检修规程-汽轮机控制系统.docx
《检修规程-汽轮机控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《检修规程-汽轮机控制系统.docx（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
汽轮机控制系统
4028585474.doc
目录
目录 1
汽轮机控制系统概述 3
汽轮机控制系统工作原理........................................................................................................................3..
汽轮机控制系统系统配置........................................................................................................................3..
汽轮机控制系统电源系统........................................................................................................................3..
汽轮机控制系统的技术规范 4
汽轮机控制系统的总体技术规范 4.
TURBOTROL6................................................................................................................................4......
TURBOMAX61.............................................................................................................................1..2....
S90......................................................................................................................................................14.
控制系统的各组成部件的技术规范 1.5
控制系统主机的技术规范................................................................................................................15.
控制系统插件的技术规范................................................................................................................16.
控制系统外围热工设备的技术规范.................................................................................................16
控制系统的检修周期 错误!
未定义书签。
-14-
控制系统的大、小修检修周期 错.
控制系统的日常维护周期 错.
误!
未定义书签。
误!
未定义书签。
控制系统的主机和各插件的日常维护周期 错误!
未定义书签。
汽轮机控制系统外围热工设备的日常维护周期 1.9
检修工序及工艺标准 错误!
未定义书签。
控制系统的日常维护工序和工艺标准.....................................................................错..误!
未定义书签。
控制系统的主机和各插件的日常维护工序和工艺标准 错误!
未定义书签。
汽轮机控制系统外围热工设备的日常维护工序和工艺标准 错误!
未定义书签。
控制系统主机的检修工序及工艺标准.....................................................................错..误!
未定义书签。
控制系统各插件的检修工序及工艺标准.................................................................错..误!
未定义书签。
汽轮机控制系统外围热工设备的检修工序及工艺标准 错.误!
未定义书签。
汽轮机控制系统的调校及投运 错误!
未定义书签。
汽轮机控制系统的调校步骤 错.误!
未定义书签。
控制系统的冷态调试...........................................................................................错...误!
未定义书签。
控制系统的热态调试...........................................................................................错...误!
未定义书签。
汽轮机控制系统的连锁保护试验项目 错..误!
未定义书签。
控制系统的投运步骤..............................................................................................................................20
汽轮机控制系统的故障检修处理 20
汽轮机控制系统的常见故障及处理方法.............................................................................................20.
汽轮机控制系统的备件清单 20
附图 21
图1：
汽轮机控制系统配置图................................................................................................................22
图2：
汽轮机控制系统电源图................................................................................................................23
图3：
TURBOTROL系6统概貌图........................................................................................................24.
图4：
基本控制器速度控制原理图 2.5
图5：
基本控制器负荷控制原理图 2.6
图6：
自动控制器速度控制原理图 2.7
图7：
自动控制器负荷控制原理图 2.8
图8：
初始压力控制器............................................................................................................................29
图9：
叶轮腔室压力控制器....................................................................................................................30
图10：
电功率控制器..............................................................................................................................31
图11：
热；应力强制减负荷..................................................................................................................32
图12：
叶轮腔室压力限制器..................................................................................................................33
图13：
负荷RUNBACK........................................................................................................................3..4..
图14自动HP/IP微调装置........................................................................................................................35
图15：
热应力计算原理..........................................................................................................................36
图16：
热应力曲线..................................................................................................................................37
图17：
VICKERS原理图.........................................................................................................................38
图18：
汽轮机保护系统S90原理图........................................................................................................39
汽轮机控制系统概述
南阳鸭河口发电有限责任公司一期工程安装的2台350MW汽轮发电机组是ABB公司制造的亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴、凝汽式、反动式汽轮机。
机组控制采用ABB公司的PROCONTROLP分散控制系统，由PROCONTROLP13构成了汽轮发电机组控制系统的TURBOTROL6数字式电液调节系统。
机组设计可带基本负荷运行，也可参与电网调峰运行。
汽轮机控制系统工作原理
南阳鸭河口发电有限责任公司#1、#2汽轮机各配备有2个高压主汽门（MSV）、4个高压调门（MCV）、2个中压主汽门（ISV）、2个中压调门（ICV）和40%容量的高压旁路和40%容量的低压旁路。
启动时，在高压旁路和低压旁路的配合下，采用高压缸和中压缸联合冲转方式的启动。
在冲转条件满足，汽轮机挂闸之后，高压主汽门和中压主汽门在液压油压力的作用下自动开启，通过提高速度设定点，投入程序装置，开启高压调门和中压调门，汽轮机进汽，机组自动升速到额定转速。
汽轮机控制系统包括用于完成机组速度控制和负荷控制任务的数字电液调节系统TURBOTROL6，完成机组辅助系统控制和联锁任务的各个功能组和汽轮机全程自启停程序TURBOMAT，用于测定和评价汽轮机应力最集中的部位的应力计算软件TURBOMAX61和汽轮发电机组的保护系统S90。
所有这些功能都集中在三个机柜中，通过可编程控制器70PR05以及各种I/O模件共同实现。
通过工程师站（EDS-P3）系统可以实现编辑修改程序、编译下装程序、实时监视参数、文档管理打印等功能。
汽轮机控制系统系统配置
汽轮机控制系统共有三个控制机柜，两个接线柜，一个同期和TSI机柜。
系统由四条局部总线A、B、C、D。
其中，A、B、C三条总线用于汽轮发电机组的主、辅机保护和控制任务，且每条总线对应于一个保护通道。
三条总线通过耦合模件70BK03相互通讯、交换总线之间的数据。
D总线用于旁路控制，并和C总线通过70BK03进行数据交换。
每一条总线通过模件和DCS系统进行通讯和数据交换。
附图如下：
汽轮机控制软件主要包括去汽轮机电子控制器TURBOTROL6、热应力计算程序TURBOMAX61、汽轮机自启停程序TURBOMAT、汽轮机保护系统S90。
其中TURBOMAX61集成在TURBOTROL6中，用以控制汽轮机的负荷变化的梯度和保护汽轮机。
汽轮机电
子控制器TURBOTROL（6TT6）包括基本控制器（BC）和自动控制器（AC）。
基本控制器
是冗余配置的。
自动控制器是较高一级的控制器，具体见以下章节。
见附图1。
汽轮机控制系统电源系统
每个控制机柜都采用双路24VDC电源供电，每个机柜的每一个机架的电源都有一个空
气开关控制着，并且具有高、低电压监视和控制功能，当电压大于30VDC或小于21.5VDC时，受控的自动空气开关断开，机架将失去电源。
机架上的每一个可编程控制器70PR05都是双路24VDC供电，以保证其可靠性、安全性。
见附图2。
汽轮机控制系统的技术规范
汽轮机控制系统的总体技术规范
汽轮发电机组控制系统主要包括TURBOTROL6、TURBOMAX61、TURBOMAT、S90
以及各个辅助系统的控制功能组，以下主要说明TURBOTROL6、TURBOMAX61和S90。
TURBOTROL6
汽轮机控制系统是根据电液原理工作的。
TURBOTROL6根据实际工况计算出来的阀门行程控制变量为电气信号，经过功率放大器放大后，送到比例阀（电液转换器EHC）上转换成与控制信号成比例的液压油压力，进入单向进油液动执行器（靠弹簧力关闭的油动机）的活塞下部，以开启阀门。
每一个调节阀门都有一个比例阀控制，现场过程参数由测量传感器采集，并送到汽轮机控制器TURBOTROL6中。
TURBOTROL6汽轮机电子控制器满足下列基本要求：
²灵活性高，以适应用户的要求；
²冗余的模块化原理；
²在结构上可以很方便的实现与机组控制器的接口；
²根据运行状况，自动适应控制方式；
²自动启动和带负荷；
²根据负荷控制的要求，调整输出功率或频率；
²在扰动情况下，自动限制器将动作；
²热应力测定。
控制功能被分成在逻辑上相互独立的软件模块。
TURBOTROL6包含了下列主要的模块：
²基本控制器（包括热应力计算机TURBOMAX）
²自动控制器
²阀门定位器
²标准化接口
汽轮机控制器TURBOTROL6是分级结构的。
在受到扰动的情况下，监视系统将隔离基本控制器或自动控制器。
在正常运行期间，也可以手动把自动控制器隔离。
汽轮机控制器TURBOTROL6被连接到一条公共的局部总线上，并集成在一个机柜中。
见附图3：
系统概貌图给出了包括自动控制器和基本控制器TURBOTROL6的控制功能的概貌
基本控制器
两个基本控制器设计用于手动操作。
包括了汽轮机安全手动运行所需要的所有功能。
主要的设定点，诸如速度、阀位，可以手动设定，然而在正常运行中，设定点是通过自动控制器给出的。
两个基本控制器是完全相同的结构。
对于汽轮机的正常运行来说，只需要其中的一个就够了，而另外一个是处于备用状态。
如果正常工作的控制器出现故障，备用的控制器就接替故障的控制器的工作，从而不必停机就可以修理故障的控制器。
在自动控制器功能受到扰动的情况下（如：
测量故障），可以无扰动的切换到基本控制器，继续以安全方式控制汽轮机。
基本控制器主要包括了速度控制器和设定点可以手动设定的主要调节阀（MCV、ICV）的位置控制。
主调节阀的定位信号是速度控制器输出和主调节阀的位置设定点之和。
基本控制器只需要三个测量信号：
、
²汽轮机速度
²新蒸汽压力
²启动探头温度
所有的这些测量都是双通道冗余的。
监控程序对各通道进行检测并禁止受到干扰的通道，而且发出报警。
如果两个测量通道都受到干扰（或故障）的话，汽轮机将自动停机。
在基本控制器里完成下列功能：
²手动启动
²同期
²负荷运行
²阀门特性线性化
²初始压力下降限制
²加速度限制
²热应力计算
²HP/IP手动微调
²ICV控制
自动控制器
自动控制器是属于较高级级别的控制器，设计用于提供更便利的操作，并使操作人员从某些控制功能中解放出来。
自动控制器具有以下功能：
程序装置功能：
²自动升速
²自动加/减负荷叠加控制器：
初始压力控制
叶轮腔室压力控制电功率控制
协调方式下的初始压力控制和电功率控制
限制器：
²热应力强制减负荷
²叶轮腔室压力限制
²快速减负荷（R.B.）自动的HP/IP微调功能：
²升速和加负荷期间的自动HP/IP微调
²高压汽轮机（HP）排汽温度限制器
²高压汽轮机（HP）冷却速率限制器
²中压汽轮机（IP）应力限制器
²最小再热压力限制器
所有的实际值（模拟量）都受到信号是否受扰的监控。
自动控制器内的信号受到扰动的情况下，逻辑回路可以确保汽轮机的安全运行。
功能
自动控制器主要包含了升速程序和负荷程序。
升速程序中速度设定点直接送到基本控制器中，而负荷程序中的负荷设定点在送到基本控制器中之前已被限制器限制到最低输出。
叠加控制器以相同的方式起作用，如果其中一个投入运行，就超驰负荷程序。
升速程序的特点：
²自动选择升速率
²临界速度范围的监控
²限制热应力负荷程序的特点：
²目标负荷调节
²负荷梯度调节
²热应力限制极限控制器：
²汽轮机转子热应力水平过大时，强制关小MCV以减小热应力。
²在叶轮腔室压力过高时，为了保护汽轮机不过载，叶轮腔室压力限制器就关小MCV。
²在主要设备（如：
锅炉、给水泵等）故障时，R.B.起作用，关小MCV，把负荷
稳定在较低的值。
1（未用）叠加控制器：
²初始压力控制器，控制MCV，把初始压力控制在给定值。
²叶轮腔室压力控制器，控制MCV，在MCV进行试验时，控制叶轮腔室压力。
²电功率控制器，控制MCV，把发电机的功率控制在给定的目标负荷（蒸汽流量）。
基本控制器的详细说明
速度控制
见附图4（功能110）
速度控制器在空载运行时是一个P+I型控制器，而在负荷运行方式下是一个P型控制器。
通过EDS-P3，控制器的斜率在3%～10%之间是可以调整的。
速度设定点可以由操作员手动调整或由升速程序（是自动控制器的一部分）自动给定。
在机组并网之后，速度设定点被禁止手动调整，实际的速度反馈信号是从彼此互相独立的三个速度测量信号中选择的，实际速度信号中的任一个受到干扰，都将自动的被切除。
在负荷运行方式下，频率死区将自动允许投入。
同样的，通过EDS-P3，死区范围在可以0%～±1%的额定频率之间调整。
加速度限制器在汽轮机速度快速上升（＞50%/min）时协助速度控制器工作。
1此功能没有实现
升速
速度设定点可以由操作员手动调整或由升速程序（是自动控制器的一部分）自动给定。
以下给出的说明仅对手动操作有效。
速度设定点在速度设定点操作器上可以手动调整。
对于手动运行而言，速度设定点的最
大上升速率是50%/min，而且，操作员必须十分小心的操作设定点操作器。
在正常运行中，速度设定点上限是102%，。
为了进行超速试验，在进行超速试验时，此上限由试验程序自动的增加到114%。
速度升高的速率被加速度限制器限制到50%/min。
加速度限制器的负的输出信号被放大，然后叠加到速度控制器的输出信号上减小MCV的开度。
这种方法确保了加速度限制器仅仅在关小阀门的方向动作。
当汽轮机跳闸和再次复位，在一小段时间内，速度设定值积分器跟踪实际速度值。
此后，设定值积分器保持该值作为设定点，而且速度控制器维持转速在该恒定值上。
同期
到达额定转速后，借助于自同期装置（不属于汽轮机控制器），通过自动控制器自动调整或者手动操作基本控制器的速度设定点操作器调整汽轮机转速，使汽轮发电机组并入电网运行。
负荷运行
见附图5（功能120）
MCV阀门位置设定点可以有操作员手动调整（基本控制器），或者通过投入自动控制器的负荷程序后自动形成。
以下给出的说明仅对手动操作有效。
汽轮机负荷由MCV阀门位置设定值积分器来控制的。
积分器的输出与经过一个惯性环节
后的初始压力信号相乘，产生负荷程序蒸汽流量设定点。
这个结果与速度控制器的输出相加，然后在除以初始压力信号。
信号的这样处理确保速度控制的斜率与初始压力无关，其结果是获得了高的控制器稳定性。
所得到的结果就是调节阀开度面积的设定点。
通过“阀门特性化”函数把这个设定点转换成调节阀行程（线性化）的设定点。
在送到每一个阀门位置控制器的阀门行程信号上叠加了一个阀门试验逻辑。
这个特点保证每一个阀门都可以进行试验。
在并网前，负荷设定点保持在0%，并且不响应加/减负荷指令。
当信号“LOADOPERATION
ON”一出现，最小逻辑存储瞬时的蒸汽流量，在其上加2%，并把负荷设定点增加到此数值。
同时，设定点积分器的上限从0%切换到105%，速度控制器的输出减小到0%。
结果是阀门位置或着说蒸汽流量比并网前大约高2%。
这附加的2%是在汽轮发电机组并网后为了防止发电机因逆功率保护而跳开断路器（主油开关）所需要的最小负荷。
在汽轮机到达最小负荷之后，可以通过操作器手动操作MCV位置设定值积分器或者自动控制器的负荷程序来加负荷。
在后一种情况下，设定值积分器跟踪自动控制器产生的蒸汽流量设定点。
新蒸汽压力和梯度限制器
新蒸汽压力和梯度限制器防止新蒸汽压力快速下降导致温度的急剧降低而设置的。
限制器允许新蒸汽压力（在额定工况下）有最大10%的阶跃变化并限制-3%的变化梯度，新蒸汽压力一到达起最小的运行值（可调整软件中的参数），新蒸汽压力和梯度限制器就防止压力的进一步下降，并控制压力在一个最小的期望值上。
新蒸汽压力和梯度限制器作用在设定点积分器的上限输入。
MCV的控制
每一个调节阀的定位信号送到一个小值选择器和一个跟踪积分器上。
这个跟踪积分器是为了完成MCV的全行程试验而设置的。
在阀门试验时，输出慢慢地降低到0%，送到相应阀门的位置控制回路的定位信号也减小，调节阀关闭。
试验结束后，跟踪积分器的输出慢慢回到105%，相应的调节阀再次开启。
为了在阀门试验期间保持负荷稳定不变，若初始压力控制器退出运行时，则叶轮腔室压力控制器自动投入。
汽轮机控制器仍旧作用在其它的MCV上，而且这些未试验的阀门将会开启，以补偿在试验期间阀门的关小。
阀门位置控制器按
升级会员 