關于汽輪機控制系統的優化設計

張淑娟

摘? 要：火電廠作為電能生產的重要場所，對于具有大容量、高參數的火電機組，汽輪機是其關鍵動力設備，在實際運行中汽輪機表現出了轉速高、熱力參數以及轉速變化范圍大的特點。隨著熱控設備相關技術的不斷發展，汽輪機組在不斷進行自動化改造的過程中，DCS控制技術被廣泛的應用到汽輪機系統中，有效的提高了機組整體的可控性，從而保證機組能夠安全運行以及機爐的協調工作。文章對火電廠中汽輪機控制系統進行了介紹，并分析了汽輪機控制系統中DCS控制技術的應用，探討了DCS控制以及DCS與DEH.ETS間的控制關系。

關鍵詞：汽輪機;控制系統;DCS;DEH;優化設計

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）17-0088-02

Abstract： As an important place of electric energy production， steam turbine is the key power equipment for thermal power units with large capacity and high parameters. In the actual operation， the steam turbine shows the characteristics of high speed， thermal parameters and wide range of speed variation. With the continuous development of related technology of thermal control equipment， in the process of automatic transformation of steam turbine unit， DCS control technology is widely used in steam turbine system， which effectively improves the controllability of the whole unit， in order to ensure the safe operation of the unit and the coordination of the machine and furnace. In this paper， the steam turbine control system in thermal power plant is introduced， the application of DCS control technology in steam turbine control system is analyzed， and the DCS control and the control relationship between DCS and DEH.ETS are discussed.

Keywords： steam turbine; control system; DCS; DEH; optimization design

引言

汽輪機在傳統的運行狀態下是根據相應的規程來進行的，監控汽輪機運行的狀態，還主要靠運行人員的工作經驗，傳統的控制系統存在一定的缺點，比如調節精度低和自動化程度低，汽輪機在運行的過程中，需要通過采用安全有效的措施進行保護。汽輪機在運行時，轉子轉動產生的負載做功會影響到轉速的變化，凝結水溫度以及真空的變化也會影響到轉速的變化，將DCS控制技術應用在汽輪機系統中，能夠有效的控制和管理汽輪機的運行。

1 DCS控制系統對汽輪機的控制和保護

設計汽輪機DCS控制系統，需要加強汽輪機運行參數的監視，完善相應工作的的記錄，并分析汽輪機組安全運行和在線狀態。在汽機熱工系統中，使用硬接線進行信息傳遞，能夠有效保護熱控系統的相關備件的安全，將計算機高級語言應用在傳感器與控制器的連線和檢測點的分布上，操作和管理DCS系統的相關數據。

1.1 自動控制系統

在汽輪機控制系統中，汽輪機DCS系統中調速系統是主要的功能，通過人機界面相關操作人員可以直接輸入轉速設定值，再經過模擬量輸入模塊的作用，將實際轉速值與轉速設置值進行比較，從而控制汽輪機的轉速。通過利用變頻器控制汽輪機的轉速，將控制水位調節好，并通過上位機對按鈕進行控制，從而使汽輪機設備停止運行。系統工程師通過與DEH系統的人機界面作用，當按下相應的按鈕時，能夠控制汽輪機的閥門控制指令到執行機構的輸出過程，通過操作員的其他控制指令來完成供油系統調節汽輪機各個蒸汽進氣閥的開度。

汽輪機DCS系統的數據采集是進行相應工作的主要依據，通過利用壓力、溫度傳感器和變送器將相應的信號輸入到輸入模塊，計算機會對數據進行相應的存儲和管理，并通過相應的軟件來完成設計工作，實現遠程控制系統的操作。

1.2 緊急跳閘保護系統

通過設置相應的保護措施，當DCS系統設備出現一些問題時，相應的保護措施可以有效的將過載電流導入大地，從而保障控制系統的安全。兩路電源供電相互獨立的，在開關量輸入卡件時，采用跳閘失電跳閘和兩路電源供電兩種動作方式，可以避免出現拒動和誤動的問題。采用失電跳閘的保護方式要對輸出卡件分布設置，各層供電裝置也要保持相互獨立，防止出現汽輪機跳閘保護的拒動和誤動的現象，保障系統的正常運行。

1.3 汽輪機控制算法以及策略組態

通過對控制算法的應用，工程師可以快速的查找到對應的變量位號和操作畫面，通過利用項目樹對程序進行作用，使其變成靈活統一的系統全局數據庫，從而完成策略組態。PC機上運行的生產數據可靠性也比較高，具有廣泛的用途。系統控制中的速度被作為主控參數和干擾因素，當對機械的輸出功率不能夠及時進行調節時，在空載或者滿載的額定轉速下可以保證汽輪機的穩定運行。通過驅動調節進氣調節汽閥的開度，可以對發動機的輸出功率進行調節，通過對功率反饋通道進行調整，可以對控制回路進行改造。