汽轮机设备与运行(第四章)

1、DEH,Digital-Electric-Hydraulic Control System,汽轮机数字式电液控制系统,电子控制器,EH液压执行机构,主汽门 调节汽门,控制器,执行器,电液转换,（阀位信号）,电子控制器是混合式控制系统，由数字系统和模拟系统组成。,数字系统完成输入信息的处理、检查、设定值的计算处理和控制运算,数字系统输出通过模拟系统来设置模拟量的阀位讯号,由阀位讯号经电液伺服执行机构来控制主汽门和调节汽门,EH供油系统,EH液压执行机构,执行机构,危急遮断系统,串级PI调节,转速回路（WS）,功率回路（MW）,外回路,调节级汽室压力回路（IMP）,内回路,比较器,转速给定值,电网频率,一、运行方式：Operation Type DEH可在下列任何一种方式下运行，相邻两状态方式间可无扰动切换。 二级手动 一级手动 操作员自动 ATC 1、二级手动：最低级，仅作备用，系统全部由常规的模拟部件组成。 2、一级手动：开环运行方式。操作员在操作盘上按键控制阀门开度，各按钮之间有逻辑互锁，此方式作为自动方式的备用。 3、操作员自动方式：是最基本的运行方式，用,DEH系统功能,这种方式

2、可实现汽轮机转速和负荷的闭环控制，并具有各种保护 功能。该方式设有完全相同的A和B双机系统，两机容错，具有跟 踪和自动切换功能，也可以强迫切换。在该方式下，目标转速和 目标负荷及其速率，均由操作员自定。 4、ATC运行方式：基于操作员之上。目标转速、负荷、升速 率和升负荷率均来自内部计算设备或外部设备。,二、系统功能,1、汽轮机自动程序控制（ATC）,2、汽轮机的自动调节,3、汽轮机的自动保护功能,4、机组和DEH系统的监控功能,汽轮机的自动程序控制,操作员通过一个单独按钮就能使机组从盘车转速升到同步转速，同时尽可能降低启停过程的热应力，使启动机组和机组加负荷所需的时间最少。DEH调节系统的自动程序控制，是通过状态监测，计算转子热应力，并在机组应力允许范围内，优化启停过程。用最大的速率和最短的时间实现机组启动过程的全部自动化。 ATC允许机组有冷态和热态启动两种方式。冷态启动从盘车、升速、并网到带负荷。其间各操作、阀门切换全由计算机控制。 在非启停过程中，还可以实现ATC监督。,汽轮机的负荷自动调节功能,在负荷控制阶段，有以下功能： 1、有转速控制回路和负荷控制回路。 2、根据要求，可

3、选择参与一次调频或带基本负荷。 3、负荷上下限和升降负荷率有运行人员调整设置。 4、有调节级压力反馈和电功率反馈回路，可在负荷大于10%时由运行人员选择是否投入。 5、可选择定压运行或滑压运行方式。定压时有阀门管理功能：单阀、顺序阀。保证获得最大效率。 6、主汽压力控制(TPC)和外部负荷返回(RUNBACK)等保护主要设备和辅助设备的控制方式,汽轮机的自动调节功能,7、适应电厂的炉跟机、机跟炉、机炉协调等运行方式。 8、有与自动同期装置的接口，能接受从CCS协调控制系统、电厂调度装置和运行人员操作盘来的目标负荷指令，自动控制汽轮机出力。 9、对控制系统所有的重要模拟量进行3选2处理，对重要开关量进行2选，对操作员输入命令按预定的规则进行检查。 10、阀门试验：操作人员通过按钮自动对高中压缸主汽门、调节门进行全行程阀门试验。,汽轮机的自动保护功能,DEH的保护系统有如下三种保护功能：,1、超速保护（OPC）,2、危急遮断控制（ETS）,3、机械超速保护和手动脱扣,机组和DEH系统的监控功能,该系统在启停和运行过程中对机组和DEH装置两部分运行状况进行监督。内容包括：操作按钮状态指示和C

4、RT画面（16个）状态指示。其中对DEH监控的内容包括：重要通道、电源和内部程序的运行情况等；CRT画面包括机组和系统的重要参数、运行曲线、潮流趋势和故障自动显示、记录打印等。 该系统给操作员提供机组运行状态及操作指导。,一、电子控制器,1硬件,2、数字系统,3、模拟系统,电子控制器的硬件：,DEH控制柜,00：计算机柜、执行诊断监控,01：基本控制模拟量、开关量、输入输出,02：阀门控制柜,03（04）：汽机自动控制（寿命）柜,05：UPS电源柜,操作站,图象站,调试终端,操作盘,显示盘,PC机：管理CRT和打印机,CRT、打印机,基本控制调试终端,ATC调试终端,电子控制器的数字系统,硬件,软件,基本控制计算机,ATC控制计算机,双机容错,数据采集、通讯、操作系统,输入输出接口,基本管理部分,基本控制部分,ATC部分,电子控制器的模拟系统,、数模转换器：将数字系统产生的阀门控制数字信号转换成模拟量信号，再送至阀门伺服回路。 、手操设备系统：当DEH的计算机系统发生故障时，运行人员可通过手操系统来实现对机组的控制，因此计算机可进行“在线”检修和维护，不影响机组的正常运行。 手操系统主

5、要接受以下信号： 操作台来的阀位操作信号。当运行人员按操作盘上加（减）负荷（转速）时，就有一个信号手操可逆计数器，使它向增大（减小）方向记数。,记数器输出的记数值通过数模转换器向阀门伺服回路送去一个模拟信号，使阀门开大（关小） 主汽门压力控制器来减负荷信号：在模拟系统中也有一个主汽门压力控制器，它是在DEH系统切换到手操时实现对主汽门压力控制的。当主汽门压力模拟量信号低于某一给定值时，它就向可逆计数器发出减负荷信号，使之向减小方向记数以便关小调节阀门，直至主汽门压力恢复到给定值或调节门开度达到全量程的29%为止。 跳闸减负荷信号：一是出现电气主开关跳闸时，就有一减负荷信号送到手操可逆计数器，使之向减小方向记数以关闭调节阀。,模拟系统 之 手操设备系统,二 DEH调节的液压伺服系统,数字部分的输出,液压伺服系统,伺服放大器,电液伺服阀,油动机,位移反馈（LVDT）,（3）执行机构是一种组合阀门机构，在油动机的油缸上有一个控 制块的接口，在该块上装有隔绝阀、快速卸载阀和止回阀，并加上 相应的附加组件构成一个整体，成为具有控制和快关功能的组合阀 门机构。,（1）所有的汽阀都有一套独立的伺服系

6、统、油动机、电液伺服阀 （开关型汽阀例外）、隔绝阀、止回阀、快速卸载阀和滤油器等， 各自独立执行任务。,（2）所有的油动机都是单侧油动机，其开启依靠高压动力油，关闭 靠弹簧力。这是一种安全型机构，例如在系统漏油等故障时，油动机 向关闭方向动作，避免事故扩大。,1、工作原理,2、电液伺服阀,3、快速卸荷阀,4、LVDT（线性差动位移变送器）,5、逆止阀 6、隔绝阀 7、滤网 8、解调器,高压主汽门（调节汽门）执行机构,s,s,s,s,s,s,s,s,DEH调节系统的液压系统图,、工作原理,两个逆止阀可以防止对阀门作试验时，高压油倒回油动机,2、电液伺服阀（电液转换器）,过滤器,节流孔,节流孔,喷嘴,可动衔铁,力矩马达,线圈,弹簧管,挡板,反馈管,滑阀,压力升高,压力降低,3、快速卸载阀,去油动机,回油,逆止阀,危急遮断油（AST）总管,或OPC油总管,杯形滑阀上部建立油压,AST或OPC卸压后,杯形滑阀上部卸压，滑阀抬起,4、LVDT（线性差动位移变送器）,作用:反映油动机活塞位移， 并将位移信号反馈到综 合比较器内与DEH来的 信号综合相减，经伺服 放大器放大送往伺服阀 以控制阀门的开

7、度。,作用：检修时防止油倒流 包括：通向危急遮断总管 通向回油母管,5、逆止阀,作用：汽轮机运行状态下，更换 滤网、检修设备时用。,6、隔绝阀,滤网：10，保证油的清洁,7、滤网,作用: 与LVDT一起，使经LVDT反馈回的电势经其调整到标准信号，05V或420mA。,8、解调器,解调器,中压主汽门执行机构,作用: 遥控关闭阀门 以进行定期的 阀杆活动试验， 当电磁阀动作 时，它迅速地 将相应的中压 主汽阀的危急遮断油泄掉，从而引起快速卸荷 阀动作，相应的油动机及中压主汽阀 关闭。,二位二通电磁阀,M,中压调节汽门执行机构,Opc安全油,蝶阀型快速卸载阀,作用:遥控关闭中压调节汽阀,试验电磁阀,高压主汽门（调节汽门）执行机构,中压调节汽门执行机构,高压主汽门执行机构 控制型 伺服阀、LVDT、快速卸荷阀 高压调节汽门执行机构 控制型 中压主汽门执行机构 开关型 两位两通电磁阀 中压调节汽门执行机构 控制型 试验电磁阀,汽轮机的保护和危急遮断系统,一 超速保护控制系统（OPC）,负荷部分下降，快关中压调节阀功能（CIV）,负荷下跌预测（LDA）,（1）负荷部分下降，快关中压调节阀功能（C

8、IV）或称为功率不平衡控制（PLU）,（2）负荷下跌预测（LDA）,如果在机组负荷较高的情况下，发电机励磁电路断开（甩全负荷），则 DEH判断机组必将严重超速，为此，在机组转速还没有达到OPC定值（103%n0） 之前，就发出LDA置位请求，打开OPC电磁阀，提前快速关闭GV和IV，持续一段,超速保护控制（OPC）,电网短期故障如输电线路发生瞬间短路故障时，发电机功率突然降低（发电机励磁 电路未 断开），为使系统能维持运行，必须使汽机功率迅速降低，否则持续功率负 荷不平衡引起发电机功角过大失稳解列，且引起超速。中压缸排汽压力对应的机组 负荷与发电机负荷之差大于30时，快关电磁阀（CIV ）动作，迅速关闭中压调节 阀，待一定的延时（0.31 s）（有的是2s比如东方的deh）后，快关电磁阀失电， 中压调节阀恢复控制，上述过程可重复。这种功率负荷不平衡控制对电网末端的机组 尤为重要。,持续一段时间（1-10s），确信转速小于103%n0，LDA复位，OPC电磁阀断电，重新建立遮断总管油压，IV重新打开，GV仍受DEH控制，在转速达到额定转速后，再行重新并网。 （3）超速保护控制（OPC） 转速超过103%n0，飞升至110%n0前，通过超速控制器的逻辑系统输出控制信号，打开OPC电磁阀，关闭GV和IV控制转速升高。,电气危急遮断控制系统（ETS）,通过DEH的自动停机危急遮断系统（AST）使汽轮机停机,电磁阀及控制块,1、危急遮断控制块 2、空气引导阀 3、跳闸试验块组件,两级阀 - 第一级阀：电磁铁控 制 ETS 正常时关闭 - 第二级阀：油压控制 - 当参数超限时，ETS 使电磁铁失电，一级阀开启，二级阀左移，保安油泄压。,EH,AST,S,（1）电磁阀的工作原理,两个电磁阀并联布置 一路拒动，另一路 仍可动作,OPC,正常：关闭状态 当n103%n0时 ，励 磁打开，OPC油管泄 放，相应的快速卸荷 阀开启，使GV、IV 关闭。 当n103% n0时，DEH控制器的OPC控制又使电磁 阀关闭，GV、IV重新开启。,S,S,（2）超速保护（OPC）电磁阀,四个电磁阀串并联

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