大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制系統

孫　鵬（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江　哈爾濱　150000）

大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制系統

孫鵬
（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150000）

摘要：近年來，汽輪發電機在我國電力領域得到廣泛應用，它的出現有效緩解了我國的電能供需壓力，促進了我國社會經濟的進一步發展。氫冷汽輪發電機作為符合國家能源戰略要求的現代化電力機械，這里我們有必要對其氫油水集散控制系統進行探討。本文首先敘述了集散控制系統的內涵，并就其在大型氫冷汽輪發電機中氫油水系統的具體應用情況做了簡單介紹，僅供同行參考。

關鍵詞：汽輪發電機；氫冷；集散控制系統；氫油水系統

近年來，集散控制系統在我國各行業得到廣泛的應用，其中在發電站的應用最多、最常見，它有效改善了發電站機組運行性能，適應了國家能源戰略發展要求。這里我們從集散控制系統的內涵入手，從其工作原理、設計方案以及軟硬件設施等方面簡單闡述了在大型氫冷汽輪發電機氫油水系統中的應用情況。

一、集散控制系統概述

氫冷汽輪發電機氫油水控制系統是大功率發電機中的核心環節，其運行狀態的優劣直接關系到發電機的運行效率和安全。近年來，隨著社會對電能需求量的不斷提升，發電機容量也越來越大，對氫油水系統監視與控制力度要求也更加的嚴格。集散控制系統作為近幾年出現的一種智能、綜合的現代控制系統，它自出現以來便迅速在大型氫冷汽輪發電機中廣泛應用，為電力事業的進一步發展做出了積極貢獻。

二、大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制系統的具體應用

電能是現代社會發展的基礎能源之一，它伴隨國民經濟發展、人民生活水平的提高而不斷前行、時至今日，人們生活、生產和工作都已經離不開電能，究其原因是因為電能能方便的轉換為機械能、熱能、光能以及各種化學能等，因此它也有著工業發展基礎能源的稱號。當前的國民經濟發展與其電氣化程度密切相關，這給發電機以及其他電能設備的應用于改造提供了市場基礎。大型氫冷汽輪發電機作為當今電力事業的基礎設施，對其實施集散控制不僅保證了發電機組運行的科學性與合理性，還保證了汽輪發電機運行安全。

1大型氫冷汽輪發電機應用優勢。根據當今世界范圍的發電事業而言，其中有50%以上的發電來自火力發電站、30%的電能來自水力發電站，15%的電能來自和能發電站，而其他發電方式占有5%。但就這些發電方式而言，無論是哪一類型的發電站，汽輪發電機都十分常見，由汽輪發電機發送的電能占總發電量的八成以上，因而也可以說汽輪發電機與國民經濟的發展有著密切關系。

2大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制的設計技術要求。在大型氫冷汽輪發電機氫油水控制系統中，采用集散控制系統能有效實現動態監測保護問題和設備控制需求。這種檢測方法的應用是對定子線圈冷卻水系統的流量、溫度、壓力等內容進行實時監測的控制方法，它針對密封油系統的壓力、溫度、氣壓以及氫系統的純度、密度和濕度情況進行控制的。集中控制系統的應用還要確保調節閥、電磁閥以及控制泵等內容的合理控制，讓整個監控系統處于全面、綜合、全方位控制狀態，進而保證機組運行安全性與可靠性。

圖1　大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制設計框架圖

3　設計方案

（1）總體設計方案。本次設計中所采用的監控系統包含了計算機系統、信息系統以及遙感技術三個方面，是利用計算機、通訊網絡、現場控制站、傳輸器等設備共同組成的一個樹形集散控制系統，這一控制系統本身具備良好的自動檢測、保護以及控制功能。在設計工作中，整個設計流程圖如圖1所示。它在具體設計中包含了計算機、氫氣控制系統（氫控系統）、油泵控制系統（油控系統）和冷卻水控制系統（水控系統）等不同方面。由于這些方面本身是一個復雜的內容，它包含了386個工控機。（2）系統原理。由于大型氫冷汽輪發電機氫油水集散控制系統本身包含了氫氣控制系統（氫控系統）、油泵控制系統（油控系統）和冷卻水控制系統（水控系統）三個方面，因此在具體的設計中工作原理也需要從這三個不同的方面入手分析。①氫氣控制系統。氫氣控制系統的設計重點在于保證冷卻汽輪發電機的定子、轉子和轉子線圈三方面環節。在具體設計中要將氫氣控制系統用置換的方式來控制發電機內部氣體的溫度，根據發電機內部需要輸送氫氣，確保發電機內部氫氣氣壓的穩定。在監測工作中，檢測重點主要針對氫氣的溫度、純度以及壓力值，對各方面所造成的氫氣泄露情況及時的指出并做好相關處理工作。②密封油控制裝置。密封油控制系統在設計中主要目的在于保證密封裝置正常運行中所需要的密封油量，通過各種技術手段和設備手段來保證發電機內部的氫氣氣壓值。在密封油控制系統設計中，整個設計工作包含了壓力傳感器設計、溫度傳感器設計和液位傳感器設計等環節。以集散控制系統為主的設計工作主要是對液壓油的溫度、壓力以及排風機、密封閥等內容為主的。③線圈冷卻水控制系統。這個系統是以保證發電機內部線圈冷卻水系統供應持續、穩定為工作目標的內容，它的設計重點放在定子線圈控制、水溫和水壓監控等方面的，其監控過程與其他系統大致相同。本系統為一獨立封閉自循環系統，水泵從水箱中吸水，升壓后送入水冷卻器降溫，經過濾水器濾出機械雜質，然后進入發電機定子線圈，回水流回水箱，如此循環。

4設計依據。（1）強電、弱電之間實施可靠的隔離保護，數字FO、模似量輸入電源分別隔離。（2）計算機系統具有在工業現場環境下可靠運行的抗干擾措施，采用模板結構，有散熱、防振、防磁性能，進行必要的冗余處理。（3）配備可靠的工業電源，采用必要的可靠接地系統及抗干擾電路。

結語

電能是現代社會發展的基礎能源之一，而大型氫冷汽輪發電機作為電能發送的主要設備，做好其氫油水集散控制設計與研究工作對實現發電站供電穩定、安全與可靠有著至關重要的意義，這也是推動我國工農業發展、促進社會進步的重要舉措。

參考文獻

[1]張輝，孫巖.電廠集散控制系統應用分析[J].科技視界，2014（05）.

中圖分類號：TM311

文獻標識碼：A