505E 調節器在抽汽式透平機上的應用探究

劉 錳

（中國船舶重工集團公司第七〇三研究所科技發展部，黑龍江 哈爾濱 150078）

505E 調節器是美國WOODWORD 公司研制出的數字控制器，可結合用戶運行參數、條件編程組態，經輸入輸出接口，完成接收、輸出模擬量、開關量信號的控制。由裝置上各傳感器輸入的各類信號均由調節器接收后，調節器通過具體運算，再將標準電流信號輸送到電液轉換器，最終由電液轉換器輸出油壓信號，實現對汽輪機各段進汽量的調節，以確保透平機的抽汽熱負荷需求能夠得到滿足。本文通過對505E 調節器功能與配置的介紹，對505E 調節器在抽汽式透平機上的應用作出論述，希望能夠給業內同行帶來一些啟發。

一、505E 調節器的主要配置與具體功能

（一）505E 調節器的主要配置

考慮到透平機型以及功能存在差異，因此調速系統的設置同樣會有所不同。不過，通常情況下，505E 調節器的配置主要包括：控制盤、傳感器、電液轉換器、抽汽流量傳感器、超速脫扣模組以及超速保護系統等。另外，根據機型以及工作環境的不同，部分505E 控制系統還配有速關閥組件，速關閘組件的主要功能包括避免設備受到損害、及時發現設備運行異常等。

（二）505E 調節器的具體功能

在505E 調節器的輔助下，操作人員可以實現對HP 以及LP 閥開度，實現對透平機系統轉速與抽氣量的控制。另外，操作人員在控制HP 閥位的過程中，還能利用串級控制以及輔助控制，達到調節其他參數的效果。同時，505E 調節器能夠實現緊急停車觸點輸入，有效規避臨界轉速，自啟動模式能有效減輕操作人員工作強度，并能對系統動態參數進行靈活、精確地調整，為抽汽式透平機的穩定運行提供可靠保障。

二、505E 調節器的運行原理及其應用

（一）505E 調節器的運行原理

為實現505E 調節器對透平機轉速與抽汽流量的控制，505E 調節器通常串聯于調速閥和抽汽控制閥之間，并利用兩個閥門的相互作用來實現控制操作。當蒸汽從HP 調速閥輸送至汽輪機后，將在進入到HP 汽機級的下游終端或LP 抽汽閥門前被抽出。LP 閥門開啟程度與LP 汽機級蒸汽量呈正相關性，一旦操作人員需要對汽輪機的負荷、抽氣量等參數進行調整時，僅需通過改變HP 與LP 的閥位即可實現。值得一提的是，在這一過程中，505E 調節器中自帶的比例邏輯限制器，將根據汽輪機其他參數計算調整值，并盡可能將閥門或流程的相互作用控制到最低值。其具體運行流程為：

1 透平機轉速的控制

轉速信號經轉速傳感器輸送進系統后，首先會經轉速PID 控制放大器和轉速設定值的處理，然后形成輸出信號，系統則根據該信號選擇相應的邏輯限制器。相較之下，轉速的設定則可利用中控室的505E 控制面板上的鍵盤進行輸入，并利用串級PID 控制器的方式，實現對控制器信號的調整。

2 抽汽/進汽的控制

經抽汽流量變送器輸送的油氣模擬信號，電流通常保持在6mA～16mA 的范圍內。經抽汽PID 控制器處理后，形成輸出信號，輸送至比例邏輯限制器。與轉速信號相同，抽汽設置值同樣可以透過中控室的505E 控制面板上的鍵盤進行輸入。當比例邏輯限制器確認收到輸入信號后，將結合信號反映出的透平機相關參數與自動計算，最終擬合為2 個輸出信號。其中之一主要用于實現對HP 執行機構的控制，另一個則是用于對LP 執行機構的控制。在此情況下，透平機在轉速或抽汽達到某一標準后，505E 調節器將自動采取最為理想的方案完成對系統的控制。

（二）505E 調節器在抽汽式透平機上的應用

1 現場程序編程

考慮到505E 普遍由菜單驅動軟件組合而成，所以在編程方面具有明顯優勢。505E 調節器的操作模式有兩種，分別是編程模式和運行模式。編程模式的應用，主要是根據使用需求，設定相應的運行參數；運行模式則是較為常見的透平運行模式，能夠實現對運行參數與透平機運行情況的監測。需要注意的是，當透平機組正式開始運行后，程序是不能隨意更改的，所以務必要在透平機運行前落實好505E的設置。常見的設置內容包括：速度控制、運行參數、透平性能值等。

2 各組成部分的調整與檢驗

在透平機首次運行前，務必要對調速閥和抽汽閥等組件進行校準與測試，以確保電液轉換器輸入的電流值能夠滿足閥門開度的操作需求，為透平機組的安全運行提供可靠保障。505E 的透平啟動模式有三種，分別是手動、自動與半自動。任何啟動模式均需在505E 編程的引導下，實現啟動。而手動、自動、半自動模式的選擇，直接決定在系統發出運行指令后，轉速設定值以及閥位限制器的操作是否需要人為掌控。當透平機正式啟動后，透平機的轉速即為控制程序設定的最小轉速。

3 操作過程中的控制

505E自帶暖機轉速與額定轉速功能，在沒有人為設定的情況下，系統將默認透平機暖機轉速與額定轉速為設定值。另外，505E 程序編制可添加2 個臨界轉速帶，以確保透平機的轉速在臨界轉速范圍以外。在透平轉速被控制到最小值后，505E 鍵盤可直接輸入抽氣量設定值，以確保抽汽量能夠滿足透平轉速需求，避免透平機的運行受到其他系統帶來的不想干擾。

4 系統結束時的控制

從505E 鍵盤可直接發出停止命令，停止命令發送后，除轉速、抽汽、補汽PID 控制器還能繼續使用，剩余控制器將均處于停用狀態，轉速與HP 閥位限制器等參數值將逐漸降至為零。

結語

綜上所述，505E 調節器在抽汽式透平機上有著良好的應用價值，能夠發揮出理想的控制作用。今后有關該課題的研究仍需繼續跟進，為不斷完善505E 調節器技術，優化抽汽式透平機的運行效果提供科學依據。

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