DEH检修工艺规程.docx
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DEH检修工艺规程
第四节DEH检修工艺规程
本规程主要规定了数据采集系统（DAS）检修工艺。
4.1概述：
广安电厂采用了东方汽轮机厂生产的全电调型汽轮机数字电液控制系统（DEH），其控制部分采用国电智深分散控制系统，液压部分为东汽厂生产高压抗燃油系统。
汽轮机控制系统主要是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。
它可以控制汽轮机从挂闸、冲转、暖机、同期并网、带初始负荷至带满负荷的全过程。
具体而言，DEH主要控制高压主汽门（MSV）、四个高压调门（CV）、两个中压主汽门（RSV）、两个中压调门（ICV）、油系统中的各个电磁阀和EH油泵、通风阀（VV）及倒暖阀（RFV）等。
DEH投入锅炉自动（即汽机远控）时，从模拟量控制系统（MCS）接收负荷指令，此时DEH仅作为MCS的执行机构。
4.2硬件组成
DEH控制系统硬件配置主要有DCS标准机柜、电源、模件、端子单元、操作员接口站（OIS）、辅助操作盘、工程师站（EWS）等七大部分。
4.2.1DCS标准机柜
DEH控制部分由33#DPU,34#DPU控制柜组成，对应的每个站下面的卡件有速度测量卡，两台工控机，
4.2.2电源
电源系统接收外部输入的两路220VAC电源（其中一路为UPS供电，另一路为保安段供电），#31机组经电源输入盘、电源模件、电源分配盘转换为+24VDC、+48VDC等向系统供电。
其中电源模件采用冗余方式配置。
控制主模件和通讯模件均采用冗余配置。
组台在DPU里面，通过汽机主机柜网络交换机和系统连接在一起。
4.2.3端子单元
DEH中共采用了4种端子单元与各子模件相对应．各个端子单元上的端子和就地信号或设备相连接，DIO通过预制电缆与相应的子模件或继电器相连接。
4.2.4操作员接站（OPR94）：
4.2.5操作员接站（OPR94）是重要的人机接口。
有操作灵活方便、信息存贮量大等诸多优点。
运行人员OPR94，参与整个控制过程，并可对控制过程和参数进行监视和记录，热工人员可修改和调整组态。
表4-1DEH主要模件一览表
模件
数量
模件名称
主要用途
IEPASO2（IPSYS01）注
10（6）
电源模件
提供电源
IPMONO1
1
电源监视模件
电源状态监视
INNPMO1
2
网络处理模件
和控制总线接口
INNISO1
2
网络接口子模件
和环路接口
IMMFPO2
8
多功能处理件
控制主模件
IMDSIO2
10
数字输入子模件
数字量输入
IMDSO14
8
数字输出子模件
数字量输出
IMCIS12
4
控制输入输出子模件
提供DI、AI输入和DO、AO输出
IMFCSO1
3
频率计数子模件
转速信号输入
TASO1
1
汽机发电机自同期模件
控制发电机并网
IMCPMO2
1
组成端口模件
与EWS通讯
IMHSSO3
8
液压伺服子模件
控制电液伺服阀
LPSO1
2
LVDT位置子模件
LVDT位置反馈
IMFEC11
3
现场模入子模件
模拟量输入
IMASIO3
4
模拟量输入子模件
热电阻、热电偶输入
注：
括号内的数字是#32机组的配置
表4-2主要端子单元一览表
端子单元
数量
端子单元名称
NTCLO1
2
环路通讯端子单元
NTALO4
3
控制输入输出端子单元
NTAIO5
3
模拟量输入端子单元
NTAIO6
4
TC和RTD输入端子单元
NTDIO1
21
数字量输出端子单元
NTHSO3
8
液压伺服端子单元
4.2.6辅助操作盘：
辅助操作盘盘面布置如图4-1所示；盘上有3个BCD显示表（分别为转速表、负荷表、变量显示表），48个带灯按钮，3个钥匙开关（超速试验、喷油试验、阀试验）。
该盘为完全的硬接线盘，是辅助的人机接口，通过该盘可旁路NIFINET环路，对控制设备及汽轮机进行操作，并能直观地显示设备的运行状态。
操作盘的I/O信号通过6根预制电缆与P67机柜相连。
4.2.7工程师站（EWS）
EWS是专用于工程师设计、组态、调试、监视系统的工具。
配有Bailey标准软件WCAD和WLDG。
4.3系统主要功能及组态内容介绍：
4.3.1挂闸
挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。
汽机挂闸使危急遮断器滑阀在上止点,透平保安油压建立（压力开关PS11闭合），薄膜接口阀关闭，主遮断插装阀（6YV）带电，高压保安油建立（压力开关PS12闭合），且危急遮断器滑阀上腔室油压建立（压力开关PS8闭合），此时滑阀处于警戒状态。
挂闸指令发出时，复位遮断阀组中的复位电磁阀1YV带电动作，泄掉危急遮断器滑阀上腔室压力油，危急遮断器滑阀在底部的压力作用下上升到上止点，将低压保安油的排油口封住，建立低压保安油，当压力开关PS11检测到低压保安油已建立后向DEH发出信号，使复位电磁阀1YV失电，危急遮断器滑阀上腔室压力恢复到1.96MPa。
同时高压遮断电磁阀6YV带电，高压保安油建立，PS12闭合。
挂闸完成。
4.3.1.1挂闸条件：
a.所有阀关
b.汽机跳闸
c.自动挂闸
d.低压遮断试验通过或失败
e.挂闸失败
f.10秒钟内未挂闸成功
4.3.2阀门校验：
阀门校验过程就是当液压系统准备好后,通过阀门全行程的开/关，记录有关数据的过程，以期达到阀位控制精确，并使阀位控制具有尽可能好的性能。
校验后阀位给定信号与油动机升程的关系为：
给定0～100对应升程0～100%。
为保证此对应关系的良好线性度，我们在进行了初校后，又调整LVDT铁芯或套筒，作进一步细调，使LVDT的有效工作区处于中间线性段。
4.3.2.1阀门校验可选择一个阀门单独校验，也可同时对8个阀门校验。
只需使油动机在全行程范围内升降一次即可完成，循环次数和速率均可选。
a.循环次数：
1～8次（任选）
b.速率（完成时间）：
30秒、60秒（并网前）
35分、70分（并网后）
4.3.2.2（启动前）阀门校验允许条件：
a.汽机挂闸
b.所有阀关
c.主油开关打开（发电机未并网）
4.3.2.3正常运行期间阀门校验允许条件：
a.发电机并网
b.单阀方式
c.中压缸启动且阀切换已完成
d.校验速率为3、4档（35分、70分）
e.汽机复位
f.阀试验完成
阀门校验指令发出后，DEH将通过油动机全开、全关阀门，并记录LVDT在两极端位置的值，自动修正零位和幅度，使阀位给定和油动机升程满足上述关系。
在启动前进行阀门校验，必须确保主汽阀前无蒸汽，以免校验时汽机失控。
在阀门校验期间如果汽机转速大于100r/min时，DEH将发跳机指令自动打闸。
正常运行期间做阀门校验时，可投入负荷反馈以减少其对机组负荷的影响，并在机组小负荷时进行（东汽厂不主张作此试验）。
4.3.3启动前的控制：
4.3.3.1自动判断热状态
汽轮机在启动过程中，对汽机缸体、转子是一个加热过程。
为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应采用不同的启动曲线。
DEH在每次挂闸时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸内上壁温度（T）的高低划分机组的热状态，若上壁温度为坏质量，自动由下壁温度信号代替。
a.冷态T＜150℃
b.温态150℃＜T＜300℃
c.热态300℃＜T＜400℃
d.极热态T＞400℃
4.3.3.2预暖
汽机冷态冲转前，要对高压部分的转子、汽缸和主汽阀进行预暖，以减少启动过程的热冲击，缩短启动时间。
汽机挂闸时，若汽缸温度＜150℃，需进行高压缸预暖，若主汽阀的壁温度＜150℃，需进行主汽阀预暖。
a.预暖条件：
1）无切除条件存在
2）冷态启动或主汽阀内壁温度＜150℃
b.预暖切除条件：
1）盘车未投入
2）RUN
3）汽机跳闸
4）高压缸预暖完成&主汽阀预暖完成
5）高压内缸上、下壁温度均坏质量
6）主汽阀左右侧（内、外）金属温度坏质量且高压缸预暖完成
c.高压缸预暖过程：
开倒暖阀（RFV），蒸汽由RFV进入高压缸，经汽缸疏水阀流入凝流器，此时VV阀全关。
当汽缸金属温度升到150℃之后，维持一个小时关RFV，高压缸预暖完成。
d.主汽阀预暖过程：
高压缸预暖完成后，主汽阀开至全行程的10%，蒸汽由MSV经主汽阀的疏水管流入凝汽器。
当阀壳内壁金壁温度升到150℃之后，若内外壁温差小于38℃或维持一个小时，关MSV，主汽阀预暖完成。
4.3.3.3选择启动方式
机组启动时可根据实际情况选择高中压缸联合启动或中压缸启动方式。
当旁路处于自动时启动方式可选，若旁路未处于自动时，只能在高中压缸联合启动方式下启动。
所有操作在挂闸以后，RUN之前完成。
关于启动方式的上电默认值需说明以下几点：
a.旁路不在自动或坏质量时，上电默认值为高中压缸联合启动方式
b.旁路不在自动时，如有汽机跳闸将以超驰方式选择输出
c.旁路自动且无汽机跳闸时，上电默认值为中压缸启动
d.旁路在自动且汽机跳闸将只能维持在中压缸启动
e.RUN执行后将以超驰方式选择输出（启动方式不可选）
f.启动方式有贮存功能，模件掉电后仍有记忆
4.3.4转速控制：
转速控制是DEH最重要的控制回路之一。
汽轮发电机组在并网之前，DEH为转速闭环无差调节系统。
DEH的设定值即为给定转速，给定转速与实际转速之差经PID调节器运算后，通过伺服系统控制油动机行程（阀门开度），使实际转速跟随给定转速变化。
在设定目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼进。
当进入临界转速区时，自动将升速率升为400r/min2，快速冲过临界转速区。
在冷态启机过程中，通常需要在500r/min、1200r/min、2000r/min暖机，以减少热应力。
4.3.4.1目标转速设定
操作员可通过OIS或辅助操作盘设置目标转速。
DEH亦可在下列情况下自动设置目标转速：
a.油开关刚断开（汽机未跳闸）时，目标值为3000r/min
b.手动状态时，目标值为当前实际转速
c.汽机跳闸时，目标值为0r/min
d.目标值设置过高时,自动将目标值改为3060r/min（试验位时为3360r/min）
e.自动同期时，目标值随自同期增减信号变化（在原目标值基础上增减，速率为60r/min）
f.目标值设在临界转速区内，将自动改目标值为1333r/min、1596r/min或2109r/min（仅#2机）
g.自启动方式时，目标值由ATR自动设置，分别为0、500、1200、2000、3000r/min。
4.3.4.2升速率设定
a.操作员设定:
升速率在0～800r/min2内
b.自启动方式:
自动设置,分别为120、180、360r/min2
c.在临界转速区内升速率为400r/min2
4.3.4.3临界转速
a.东汽厂提供的轴系临界转速计算值为：
1）第一阶：
1399r/min电机转子一阶
2）第二阶：
1679r/min高中压转子一阶
3）第三阶：
1753r/min低压转子一阶
4）第四阶：
3465r/min电机转子二阶
b.为避开临界转速，DEH中设置了临界转速区，其边界和临界转速计算值相差约±50r/min。
另#2机组发电机励磁机在于2179r/min，有一阶临界点，所以#1机组设置了二个临界转速区（第一和第二），#2机组设置了三个临界转速区。
1）第一：
1353r/min～1453r/min
2）第二：
1616r/min～1816r/min
3）第三：
2129r/min～2229r/min
4.3.4.4暖机
汽机暖机转速通常定为500、1200、2000、3000r/min，故目标转速通常设为500、1200、2000、3000r/min。
在到达目标转速值后，可自动停止升速进行暖机。
若在升速过程中，欲暂时停止升速，则可进行如下操作。
a.不在ATR方式时，按HOLD保持
b.在ATR方式时，退出ATR方式后按“HOLD”保持
在临界转速区内保持指令无效。
4.3.4.53000r/min定速
汽轮机转速稳定在3000±2r/min时,各系统进行并网前的检查，若电气需要做假并网试验,则需要在DEH机柜中短接假并网信号（69-7A,TB1-3.4）,此时若油开关闭合,DEH并不判定为发电机并网而带初始负荷,从而避免引起汽机转速飞升。
4.3.5负荷控制：
4.3.5.1并网、升负荷及负荷调节
a.自动同期
本机组配有两套自同期系统,即外部同期装置及内部同期装置。
其中由电气负责的同期装置称为外部同期装置，DEH内部的自动同期子模件（TAS）称为内部同期装置，它们完成的功能是完全相同的。
即DEH进入自动同期方式后，其目标转速在当前值（刚进入同期之时）的基础上，按同期装置发出的转速增减指令，以60r/min2的变化率增、减转速，使发电机的频率及相位达到同期条件的要求。
在同期条件均满足时，可发出油开关合闸指令使油开关闭合。
1）自同期方式投入条件:
无切除条件
2）自同期方式切除条件：
a）汽机转速大于3015r/min或小于2985r/min
b）汽机手动
c）已并网
d）汽机跳闸
e）转速故障
f）同时有内部、外部同期请求
g）执行外部同期时，外部同期允许、外同期增、外同期减信号坏质量
h）自动按钮
注：
因电气不能送出相关信号，上述内部同期装置的同期功能不能实现。
b.初始负荷
为避免出现逆功率,在油开关合闸时,DEH立即增加给定值,使发电机带上初始负荷。
DEH根据并网时主蒸汽压力的不同来修正应增加的给定值（主汽压力越低给定值越大），公式为：
给定值＝原值+3+f（P0）。
P0为当前主汽压力
c.升负荷
1）目标值设定
操作员可通过OIS或辅助操作盘设置目标负荷，DEH亦可在下列情况下自动设置目标负荷：
a）负荷反馈刚投入时,目标值为当前负荷值（MW）
b）调节级压力反馈刚投入时,目标值为当前调节级压力（%）
c）发电机刚并网时,目标值为初始负荷（%）
d）汽机手动时,目标值为参考值（%）
e）反馈刚切除时,目标值为参考值（%）
f）汽机跳闸时,目标值为零
g）CCS控制方式时,目标值为CCS给定值
h）输入目标值太大时,自动改为115%或345MW
2）负荷率
a）操作员设定:
负荷率允许在40～100MW/min内设定
b）自启动方式:
负荷率在1.5～30MW/min内,步长0.5MW/min
c）单阀/顺序阀转换或阀切换时,负荷率为5.0MW/min
d）CCS控制方式:
由CCS给出
在非CCS控制方式下,负荷率取上述诸值的最小值
d.暖机
汽轮机在升负荷过程中,考虑到热应力,胀差等因素,通常需进行暖机。
若需暂停升负荷，可进行如下操作：
a）不在CCS方式时，发保持“HOLD”指令
b）在CCS方式时，退出CCS方式发保持指令。
e.滑压点
汽机负荷指令（蒸汽流量DEMAND）首次达到85%时，DEH将不再通过增加阀门开度来加负荷，而是送出滑压位给MCS，通过增加蒸汽压力来加负荷。
此时运行人员可根据需要重新投入负荷反馈。
滑压位时，DEH将自动切除负荷反馈或调节级压力反馈，并使目标值跟踪参考值。
4.3.5.2负荷控制方式
a.负荷反馈
负荷控制器为PI调节器,它将设定值与实际功率进行比较,经PID运算后输出负荷指令控制高压调门和中压调门开度。
1）负荷反馈投入条件
a）负荷反馈与调节级压力反馈均切除1.5秒以后
b）不在CCS控制方式
c）无切除条件存在
2）负荷反馈切除条件
a）负荷＞330MW或负荷＜50MW或负荷信号坏质量
b）操作员切除
c）阀切换期间
d）滑压点
e）CCS控制方式
f）RUNBACK发生
g）汽机手动
h）高负荷限制动作
i）主汽压限制动作
j）油开关断开
k）调节级压力反馈投入
b.调节级压力反馈
调节级压力反馈也为PI调节器,它将设定值与调节级压力进行比较,经PID运算后输出负荷指令控制高压调门和中压调门的开度。
1）调节级压力反馈投入条件：
a）非CCS控制方式
b）负荷反馈和调节级压力反馈均切除1.5秒后
c）无切条除件存在
2）调节级压力反馈切除条件
a）负荷反馈投入
b）操作员切除
c）CCS控制方式
d）调节级压力＞15Mpa或＜3Mpa或信号坏质量
e）设定点与负荷偏差＞20%
f）滑压点
g）RUNBACK发生
h）汽机手动
i）阀切换
j）高负荷限制动作
k）主汽压限制动作
l）汽机跳闸
m）油开关断开
c.一次调频
汽轮发电机组在并网运行时,为保证供电品质，通常投入一次调频功能。
当机组转速在预定的调频死区范围内时,一次调频不动作，频率调整给定为零，当转速在死区范围以外时，一次调频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而变化。
1）一次调频动作的条件:
a）自动状态
b）转速信号好质量
一次调频死区设置
a）正常:
±12r/min
b）CCS控制方式:
±30r/min
2）一次调频曲线:
a）δ=4.5（3～6间可调）
b）幅值A=82.31（负荷反馈投入之前）
A=100（负荷反馈投入）
一次调频动作情况:
a）切除CCS控制方式
b）
一次调频给定值按不等率随转速变化而变化，公式为：
其中:
n--偏离3000r/min转速数
a—死区
d.CCS控制
当锅炉负荷大于25%额定值时，CCS送出CCS请求信号，此时可投入CCS控制方式，DEH将自动切除负荷反馈、调节级压力反馈,一次调频死区放大为
±30r/min，并接收CCS给出的负荷指令。
1）CCS控制方式的投入条件:
a）CCS请求
b）CCS请求和CCS给定信号均为好质量
c）油开关闭合
d）汽机未跳闸
e）自动状态
f）主汽压限制未动作
g）一次调频未动作
h）高负荷限制未动作
2）CCS控制方式的切除条件:
a）手动切除
b）CCS请求或CCS给定值信号坏质量
c）油开关断开
d）汽机跳闸
e）汽机手动
f）主汽压限制动作
g）一次调频动作
h）无CCS请求
e.主汽压限制
当锅炉系统出现某种故障而不能维持主汽压力时,DEH可通过关小调门开度减少蒸汽流量使主汽压力恢复正常。
1）主汽压力限制方式投入条件：
a）主汽压力大于90％额定值
b）主汽压力大于主汽压力限制值
2）主汽压力限制方式的切除条件：
a）主汽压力信号环质量
b）手动方式
c）油开关断开
主汽压力限制值的上电默认值为16MPa，运行人员在主汽压力限制方式切除时，可在（3～25）MPa范围内设置此限制值。
若主汽压力限制方式投入，且主汽压力低于设置的限制值，则主汽压力限制动作。
此时设定点将在原位的基础上，以1％/秒的变化率减小，直至主汽压力回升到限制值之上。
如果主汽压力一直不回升，则在设定点减至总阀位参考量小于20％时，停止减。
在主汽压力限制动作时，将自动切除负荷反馈、调节级压力反馈和CCS方式。
f.RUNBACK
机组在较大负荷运行时，主要辅机设备发生故障突然停运，将产生RUNBACK。
RUNBAC发生后，调门开度关小，负荷降至运行的辅机设备所能承受的水平。
当机组负荷大于25%时，DEH将自动投入RUNBACKON（RBON），此时若接收到“RB发生”信号将产生RUNBACK。
汽机在远方位时（即由DEH控制时），若发生RUNBACK，DEH将切除负荷反馈，投入锅炉自动（即CCS控制方式），由MCS控制减负荷。
机组在协调控制方式下运行时，若发生RUNBACK，将直接由MCS控制减负荷。
如果在规定时间内负荷未减，则DEH切回远方位，且切为手动，由运行人员手动减负荷。
g.阀切换
中压缸启动方式下，蒸汽由再热器经中压调门进入汽轮机。
汽机完成升速、并网、低负荷暖机后，低旁阀全关，此时操作员可发出阀切换指令，高压调门逐渐开大，高排逆止门自动开启，VV阀全关。
高调门的单阀参考值为总参考值与阀切换系数之积，采用中压缸启动时，阀切换系数开始为零，进行阀切换后，在1分钟之内由零变为1，阀切换结束。
阀切换期间，自动切除负荷反馈和调节级压力反馈
4.3.5.3负荷限制
a．高负荷限制
操作员可在0～300MW之间设置高负荷限制值，使DEH负荷设定点始终小于此限制值。
当高负荷限制投入时，若目标值大于设定点，则发保持指令，停止增大设定点。
b．低负荷限制
操作员可在0～300MW之间设置低负荷限制值，使DEH负荷设定点始终大于此限制值。
当低负荷限制投入时，若目标值小于设定点则发保持指令，停止减小设定点。
4.3.5.4阀位限制
操作员可在0～120%之间设置限制值，DEH阀位给定值为负荷参考量与此限制值的小选值．当阀位限制投入时，若目标值大于设点定则发保持指令，停止增大设定点。
为防止阀位跳变、阀位限制值有1％/秒的变化率限制。
4.3.6单阀／顺序阀转换：
在机组启动过程中，为减小高压缸的热应力，通常采用单阀方式启动。
在机组正常运行过程中，为减少高调门的节流损失，可采用顺序阀方式运行。
通常负荷小于30%时只能采用单阀方式，但在热态/极热态启动时，由于热应力较小，蒸汽参数较高，若采用单阀方式启动，阀门开度太小，容易引起控制不稳定，可转为顺序阀方式启动。
在主蒸汽压力大于13MPa，且参考值小于0.15时强迫采用顺序阀方式。
调门开度给定值通过下式计算得出
调门开度给定值＝单阀系数×单阀给定＋顺序阀系数×顺序阀给定
其中：
顺序阀系数＝１－单阀系数，单阀给定和顺序阀给定由对应的阀门曲线计算得出。
单阀方式时，单阀系数为１，顺序阀系数0，各调门开度几乎一致。
单阀到顺序阀转换时，单阀系数在10分钟之内由1变为0，最后保持0，此时即为顺序阀方式，各调门开度由顺序阀阀门曲线决定。
在单阀/顺序阀切换过程中，为保持负荷不变，通常要投入负荷反馈或调节级压力反馈，如要变负荷，则负荷变化率自动被设置为5MW／min。
4.3.7超速保护和负荷不平衡保护
4.3.7.1超速限制：
超速限制是为避免汽轮机转速意外飞升达到打闸转速的措施，有以下两种情况。
a.103%超速
因汽轮机超速对其寿命影响较大，所以除了对汽轮机进行超速试验外，任何时候都不允许转速超过103％。
超速试验钥匙开关置于正常位时，只要汽机转速超过103%额定值转速，则动作高、中压调门快关电磁阀，迅速关闭高、中压调门，待转速低于103%后，快关电磁阀失电，高中压调门恢复由伺服阀控制。
b.甩负荷预警
由于大容量汽轮机的转子时间常数较小，汽缸的容积时间常数较大，所以在发生甩负荷时，汽轮机的转速飞升很快，此时若依靠转速反馈调节，汽机转速必将会超过110％而跳闸，为此DEH设置一套甩负荷超速限制逻辑。
汽轮机中压缸排汽压力大于15％，且发电机油开关断开而甩负荷时，动作高、中压调门快关电磁阀，迅速关闭高、
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