【正文】 1－11－1 前言本文所涉及的汽輪機(jī)是用于火力發(fā)電的蒸汽輪機(jī)。在火力發(fā)電廠，它與鍋爐、發(fā)電機(jī)及其它輔助設(shè)備配套，將煤中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽中的熱能，再將蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，通過(guò)電網(wǎng)將電能輸送到各種用電設(shè)備，為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。1％電壓誤差≤177。電壓是通過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)的，不在汽機(jī)控制系統(tǒng)之內(nèi)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其綜合計(jì)算的能力是顯而易見(jiàn)的，在其可靠性得到顯著提高后，現(xiàn)已廣泛地用到了電廠各種設(shè)備的監(jiān)視和控制系統(tǒng)中。我廠在引進(jìn)和廣泛吸收國(guó)、內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制成功了與D300N型汽輪機(jī)配套的300MW等級(jí)全電調(diào)型DEH控制系統(tǒng)。 1－1－21－2 控制系統(tǒng)原理DEH控制系統(tǒng)的主要目的是控制汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率，從而滿足電廠供電的要求。這點(diǎn)可從原理圖中看出，當(dāng)沒(méi)有并網(wǎng)信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)就為1，則輸出等于輸入1（即轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)器輸出）。升速時(shí)，操作人員可設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率。設(shè)定所要求的開度后，DEH輸出閥門開度給定信號(hào)到HSS卡，與閥位反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)到電液伺服閥，從而控制閥門的開度，以滿足要求的閥門開度。DEH接收汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較后，送到調(diào)節(jié)級(jí)壓力回路調(diào)節(jié)器進(jìn)行差值放大，綜合運(yùn)算，PID調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號(hào)到HSS卡，與閥位反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)到電液伺服閥，從而控制閥門的開度，滿足要求的調(diào)節(jié)級(jí)壓力。當(dāng)選擇高中壓聯(lián)合啟動(dòng)方式時(shí)，閥切換系數(shù)等于1，閥門開度信號(hào)同時(shí)輸出到高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥。對(duì)高壓調(diào)節(jié)閥來(lái)講，閥門的開啟方式可選擇單閥控制方式或選用順序閥控制方式，即通常所說(shuō)的閥門管理，方式選擇由單閥/順序閥切換邏輯完成。還可設(shè)定一次調(diào)頻死區(qū)。 1－2－32 控制系統(tǒng)配置DEH控制系統(tǒng)硬件配置主要由以下幾部分組成：INFI90標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜電源系統(tǒng)INFI90模板端子單元OIS操作員接口站EWS工程師站DEH控制器配置容量：數(shù)字量輸入 80路數(shù)字量輸出 64路模擬量輸入 45路（4～20mA）模擬量輸出 14路小信號(hào)輸入 64路注：以上容量不包括TPS、HSS此類專用模板上的輸入/輸出配置。2＃、3＃機(jī)柜是端子柜，安裝有與各種I/O子模件配套的端子單元，完成與外部信號(hào)的連接。＋5V，177。Close＝邏輯0。5％ 電流：150mA（正常）隔離電壓：300VRMS2 數(shù)字輸入子模板IMDSI22 裝置中共有5塊DSI22板，該模板接收現(xiàn)場(chǎng)及按鈕接點(diǎn)輸入信號(hào)。這些保護(hù)功能是獨(dú)立于控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線和多功能處理器的。這模件提供以下超速保護(hù)功能：超速保護(hù)（OSP）、汽機(jī)跳閘低壓遮斷保護(hù)（TRIP）、高壓遮斷保護(hù)（EHC）、功率不平衡保護(hù)（PLI）。本裝置共采用了7塊HSS卡，分別用于1個(gè)MSV閥、四個(gè)CV閥、兩個(gè)ICV閥。6 現(xiàn)場(chǎng)模擬量輸入子模件IMASI23ASI23主要用于現(xiàn)場(chǎng)小信號(hào)輸入處理，包括熱電偶、熱電阻、毫伏小信號(hào)等。在BRC－100的NVRAM中存有符合現(xiàn)場(chǎng)控制要求的組態(tài)。NPM完成BRC－100與NIS間的通訊和保存PCU的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)。9 現(xiàn)場(chǎng)模擬子模件FEC12用于模擬量信號(hào)輸入，可接收15路4～20mA的模擬量信號(hào)。10％），125VDC（177。限流電阻使一路輸出短路或開路時(shí)，不影響另一路單個(gè)隔離輸出，3條信號(hào)線提供24VDC隔離觸點(diǎn)輸入滿足IEEE－472－1974沖擊承受能力試驗(yàn)要求表2－2－3 通訊模件NIS11，NPM11型號(hào)NISNPM名稱網(wǎng)絡(luò)接口子模件網(wǎng)絡(luò)管理模件英文NetworkInterfaceslaveNetwork Processor Module通訊速率10M1M掃描速率8次/秒帶載能力32個(gè)地址CPU6802068020ROM64K256KRAM128K256K安裝1個(gè)槽位1個(gè)槽位 2－2－6數(shù)字電液控制系統(tǒng)說(shuō)明書 D300N－000401ASM2－3 端子單元裝置中的子模件是通過(guò)模板、端子單元、電纜與端子聯(lián)接構(gòu)成完整的PCU結(jié)構(gòu)，端子單元為現(xiàn)場(chǎng)I/O準(zhǔn)備了接口，而有的端子板還可對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，裝置的供電電源亦是由此分配到各處的。3 TAI06有4塊TAI06端子板一一對(duì)應(yīng)于ASI23，且專用于此。用于聯(lián)接現(xiàn)場(chǎng)伺服閥及LVDT信號(hào)。2－5 工程師工作站EWSEWS是專用于工程師設(shè)計(jì)、組態(tài)、調(diào)試、監(jiān)視系統(tǒng)的工具。2 EWS與INFI90系統(tǒng)通訊，具有調(diào)試、診斷的功能。系統(tǒng)軟件包含以下幾部分：用于過(guò)程控制BRC100的軟件：OIS中的應(yīng)用軟件；組態(tài)工具軟件。為了在BRC100中建立起適應(yīng)性強(qiáng)的控制策略，用戶根據(jù)需要對(duì)功能碼組態(tài)并存放在NVRAM中，功能碼在組態(tài)中的執(zhí)行順序號(hào)稱為塊號(hào)。 3－1－23－2 OIS中的應(yīng)用軟件OIS中裝有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)以支持設(shè)備的運(yùn)行。3－3 組態(tài)工具軟件EWS內(nèi)裝有INFI90組態(tài)工具軟件包Composer軟件包，該軟件可針對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。1 掛閘2 自動(dòng)整定伺服系統(tǒng)靜態(tài)關(guān)系 閥門在線整定3 啟動(dòng)前的控制自動(dòng)判斷熱狀態(tài)選擇啟動(dòng)方式4 轉(zhuǎn)速控制升速：設(shè)定目標(biāo)、設(shè)定升速率、自動(dòng)過(guò)臨界3000r/min定速5 負(fù)荷控制并網(wǎng)帶初負(fù)荷發(fā)電機(jī)假并網(wǎng)試驗(yàn)升負(fù)荷：設(shè)定目標(biāo)、設(shè)定負(fù)荷率缸切換定――滑――定升負(fù)荷調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋負(fù)荷反饋控制一次調(diào)頻CCS控制高負(fù)荷限制 低負(fù)荷限制閥位限制主汽壓力限制快卸負(fù)荷6 單閥、順序閥轉(zhuǎn)換7 超速保護(hù)和負(fù)荷不平衡103％超速保護(hù)甩負(fù)荷超速限制功率負(fù)荷不平衡110％超速保護(hù)8 在線試驗(yàn)噴油試驗(yàn)超速試驗(yàn)：電氣、機(jī)械閥門活動(dòng)試驗(yàn)高壓遮斷電磁閥試驗(yàn)9 ATC熱應(yīng)力控制10 控制方式切換汽機(jī)自動(dòng)/手動(dòng)方式 4－24－1 掛閘掛閘就是使汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)處于警戒狀態(tài)的過(guò)程。掛閘允許條件： 汽輪機(jī)已跳閘； 所有進(jìn)汽閥全關(guān)。閥位給定信號(hào)與油動(dòng)機(jī)升程的關(guān)系為：給定0－100％――升程－0－100％為保持對(duì)此關(guān)系有良好的線性度，要求油動(dòng)機(jī)上作反饋用的LVDT，在安裝時(shí)，應(yīng)使其鐵芯在中間線性段移動(dòng)。循環(huán)次數(shù)及速率可選。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行期間，整定條件為：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)單閥方式DEH接收到油動(dòng)機(jī)整定指令后，全開、全關(guān)油動(dòng)機(jī)，并記錄LVDT在兩極端位置的值，自動(dòng)修正零位、幅度，使給定、升程滿足上述關(guān)系。但由于被整定閥需全開全關(guān)，為減小整定過(guò)程中負(fù)荷的變動(dòng)，建議投入負(fù)荷反饋，在機(jī)組負(fù)荷較小時(shí)進(jìn)行。為減少啟動(dòng)過(guò)程的熱應(yīng)力，對(duì)于不同的初始溫度，應(yīng)采用不同的啟動(dòng)曲線。在汽輪機(jī)剛掛閘時(shí)，若汽缸溫度150℃即為冷態(tài)啟動(dòng)，進(jìn)行高壓缸預(yù)暖，若主汽閥內(nèi)壁金屬溫度150℃，需進(jìn)行主汽閥預(yù)暖。汽缸金屬溫度升到150℃后，維持1個(gè)小時(shí)，高壓缸預(yù)暖完成。3 選擇啟動(dòng)方式汽輪機(jī)啟動(dòng)方式有二種：中壓缸啟動(dòng)、高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)?！癛UN”命令執(zhí)行以后，不能再選擇啟動(dòng)方式。按啟動(dòng)方式的不同，油動(dòng)機(jī)為中壓調(diào)節(jié)閥ICV或高壓調(diào)節(jié)閥CV和ICV。1 目標(biāo)轉(zhuǎn)速除操作員通過(guò)OIS設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速外，在下列情況下，DEH自動(dòng)設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速：汽機(jī)剛掛閘時(shí)，目標(biāo)為當(dāng)前轉(zhuǎn)速；油開關(guān)剛斷開時(shí)，目標(biāo)為3000r/min；手動(dòng)狀態(tài)，目標(biāo)為當(dāng)前轉(zhuǎn)速；汽機(jī)已跳閘，目標(biāo)為零。50r/min。若在升速過(guò)程中，需暫時(shí)停止升速，可進(jìn)行如下操作：不在ATR方式時(shí)，操作員發(fā)保持“HOLD”指令；在ATR方式下時(shí)，退出ATR方式后發(fā)保持指令；在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)內(nèi)時(shí)，保持指令無(wú)效，只能修改目標(biāo)轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)做假并網(wǎng)試驗(yàn)，以檢查自動(dòng)同期系統(tǒng)的可靠性及調(diào)整的準(zhǔn)確性。由于隔離開關(guān)是斷開的，實(shí)際上發(fā)電機(jī)并未并網(wǎng)。有下列情況之一，則退出自同期方式：轉(zhuǎn)速小于298大于3015r/min；手動(dòng)狀態(tài)；轉(zhuǎn)速故障；并網(wǎng)；汽機(jī)已跳閘。給定值＝原值＋3＋f（PO）剛并網(wǎng)時(shí)，目標(biāo)也等于此給定值。在調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋投入時(shí)，目標(biāo)和給定值均以壓力百分比形式表示。1．2．1 目標(biāo)除操作員可通過(guò)OIS設(shè)置目標(biāo)外，在下列情況下，DEH自動(dòng)設(shè)置目標(biāo)：負(fù)荷反饋剛投入時(shí)，目標(biāo)為當(dāng)前負(fù)荷值（MW）；調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋剛投入時(shí)，目標(biāo)為當(dāng)前調(diào)節(jié)級(jí)壓力（％）；發(fā)電機(jī)剛并網(wǎng)時(shí)，目標(biāo)為初負(fù)荷給定值（％）；手動(dòng)狀態(tài)，目標(biāo)為參考量（％）（閥門總流量指令）；反饋剛切除時(shí)，目標(biāo)為參考量（％）；跳閘時(shí)，目標(biāo)為零；CCS控制方式下，目標(biāo)為CCS給定（％）；目標(biāo)太大時(shí)，改為上限值115％或345MW。若需暫停升負(fù)荷，可進(jìn)行如下操作：不在CCS方式時(shí)，操作員發(fā)保持“保持”指令；在CCS方式時(shí)，退出CCS方式后發(fā)保持指令； 在ATR方式下，（IP啟動(dòng)）時(shí)，自啟動(dòng)程序判斷出現(xiàn)需保持的情況，則發(fā)負(fù)荷保持指令。若需暖機(jī)，應(yīng)由燃燒控制系統(tǒng)維持燃燒水平，來(lái)保持負(fù)荷不變。調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋與負(fù)荷反饋不能同時(shí)投入，應(yīng)先切除另一個(gè)才能投入。 負(fù)荷反饋負(fù)荷控制器是一個(gè)PI控制器，用于比較SETPOINT與實(shí)際功率，經(jīng)過(guò)計(jì)算后輸出控制CV閥和ICV閥。在負(fù)荷反饋投入時(shí)，設(shè)定點(diǎn)以MW形式表示。參與一次調(diào)頻的條件：自動(dòng)狀態(tài)；負(fù)荷首次大于10％后。死區(qū)范圍為：3000177。當(dāng)滿足以下條件，可由操作員投入CCS控制：接受到CCS允許信號(hào)；快卸負(fù)荷未動(dòng)作；TPC未動(dòng)作； 切除CCS方式或條件；快卸負(fù)荷動(dòng)作；TPC動(dòng)作；一次調(diào)頻動(dòng)作；手動(dòng)方式；油開關(guān)斷開。TPC方式切除條件：油開關(guān)斷開；壓力信號(hào)壞；手動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)作時(shí)，設(shè)定點(diǎn)在剛動(dòng)作的基礎(chǔ)上，以1％/秒的變化率減少。在主汽壓力限制動(dòng)作時(shí)，自動(dòng)切除負(fù)荷反饋、調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋，退出CCS方式?？煨敦?fù)荷切除條件： 4－5－6負(fù)荷小于25％；汽機(jī)已跳閘；油開關(guān)斷開。汽輪機(jī)完成升速、并網(wǎng)、低負(fù)荷暖機(jī)后，低壓旁路閥全關(guān)，操作員發(fā)閥切換指令，高壓調(diào)節(jié)閥（CV）逐漸開大，高排逆止門自動(dòng)開啟。 3 負(fù)荷限制 高負(fù)荷限制汽輪發(fā)電機(jī)組由于某種原因，在一段時(shí)間內(nèi)不希望負(fù)荷帶得太高時(shí)，操作員可在（0～330）MW內(nèi)設(shè)置高負(fù)荷限制值，使汽機(jī)負(fù)荷點(diǎn)始終小于此限制的值。4 閥位限制汽輪發(fā)電機(jī)組由于某種原因，在一段時(shí)間內(nèi)，不希望閥門開得太大時(shí)，操作員可在（0～120）％內(nèi)設(shè)置閥位限制值。4－6 單閥/順序閥轉(zhuǎn)換在啟動(dòng)過(guò)程中，為減少高壓缸的熱應(yīng)力，通常采用單閥方式啟動(dòng)。當(dāng)操作員發(fā)出轉(zhuǎn)到順序閥方式的指令后，單閥系數(shù)花10分鐘時(shí)間，由1變到0，最后保持為0，即為順序閥方式。在發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速飛升很快，若僅靠系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋?zhàn)饔?，最高轉(zhuǎn)速有可能超過(guò)110％，而發(fā)生汽輪機(jī)遮斷。除對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行超速試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速可超過(guò)103％外，其它任何時(shí)候均不允許超過(guò)103％（％）。即要求DEH具有快關(guān)功能。雖然為防止汽輪機(jī)超速，DEH系統(tǒng)中配上了超速限制功能，但萬(wàn)一轉(zhuǎn)速限制不住，超過(guò)預(yù)定轉(zhuǎn)速則立即打閘，迅速關(guān)閉所有主汽閥、調(diào)節(jié)閥。 4－7－24－8 在線試驗(yàn)1 噴油試驗(yàn)為確保危急遮斷器飛環(huán)在機(jī)組一旦出現(xiàn)超速時(shí)，能迅速飛出，遮斷汽輪機(jī)，需經(jīng)常對(duì)飛錘進(jìn)行活動(dòng)試驗(yàn)。噴油試驗(yàn)允許條件：試驗(yàn)軟按鈕在允許位；轉(zhuǎn)速在（2985～3015）r/min內(nèi)；高壓脹差小于3mm。因此超速試驗(yàn)也叫提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。3 閥門活動(dòng)試驗(yàn)為確保閥門活動(dòng)靈活，需定期對(duì)閥門進(jìn)行活動(dòng)試驗(yàn)，以防止卡澀。由于有負(fù)荷反饋，在試驗(yàn)閥關(guān)小時(shí)，其余調(diào)節(jié)門自動(dòng)開大，以維持