4#機組低壓缸切除改造之DEH 升級淺述

柏海崢，靳永亮，趙 輝

（河北西柏坡發電有限責任公司，河北石家莊 050400）

0 引言

某公司4#機組為330 MW 機組，汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產，并進行了通流改造和打孔抽汽改造，抽汽供熱管道均從中低壓連通管上引出。汽輪機為C330/264-16.7/538/538 型亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、抽汽凝汽式汽輪機。DEH（Digital Electric Hydraulic，汽輪機數字電液）控制系統采用的新華DEH-Ⅲ型。在4#機組檢修期間，對該DEH系統進行升級，同時將汽輪機低壓缸切除控制功能納入新的DEH 控制系統中。

1 改造原因及方案

1.1 改造原因

（1）原DEH 廠家產品已整體升級換型，不再生產，現無備品備件可用。

（2）原DEH 汽輪機閥門控制卡老化嚴重，調零、調滿度電位器線性度變差，阻值漂移現象嚴重，影響零點及滿度的校準。

（3）原DEH 歷史站的數據追憶功能弱，歷史數據存貯時間短，無SOE（Sequence Of Event，事件順序記錄）功能，無檢索功能，不利于大型機組快速事故分析。

（4）原DEH 是獨立系統，與其他TSI（（Turbine Supervisory Instrumentation，汽輪機安全監視系統）、DCS（Distributed Control System，分布式控制系統）、ETS（Engine Temperature Switch，汽輪機跳閘保護系統）不能便捷的實現信息共享。

1.2 改造方案

（1）原新華DEH 升級為OVATION 系統與FSSS（Furnace Safeguard Supervisory System，爐膛安全監控系統）、MCS（Modulating Control System，模擬量控制系統）、SCS（Sequence Control System，順序控制系統）等其他子系統融為一體。

（2）升級后的DEH 與TSI 系統采用通信方式獲取TSI 監測數據。

（3）取消原DEH 硬手操盤，汽機閥門控制卡采用冗余配置。

（4）與CCS（Coordination Control System，協調控制系統）的負荷指令接口，由原來高頻繼電器硬接線輸出開關量增減負荷指令。改為三路模擬量硬接線輸出。增加了信號的準確性和穩定性。

2 設計、施工中的關鍵點

原DEH 控制柜共有六面，兩面控制柜，三面端子柜，一面電源柜，實現對汽輪機的BTC（基本控制功能）、ATC（自啟動及控制功能）、OPC（超速保護控制功能）、BPC（旁路控制功能）。本次改造將這4 個功能納入DCS 中。本次DEH 改造共涉及現場測點414 點，根據每個控制器不超過250 點原則，在原DCS 中增加2 對控制器實現原來的控制功能，共增加4 個控制柜，1 個電源網絡柜，其中1 對控制器實現原有的BTC、OPC 功能，一對控制器實現ATC、BPC、低壓缸旁路切除功能。

2.1 設計階段注意事項

（1）由于本次改造原DEH 部分電纜全部利舊，低壓缸切除部分電纜重新敷設。在機柜布置及卡件配置方面必須充分考慮這些因素，否則會出現電纜長度不夠的問題。設計時舊電纜盡量安排進原來所在機柜位置的新機柜里，在必須變動的情況下，盡量安排在電纜來源方向的新機柜里，以盡量減少或避免電纜長度不夠造成的改造工作量。原來在機柜下排的電纜測點仍設計在新機柜的下排卡件中，或者布置在電纜來源方向的機柜中。同一電纜中的信號盡量分配在同一卡件，或者同一分支，避免同一電纜里不同信號的分叉使用。

（2）本次檢修工期25 d，需要完成和新建機組DEH 同樣的工序，所以編制進度計劃表、技術措施、施工方案、文件包、工序卡是保證后續工作順利進行的關鍵。后期施工，調試階段必須嚴格按照進度計劃表執行，特別是關鍵節點。進度計劃表，施工方案，工序卡事先必須由業主、施工方、DEH 廠家共同商討確定，每個細節、每個節點都有人、財、物的支撐，保證計劃的可行性。

（3）盡早確定IO 清單、功能說明書，以便DEH 廠家有足夠的時間進行硬件采購，邏輯畫面的組態，留出足夠多的時間進行調試。調試越充分，改進的錯誤也就越少，機組正常運行出錯可能性就越低，要把風險控制在整個工程的前期。

2.2 實施階段注意事項

（1）合理安排人員，各工種分工明確。例如安裝工，機組停運前就可以安排機柜底座的制作，安排接線工進行打印線頭號的工作。機組停運后，可以安排接線工進行舊機柜的拆線工作，接線工拆完線后，安裝工進行機柜安裝工作，同時接線工進行下撤舊電纜整理排布工作。合理安排能提高效率，縮短工期。

（2）業主監督檢查、及時驗收是保護工程項目質量的關鍵。開工前一定要安排接線工，安裝工進行培訓，熟悉接線圖紙，施工方案、工藝、工序卡。施工人員進行關鍵工序必須停工待檢，檢驗合格后再進行下一步工序，這樣能避免大面積的返工，也能保證施工質量。

（3）改造工程一般工期短，統籌合理安排是節省時間的一大法寶。在施工階段，業主的運行人員及維護人員，可以進行仿真狀態下的學習培訓、邏輯畫面試錯等。

2.3 調試階段注意事項

（1）制訂閥門試驗表。DEH 主要功能實現依靠2 個高主門、2 個中調門、6 個高調門來實現，所以6 個閥門調試得好壞，決定了以機組運行后調節品質。

（2）制訂測點傳動試驗表、各項功能驗證試驗表，依照試驗表逐項進行試驗，主要是閥門關閉試驗、松動試驗、嚴密性試驗、超速試驗、OPC 試驗以及升轉速，帶負荷等基本功能。

3 邏輯優化

（1）閥門試驗邏輯進行了優化，保證閥門試驗過程中，負荷擾動在3 MW 以內。首先采用OVATION 的BALANCE 功能塊實現總閥位指令到各高調門指令的自動平衡。當一個閥門關閉，BALANCE 功能塊自動將負荷分配到其他閥門。初步負荷的大幅波動，再通過投入功率回路保持一個閥門在關閉過程負荷的穩定。

表1 試驗各工況一次調頻性能

（2）AGC 指標大幅提高，DEH 對CCS 響應靈敏。原CCS 對DEH 的負荷控制是開關量，CCS 對DEH 發負荷增減脈沖，當DEH 來的負荷參考值與CCS 負荷指令偏差超過0.4 MW 時，才發出脈沖指令。每發一個脈沖，DEH 增減0.1 MW 負荷。邏輯優化后，CCS 對DEH 的負荷控制通過模擬量控制，只要CCS 負荷指令跟DEH 的負荷參考值相差0.01 MW，DEH 就改變閥門開度消除負荷偏差，控制精度及靈敏度大大提高。

（3）升級后的DEH 閥門控制卡采用冗余控制，做到了伺服卡、LVDT、伺服線圈對應冗余。提高了DEH 的可靠性。當主伺服卡、LVDT、伺服線圈任一故障時，自動切換到備用通道繼續運行，也可以通過閥門整定畫面，手動進行主/備切換。

（4）采用OVATION 的VP 卡后，實現了軟件自動全行程閥門校驗，大大節省了閥門校驗調試時間，減輕了勞動強度，提高了工作效率，同時也減少了校驗調試過程中的出錯率。

（5）TSI 軸系統監測相關數據通過通信方式傳輸到DEH，其準確度大大提高，采集量大大增加。

（6）升級后一次調頻試驗結果見表1。

（7）升級后的AGC 試驗結果見表2。

表2 升級后的AGC 試驗結果

4 結語

4#機組的DEH 升級，實現了與主機其他子系統FSSS、SCS、MCS、MEH 一體化，徹底實現了單元機組的一體化集中監控，實現各子系統的數據信息共享，提高機組事故追憶功能。本次技改為類似的DEH 納入DCS 系統項目實施提供了寶貴經驗。