内容发布更新时间 : 2024/12/24 9:48:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
目 录
引 言 ......................................................... 2 第一章 DEH自动调节系统概述 ................................... 3 第二章 转速调节系统 ........................................... 8 第一节 转速目标值形成原理 .................................... 8 第二节 转速设定值形成原理 ................................... 13 第三节 转速调节回路分析 ..................................... 15 第三章 DEH负荷调节系统 ...................................... 16 第一节 负荷目标值形成 ....................................... 16 第二节 负荷设定值的形成原理 .................................. 18 第三节 负荷控制系统分析 ..................................... 24 第四节 控制方式逻辑 ......................................... 28 第四章 阀门控制与管理 ........................................ 34 第一节 阀位指令形成原理 ..................................... 34 第二节 阀门试验 ............................................. 37 结 论 ........................................................ 42 参考文献 ...................................................... 43
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引 言
汽轮机是电厂中的重要设备，在高温高压蒸汽的作用下高速旋转，完成热能到机械能的转换。汽轮机驱动发电机转动，将机械能转换为电能，电力网将电能输送到各个用户。为了保证供电质量，就必须保证电力系统的电压、频率的稳定；同时在电网出现故障时，又要能保证机组自身的安全。电压的调节另有专门设备承担，不属于汽轮机调节系统的范围，而频率则直接取决于汽轮发电机的转速，一般要求汽轮发电机的转速稳定在额定转速附近很小的一个范围内，通常此范围为±1.5～3.0r/min。为了达到此要求，汽轮机必须配备可靠的自动控制装置。
我国火电厂中300、600MW级汽轮大都配置了纯电调系统，大都采用分散控制系统构成。电液调节系统种类繁多，其工作原理和功能各异。大多数电调设置转速控制、负荷控制，阀门控制、阀门管理，应力计算，应力限制，负荷限制，保护跳闸，ATC等功能，能够满足汽轮机安全运行和启停要求。
本课题以某电厂600MW汽轮机配套的DEH控制系统的组态逻辑为例，分析其功能，重点了解转速控制系统、负荷控制系统、阀门控制系统、保护系统的组成及功能。通过设计，加深对DEH控制系统功能的理解、掌握，加深了解汽轮机启停运行的相关知识及操作监控方式。
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第一章 DEH自动调节系统概述
DEH系统由两大部分组成，即液压控制系统和电气控制系统。液控系统作为调节系统的动力单元，用以驱动阀门，使阀门的开度按着阀位指令而改变；电控部分实现各种控制功能，如转速控制、功率控制、手/自动切换等，并最终形成各个阀门的阀位指令。
自动调节系统是汽轮机电液控制系统的必备功能，主要对汽轮机的转速和负荷 进行闭环调节。汽轮机控制系统有以下四种操作方式： ·汽机手动(MANUAL MODE)
·操作员自动(OPERATOR AUTO MODE) ·机组遥控控制方式(REMOTE MODE) ·汽机自启动方式(ATC MODE)
在手动方式，操作员直接控制阀位设定值的大小，可以在软操作盘上使用阀增(VALVE RAISE)和阀减按钮(VALVE LOWER)控制调汽门的开度，从而控制汽机转速和负荷。
在操作员自动方式，操作员通过操作员站OIS输入期待的目标值(转速或负荷)，由自动控制回路计算出阀位设定值，控制阀门的开度，实现汽机转速或负荷的控制。
在遥控方式，由来自协调控制系统的负荷指令控制汽轮机的负荷，操作员不能干预 负荷指令；通过控制高中压调汽门来实现要求的负荷。
在自启动方式，由自启动程序自动控制汽轮机，几乎不需要操作员干预。 在正常情况下，汽轮机控制系统运行在自动方式或自启动方式。在操作员自动方式，操作员输入转速目标值和加速率，控制系统通过调节四个高压调汽门和四个中压调汽门的开度，使汽机升速至期待的目标转速。在自启动方式，控制系统根据高、中压转子热应力以及振动、偏心率、轴承温度等自动形成加速率和转速目标值。
汽轮机控制系统具有自动同期能力，由操作员选择汽轮机在自同期方式或者由 自启动程序将汽机切至自同期方式。它将控制汽轮机转速和发电机电压并且当发电机电压与电网电压同步后，闭合发电机主开关。在发电机刚并网，让汽机带上一定的负荷，防止发电机逆功率运行。
在发电机并网后，若汽机在自启动方式，它仅限制汽机的最大负荷变化率，而 由操作员控制负荷目标值。操作员有三种方式进行负荷控制。一是开环控制负荷，没有功率反馈和调节级压力反馈；二是将功率回路投入，这样，操作员输入负荷目标值后，控制系统比较负荷设定值与实际负荷的大小经过PI运算后调节调汽门的开度，直至实际负荷符合负荷设定值。另一是将调节级压力回路投入，操作员输入负荷目标值，控制系统比较负荷设定值与实际调节级压力的大小(用调节级压力代表负荷)并经过运算，控制调汽门的开度，直至与负荷设定值相一致。
在负荷控制阶段，操作员可以选择遥控控制方式即协调控制方式；在协调控制方式，汽机根据协调控制系统产生的负荷指令进行阀位控制。 OVATION DEH系统中有两个DROP完成DEH的控制功能，其中一个用来完成基本控制功能，另一个完成ATC功能。 一、自动调节原理框图
自动调节系统原理框图如图1－1所示。由图可知，有三个调节回路： ·转速调节回路，并网前，通过该回路控制机组转速。 ·功率调节回路，并网后，通过该回路控制机组的负荷。
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·调速级压力回路，并网后，通过该回路控制机组的负荷，是一个单回调节系统。
转速 三选二逻辑 转速目标值 功率 三选二逻辑 功率目标值 调速级压力 调速级压力 三选二逻辑 目标值 V > 转速设定值 V > 功率设定值 V > 调速级压力 设定值 负荷回路 调节器 转速回路 调节器 ∑ 调节级压力 调节器 T 调节级压力 回路投入 T CCS指令值 遥控方式 功率回路切除 T T 脱网 < 手动方式 T 阀位限制 手动增 手动减 手动给定 跳闸或超速 0 T 单阀顺序阀 切换逻辑 单阀顺序阀 切换逻辑 单阀顺序阀 切换逻辑 阀门试验逻辑 阀门试验指令 T 阀门试验逻辑 阀门试验指令 T ?? 阀门试验逻辑 阀门试验指令 T F(X) F(X) F(X) 到CV1阀位控制卡 到CV2阀位控制卡
到CV4阀位控制卡 图1－1 DEH 调节原理框图
在负荷控制期间，如果进行机炉协调控制，电调系统还接收协调控制来的CCS 指令。
此外，如果没有投入闭环控制回路，处于开环控制方式，由设定值经处理后形成阀位指令。以上几个调节回路的输出经过选择切换，形成自动指令（DEMAND），和手动回路的输出选择切换后形成总的基准值（REFERENCE）。该基准值即为总的流量请求值，经过各阀门特性校正后，形成各个阀门的阀位指令，送到各阀门的液压伺服卡，液压伺服卡执行阀门位置控制功能，最终使阀门实际开度和阀位指令相平衡。阀门开度变化，使进入汽轮机的蒸汽量改变，从而改变相应的被调量(转速、功率、调速级压力)，完成控制功能。
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二、功能模块说明
DEH的所有控制功能是由分散处理单元DPU完成的，为了完成特定的功能，必须进行组态。为了便于分析各个系统及相关逻辑，对组态图中常用的功能模块及图符加以说明，如表1-1示。
表1-1 功能码说明
序功能码名图符 功能说明 号 称 1 函数发生 IN1 器 用于非线性输出，输入关系的线性化，将输入范围分为十二段，每一段都建立一个线性的输f(x) 入输出关系，然后根据输入计算对应的输出。 OUT 2 模拟切换 器 IN1 根据逻辑输入FLAG，选取二个N FLAG 模拟输入中的一个作为输出 。 当FLAG=0时，输出=(IN1)； IN2 Y 当FLAG=1时，输出=(IN2)。 T OUT 3 加法器 IN1 IN2 IN3 IN4 本功能执行四个输入的加权运算，通过选择适当的增益，这∑ 个块可实现比例、偏移、差分等功能，这种功能可由下面的方程式描述，输出OUT=(IN1)╳(G1)+(IN2)╳(G2)+ (IN3)╳OUT (G3)+(IN4)╳(G4) 4 速率限制 IN1 器 RALM FOUT 制，当输入的变化率不超过一个对输入信号的变化率加以限限值RALM时，输出和输入相等；V> 当输入的变化率大于这个限制值时，输出将按限值所决定的速率改变，直到输出再次等于输入为OUT 止,并且限速标志置为逻辑1。 5 高低限比 较 器 对一个信号进行高低限报警，当IN1 H//L OUT 输入大于高限或小于低限值时，输出OUT为逻辑1 ;反之,当输入小于高限且大于低限时, 输出OUT为逻辑0。 5