合肥660mw超临界燃煤机组deh系统Word格式文档下载.docx

1、第四节 危急遮断第五章 DEH计算机控制系统第一节 DEH计算机控制硬件配置第二节 DEH专用卡件第三节 功率-频率电液调节系统的基本原理第四节 DEH系统控制功能第六章 汽机危急遮断系统第一节 ETS硬件结构第二节 ETS监视的参数及定值第三节 超速限制及超速保护第四节 ETS保护逻辑第七章 DEH操作说明第一节 引言第二节 DEH系统软件启动、登陆第三节 DEH系统硬件运行、试验第四节 DEH硬操盘紧急手动切换第八章 DEH系统试验第一节 调节阀阀位校验第二节 高、中压调门试验第三节 高、中压主汽门试验第四节 阀门活动试验及阀门严密性试验第五节 机组定速后试验第六节 喷油试验第七节 高压模

2、块遮断试验第八节 机械、电气超速试验第九节 甩负荷试验第一章 DEH控制系统概述 我厂原125MW汽轮机控制采用的是低压油纯液调的控制方式，仅在同步器和低压遮断回路中存在很少的电气回路,此种纯液调控制系统存在着负荷适应性差、控制精度低、响应不够快、日常维护较复杂、自动化水平低等等一系列的欠缺。随着电气技术的发展以及计算机技术可靠性的提高、综合运算能力增强，在汽轮机的调节系统中又引进了功率、转速等反映汽轮机运行状态的电信号，故可由计算机系统实现对汽轮机控制的处理和运算。由于一般电气设备尚不能在短时间内产生很大的功率去开启或关闭调节阀，故在汽轮机控制系统中仍保留有液压执行机构。汽轮机数字式电液控制

3、系统（DEH）即为计算机控制技术与液压控制技术结合的产物。由于采用了计算机控制，使得汽轮机的控制方式可以灵活切换，控制的精度也有了很大的提升余地，从而为提升整个机组的控制水平提供了基本保障。DEH控制系统是采用数字计算机作为控制器，电信号通过电液转换机构控制高压抗燃油的油压来驱动油动机，实现高、中压主汽门和调门的开关。从而控制汽轮机的转速和负荷。称为汽轮机高压抗燃油纯电调控制系统。DEH由电子计算器系统、电液转换器、高压抗燃油系统和高压油动机四部分组成。电子计算器系统采集汽轮机转速，汽轮机功率，电网的频率和ADS的发电功率以及其它模拟量信号，将模拟量信号转变成数字量进行综合运算放大以后，输出控

4、制信号。由于一般的电气设备尚不具备快速开关主汽门和调门的能力。所以必须将电气控制信号，通过电液转换机构转换成高压油的油压，去推动油动机进而操作主汽门和调门，在油动机动作以后，经位移变送器将调门的位移信号转换成电信号，反馈到电子计算器与输出信号平衡。使电液转换机构复位，油动机停止动作。2.1 抗燃油主油泵遥控启、停及联锁功能 司机可遥控操作抗燃油主油泵启动或停止，若油压低于11.2MPa可自动联启另 一台油泵。2.2 挂闸功能 司机可遥控使液压系统自动完成挂闸过程2.3 开主汽门 在汽机控闸后，司机按运行按钮，即可将高中压主汽门全开。2.4 升速 司机设置目标转速后，机组可自动沿当前热状态对应的

5、经验曲线完成升速暖机过临界直到3000rpm定速。在升速过程中，司机可通过修改目标转速，升速率来控制机组的升速过程。2.5 自动同期 DEH可与自动同期装置相配合，自动将机组带到同步转速。2.6 并网带初负荷 发电机并网后，DEH自动增加给定，使发电机自动带上初负荷避免出现逆功率。2.7 升负荷 机组并网后，司机可根据需要采用阀控方式，功控方式，压控方式或CCS方式控制机组，与锅炉控制系统配合完成定一滑一定升负荷过程。2.8 阀控方式 司机通过设置目标阀位直接控制调门开度，DEH维持阀位不度。机组负荷随蒸汽参数变化而变化。2.9 功控方式 司机通过设置目标功率来控制机组负荷，DEH维持机组负荷

6、不变。2.10 压控方式 司机通过设置目标压力来控制机前压力，DEH维持主汽压力不变2.11 CCS方式 在CCS方式下，DEH接受CCS主控器来的阀位给定信号后，直接控制调门开度。DEH与CCS主控器配合可完成机跟炉，炉跟机以及机炉协调的各种功能。2.12 一次调频 DEH具有一次调频功能，调频特性（不等率死区）可在线修改。2.13 阀门管理 为兼顾机组的热经济性及寿命消耗两方面因素，司机可根据需要方便地选择单阀方式或顺序阀方式运行，顺序阀方式时考虑了合理的重叠度。2.14 负荷阀位限制 DEH可自动将负荷限制在高低限以内，DEH可自动将阀位限制在限定值以下。2.15 主汽压力低限制 当主汽

7、压力低于限制值时，DEH自动减少阀位值，使主汽压力回升。2.16 快卸负荷 DEH备有快、中、慢3挡快卸负荷，可对应不同的故障，当快卸动作时，DEH按对应的速率将负荷减到对应值。2.17 假并网试验 DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。2.18 喷油试验 司机可通过CRT画面操作，分别对1、2飞环进行喷油试验以防止其卡涩。2.19 超速试验 司机可通过CRT画面操作，提升转速使超速保护动作分别检查l、2飞环及电气超速保护的动作转速。在做机械超速试验时，DEH电气超速保护的动作值自动由3300rpm改为3390rpm，作为后备超速保护使用。2.20 阀门活动试验

8、 司机可通过CRT画面操作，分别对各主汽门及中压调门进行部分行程活动，以防止其卡涩。2.21 阀门严密性试验 司机可通过CRT画面操作，分别对调门、主汽门进行严密性试验， DEH可自动记录惰走时间。2.22 高压遮断试验 司机可通过CRT画面操作，在线检查高压遮断模块工作是否正常。2.23 紧急手动 DEH通讯出现故障时，自动转为紧急手动状态，司机可按硬操盘的调门增减按钮，直接通过伺服板控制调门开度。2.24 低真空限制 凝汽器真空降低到规定值时，指挥阀位控制回路减负荷。2.25 103超速保护 发电机甩负荷时，瞬间关闭高、中压调门，保证汽轮机转速在正常的范围内。2.26 110超速保护 当其

9、检测到机组转速达到110额定转速时，发出电气停机信号使高压遮断电磁阀和低压遮断电磁阀及油动机上的遮断电磁阀动作，泄掉保安油，遮断机组进汽。同时关闭抽汽逆止门，以及发出跳发电机油开关的信号。2.27 摩擦检查第三节 DEH技术指标及设计原则 DEH技术指标 转速控制范围 403600rpm 转速控制精度 1 rpm 负荷控制范围 0110 负荷控制精度 0.625MW 主汽压力控制精度 0.1Mpa 一次调频不等率 36在线连续可调 一次调频死区 030rpm在线连续可调 控制系统迟缓率0.06% N0 油动机快关时间0.2秒，设有缓冲区以减小阀门冲击。 甩全负荷最大飞升转速7我厂3机组DEH系

10、统，液压部套采用东方汽轮机厂的高压抗燃油系统，而与之配套的电子控制部分使用的是和利时公司的HS2000MACS分散控制系统。 因我厂3机组DCS系统使用的也是HS2000MACS系统，故我们采用了DEH与DCS一体化的设计，将DEH与DCS系统融为一个整体，DCS与DEH共用一个工程师站和打印站，连接在同一系统网络上，任一DCS操作员站均可转为DEH操作员站，DEH操作员站也可对DCS系统进行操作，从这些方面来看，我们可将DEH控制系统看作整个DCS系统的一个子系统。DEH可以分成电子控制部分和液压控制部分。两部分之间通过电液伺服阀连接。电子控制部分由一个现场控制站和一个扩展柜及一个操作员站组

11、成。现场控制站有两个冗余的主控单元及I/O输入输出模件和三块测速模件及电源模件。扩展柜主要是六个伺服模件、ETS PLC和新型逻辑控制板及电源模件组。液压部套主要由电液转换器，高压抗燃油系统，执行机构，高、低遮断系统组成。高压抗燃油系统，由两台柱塞变量泵、油箱、滤油器、冷油器、蓄能器及必要的监视仪表组成。形成一个独立的封闭的高压油源装置提供驱动油。执行机构、由四个高、中压主汽门执行机构及六个高、中压调门执行机构组成。每个阀门都有一套独立的高压阻燃油驱动机构。调节阀门的非线性可由电子系统进行自动补偿。完成对汽门的关闭和开启，调门的开大和关小。高、低压遮断系统由高压遮断系统，低压遮断系统及隔膜阀三

12、部分组成。完成汽轮机在危急工况的遮断。图11第二章 执行机构电液伺服执行机构是DEH控制系统的重要组成部分之一，本系统有10只执行机构，分别控制4个高压调节汽阀，2个中压调节阀，2个高压主汽门和2个中压主汽门。执行机构的油缸，属单侧进油的油缸，弹簧复位式。其开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力。空载时遮断关闭时间常数为0.15秒。液压油缸与一个控制块连接，在这个控制块上装有快速卸荷阀、逆止阀和伺服阀。另外，在油动机快速关闭时，为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油动机活塞尾部采用液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分在冲击发生前、动作的最后瞬间转变为流体的能量。按

13、执行机构的作用可以分成两种不同类型的执行机构。即开关型执行机构（用于高中压主汽门）和调节型执行机构（用于高中压调门）。调节型执行机构，可以将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需要。经计算机处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号经过伺服放大器放大后，在电液转换器伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的通道，使高压油进入油动机活塞下腔，油动机活塞向上移动，经杠杆带动汽阀使之启动，或者是使压力油自活塞下腔泄出，借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。当油动机活塞移动时，同时带动两个线性位移传感器，将油动机活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面

14、计算机处理送来的信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减，只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服阀的阀芯回到中间位置，不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机下腔泄出，此时汽阀便停止移动，停留在一个新的工作位置。如图21所示1.1 调节门的快关（以1高压调门CV1为例）当高压安全油失压时，卸荷阀在活塞下腔室油压的作用下打开，油动机活塞下腔室压力油通过卸荷阀向油动机活塞上腔转移，多余的油液则通过单向阀回油箱，阀门操纵座在弹簧紧力和蒸汽力的作用下迅速关闭调节汽门。当DEH接到各种电气遮断信号后，发出指令使1高压调节汽门遮断电磁阀（12YV）带电动作，泄掉1高

15、压调节汽门卸荷阀DDV1的上腔室油压，卸荷阀在活塞下腔室油压作用下打开。油动机活塞下腔室压力油通过卸荷阀向油动机活塞上腔转移，多余的油液则通过单向阀回油箱，阀门操纵座在弹簧紧力和蒸汽力的作用下迅速关闭调节汽门。在弹簧力和蒸汽力的作用下快速关闭油动机的同时，伺服阀与油动机活塞下腔室相连的排油口也打开接通排油，作为油动机快关的辅助手段。当单个阀门需作快关试验时，只需使遮断电磁阀（12YV）带电，油动机和阀门在操纵座弹簧紧力和蒸汽力作用下迅速关闭。1.2 调节型执行机构的主要部件调节型执行机构由油缸卸荷阀、遮断电磁阀、逆止阀、截止阀、节流孔、位移变送器、集成块及滤网组成。如图22所示1.2.1 截止

16、阀 高压油经过此阀供到伺服阀去操作油动机，关闭截止阀便切断高压油路，使得在汽轮机运行条件下可以停用此路汽阀，以便更换滤网、检修或伺服阀、卸荷阀和油动机等，该阀安装在液压块上。1.2.2 高压滤油器为了保证经过伺服阀的油的清洁度，以保证阀中的节流孔，喷嘴和滑阀能正常改造，所有进入伺服阀的高压油均先经过一个滤油器，滤油器主要由滤芯阀门、差压开关、差压表和集成块组成，过滤精度为10微米。在正常工作状态条件下，滤网要求每6个月更换一次，高压滤油器前后压差达0.35MPa时，差压开关对外发讯，表示需要更换滤芯，滤芯可在线进行更换。1.2.3 伺服阀伺服阀是一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组成。

17、如图23所示。第一级液压放大是双喷咀和挡板系统；第二级放大是滑阀系统，其原理如下：当有电气信号由伺服放大器输入时，则力矩马达中的电磁铁间的衔铁上的线圈中就有电流通过，并产生一磁场，在两旁的磁铁作用下，产生一图22 高压调节阀油动机系统图图23 伺服阀机构图旋转力矩，使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷咀中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷嘴的距离相等，使两侧喷咀的泄油面积相等，则喷咀两侧的油压相等。当有电气信号输入，街铁带动挡板转动时，则挡板移近一只喷咀，使这只喷咀的泄油面积变小，流量变小，喷咀前的油压变高。而对侧的喷咀与挡板门的距离变大，泄油量增大，使喷口前的压力变低，这

18、样就将原来的电气信号转变为力矩而产生机械位移信号，再转变为油压信号，并通过喷咀挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷咀前油压，与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷咀前的油压不等时，则滑阀两端的油压不相等，滑阀在压差作用下产生移动，滑阀上的凸肩所控制的油口开启或关闭，便可以控制高压油由此通向油动机活塞下腔，以开大汽阀的开度，或者将活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由弹簧力关小或关闭汽门。为了增加调节系统的稳定性，在伺服阀中设置了反馈弹簧。另外在伺服阀调整时有一定的机械零偏，以便在运行中突然发生断电或失去电信号时，借机械力量最后使滑阀偏移一侧，使汽阀关闭。MOOG DDV633阀以上讲的是通用的

19、MOOG伺服阀，这种伺服阀由于有二级液压放大，而喷嘴液压放大的喷口直径非常小，非常容易堵死，是EH系统最薄弱的环节。在我们调查中，大家都感到原MOOG阀是DEH系统最迫切需要解决的问题。我们这次系统中采用的是新的一种MOOG阀，称为DDV633阀。这种阀主要特点是采用大功率的永磁线性马达，取消了喷嘴液压放大。用永磁线性马达直接带动滑阀移动。这样克服了原MOOG阀的致命弱点。如图25所示。对33阀采用置中弹簧代替原来的机械偏置使动作更灵敏可靠。如图24所示。D633增加阀杆位移的LVDT位置发送器代替原来的反馈弹簧。使阀杆位移有更好的静态和动态响应。下面具体介绍D633阀。图24 D633伺服阀

20、结构图图25 永磁驱动线性马达结构图图26 D633阀MOOG DDV阀特点： 低渗漏。没有导引台油流。消除了导引台内部渗漏，从而节约了能量，特别是在需要多阀的应用中。 轴驱动力强。永磁线性驱动马达可提供比螺形线圈强两倍的驱动力，并保证长期稳定可靠的工作性能。 动态特性好。由于线性驱动马达的高自然频率（25Hz），此阀动态特性得以提高，且其动态特性与系统油压无关。 低迟滞和高精度带来了优秀的系统重视性。 当电源消失、电缆断线或紧急停止时，阀轴回到由弹簧确定的中心位置，不会造成负荷移位。 优良的控制性能。DDV阀有很高的内部轴位闭环增益，这种高闭环增益提供了非常好的静态和动态响应，从而提供了优良

21、的控制和系统表现。 可测量阀轴位置。DDV阀有与实际阀轴位置成比例的信号输出，可提供系统的工作信息，提高系统的维护性能。 在故障时自动置中。DDV阀有一弹簧置中设计，可消除在单螺形线圈设计中的“短暂流量”问题。 满足IP65防护等级。 低电源消耗。线性驱动马达比螺形线圈消耗电流小。DDV阀在零位时，消耗电流很小，以致于电流为零。 电子零点校正可补偿负荷漂移。D633直接驱动比例伺服阀：MOOG D633， D634 DDV阀是集成有电子阀轴位置反馈的闭环比例伺服阀。 一个永磁线性驱动马达可向两个方向驱动通过弹簧置于中心的阀轴，这相对于只有一个驱动方向的螺形线圈比例伺服阀是一个进步。在阀内集成有

22、闭环阀轴位置电子转换装置和脉宽调制（PWM）驱动装置。 由于集成有闭环的电子轴位反馈和强力的线性驱动马达，此阀提供了完美的控制阀解决方案，带来了优良的系统表现。安装有驱动线性驱动马达的脉定宽调制（PWM）电路和阀轴位置反馈电路的电路板安装于阀身上满足IP65防护等级的小室中。D633阀集成的电子电路，在用户的计算机系统和比例伺服阀间提供了一个简单的接口。如果电源失去，阀轴回到由弹簧确定的中心位置，不会造成负荷移位。D633阀操作：代表期望轴位置的给定信号输入至集成电子部件，电子部件由此产生PWM电流给线性驱动马达线圈，驱动阀轴移动。一振荡器激励阀轴位置发送器（LVDT），产生与阀轴位置成比例的

23、电子信号。经解调的轴位信号再与给定信号相比较，产生轴位偏差信号，以此控制驱动马达。阀轴移动至指定位置的同时，轴位偏差减少至零。最终的轴位成比例于给定信号。通过阀的流量和压降：通过阀的实际流量取决于阀轴位置和通过轴面时的压降。在100开度信号时（10VDC100开度），额定压降下（PN500Psi）通过阀的流量为额定流量QN。在其他压降下，流量按照锐边孔洞的平方根公式变化。这种方法计算流量Q需在通过端口P，A，B，或T的流速小于100ftS的情况下。永磁线性驱动马达操作：线性驱动马达是一种永磁差动马达。永久磁铁提供部分所需磁力。对于线性驱动马达，其所需电流明显小于同比的螺形线圈。线性驱动马达有一

24、中性的中间位置，由此可产生两个方向的驱动力。驱动力与电流成比例。 马达向外推动时，必须克服弹簧弹性带来的居中的力量和其他外力（像流体力，脏污带来的摩擦力）；而向中心位置推动时，则弹簧力可以帮助马达驱动，提供了额外的轴驱动力，并减少了阀对脏污的敏感度。在弹簧置中的位置时，线性驱动马达只需很小的电流。完成同样的功能，比例螺形线圈系统需要两个线圈。这种做法增加了安装费用，同时降低了阀的动态性能。另一种解决方法是使用一个螺形线圈对应一个反向作用的弹簧。当线圈失电时，弹簧驱动阀轴向终点位置移动会经过一个全开位置，这会导致不可控的负荷移动。图27 D633阀外形及接口图1.2.4 卸荷阀 卸荷阀，如图28

25、所示。卸荷装在油动机液压块上，它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机时；在危急脱扣装置等动作使危急遮断油泄油失压后，可使油动机活塞下腔的压力油经卸荷阀快速释放，这时不论伺服放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力作用下，均使阀门关闭。在快速卸荷阀中有一个杯状滑阀4，在滑阔下部的腔室A与油动机活塞下的高压油路相通。滑阀上部的复位油室一路经逆止阀与危急遮断油相通，逆止门的作用是使危急遮断油压不可能直接进卸荷阀上部，由于正常的时候，危急遮断油压略大于复位油压使逆止门关闭。只有危急遮断油压失去时，复位油压才能通过逆止门泄压。而另一路是经一针阀1与油动机活塞上腔及回油通道B相连。节流孔3是产生该阀的复位油的，

26、一旦该节流孔堵死，则会产生复位油降低或失压的现象，将会直接影响执行机构的正常运行。调试时，该针阀靠调节手柄2完全压死在阀座上，仅在现场用于手动卸荷时才拧开此针阀。调整针形阀控制的泄油，可以缓慢地改变卸荷阀中杯形滑阀上的油压，使杯形滑阀上升，开启泄油口，改变油动机活塞下油缸的压力，改变调节阀的开度。在正常运行时，滑阀上都的油压作用力加上弹簧力将大于滑阀下高压油的作用力。杯状滑阀压在底座上，使高压油与油缸回油相通的油口关闭。油缸活塞下腔的高压油建立。执行机构具备工作条件，阻尼孔7是对滑阀起稳定作用，以免在系统油压发生变化时产生不利的振荡，粗滤网6可以防治大的颗粒进入堵塞阻尼孔7。当汽轮机的转速超过

27、额定值的3或者汽轮机保护动作时，将危急遮断油压泄压，复位油压顶开逆止阀泄油，使杯形滑阀上油压剧烈下降，高压油推动杯形滑阀上移，这时，泄油孔被打开，使油缸压力油失压，则调节阀将在弹簧作用力下关闭，使汽轮机停止进汽，此时电液转换器在任何位置都没关系。1.2.5 逆止阀有两个逆止阀装在液压块中，一只是通向危急遮断油管路，该逆止阀的作用是阻止危急遮断油母管上的油倒回油动机。另一只逆止阀是通向回油母管，该阀的作用是阻止回油管里的油倒流到油动机。当关闭油动机的隔离阀，便可在线检修油动机的伺服阀、卸荷阀、换滤网等，而不影响其他汽阀正常工作。1.2.6 线性差动变送器（LVTD）为了将反映调节阀开度的油动机活

28、塞位移变成电气信号，反馈到伺服放大器前与计算机来的信号相比较，将两者的差值输入伺服放大器，动作电液伺服阀和调节阀，只有调节阀的开度（位移）满足了调节信号的要求时，使伺服放大器输入为零，则此时调节阀便达到新的稳定开度。线性差动位移变送器由芯杆和外壳组成。在外壳中有三个线圈，一个是中间交流电源的原线圈。另在中心点两侧各绕有二只副线圈，该两线圈反向连接，故两副线圈的输出为两者输出电势之差值。在线圈中间的磁铁铁芯是处于两副线圈的中间位置的，副线圈中的感应电势相等，输出等于零，当铁芯与线圈间有相对移动时，如铁芯上移，则上半部副线圈中的电势较下半部的电势大，则输出电压是上半部的极性，副线圈输出为交流电动势

29、，经过整流、滤波后使变成表示铁芯与线圈相对位移的电气信号。图21 高压调节阀油动机工作原理图图28 快速卸荷阀结构图图29 中压调节门油动机系统图在具体设备中，铁芯是固定不动的，外壳与线圈同杠杆与油动机活塞杆相连，输出的电气信号便模拟了油动机的位移，也就是阀门的开度。差动变送器在设计时，使其输出信号有一“凸轮效应”，当油动机活塞移动到一定位置后，若再使调节阀开大的信号增大时，油动机位移使调节阀开度增加很少，使进汽量增加得也很少，如机械液压传动中凸轮转到接近圆弧段一样。这样油动机的行程不再是线性了，在最后，很少的开大信号就能使调节阀开到最大。1.2.7 遮断电磁阀遮断电磁阀是二位电磁，安装在集成

30、块上。当电磁阀带电动作是泄放卸荷阀上部的复位油压，使下油缸中高压油迅速释放，调门迅速关闭。在下列情况下电磁阀带电： 在甩负荷情况下 机组转速达到103额定转速时 汽机保护动作时高、中压调门区别：高压调门油动机直接安装在操纵座阀盖上，直接拉动调门阀杆；而中压调门是装在边上，油动机的位移通过杠杆来拉动阀杆。当汽轮机在运行中发生事故需要紧急停机时，安全油路失压，开关型执行机构动作，使自动主汽门关闭，停止汽轮机进汽。高、中压主汽阀油动机均两位控制方式控制阀门的开关。由限位开关指示阀门的全开、全关及试验位置。高、中压主汽阀油动机的组成和工作原理基本相同，现以高压主汽阀油动机为例加以说明。见图210、211、212。开关型执行机构由油缸、卸荷阀、