阮玲輝 陳龍明 劉建剛 孫懷彬

摘 要：DEH是數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，在汽輪機(jī)電液控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主要由電氣部分以及EH液壓系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成，其中電氣部分采用了DEH數(shù)字控制器，EH液壓系統(tǒng)中包含了伺服系統(tǒng)、供油系統(tǒng)以及保安系統(tǒng)等等。由于低壓透平油是伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的工質(zhì)，因此傳統(tǒng)機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造不需要對(duì)供油系統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、保安系統(tǒng)進(jìn)行更換，改造的重點(diǎn)部分在于油系統(tǒng)配置電液轉(zhuǎn)換器以及一些附屬的部件。

關(guān)鍵詞：DEH;汽輪機(jī);控制功能;自動(dòng)調(diào)節(jié)

本文對(duì)改造過(guò)程中所采用的DEH配置以及其他各項(xiàng)控制功能進(jìn)行了介紹，同時(shí)根據(jù)汽輪機(jī)的相關(guān)調(diào)節(jié)功能、實(shí)驗(yàn)控制功能、保護(hù)控制功能、限制控制功能這四個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)地闡述，對(duì)該系統(tǒng)控制的方案以及應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

1工程概況

某廠在擬針對(duì)C6-3.43/0.49型汽輪機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)改造，以期將低壓透平油純電調(diào)系統(tǒng)替換現(xiàn)有的純液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而能夠在保證安全性和穩(wěn)定性的前提下達(dá)到對(duì)機(jī)組的制動(dòng)控制。并且，擬將輔助的凝結(jié)水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、主汽系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)的隔離調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行電動(dòng)閥門(mén)改造，從而確保信號(hào)能夠遠(yuǎn)傳進(jìn)入DCS系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中控制。

1.1機(jī)組控制系統(tǒng)改造

在對(duì)C6-3.14/0.49型汽輪機(jī)進(jìn)行改造前，其具有一級(jí)可調(diào)抽汽，并且機(jī)組具有兩套油動(dòng)機(jī)，一套控制機(jī)組進(jìn)氣一套可控制機(jī)組抽氣。通過(guò)改造取消原有的液壓調(diào)節(jié)控制器，利用數(shù)字調(diào)節(jié)器作為替代，保留了原有設(shè)計(jì)中的配氣杠桿、配氣機(jī)構(gòu)，并且用電液油動(dòng)機(jī)替換原有油動(dòng)機(jī)，將原有的調(diào)速器以及調(diào)速器滑閥進(jìn)行拆除，保留了原有的危急保安器以及危急保安滑閥，新增添超速限制滑閥以及DEH控制器。

通過(guò)改造，DEH控制信號(hào)利用電液轉(zhuǎn)換器與油動(dòng)機(jī)構(gòu)的電液油動(dòng)機(jī)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)組的閉環(huán)控制。電液伺服油動(dòng)機(jī)通過(guò)電液轉(zhuǎn)換器以及油動(dòng)機(jī)滑閥、油動(dòng)機(jī)活塞的緊密結(jié)合，使油動(dòng)機(jī)脈動(dòng)油能夠直接受到電液轉(zhuǎn)換器的控制。隨動(dòng)系統(tǒng)則是通過(guò)DEH伺服單元和電液伺服油動(dòng)機(jī)、油動(dòng)機(jī)行程傳感器LVDT組成的位置隨動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)將原有液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速丈量、同步器給定、中間滑閥、油動(dòng)機(jī)反饋滑閥等排除出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了固定模式的閥門(mén)治理，其具體模式為混合調(diào)節(jié)模式。

1.2配套改造項(xiàng)目

在保證系統(tǒng)手動(dòng)操作功能正常使用的前提下，在各輔助系統(tǒng)的關(guān)鍵部位安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在集控室中安裝DCS控制系統(tǒng)，將閥門(mén)信號(hào)引入DCS控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的遠(yuǎn)程控制。

2系統(tǒng)配置

通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造能夠?qū)⒊炭貑?dòng)、抽氣自動(dòng)控制、參數(shù)限制、保護(hù)、監(jiān)視、自動(dòng)調(diào)節(jié)、試驗(yàn)等功能實(shí)現(xiàn)。并且整套控制系統(tǒng)具有雙電源供電以及UPS不間斷的供電輸入回路接口，擁有自動(dòng)和手動(dòng)相互無(wú)擾自動(dòng)切換的兩種運(yùn)行方式作為相互跟蹤的運(yùn)行方式。

2.1調(diào)節(jié)控制功能汽輪機(jī)狀態(tài)及轉(zhuǎn)速控制：通過(guò)運(yùn)行人員利用DHE控制畫(huà)面將遙控指令進(jìn)行發(fā)出，對(duì)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前的狀態(tài)進(jìn)行控制、對(duì)啟動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行控制、對(duì)復(fù)置汽輪機(jī)進(jìn)行遙控、建立安全油，在重轉(zhuǎn)的條件滿(mǎn)足后開(kāi)啟主汽門(mén)。運(yùn)行人員可以通過(guò)CRT對(duì)啟動(dòng)方式進(jìn)行選擇，通過(guò)對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速以及升速率，并且將實(shí)際測(cè)量到的數(shù)據(jù)和設(shè)定轉(zhuǎn)速記性比對(duì)，運(yùn)用PID誤差調(diào)節(jié)完成盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速到同期轉(zhuǎn)速或者超速實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速的全過(guò)程閉環(huán)控制。在實(shí)際的升速過(guò)程中，操作人員可以通過(guò)對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升速率、轉(zhuǎn)速保持時(shí)間等手段對(duì)控制機(jī)組的升速過(guò)程進(jìn)行控制。

通過(guò)改造能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)同期，機(jī)組在運(yùn)行到定速3000r/min后可在受DEH控制的前提下由運(yùn)行人員利用DEH操作畫(huà)面進(jìn)行自動(dòng)同步控制的切換，接受電氣自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置信號(hào)的增減控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速完成機(jī)組并網(wǎng)且?guī)ж?fù)電荷。在機(jī)組并網(wǎng)之后的升負(fù)荷中，操作人員可以依照實(shí)際的需求運(yùn)用閥控方式、功控方式、壓榨方式以及ccs方式，按照給定的目標(biāo)值以及負(fù)荷變化率對(duì)機(jī)組的電負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且可以根據(jù)電網(wǎng)的符合要求隨意調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷。

2.2限制控制功能

通過(guò)改造實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷以及閥位限制、主汽壓力低限制、功率反饋限制、加速度限制，擁有快、中、慢三種速率解除負(fù)荷限制、超速限制、低真空限制等等。

2.3試驗(yàn)控制功能

（1）超速試驗(yàn)：運(yùn)行人員能夠運(yùn)用CRT畫(huà)面進(jìn)行提升轉(zhuǎn)速使超速保護(hù)動(dòng)作檢查撞擊子及電氣超速保護(hù)的動(dòng)作轉(zhuǎn)速操作。同時(shí)在做機(jī)械超速試驗(yàn)時(shí)，DEH電氣超速保護(hù)的動(dòng)作作為后備超速保護(hù)使用，其值由3300r/min自動(dòng)改為3390r/min。（2）假并網(wǎng)試驗(yàn)：DEH在收到假并網(wǎng)試驗(yàn)信號(hào)之后，能夠自動(dòng)配合電氣進(jìn)行假并網(wǎng)試驗(yàn)。（3）閥門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)和嚴(yán)密性測(cè)試：操作人員采用CRT畫(huà)面操縱系統(tǒng)，可對(duì)高壓、低壓的調(diào)速汽門(mén)實(shí)現(xiàn)部分行程活動(dòng)調(diào)節(jié)和嚴(yán)密性測(cè)試。（4）停機(jī)后可以開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn)：在DEH仿真模型下可以通過(guò)仿真模擬機(jī)組調(diào)節(jié)、維護(hù)、試驗(yàn)等各項(xiàng)功能，從而實(shí)現(xiàn)組態(tài)調(diào)試和訓(xùn)練員工。

2.4保護(hù)控制功能（1）當(dāng)電機(jī)組解列功率超速到設(shè)定速度的110%時(shí)，DEH發(fā)出信號(hào)，遮斷整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，急速封閉主汽門(mén)和高、低壓調(diào)速汽門(mén)。電機(jī)組陷入惰走流程，同樣可以連鎖啟動(dòng)交換油泵，到達(dá)事故停機(jī)目的。（2）當(dāng)自容式執(zhí)行器管理系統(tǒng)發(fā)生故障情況時(shí)，控制器仍可限制高低壓調(diào)速氣門(mén)、手動(dòng)主氣閥的急速封閉，發(fā)電機(jī)組陷入惰走流程，同樣仍可以連鎖起動(dòng)交換油泵，到達(dá)事故停運(yùn)目的。（3）發(fā)生事故狀況下，運(yùn)營(yíng)管理人員就地打閘（使用危險(xiǎn)保安器），管理系統(tǒng)可以接收打閘的信息，從而限制了高低壓調(diào)速氣門(mén)、手動(dòng)主氣閥的及時(shí)閉鎖，發(fā)電機(jī)組陷入惰走流程，并且還可以連鎖起動(dòng)交流油泵，從而達(dá)到事故停運(yùn)的目的。

3效果及效益

（1）負(fù)載控制系統(tǒng)領(lǐng)域方面精確度明顯提高，運(yùn)營(yíng)管理人員可在100kW以?xún)?nèi)對(duì)電機(jī)組負(fù)載做出調(diào)整。改善了全液壓調(diào)整時(shí)，電機(jī)組負(fù)載波動(dòng)性大的實(shí)際問(wèn)題，電機(jī)組可靠性進(jìn)一步提高。（2）運(yùn)營(yíng)管理人員能夠根據(jù)預(yù)定程式，實(shí)施電機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)，大大降低了自動(dòng)操縱的失敗率，使操縱更為精確。（3）經(jīng)過(guò)改裝后的各項(xiàng)調(diào)整，作業(yè)管理人員能夠在控制系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行操縱，減少了操作人員觸及高溫、高壓電氣設(shè)備管線(xiàn)，從而增強(qiáng)了運(yùn)營(yíng)管理人員在作業(yè)時(shí)的人身安全。（4）經(jīng)過(guò)改革以往需要由男同志或多個(gè)男同志一起作業(yè)才能順利完成的工作，現(xiàn)在一位女同志輕點(diǎn)鼠標(biāo)就能夠順利完成，大大降低了工作工作人員的勞作力度。（5）經(jīng)過(guò)改革能夠減少人力投資百分之十以上，減人提效的同時(shí)，也大大提高了人工效率。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)實(shí)際的改造案例對(duì)DEH系統(tǒng)在小型汽輪機(jī)上的控制改造研究進(jìn)行了介紹，能夠得出運(yùn)用DEH系統(tǒng)能夠在小型汽輪機(jī)上幫助操作人員完成超速試驗(yàn)、假并網(wǎng)試驗(yàn)、閥門(mén)嚴(yán)密性試驗(yàn)等等，可以較為明顯的提高工作效率。同時(shí)通過(guò)對(duì)機(jī)組負(fù)荷控制方面的改造提高了控制精度以及安全性，并且通過(guò)程序化設(shè)定提高了操作的精準(zhǔn)性;通過(guò)改造降低了大部分操作的操作難度，降低了人力資源成本并且提高了效率，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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