 8）功率PID设定值与测量值偏差大（大于10%额定功率） 9）功率回路切除“按钮按下 11、一次调频 汽轮发电机组在并网运行时，为保证供电品质对电网频率的要求，可以投入一次调频功能。当机组转速在死区范围内时，频率调整输出为零，一次调频不动作当转速以外时，一次调频动作，频率调整给定按下等率随转速变化面变化（默认转速不等率为6%） 通常为使机组承担合理的一次调频量，设置DEH的不等率及死区与液压调节系统的不等率及迟缓率相一致。 1）不等率在3—6%内可调。 2）死区在0—30RPM内可调。 3）死区范围为3000+或—死区值 12、CCS控制 当满足以下条件，可由操作员投入CCS控制 1）操作员自动“态度 2）遥控给定值通道无故障 3）DCS遥控请求来 4）已并网 5）无ETS 在CCS方式下，DEH的接受CCS给定，且切除负荷反馈。 切除CCS方式仅满足任一下列条件： 1）“手动“状态 2）遥控给定值通道故障 3）DCS遥控请求未来 4）未并网 5）ETS动作 6）“遥控切除“按钮按下 13、快减负荷 当汽轮机发电机组出现某种故障时，快速减小阀门开度，卸掉部分负荷，以防止故障扩大。在快减负荷功能投入期间，DEH接收到快减负荷输入信号时，立即以预先设定的目标值和降负荷率将负荷降到对应值。DEH—NTK具有快速减负荷功能，该功能分为自动快减和手动快减。其中自动快减为一挡，手动快减分两档，快减1速率：每分钟快减50%额定功率，目标负荷为20%额定功率，快减2速率：每分钟减50%额定功率，目标负荷为50%额定功率。 自动快减负荷投入1：需同时满足 1）“自动快减允许”投切开关投入 2）RUNBACK为真 3）负荷给定值大于20%额定功率 自动快减负荷投入2:需同时满足 1）“自动快减允许”投切开关投入 2）RUNBACK为真 3）负荷给定值大于20%额定功率 自动快减负荷切除 仅需满足任一下列条件： 1）“自动快减允许“投切开关切除 2）RUNBACK为假 3）负荷给定值小于20%额定功率 手动快减负荷1投入：需同时满足． 1）“手动快减1”按钮按下 2）负荷给定值大于20%额定功率 3）并网 手动快减负荷1切除 仅需满足任一下列条件： 1）“手动快减复位”按钮按下 2）解列 手动快减负荷2投入：需同时满足 1）“手动快减2”按钮按下 2）负荷给定值大于50%额定功率 3）并网 手动快减负荷2切除 1）仅需满足任一下列条件： 2）解列 14、负荷限制 汽轮发电机组由于某种原因，在一段时间内不希望负荷带得太高时，操作员时可设置高负荷限制值，使DEH设定目标值始终大于此限制对应的值。低负荷限制通常应设定为0MW 15、阀位限制 汽轮发电机组由于某种原因，在一段时间内不希望阀门开得太大时，操作员可设置阀位限制值。 16、主汽压控制：通过开关高调门开度使主汽压力维持正常值。 主汽压控制投入需同时满足： 1）已经挂闸 2）无ETS动作 3）在“操作员自动状态” 4） 已并网 5） 无“主汽压保护动作” 6） 主汽压力通道无故障 7） 不在“遥控模式” 8） “主汽压控制投入”按钮按下 主汽压控制切除仅需满足任一下列条件 1）未挂闸 2）ETS动作 3）在“手动状态” 4）未并网 5）主汽压保护动作 6）主汽压力通道故障 7）在“遥控模式” 8）“主汽压控制切除”按钮按下 9）主汽压力PID设定值与测量值偏差大。 17、主汽压保护 当主汽压力达到设定上限值，负荷闭锁增。当主汽压力低于设定下限值时，将逐渐关小调门，直到主汽压力回正常范围。 主汽压力保护允许投入条件：需同时满足 1）已经挂闸 2）无ETS动作 3）在“操作员自动状态” 4）已并网 5）无“主汽压保护动作” 6）主汽压力通道无故障 7）不在“遥控模式” 8）负荷大于额定功率10% 9）主汽压力在设定的上下限范围内 10）“主汽压保护投入”按钮按下 主汽压力保护切除条件： 仅需满足任一下列条件： 1）未挂闸 2）ETS动作 3）在“手动状态” 4）已并网 5）主汽压力通道故障 6）在“遥控模式” 7）负荷小于额定功率10% 8）“主汽压保护切除”按钮按下 主汽压力高保护动作 需同时满足： 1）“主汽压力保护”已经投入 2）主蒸汽压力高于“主蒸汽压力高限设定值” 主汽压力高保护动作后，将闭锁负荷增减，即无法改变负荷目标值。 “主汽压力低保护”动作 需同时满足： 1）“主汽压力保护”已经投入 2）主蒸汽压力低于“主蒸气压力限定值” 主汽压力低保护动作后，将强制切换为阀位控制方式，同时负荷指令按照0.5%/S的速率减小；当实际负荷低于额定负荷的10%时主汽压力低保护动作自动复位 18、超速保护 若汽轮机的转速太高，由于离心应力的作用，会损坏汽轮机。虽然为防止汽轮机超速，DEH系统中配上了超速限制功能，转速超过预定转速（3300RPM）则立即打闸，迅速关闭所有主汽阀。 为了安全可靠，系统中设置了多重超速保护： 1）DEH超速保护103% 2）DEH电气超速保护110% 3）危急遮断飞环机械超速110%___112% DEH还配有下列打闸停机功能 1）操作员界面手打停机 2）操作员手动停机 19、在线试验 主汽门严密性试验： 1）在汽轮机首次安装或大修时，应对主汽门进行严密性试验。 2）主汽门严密性试验投入条件： 需同时满足： 1）主汽门严密实验投入按钮按下且在自动模式下： 2）无挂闸脉冲 3）未并网 试验步骤： 在超速实验画面点击“主汽门严密试验投入”按钮，本试验投入后主汽门开关电磁阀得电，主汽门缓慢关闭，在主汽门关闭且主汽门开度小于5后，所有调门全开，汽机惰走，观察转速是否降到位1000RPM 以下。实验结束后，点击“主汽门严密性试验复位”按钮，退出主汽门严密性试验。 高调门严密性试验： 1）在汽轮机首次安装或大修时，需对高压调门进行严密性试验 2）试验条件 需同时满足 1）调门严密实验投入按钮按下且在自动模式下 2）未并网 试验步骤： 在超速实验画面点击“调门严密试验投入”按钮，在汽门全开后，所有调门全关，汽机惰走，观察转速是否降到1000RPM以下，实验结束后，点击“调门严密试验复位”按钮退出调门严密性试验。 喷油试验 为确保危急遮断飞环在机组一旦出现超速时，能迅速飞出遮断汽轮机，需经常对飞环进行活动试验。此活动试验是将油喷到飞环中增大离心力，使之飞出，但飞环因喷油试验飞出，不应打闸。 调门活动试验 为确保调门活动灵活，可以对调门进行活动试验，以防止卡涩 试验条件：同时满足 1）“调门活动试验开始”按钮按下 2）调门已全开 3）选择活动实验阀门按钮按下 试验步骤：在活动实验画面点击需要实验的按钮，点击“实验开始”按钮，调门减小后即可点击“实验取消”按钮。实验结束后，点击“试验复位”按钮，退出调门活动试验。 超速保护试验 在汽轮机首次安装或大修时，必须验证超速保护的动作准确性，对每一种超速保护都应进行试验验证。 由于系统中超速保护采用了一套软件及一套硬件的双重保护，所以在超速试验时，除了在操作界面中进行按钮的投切外，还要将控制机柜中的超速试验投切开关进行相应的投切，以屏蔽硬件回路的输出。投切开关切到左边则硬件超速保护组件的设定值为3605RPM，切到右边则硬件超速保护组件的设定值为3365RPM，切到中间则设定值恢复。 OPC电磁阀试验： 在超速实验画面，于解列状态下点击“103%超速”按钮，则转速目标自动升为3095，当实际转速超过3090RPM时，103%超速保护动作，转速目标值自动置为2950RPM,直到实际转速降到目标值为止。 110%超速试验： 在ETS保护投切画面中，将汽机超速保护投入投切开关到投入状态，且DEH—NTK机柜内的超速保护投切开关到左边使硬件超速保护组件的定值升为3302RPM，点击“OPC禁止按钮”再点击“110%超速”按钮则转速目标值设为3305RPM，当实际转速超过3090RPM时，103%不应动作，当实际转速超过3300RPM时，送出110%超速保护动作信号到ETS停机，为防止ETS系统故障，在转速超过3302RPM时，硬件超速保护组件的OPC动作信号也随后输出。 |
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