汽轮机DEH原理52jh.ppt

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1、 以计算机或微机作为主要控制装以计算机或微机作为主要控制装置以模拟电气系统作为手操后备置以模拟电气系统作为手操后备, ,采用液压执行机构的汽轮机控制采用液压执行机构的汽轮机控制系统系统。汽轮机数字电液系统的定义汽轮机数字电液系统的定义一、汽轮机控制系统的一、汽轮机控制系统的发展发展 组成组成: : 离 心 飞 锤离 心 飞 锤 , , 油 动 机油 动 机 , , 错 油 门 、错 油 门 、 阀门等。阀门等。 缺点缺点: : 迟缓大迟缓大, ,响应速度低响应速度低, ,故障几率高。故障几率高。 组成组成: : 模拟电路模拟电路, ,电液转换器电液转换器, , 油动机、阀门等。油动机、阀门等。

2、 特点特点: : 迟缓较小迟缓较小, ,可调性较好可调性较好 组成组成: : 数字控制器数字控制器, ,电液转换器及油动机电液转换器及油动机, , 阀门等阀门等 特点特点: : 迟缓小迟缓小, ,控制灵活控制灵活, ,精度高精度高 第第第三代第三代 数字电液控制系统数字电液控制系统(DEH)(DEH)二、二、DEHDEH的基本原理的基本原理 -转子转动惯量转子转动惯量 - -反力矩反力矩 - -蒸汽主力矩蒸汽主力矩 稳定稳定 = 14%D 14%D0 0措施措施: :设旁路系统，设旁路系统， 30% D30% D0 0前旁路阀开前旁路阀开（2 2）机炉动态响应速度不同）机炉动态响应速度不同 措

3、施措施: :采用协调控制系统采用协调控制系统三、三、DEHDEH系统系统的基本概念的基本概念 1 1、计算机控制系统、计算机控制系统 主要包括数字计算机、混合数主要包括数字计算机、混合数模插件，接口和电源设备等，均集中模插件，接口和电源设备等，均集中布置在布置在6 6个控制柜内。主要用于给定、个控制柜内。主要用于给定、接受反馈信号、逻辑运算和发出指令接受反馈信号、逻辑运算和发出指令进行控制等。进行控制等。 2 2、操作员站、操作员站 主要设置有操作盘、图像站的显示器主要设置有操作盘、图像站的显示器和打印机等，为运行人员提供运行信息、监和打印机等，为运行人员提供运行信息、监督、人机对话和操作等服

4、务。督、人机对话和操作等服务。 3 3、油系统、油系统 系统的高压控制油一般与润滑油分开。系统的高压控制油一般与润滑油分开。高压油高压油(EH(EH系统系统) )采用三芳基磷酸脂抗燃油，采用三芳基磷酸脂抗燃油，为调节系统提供控制与动力用油。润滑油泵为调节系统提供控制与动力用油。润滑油泵由主机拖动，为润滑系统提供透平油。由主机拖动，为润滑系统提供透平油。DEHDEH的组成的组成 4 4、执行机构、执行机构 主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高压主汽阀、高压调节汽阀和中压

5、主汽阀、中压调压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调节汽阀。节汽阀。 5 5、保护机构、保护机构 设有设有6 6个电磁阀，其中个电磁阀，其中2 2个个(OPC)(OPC)用于超速时用于超速时关闭高、中压调节汽阀，其余关闭高、中压调节汽阀，其余4 4个个(AST)(AST)用于严重用于严重超速超速(110(110no)no)、轴承油压低、轴承油压低、EHEH油压低、推力油压低、推力轴承磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮轴承磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮断和手动停机之用。断和手动停机之用。DEHDEH的组成的组成1 1 调节调节-转速转速 负荷负荷 主汽压主汽压2 2 保护保护-紧

6、急停机紧急停机(ETS)(ETS)超速保护超速保护(OPC)(OPC)3 3 自动汽轮机控制自动汽轮机控制ATC ATC 4 4 阀门管理（高压调阀）阀门管理（高压调阀）高、中压主汽调节阀活高、中压主汽调节阀活动试验动试验 5 5 监视（监视（TSI)TSI)6 6 具有具有TPC主汽压力低保护功能。主汽压力低保护功能。7 可与可与CCS（协调控制系统）配合，完成机炉协（协调控制系统）配合，完成机炉协调功能。调功能。DEHDEH主要功能主要功能 1 1、手操、手操 手动备用操作（硬手操）手动备用操作（硬手操）是一种应急处理是一种应急处理方式，用作一级手动和二级手动的备用。这方式，用作一级手动和

7、二级手动的备用。这种操作方式是在电位器的两端加上的电压，种操作方式是在电位器的两端加上的电压，通过调整操作盘上的通过调整操作盘上的“手动备用手动备用”电位器获电位器获得控制信号得控制信号,使被调阀门按预定的要求开启或使被调阀门按预定的要求开启或关闭关闭 二级手动二级手动运行方式是跟踪系统中最低级运行方式是跟踪系统中最低级的运行方式的运行方式 一级手动一级手动是一种开环运行方式，运行人是一种开环运行方式，运行人员在操作盘上按键就可以控制各阀门的开度员在操作盘上按键就可以控制各阀门的开度 DEHDEH的运行方式的运行方式 2 2、自动（、自动（AUTOAUTO） （1 1）操作员自动（）操作员自动

8、（OAOA） 操作员自动方式是操作员自动方式是DEH控制系统最基本控制系统最基本的运行方式在该方式下，系统接受操作的运行方式在该方式下，系统接受操作员输入的目标负荷及其速率，并进行控员输入的目标负荷及其速率，并进行控制。制。 （2 2）遥控方式（）遥控方式（REMOTEREMOTE） 自动调度（自动调度（ADS ADS ）方式）方式 协调控制（协调控制（CCSCCS）方式）方式 在该方式下，系统接受协调控制在该方式下，系统接受协调控制（CCS）或负荷调度中心（）或负荷调度中心（ADS）输入）输入的目标负荷及其速率，并进行控制。的目标负荷及其速率，并进行控制。 （3 3）电厂计算机控制（）电厂计

9、算机控制（PCPC） 在该方式下，系统接受厂级计算机输入在该方式下，系统接受厂级计算机输入的目标负荷及其速率，并进行控制。的目标负荷及其速率，并进行控制。 （4 4）自动控制汽轮机（）自动控制汽轮机（ATCATC） 这是一种联合控制方式，其组合形式有这是一种联合控制方式，其组合形式有OA-ATC、CCS-ATC、ADS-ATC和和REMOTE-ATC等几种。此时，由前者给定等几种。此时，由前者给定目标负荷和速率，目标负荷和速率，ATC负责监控，并从下面负责监控，并从下面的速率中选取一个最小的速率作为当前执行的速率中选取一个最小的速率作为当前执行速率：速率： n1）由）由ATC软件计算转子应力所

10、确定的软件计算转子应力所确定的负荷速率；负荷速率；n2）发电机限制的负荷速率；）发电机限制的负荷速率；n3）外部输入负荷速率，包括）外部输入负荷速率，包括OA、REMOTE和和PLANT COMP等；等；n4）电厂内部允许的负荷速率，如）电厂内部允许的负荷速率，如TPC和和RUNBACK限制等。限制等。（5 5）自动同步方式（）自动同步方式（ASAS） 在发电机并网前，自动同步控制回在发电机并网前，自动同步控制回路通过对电网频率和发电机频率的偏差路通过对电网频率和发电机频率的偏差比较，自动校正汽轮机转速设定值，使比较，自动校正汽轮机转速设定值，使发电机频率始终随电网频率变化且保持发电机频率始终

11、随电网频率变化且保持大于电网频率大于电网频率0.05Hz0.05Hz，直至并网完成。，直至并网完成。一旦机组并网，带一旦机组并网，带5%5%的额定负荷。的额定负荷。（6 6）电厂限制控制方式）电厂限制控制方式 采用此方式时，采用此方式时，DEH系统受电厂内系统受电厂内部运行条件所制约，其具体形式有：部运行条件所制约，其具体形式有：n1）主汽压力控制方式（）主汽压力控制方式（TPC） 主要是限制高压调节门前的主蒸主要是限制高压调节门前的主蒸汽压力不低于一个要求的限制值，当汽压力不低于一个要求的限制值，当主汽压力值小于限制值时，主汽压力值小于限制值时，TPCTPC动作动作开始减负荷，负荷一旦减至开

12、始减负荷，负荷一旦减至20%20%阀位阀位或主汽压力再次大于限制值后停止减或主汽压力再次大于限制值后停止减负荷负荷. .2 2）外部负荷返回控制方式）外部负荷返回控制方式( (快卸负荷快卸负荷) )（RUNBACK,RBRUNBACK,RB）。该方式主要是考）。该方式主要是考虑辅机故障，例如，在给水泵和风虑辅机故障，例如，在给水泵和风机等跳闸的情况下，系统将以一定机等跳闸的情况下，系统将以一定的速率去关小调节汽阀，直到故障的速率去关小调节汽阀，直到故障消除为止。消除为止。 3 3、维护调试方式、维护调试方式 系统仿真及求取最佳控制参数、系统仿真及求取最佳控制参数、计算机系统维修计算机系统维修1

13、、计算给定值（转速或负荷）2、给定值与被控量比较并进行逻 辑运算3、计算出阀门的开度信号4、液压伺服系统接受阀门开度信号进行调节1 1、可消除新（主，初）蒸汽压力变化、可消除新（主，初）蒸汽压力变化对功率的影响对功率的影响 ( (功率反馈功率反馈) )2 2、可补偿功率的滞后（、可补偿功率的滞后（PIDPID调节器特性）调节器特性）四、四、DEHDEH的转速控制原理的转速控制原理1、 测频（转速）的设备设齿盘齿数为设齿盘齿数为Z，汽轮机轴的转汽轮机轴的转速为速为n转转/分，则分，则输出信号的频输出信号的频率为率为(东汽东汽134 齿齿) /60n zf周 秒DEHDEH的转速测量的转速测量DE

14、HDEH系统的转速控制原理图系统的转速控制原理图 转速转速A（WSA）首先经过上、下限的判断首先经过上、下限的判断，得出其是否在合理的工作区内，然后通过得出其是否在合理的工作区内，然后通过与与转速转速B和转速和转速C比较比较，看，看两者的差两者的差是否在合理是否在合理的范围内，如果的范围内，如果转速转速A上、下限的上、下限的工作区而工作区而且且与转速与转速B或转速或转速C的差在合理的范围内，则的差在合理的范围内，则认为认为转速转速A正常正常（WSAOK）。同理可以判断）。同理可以判断转速转速B和和C是否正常。在是否正常。在A、B、C均正常时，均正常时，转速的实际信号以转速的实际信号以A信号为控

15、制、监视信号；信号为控制、监视信号；在在A故障，故障，B正常时，选正常时，选B作为输出；作为输出；在在A、B、C中有两路故障时，得到中有两路故障时，得到WSFAIL信号，此时信号，此时转速信号转速信号WS0。 转速信号的三选二逻辑判断转速信号的三选二逻辑判断 转速控制原理图转速控制原理图五、五、DEHDEH负荷控制原理负荷控制原理 测功环节测功环节 对于一定长度和宽度的材料，且磁场和对于一定长度和宽度的材料，且磁场和霍尔元件平面相垂直时，霍尔电势可按霍尔元件平面相垂直时，霍尔电势可按下式计算：下式计算： HHsVKB IHKBsI式中式中 ：霍尔常数霍尔常数； 磁感应强度；磁感应强度； 控制电

16、流。控制电流。maxmaxe1cosHVK UIK P负荷控制系统的主要任务负荷控制系统的主要任务当转速上升至额定转速，当转速上升至额定转速，并成功并网后，将汽轮机所并成功并网后，将汽轮机所带的初始负荷带的初始负荷(5P0 )升至额升至额定负荷定负荷P0，并参与电网的发，并参与电网的发电任务。电任务。 负荷设定值形成负荷设定值形成n负荷设定值形成的功能负荷设定值形成的功能 指定工作方式下的目标负荷和指定工作方式下的目标负荷和负荷变化率被转换成能被机组接负荷变化率被转换成能被机组接受的设定值，受的设定值，是通过是通过GV控制的设控制的设定值形成逻辑完成。定值形成逻辑完成。二、高压调节汽阀的负荷控制原理DEHDEH系统的静态特性系统的静态特性定义：稳态下汽轮机转速与功率间的关系定义：稳态下汽轮机转速与功率间的关系 ：发电机功率发电机功率 MW MW ：功率给定值：功率给定值 ：经频率校正环节后的功率偏差：经频率校正环节后的功率偏差 0)(EpPxEPpx 上式为上式为DEHDEH系统的静态特性方程系统的静态特性方程 特点：（特点：（1 1）与与 n n 间为线性关系间为线性关系 （2 2）