哈爾濱汽輪機DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試

王英強

摘要：DEH是對汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的簡稱，主要完成對汽輪機的轉(zhuǎn)速控制、功率控制、汽機保護、汽水分離再熱器的溫度控制等功能。本論文從不同方面闡述哈爾濱汽輪機DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試，希望為研究DEH電液控制系統(tǒng)調(diào)試的專家和學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽輪機;DEH電液基本控制;系統(tǒng)調(diào)試

1電液控制系統(tǒng)組成

1.1液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)主要包括三大組件：液壓執(zhí)行機構(gòu)、供油系統(tǒng)和危急遮斷系統(tǒng)。主要的功能性作用包括三點：其一，各個閥門油動機所提供了標準的高壓動力油;其二，驅(qū)動各個閥門，從而使得閥門能夠在需要的位置停止;其三，需要時可以有效地將汽輪機進汽完成尤為快速的遮斷。

1.2數(shù)字電液控制系統(tǒng)

汽輪機的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是經(jīng)由微型的計算機作為設(shè)備的核心控制統(tǒng)所構(gòu)成的，可以尤為方便地實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集、整體的控制過程、相應(yīng)的操作以及監(jiān)控等功能。系統(tǒng)化的組態(tài)邏輯主要停留在2個控制站點中，從而有效地實現(xiàn)超速保護和自動化控制等控制任務(wù)。同時，還能夠有效的完成信號的自啟動等效相關(guān)程序。

2DEH控制功能簡介

2.1轉(zhuǎn)速控制

用于汽機啟動升速過程中和機組孤島運行時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)速控制回路將汽機轉(zhuǎn)速控制在轉(zhuǎn)速設(shè)定值上。在啟動升速過程中，轉(zhuǎn)速設(shè)定值按照操縱員設(shè)定的升速速率增加，從而使汽機升速，直到達到目標轉(zhuǎn)速。

2.2功率控制

用于汽機并網(wǎng)以后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過功率控制回路將發(fā)電機控制在功率設(shè)定值上。在升降功率過程中，功率設(shè)定值按照操縱員設(shè)定的功率變化率增加或減小，從而使發(fā)電機功率增加或減小，直到達到目標功率。

2.3頻率校正

即所謂一次調(diào)頻。將電網(wǎng)頻率與額定頻率比較，偏差信號來校正功率設(shè)定值，目的使機組功率滿足電網(wǎng)頻率的要求，電網(wǎng)頻率高則降低機組功率，反之亦然。

2.4OPC功能

用于在瞬態(tài)工況下防止汽機因超速而跳機。0PC的動作方式有以下三種：CIV功能（快關(guān)再熱調(diào)節(jié)閥）、負荷預(yù)測、轉(zhuǎn)速超過103%（3090rpm）

3控制調(diào)試功能體現(xiàn)

3.1超速保護

該部分功能的實現(xiàn)主要通過經(jīng)由DEH的跳閘、超保護以及超速試驗選擇的三種控制邏輯體現(xiàn)，從而提供具備開關(guān)狀態(tài)以及汽輪機自動停機掛閘狀態(tài)來完成電磁閥的控制，并且還能夠有效的匯總DEH跳閘信號，來實現(xiàn)接線完成電磁跳閘的接送。實現(xiàn)了汽輪機的有效防控性，保證了汽輪機的飛速上升轉(zhuǎn)速，保證了整體的轉(zhuǎn)速在3000r/min，超速試驗的運行，必然要超出2950r/min的定速，以及油開關(guān)未合閘的情況下運行。

3.2基本控制功能

該功能的功能實現(xiàn)主要是汽輪機的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)性核心組成，主要提供了轉(zhuǎn)速復(fù)合性相關(guān)的控制性邏輯，以及調(diào)節(jié)回路，經(jīng)由BRC100完成了閥接口的實現(xiàn)，以及PID的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)。除此之外，還包括自動控制的多種功能，比如限制化設(shè)定、閥門設(shè)定、管理、切換、實驗，還包括變化率/設(shè)定值的發(fā)生器。

3.3自啟動停止功能

該功能使用通過經(jīng)由轉(zhuǎn)子的應(yīng)力計算，從而實現(xiàn)監(jiān)視控制兩種功能性，而這兩種功能性也是經(jīng)由BRC100來完成的。通過對汽輪機的整體運行過程進行監(jiān)視控制，其中包括升速、盤車、帶負荷、并網(wǎng)等一系列過程。在處于升速的運行狀態(tài)下，汽輪機的自行啟動停止功能可以通過依照轉(zhuǎn)子的具體作用力完成相關(guān)參數(shù)的計算，確保機組的整體運行狀態(tài)，并且給予相應(yīng)的目標性轉(zhuǎn)速和升速率。由此，轉(zhuǎn)子的應(yīng)力直接影響汽輪機的整體使用時長。那么汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體功能設(shè)計，可以設(shè)計HEAVY、MEDIUM、NORMAL多循環(huán)的整體作用力。通過依照相應(yīng)的計算結(jié)果以及所選擇的相關(guān)作用力，因此該系統(tǒng)可以通過完成轉(zhuǎn)子的消耗數(shù)值、年消耗數(shù)值、總消耗數(shù)值。

4調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題、改造及經(jīng)驗

4.1IO端接問題

Ovation的卡件端接方式較為特殊，卡件類型多樣，端接方式各不相同，但在設(shè)計院的IO端接圖上，很不明確。如AO卡，定義卡件的1通道需要對應(yīng)端子排的實際1、2通道，即1塊AO卡最多接4個通道，而現(xiàn)場較多的接了8個通道;AI（4-20mA）卡件的無源、有源方式的端接，取決于 2個特殊的跨接片，但設(shè)計并未提及。諸如此類的問題，導(dǎo)致現(xiàn)場的端接非常混亂。根據(jù)具體的IO通道，逐一排查和糾正，最終改動了約為200個錯誤的端接。雖然工作量較大，但在IO端接的驗證上，加深了理解和確保正確。同時，對IO端接圖的糾正補充，也使自己有了一份正確的端接文件。

4.2主汽旁路閥、再熱閥控制問題

由于擴建機組的再熱閥門換了型號，加上哈汽廠對EH油路的設(shè)計不合理，結(jié)合DEH中對再熱閥門的控制，存在著較為嚴重的問題：一是當前 EH油系統(tǒng)節(jié)流孔板的設(shè)計，導(dǎo)致AST油壓只有打開主汽閥才能建立，無法在主汽閥關(guān)閉的情況下對其他閥門進行試驗;二是OPC油壓只能通過4個主調(diào)閥的節(jié)流孔來建立（擴建機組因再熱閥改型，無法如1，2號機一樣有10個節(jié)流孔來建壓），OPC動作時轉(zhuǎn)速降幅會較大;三是主汽閥的旁路閥改型，但相關(guān)控制信號未設(shè)計;四是RSV和IV閥的控制變更，相比1、2號機多了快關(guān)電磁閥，同樣沒有控制的設(shè)計。

4.3汽機跳閘保護的改造

3號機Ovation系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速卡，是一塊帶芯片的智能轉(zhuǎn)速卡，卡件本身帶有閾值繼電器，能夠在卡件本身完成閾值運算后，干觸點輸出，而掃描周期僅為 10ms。汽機保護的所有信號，依照原設(shè)計，全部統(tǒng)一送 ETS 參與邏輯運算后，再控制 AST 電磁閥去跳機。依照設(shè)計，根據(jù)實際情況分析，有兩個問題： 一是原設(shè)計是將速度信號送 ETS 的 DPU，需要 50ms 的周期運算時間，即一旦超速需要緊急停機，需要 50ms 的滯后。對于汽機保護，尤其是超速保護，越快響應(yīng)則越安全，很可能是僅僅提高了毫秒級的響應(yīng)即能夠避免一次飛車事故。原設(shè)計對轉(zhuǎn)速卡 10 毫秒級別的響應(yīng)功能忽略掉了。二是當前的汽機保護信號，包括主控的緊急停機按鈕信號，全部送 ETS，過于依賴于 DEH，一旦需要緊急停機而 ETS 的功能發(fā)生崩潰，則不能保證有效地停機，甚至主控的操作員也沒有緊急措施。

參考文獻：

[1]汽輪機DEH電液控制系統(tǒng)[J]. 張衛(wèi)才.? 新疆有色金屬. 2013（S1）

[2]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 陳小云.? 淮海工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）. 2013（03）

[3]#8、9機組調(diào)速系統(tǒng)問題分析及處理[J]. 滕培金.? 科協(xié)論壇（下半月）. 2012（11）

[4]小汽機電液控制系統(tǒng)調(diào)試過程分析[J]. 徐海華.? 科技與創(chuàng)新. 2017（11）

[5]美國GE公司大型汽輪機組電液控制系統(tǒng)[J]. 李彥.? 電力技術(shù). 1990（10）

[6]線路檢測及保護裝置在汽輪機電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 成濤.? 工業(yè)控制計算機. 2014（12）

[7]旁路閥門電液控制系統(tǒng)在12.5萬千瓦機組上的應(yīng)用[J]. 商德坤，李培植，朱慶明.? 動力工程. 1983（01）

[8]風(fēng)機葉片靜力加載電液控制系統(tǒng)研究[J]. 烏建中，蔣時春，范漢玟.? 機電一體化. 2014（04）

[9]筒形閥全數(shù)字集成式電液控制系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試[J]. 李金鑫，權(quán)君宗，伍英巖.? 東方電機. 2014（03）

[10]大采高支架EEP電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 陳懷道，原儒東. 煤礦機電. 2006（05）