【摘要】本文主要介紹邯鋼60MW發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的原理、構(gòu)成以及實(shí)際應(yīng)用。該控制系統(tǒng)是以汽輪機(jī)組為控制對象，完成對整個機(jī)組的調(diào)節(jié)控制和保護(hù)，使得汽輪機(jī)組的控制與操作更加可靠。

【關(guān)鍵詞】DEH；505E；電液伺服；SPC；LVDT

1、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組控制的特殊要求

邯鋼60MW發(fā)電機(jī)組為可調(diào)抽汽凝汽式汽輪機(jī)，可以同時供熱和供電，它和同容量的冷凝機(jī)組相比，控制與保護(hù)要求差異較大，應(yīng)用505E系統(tǒng)可以滿足各項(xiàng)控制要求。

1.1解耦調(diào)節(jié)

該調(diào)節(jié)方式，機(jī)組熱負(fù)荷、電負(fù)荷獨(dú)立調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)在一定的工況范圍內(nèi)，熱負(fù)荷的變化，不影響電負(fù)荷：反之，電負(fù)荷的變化，也不影響熱負(fù)荷。

1.2不解耦調(diào)節(jié)

該調(diào)節(jié)方式，機(jī)組熱負(fù)荷、電負(fù)荷聯(lián)系調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)在一定的工況范圍內(nèi)，熱負(fù)荷、電負(fù)荷的變化影響高、低調(diào)節(jié)閥的動作，以滿足熱負(fù)荷、電負(fù)荷的變化要求。

2、控制系統(tǒng)介紹

DEH主要功能，如啟動、轉(zhuǎn)速控制、電功率控制、熱負(fù)荷控制、運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)監(jiān)視、超速保護(hù)、自動遮斷及手動打閘等?？刂葡到y(tǒng)主要性能如下：

3、系統(tǒng)的構(gòu)成與配置

DEH系統(tǒng)的測量、控制和外部接口部分。由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、505E控制器、西門子S7-300PLC控制系統(tǒng)、外部接口電路、電源系統(tǒng)、信號檢測回路、以及計(jì)算機(jī)操作站等構(gòu)成。

3.1電源系統(tǒng)

DEH系統(tǒng)電源分為220VAC、220VDC、24VDC三類。PLC系統(tǒng)電源為220VAV電源，由雙電源冗余切換回路完成。220VDC電源由專用直流切換二極管完成冗余切換輸出。24VDC電源由菲尼克斯開關(guān)電源、菲尼克斯直流電源切換模塊組成，電源經(jīng)內(nèi)部處理后輸出多路穩(wěn)定、純凈的24VDC.

3.2控制器

控制器采用WOODWARD公司生產(chǎn)的505E對汽輪機(jī)調(diào)速汽門進(jìn)行自動控制。該DEH控制系統(tǒng)，適用于純凝式發(fā)電機(jī)組和，凝抽式發(fā)電機(jī)組的控制，可對兩個調(diào)門進(jìn)行控制。

3.3外部接口電路及信號檢測回路

現(xiàn)場檢測元件主要對機(jī)組的，轉(zhuǎn)速、功率、蒸汽壓力等參數(shù)進(jìn)行檢測。使用兩線制電磁式傳感器測量機(jī)組轉(zhuǎn)速。使用智能壓力變送器，對蒸汽壓力進(jìn)行檢測。在發(fā)電機(jī)出口高壓柜安裝，功率表對發(fā)電機(jī)功率進(jìn)行檢測。

4、505E自控系統(tǒng)工作原理及控制回路構(gòu)成

4.1505E工作原理

505E控制精度高，熱電負(fù)荷自整性高，能實(shí)現(xiàn)升速（手動或自動），配合電氣并網(wǎng)，負(fù)荷控制，抽汽控制及其它控制，并與DCS通訊，控制參數(shù)在線調(diào)整和超速保護(hù)功能等。DEH系統(tǒng)將機(jī)組實(shí)際和設(shè)定轉(zhuǎn)速的運(yùn)算后輸出標(biāo)準(zhǔn)4-20MA信號給SPC伺服控制器，電液伺服閥接收SPC伺服控制器的開度信號，對高調(diào)門和低調(diào)門的開度進(jìn)行調(diào)整，減少實(shí)際和設(shè)定轉(zhuǎn)速的偏差，達(dá)到轉(zhuǎn)速控制。

4.2505E調(diào)速自動控制回路構(gòu)成

4.2.1模擬量輸出

DEH系統(tǒng)中505E的高低調(diào)門控制信號為4-20MA，分別輸出到高調(diào)門和低調(diào)門的兩個SPC控制器中，通過在SPC控制器中編程組態(tài)，來滿足現(xiàn)場實(shí)際需求，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，修改相關(guān)控制參數(shù)，可以進(jìn)行閥門整定，調(diào)零、調(diào)滿。

4.2.2數(shù)字量輸入及輸出

505E共有數(shù)字量輸入點(diǎn)16個，其中，停機(jī)，外部復(fù)位，轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速降低為系統(tǒng)指定點(diǎn)。其余接點(diǎn)可組態(tài)使用，也可組態(tài)外部停機(jī)，投入解除抽汽控制，外部運(yùn)行，抽汽升高，抽汽降低。數(shù)字量輸出點(diǎn)八個，兩個為停機(jī)輸出和報警輸出，其余通道可以根據(jù)現(xiàn)場要求組態(tài)。

5、汽輪發(fā)電機(jī)組自動調(diào)速控制系統(tǒng)的功能及作用

汽輪機(jī)可在純凝工況或抽汽工況下列任何一種運(yùn)行方式下安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行：系統(tǒng)的基本自動控制功能是汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和負(fù)荷控制。

5.1啟動升速及轉(zhuǎn)速控制和保護(hù)

可以選擇自動，手動，兩種啟動方式開機(jī)，這兩種種方式的切換可以在505E控制器編程組態(tài)模式下進(jìn)行組態(tài)。

5.2負(fù)荷控制及停機(jī)

該系統(tǒng)能在發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后，根據(jù)機(jī)組工況，通過在DCS上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定，可以對機(jī)組進(jìn)行升降負(fù)荷。遇到緊急情況可以自動發(fā)出停機(jī)指令，保證機(jī)組安全停機(jī)，也可按照相關(guān)操作規(guī)程順序停機(jī)。

6、結(jié)束語

該DEH系統(tǒng)使用505E為主機(jī)，其硬件及軟件經(jīng)過多年運(yùn)行的考驗(yàn)，保證系統(tǒng)可靠性。轉(zhuǎn)速、停機(jī)等重要型號采用多路采集，通過控制器識別分析參與控制，保證了系統(tǒng)控制的可靠性、穩(wěn)定性。該系統(tǒng)自投運(yùn)至今，運(yùn)行平穩(wěn)，控制精準(zhǔn)。提高了設(shè)備自動化程度，減少人員配備并有效的保障了邯鋼高爐煤氣發(fā)電機(jī)組的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的運(yùn)行。社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]中國動力工程學(xué)會主編《火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊第三卷自動控制》機(jī)械工業(yè)出版社2005年1月第一版.