汽輪機DEH系統參數優化及故障查詢

陳宗金

摘?要：本文仔細分析了DEH系統的參數優化設計的目的，為了掌握汽輪機電子式電液調速系統DEH的調速控制方法，首先大體上對DEH系統的基本結構組成進行了簡要的分析，有了這個基礎前提再對目前最為常用的串級PID調速控制模式下的關鍵調速參數P、I和D進行了詳細的分析，然后以模糊控制法則為基礎制定出了PID參數自整定優化設計的一整套實施步驟，這樣做的意義在于能為提高汽輪機DEH系統的調速控制水平提供好的模板。

關鍵詞：汽輪機;DEH系統;參數優化

就目前電廠生產過程中來看最為常用的設備就是汽輪機，而對于電力系統技術部門來說研究的核心內容之一就是汽輪機的調速控制，以往因為技術限制采用機械離心飛錘式調速器，后來則開發了以液壓技術為基礎而出現的液壓式調速系統，到了如今快速發展的電子電力技術和控制技術為汽輪機裝配上了電液調速系統。電液調速系統可以分為模擬式電液調速系統AEH和數字式電液調速系統DEH兩個部分，在實際生產過程中，因為DEH系統與傳統的控制系統相比其控制線性化、帶負載能力和控制精度都有較大的優勢所以被研究人員廣泛關注和研究。

本文在進行DEH的系統優化設計的探討時使用了參數化設計的思想并與主要結合數字式電液調速系統DEH的實際設計相關聯，希望能以此為基礎找出面向電廠熱工循環控制實際需求的汽輪機DEH系統的參數化優化調速控制方法。

1.汽輪機DEH系統的基本結構組成

數字式電液調速系統DEH主要由五個部分組成，具體分析如下：

1.1電子控制器

準確的來說電子控制器的控制系統具有小型的計算機功能，其內部有完整的I/O接口，模數轉換通道，以及必要的控制輸出模塊、電源模塊等。電子控制器主要功能是接受信號，這些信號來自汽輪機控制系統中的給定的或者反饋信號，然后電子控制器將這些信號經過模數轉換或者電氣隔離處理后按照一種特定的格式再輸送出來，這些特定的信號被傳送到主汽閥調節裝置中，來對汽輪機相關閥門進行一定的控制。

1.2操作系統

操作系統就是人機交互的平臺，操作系統主要由操作盤、圖像顯示窗口及鍵盤等構建組成。它可以讓人和機器進行對話并操縱機器來完成任務。汽輪機中的DEH系統的通信功能的設置就是在操作系統的幫助下完成的。

1.3油系統

油系統氛圍兩個部分：高壓油控制系統和潤滑油系統，這兩者之間不會互相影響。高壓油控制系統主要是為汽輪機控制系統提供必要的動力，汽輪機在運行的時候操作盤或者電子控制器會發出一系列的調節指令，然后高壓油控制系統接收到指令后對系統供油動力壓力進行操作。潤滑油系統則主要是為潤滑系統提供透平油。

1.4執行機構

在操作盤或者電子控制器發出控制指令后，會有專門的執行機構將這些指令轉換為模擬量驅動指令，然后執行機構按照指令來完成相應的控制動作。執行機構主要包括電液伺服閥、伺服閥放大器，具有驅動能力的油動機組，其功能就是對高壓調節氣閥和中壓調節氣閥的驅動進行控制。

1.5保護系統

顧名思義保護系統就是對DEH控制系統提高保護，它分成三個模塊：電路保護、油路保護及其他常規控制保護。保護系統提供保護的方式是電磁閥，它能實時監控DEH系統中的電流、電壓、油壓等參數一旦某環節出現問題能及時做出調控，從而保證DEH系統的穩定可靠工作。

2.汽輪機DEH系統的參數優化研究

2.1?DEH系統的關鍵控制參數分析

目前國內使用的汽輪機大多數都是采用基于串級PID控制來進行速率調控，因此為了更加貼合實際，本文將串級PID控制系統的汽輪機作為探討的對象。

串級PID控制系統在進行調速的時候其主要控制的參數為比例系數P，積分系數I和微分系數D，在經過對這三個參數的分析后，再進行DEH系統的設計工作。

（1）參數P——比例調節作用：是按比例反應系統的偏差，當系出現了偏差的時候，比例調節會按照比例來對系統進行調節來減少系統的偏差。但是比例作用也不能過大，比例作用合適的時候，調節的速度就會加快，減少誤差，但是比例超出了合理的范疇，就會動搖系統的穩定性，更加嚴重的就會造成系統的不穩定。

（2）參數I——積分調節作用：它的作用就是系統消除穩態誤差，減少誤差。當系統出現誤差的時候，積分調節就會發揮作用，一直到消除誤差后才會停止運行。但是積分調節會降低系統的穩定性，讓系統對動態信息的反映變慢。所以在實際生產過程中會將積分作用與另兩種調節合理連接起來，這樣就組成PI調節器或PID調節器。

（3）參數D——微分調節作用：微分作用就是講系統偏差信號的變化率呈現出來，而且它還具有一定的預見性，能將偏差變化的趨勢反映出來，因此它具有提前進行調控的功能，就是在已經有偏差出現的征兆的時候，微分調節作用就能消除這種隱患。因此，微分調節對系統的動態性能有巨大的提升。

2.2優化方案設計

以往的PID調速，是通過監測速度的輸出，和系統的速度輸入進行對比，得到速度偏差e，然后對偏差e進行監測，對P、I、D三個參數的大小進行科學合理的定值，這樣就可以對速度進行合理的優化控制。但是這種控制方式有一個缺點那就是不能對速度偏差進行的實時調整，所以在進行調控時往往是速度出現偏差之后的事了，因此，本文提出基于模糊控制實現的PID參數自整定控制方法。

3.結語

汽輪機在如今的電廠中是被運用的最為廣泛的設備之一，汽輪機的優化控制會對整個熱工循環控制的效率及控制系統的可靠性產生影響。本論文對國內使用最為廣泛的串級PID控制的汽輪機DEH系統進行了詳細的分析，并提出了具體的優化的具體方案，這對提高汽輪的工作效率有良好的幫助，因此，本文對于汽輪機在DEH系統參數優化方面的探討是有一定的實用價值的，值得推廣應用。當然，本文只是簡要的對汽輪機的DEH系統的參數優化進行了論述，至于更多的參數優化設計方案需要廣大電力工程技術人員的共同努力，才能夠把汽輪機控制的水平進行提高。

參考文獻：

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