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抽汽式汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)

1.前言

我公司在以往生產(chǎn)大、中、小各型冷凝式汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)之經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對(duì)俄羅斯II T 140/165 130/15 2型高壓單軸三缸抽汽式汽輪機(jī)對(duì)象，開發(fā)研制了一套抽汽式汽輪機(jī)低壓全數(shù)字電液控制系統(tǒng)，成功地實(shí)施了四川嘉陵電力公司（需方）成都熱電廠（用方）11#機(jī)組抽汽式汽輪機(jī)液壓牽連調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)改造的重大項(xiàng)目。

2.定義

低壓全數(shù)字電液控制系統(tǒng)，是以DEH控制器為核心，以直線式電液伺服（DDV）為接口設(shè)備，以低壓透平油為介質(zhì)，以油動(dòng)機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以轉(zhuǎn)子和抽汽容積（單個(gè)和多個(gè)）為控制對(duì)象，以轉(zhuǎn)速、功率、抽汽壓力為被調(diào)量閉環(huán)的全數(shù)字電液控制系統(tǒng)，簡稱低壓全電調(diào)或DEH控制系統(tǒng)。

3.用途

抽汽式汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)，可根據(jù)不同用戶的不同要求、不同種類、不同容量等級(jí)的汽輪機(jī)對(duì)象，設(shè)計(jì)成適用不同種類但能滿足用戶要求的汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)。

用于相應(yīng)大、中、小各型新、老汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的配套與技術(shù)改造，對(duì)機(jī)組實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)全過程的自動(dòng)監(jiān)視、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)等，并且，可與單元機(jī)組DCS系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)組按不同熱狀態(tài)啟動(dòng)、協(xié)調(diào)控制、調(diào)節(jié)器峰調(diào)頻（調(diào)壓）、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)信息調(diào)度、信息綜合管理等多種功能和用途。

4.組成及其任務(wù)

汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)通常由電氣和電液伺服兩部分組成。電氣部分由DEH控制站、操作員站、工程師站、軟件系統(tǒng)等組成。它采集存儲(chǔ)、放大運(yùn)算、分析處理機(jī)組的被調(diào)量參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)電網(wǎng)對(duì)電負(fù)荷（冷凝式機(jī)組）的要求，或根據(jù)電網(wǎng)對(duì)電負(fù)荷、熱功當(dāng)量網(wǎng)對(duì)熱負(fù)荷（抽汽式機(jī)組）的同時(shí)要求，發(fā)出相應(yīng)的各種控制指令，驅(qū)動(dòng)調(diào)整汕動(dòng)機(jī)及其相應(yīng)輔助設(shè)備，或者同時(shí)驅(qū)動(dòng)調(diào)整和調(diào)壓油動(dòng)機(jī)及相應(yīng)輔助設(shè)備。

電液伺服部分由電液伺服閥、快卸閥、油動(dòng)機(jī)、供油系統(tǒng)及其裝置等組成。它將電氣部分發(fā)出的電量控制指令，變換成脈動(dòng)油壓和機(jī)械位移信號(hào)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)各調(diào)門開度的大小，以對(duì)機(jī)組實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速，或功率、頻率，或轉(zhuǎn)速、功率、抽汽壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制。

5.主要功能

5.1 沖轉(zhuǎn)前，遠(yuǎn)方自動(dòng)掛閘，啟開主汽門。

5.2 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制：

1)啟動(dòng)前，根據(jù)機(jī)組熱狀態(tài)，自動(dòng)選擇經(jīng)驗(yàn)升速曲線：

2)啟動(dòng)后，自動(dòng)沖轉(zhuǎn)、升速、暖機(jī)、過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)、定速，升速曲線可在線修改；

3)啟動(dòng)控制方式：

冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)；

溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)額定參數(shù)啟動(dòng)。

4）轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5.3 同期并網(wǎng)控制：接受自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置輸出的轉(zhuǎn)速增/減干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)，微調(diào)汽機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)。

5.4 負(fù)荷閉環(huán)控制：

5.4.1 電負(fù)荷閉環(huán)控制

（1）根據(jù)機(jī)組熱狀態(tài)自動(dòng)選擇負(fù)荷率。

（2）自行帶初負(fù)荷控制。

（3）自動(dòng)升負(fù)荷至設(shè)定值，升負(fù)荷曲線可在線修改。

（4）電負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5.4.2 熱負(fù)荷控制：

（1）中壓生產(chǎn)抽汽壓力閉環(huán)自動(dòng)控制。

（3）高位/低位采暖抽汽壓力閉環(huán)控制。

5.5 可根據(jù)需要使機(jī)組參加一次調(diào)頻/調(diào)壓，調(diào)頻/調(diào)壓范圍可調(diào)。

5.6 超速保護(hù)控制：

（1）轉(zhuǎn)速大于103%n°時(shí)，發(fā)出超速預(yù)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)OPC快關(guān)調(diào)門。

（2）轉(zhuǎn)速超過110%n°時(shí)，發(fā)出停機(jī)信號(hào)，同時(shí)快關(guān)主汽門、調(diào)門。

5.7 閥門快關(guān)控制。

5.8 甩額定負(fù)荷后，維持空轉(zhuǎn)。

5.9 負(fù)荷限制控制：

（1）高、低負(fù)荷限制控制。

（2）主汽壓力高、低保護(hù)控制。

（3）負(fù)荷變化率限制控制。

（4）快卸負(fù)荷控制。

（5）凝汽器真空低降負(fù)荷控制等。

5.10 試驗(yàn)：

（1）可遠(yuǎn)方實(shí)現(xiàn)電氣超速試驗(yàn)。

（2）可在線進(jìn)行調(diào)節(jié)閥活動(dòng)試驗(yàn)（小范圍）。

（3）與DEH仿真器配合，進(jìn)行DEH仿真試驗(yàn)。

5.11 控制操作方式：

（1）計(jì)算機(jī)自動(dòng)。

（2）操作員自動(dòng)。

（3）手動(dòng)。

5.12 顯示：

（1）調(diào)節(jié)與控制參數(shù)液晶顯示。

（2）參數(shù)越限報(bào)警、狀態(tài)燈光顯示。

（3）參數(shù)實(shí)時(shí)圖象、曲線CRT顯示。

（4）歷史數(shù)據(jù)、曲線重現(xiàn)CRT顯示等。

5.13 接口：

（1）與DCS配合，完成爐跟機(jī)、機(jī)跟和機(jī)爐電協(xié)調(diào)控制。

（2）留有與管理系統(tǒng)通訊接口。

6. 性能指標(biāo)

6.1 轉(zhuǎn)速控制范圍：nT=（60~4500）或（60~3600）r/min；

轉(zhuǎn)速控制精度： △nT≤±1%n0。

6.2 電負(fù)荷控制范圍： NT=180）MW；

電負(fù)荷控制精度： △NT≤±1MW（無沖擊負(fù)荷）。

6.3 熱負(fù)荷控制范圍和控制偏差：

中壓生產(chǎn)抽汽壓力：PE2=1.18~2.06MPa；

中壓生產(chǎn)抽汽壓力偏差： △PE2≤0.003 MPa。

高位采暖抽汽壓力：PE3=0.049~0.245 MPa；

高位采暖抽汽壓力偏差： △PE3≤0.0032MPa。

低位采暖抽汽壓力：PE4=0.039~0.118 MPa；

低位采暖抽汽壓力偏差： △PE4≤0.002MPa。

6.4 控制系統(tǒng)遲緩率： ε≤0.06%。

6.5 轉(zhuǎn)速不等率： δn=（3~6）%斷續(xù)可調(diào)。

6.6 壓力不等率：

中壓生產(chǎn)抽汽壓力不等率：δP2=（01~20）%斷續(xù)可調(diào)。

高位/低壓采暖抽汽壓力不等率：δP3、4=（10~25）%斷續(xù)可調(diào)。

6.7 超速保護(hù)控制：103% n0時(shí)，OPC快關(guān)調(diào)速、調(diào)壓汽門；

110% n0時(shí)，開出開關(guān)量停機(jī)信號(hào)、實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

6.8甩額定負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量： σn≤110% n0。

6.9 可靠性:

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無故障時(shí)間：MTBF≥50000小時(shí)；

控制系統(tǒng)無故障時(shí)間：MTBF≥10000小時(shí)；

控制系統(tǒng)可用率： η≥99.9 %。

6.10 DDV階躍響應(yīng)時(shí)間：tr≤20Ms(0~100%)，可實(shí)現(xiàn)閥門快關(guān)。

6.11 停機(jī)油動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)：t關(guān)≤0.6S(從接受停機(jī)信號(hào)到油動(dòng)機(jī)全關(guān))。

6.12 供油系統(tǒng)：

透平油力： 1.3~1.6Mpa

透平油度： 46±3℃；

潤滑油：0.6~0.8 Mpa。

7. 注釋

用戶可根據(jù)汽輪機(jī)本體對(duì)象(如冷凝式、抽汽式、空冷式等不同容量等級(jí)的汽輪機(jī))和汽輪機(jī)負(fù)載對(duì)象（如發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等）提出不同功能、性能的技術(shù)要求和控制水平要求，與我公司聯(lián)系，索取不同的技術(shù)資料。