毕业设计-DEH系统改造方案对比（含外文翻译）.doc

1目 录摘要绪论1.1 课题背景1.2 国内发展概况第 2 章 DEH 系统组成及原理2.1 系统概述2.2DEH 控制系统2.3DEH-电调的主要特点2.4 供 200MW 老机组汽轮机改造用的 DEH 系统2.4.1 系统组成及原理2.4.2 控制方式及主要功能第 3 章目前国内采用的改造方案简介3.1 同步器控制改造方案3.2 电液并存控制改造方案3.3 透平油纯电调控制改造方案3.4 抗燃油纯电调控制改造方案第 4 章目前 200MW 机组 DEH 系统改造方案分析4.1 电液并存方案4.2 高压纯电调方案4.3 对两种方案的看法4.4 改造后的 DEH 系统运行情况4.5 改造后存在的问题及建议4.5.12 号机组 DEH 电液并存存在的问题及建议4.5.21 号机组 DEH 纯电调存在的问题及改进第 5 章几个相关问题的探讨5.1 关于调节油油源的选择5.2 关于阀门管理功能的探讨结论2致谢参考文献3摘 要本文分析汽轮机电液联调系统的设计原理、设计方法，并介绍本系统在电厂中应用，阐述系统的发展前景针对机组原液压调节器易卡涩，迟缓率大，某些负荷点不稳定，调节品质差，监视保护不完善的缺陷，介绍了目前国内采用的各种改造方案并进行比较，指出各种改造方案的优缺点，对调节油油源、阀门管理功能及功能应用情况等几个问题进行探讨，通过试验，对有关设计参数进行修正、完善后，取得良好的效果，能满足机组各种运行工况的要求 关键词 汽轮机 DEH 系统 改造方案 4第 1 章绪论 1.1 课题背景随着我国国民经济的发展，电力系统既受系统安全的约束，又要满足电能质量的要求，还要尽可能提高系统运行的经济性，这就需要越来越多的机组参与调峰运行。

电力自动化程度的提高和用电形势的变化，对电网调度和机组调峰的要求越来越高，随着科学技术的发展，对电厂供电品质及发电成本提出了更高的要求.1.2 国内发展概况就目前我国电网情况 200 MW 机组装机数量较多，要求这类机组都要参与调峰运行但是，该类机组控制系统大多仍为液压调节，即采用双磁场换向式单相串激交直流两用电动机、控制同步器由于电动机本身的惰走和惯性等原因，控制精度不太理想，由液压调速系统和同步器组成的控制系统，在可控性和控制功能方面已不能满足机组协调控制（CCS）和电网自动发电控制（AGC）等要求，且还存在着调节系统部套易卡涩、迟缓率大、调节品质差、不能实现阀门管理等等缺点,手动同步器增减负荷，难于实现 CCS 协调控制和远方调度为了提高机组的自动化水平，满足电网负荷调度（AGC）要求，200 MW 机组汽轮机液压控制系统亟待改造.5第 2 章 DEH 系统组成及原理2.1 系统概述DEH 系统介绍：DEH-汽轮机数字式数字电液控制系统，由计算机控制部分和 EH 液压部分组成EH 液压系统包括抗燃油供油系统、执行机构和危急遮断系统供油系统用来提供高压抗燃油，它主要由油箱、EH 油泵、滤油泵、冷却油泵、电加热器、控制块、滤油器、溢油阀、蓄能器、冷油器、油再生装置等部件组成。

执行机构有 12 只，分别控制高中压主汽门和调速汽门，每一个高中压主汽门和调速汽门分别由一个独立的油动机驱动，油动机直接与汽门阀杆连接，在各调速汽门的油动机上，均安装一个电液伺服阀及两只线性位移传感器 LVDT，调速汽门的开度经过模数转换，反馈至 DEH 与给定值相比较，精确地控制汽轮机的转速或功率危急遮断系统主要用来在危急状态下迅速关闭主调门，实现停机，以保护汽轮机的安全它主要由 AST 电磁阀（用来快速关闭主调门）、OPC 电磁阀（用来迅速关闭高中压调速汽门，防止机组超速）、隔膜阀（当汽轮机危急遮断器击出、就地打闸或 ETS 动作后，危急遮断器滑阀落下时，使之联开通过 EH油系统遮断汽轮机）、单向阀等组成计算机控制系统主要包括操作员站、工程师站、DPU、通讯接口站、各种 I/O 卡件及冗余电源等DEH-主要功能有：汽轮机转速控制、自动同期控制、负荷控制、一次调频、协调控制、快速减负荷、主汽压控制、单多阀控制、阀门试验、OPC 控制、汽轮机程序启动、甩负荷工况控制等2.2 DEH 控制系统先进的数字式电液调节系统（DEH）可灵活组态各种控制策略，可满足现代汽轮机控制系统的要求，在系统的安全性、可靠性方面也已经达到电厂的要求。

如图 1 所示，DEH 控制系统由管理控制器、系统控制器、主控制器、阀门控制器、系统总线和输入输出组件组成系统控制器、主控制器、管理控制器、系统总线均采用双重结构，这样一方面大大提高了系统的可靠性，同时也提高了系统自身的自诊断能力两个系统控制器和两个管理控制器以一个运行一个备用的方式运行；而两个主控制器则同时运行；阀门控制器采用模拟电路通过小6选来选择其中一个主控制器的输出作为输入信号，对阀门开度进行控制，使其完全对应于阀位指令信号控制盘、备用盘设置在主控室的后备操作盘上，控制人员对汽机运行的监视、操作都通过轨迹球在 CRT 上完成监视盘设在 B 机柜门上，对机组的运行状态和故障报警进行监视，能够显示导致汽机跳闸的重大故障，并能显示汽机跳闸首出原因，有利于分析机组跳闸的原因系统控制器采用采用可编程控制器 TOSMAP－GS／C800主控制器采用DDCP03 型控制器，主要完成转速控制、负荷控制、主汽压力控制（IPR）、阀门管理等功能主控制器 A 和 B 功能相同，并列运行由系统控制器对两个主控制器的运行状态和运算结果进行监视，剔除故障控制器的运算值或坏值主控制器和系统控制器之间用总线连接，大部分参数通过 I／O 组件送入总线，但一些维持汽机稳定运行的重要参数则直接送入主控制器，这样即使系统控制器和总线出现故障，主控制器仍可维持汽机稳定运行。

管理控制器采用TOMSAP－GS／E400 型专用控制器　 2.3 DEH-电调的主要特点：汽轮机数字电液调节系统，有着液压调节系统无可比拟的许多优点，其突7出的优点表现在以下几个方面：1、电液调节系统具有快速、准确、灵敏度高的特点，其迟缓率不大于0.06%，而模拟电液调节系统的迟缓率为 0.1%，液压调节系统的迟缓率高达0.3%～0.5%；故其调节精度高在蒸汽参数稳定的情况下，可以保证功率偏差小于 1MW，转速偏差小于 1r/min 2、电液调节系统为多回路，多变量调节系统，综合运算能力强，具有较强的适应外界负荷变化和抗内扰能力，可方便地实现机炉协调控制，有利于电网的稳定运行3、能使汽轮机的转速或功率的实际值准确地等于给定值，静态特性良好机组甩负荷时，由于功率回路的切除可以防止反调，使汽轮机的转速迅速稳定在 3000r/min 上电液调节系统的动态飞升转速较液压调节系统减少一个速度变动率值，所以其动态振荡少，飞升转速低，动态特性很好4、可提供调频、带基本负荷、定汽压、定功率和机炉协调等多种运行方式而液压调节系统在这方面却受到了很大的限制，这就使机组的工况适应性大大提高5、利用计算机可方便地实现厂级集中控制和远方遥调控制，可修改各种调节参数，有利于自动化水平的提高。

6、可以降低热耗，提高机组的经济性新增阀门管理功能，在启动过程中及低负荷工况下，可以实现全周进汽，以便于机组暖体或减少金属热应力；在大负荷运行时，可以实现喷嘴调节方式，以减少不必要的节流损失；此外，DEH还具有电子凸轮效应，使阀门的开启更加线性化；能够合理地设置调速汽门的重叠度，提高了机组的热经济性7、由于 DEH-控制系统的硬件采用积木式结构，系统扩展灵活，维护测试方便，也便于采用冗余控制手段与保护措施2.4 供 200MW 老机组汽轮机改造用的 DEH 系统 针对我国 90 年代前投产的 200MW 等老机组汽轮机使用纯液压调节系统，即采用双磁场换向式单相串激交直流两用电动机、控制同步器由于电动机本身8的惰走和惯性等原因，控制精度不太理想，由液压调速系统和同步器组成的控制系统，在可控性和保护功能上不能完全满足机组协调控制(CCS)和自动发电控制(AGC)的要求，一种简易可行的 DEH 系统被开发并成功应用于电厂，以下进行介绍2.4.1 系统组成及原理9图 1　DEH 控制系统方框图2.4.2　DEH 主要功能改造后的控制系统采用计算机控制，精度高、可靠性好，汽轮机运行人员只需通过操作员站进行键盘操作，就可达到对机组的控制。

DEH 控制系统具有以下功能：(1)汽轮机转速控制汽轮机挂闸后，可用手动或自动方式设定目标转速，由高、中压调节汽门联合控制汽轮机升速到 3 000 r/min在升速过程中，能自动快速通过预置的临界转速2)自动同期控制汽轮机升速到 3 000 r/min 后，DEH 发出同期请求，可接受同期装置的指令，将汽轮机控制到同步转速，实现并网带负荷3)机组负荷控制机组并网后，DEH 能自动给出初始负荷指令，使机组带上初始负荷并网后，DEH 由功率和调节级压力反馈，组成串级调节系统，实现功率-频率调节，对机组进行负荷控制4)参与机组协调控制DEH 可接受 CCS 的负荷指令，控制汽轮机负荷，与锅炉调节系统一起实现机炉协调控制5)主蒸汽压力控制(TPC)DEH 可控制调节汽门开度实现机调压，并实现低汽压保护功能，维持汽压稳定6)多阀控制功能通过单阀/多阀切换，提供阀门管理功能，实现节流调节和喷嘴调节，满足机组不同运行方式和节能需要7)快速减负荷(RUNBACK)针对机组不同辅机故障情况，提供 3 档快速减负荷速率和限制值，使机组在部分辅机故障时快速减负荷8)阀门试验为保证每个阀门活动灵活，可通过 DEH 对每个调节汽门进行活动试验，并在试验过程中通过其它阀门的调节作用，维持机组负荷稳定。

9)OPC 控制功能为防止汽轮机超速，在油开关跳闸、汽轮机转速达到额定转速的 103%时，DEH 的 OPC 功能作用，关闭高、中压调节汽门，使转速下降到低于3 090 r/min 后再开启，控制转速并维持 3 000 r/min 运行10)超速保护功能接收到转速信号达 110%额定转速(3 300 r/min)时，DEH 发出指令关闭所有进汽门，实现停机保护11)参数监视功能DEH 可对各参数进行采集，运行人员可通过操作员站的 CRT 画面，对机组运行过程进行参数监视10第 3 章 目前国内采用的改造方案简介目前国内采用的改造方案有以下几种：a：同步器控制b：电液并存（包括联合控制、切换控制两种）c：透平油纯电调控制（包括保留凸轮配汽机构、去掉凸轮配汽机构两种）d：抗燃油纯电调控制下面一一进行简介：3．1 同步器控制改造方案原液压调节系统不变，只改造同步器、启动阀DEH 控制信号通过原同步器电动机与液压调节系统接口，实现对机组的闭环控制原同步器由一般的电动机驱动，控制特性差，与 CCS 自动接口有困难，且此类电动机一般都有转速高、易惰走、不稳速、控制精度低、控制接点易拉弧、烧坏等缺陷。

改造采用高性能的电动机或高级电动执行器，控制性能好，接口方便易实现 CCS 协调控制同步器的控制可以由 CCS 系统直接控制或者做一套独立的 PI 调节器，与原液压系统构成串级调节系统，实现升降转速、负荷控制3．2 电液并存控制改造方案原液压系统全部保留，增加一套电调系统，二套系统并存、切换运行此改造方案包括以下两种a：联合控制改造方案DEH 控制信号通过电液转换器和同步器电动机与液压系统接口，实现对机组的闭环控制其中，电液转换器与二次脉动油路构成电液放大器，取代液压放大器，接受 DEH 控制信号，完成对油动机的控制在原液压系统的脉动油路上并联引出一个油路，连接到电液转换器，使 DEH 通过电液转换器控制脉动油的排油量（或进油量）来控制机组电液转换器和同步器可采用转移的方式完成联合控制：电液转换器担任调节动态负荷的作用，同步器用于承担。