汽轮机数字电液控制系统(DEH)调试措施.doc

汽轮机数字电液控制系统(DEH)调试措施1 编制目的热控设备安装、调试质量的好坏是机组安全、经济运行的一个关键。为了使DEH系统的调试工作按认真考虑、讨论和研究制定的方法，有条理、有步骤地展开，保证调试工作安全、顺利、高效地实施，制定本措施。2 编制依据 火电工程启动调试工作规定电力工业部（1996年版） 火电工程调整试运质量及检验评定标准电力工业部建设协调司（1996年版） 火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程电力工业部建设协调司（1996年版）西北电力设计院提供的相关资料北重汽轮电机有限公司提供的相关资料3 调试对象及简要特性介绍3.1 概述DEH汽轮机数字电液控制系统，是汽轮发电机的专用控制系统，控制汽轮机启动、停机及转速控制、功率控制的唯一手段，是电厂实现机组协调控制、远方自动调度等功能必不可少的控制设备。大唐甘谷电厂2*300MW工程DEH系统使用的是新华控制工程公司的XDPS型集散控制系统。其先进性在于分散的结构和基于微处理器的控制，这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。系统的主要构成包括：工程师站、操作员站、控制器等。本汽轮机组采用由纯电调和液压伺服系统组成的数字式电液控制系统(DEH)，提供了以下四种基本运行方式：1.操作员自动操作（自动）这是主要的运行方式。2.汽轮机自启动（ATC）3.遥控自动操作4.手动操作通过这几种运行方式，可以实现汽轮机控制的基本功能如转速控制、功率控制、主汽压力。32功能介绍321机组总貌页面使操作人员得到下面任一个控制图像a 控制方式b 旁路方式c 控制设定值e 反馈状态选择f 阀门方式g 设定限制器322控制方式该窗口允许运行人员改变机组的运行控制方式。为了投入或切除一个运行方式，运行人员必须将鼠标移到所要求的按钮，点击进行确认，然后按“回路投入”把该回路投入，或者按“回路切除”把此回路切除。提供给运行人员的基本方式是：（1）、操作员自动操作（自动）操作员自动操作简称为自动，这是电厂运行人员控制汽轮发电机组的主要运行方式。在该方式下，操作员可以进行如下控制：1.在汽机升速期间，可以确定或修改汽轮发电机组的升速率和转速目标值。2.可进行从主汽门控制到高压调门控制的阀切换。3.可进行从中压缸启动到主汽门控制的阀切换。4.当机组到达同步转速时，可投入“自动同步”。5.在机组并网运行后，可随时修改机组的负荷目标值及变负荷率。6.可根据实际运行情况决定是否投入功率反馈回路和调节级压力回路。7.在并网后，投入一次调频回路。8.可投运CCS遥控功能。9.可进行单阀/顺序阀的切换。如果运行人员在子菜单上选择手动方式（即退出操作员自动方式），或者是其它种种原因，系统转到手动方式，则操作自动被自动切除，但是若选择ATC、遥控、等时则不退出操作员自动方式。（2）汽轮机自启动（ATC）汽轮机自启动的目的在于保证汽轮发电机组安全正确地启动和加负荷。ATC程序能自动完成下列功能：1.从冲转到达到同步转速自动进行。2.根据汽机应力及临界转速等设定升速率、确定暖机时间、自动进行阀切换。3.条件允许时可自动投入自动同步和并网。4.并网后由热应力及机组的其他状况，确定升负荷率或进行负荷保持，报警等。（3）遥控操作一般情况下，都在操作员自动方式下投入遥控操作，一旦投入了遥控，DEH的目标值就由遥控源来决定，由DEH根据遥控指令进行负荷控制。但运行人员能在任何时刻再按相应的“遥控”键退出遥控。（4）汽轮机手动操作当基本控制冗余DPU均发生故障，或VPC站控板发生故障后，则DEH会切到手动，硬操盘上“手动”灯点亮。此时运行人员应立即把“自动/手动”钥匙开关切向“手动”位置。当DEH控制器处于“手动”时，如运行人员要求从“手动”切回到“自动”，先观察图像画面上冗余DPU、VPC站控板、测速板等是否报警，如自检及数据均未发现异常，则把开关置“自动”位置，DEH在检测到无重大故障后，操作员按下软操盘上的“自动”按钮，则系统升至“自动”方式。上述升级一般都在并网、带负荷后进行。因在升速阶段用手动开环控制转速很难达到准确平稳，建议不要在升速阶段切手动控制，如果遇到故障或紧急情况切至手动，必须等实际转速降到2800r/min以下才可能重新投上自动，以避免发生超速。手动操作共有六个按钮，分别为“主汽门增”、“主汽门减”、“高压调门增”、“高压调门减”、“中压调门增”和“中压调门减”。按住任一键，键灯亮，可在硬操盘条形表或“阀门指令与反馈”画面上观察相应阀门位置的变化。阀门开/关的速度随着按钮按下的时间增加而变快，一共有三档，从按下按键开始，每5秒钟增加一档，从20%/分，40%/分直到最快80%/分（5）手动同步条件和自动同步一样，只是操作人员直接按增加或减小键来改变目标值。323旁路方式操作人员可以选择不带旁路运行方式或带旁路运行方式。为了投入或切除旁路，运行人员必须用鼠标点击进行确认，然后按投入键把该回路投入，或者按切除键把此回路切除。324控制设定值运行人员输入要求的转速或负荷目标值，以及设定值变化率。在操作员自动时，任何时候运行人员都能够输入。输入目标值和速率的步骤如下：（1）把光标置于目标值上面的输入区上；（2）在标准键盘上用数字键输入要求的目标值；（3）如果在目标值区输入的数字是对的，按确认按钮进行确认，一旦数值被确认，它就从输入区转到下部的目标区上；（4）如果在步骤（3）中看到的数字不满足要求，运行人员可以返回到开始输入区上，输入一个新值；（5）如果运行人员不想改变当时的目标值，那么运行人员就可以采取关闭子窗口或调用其它图像的方法，从屏幕上移去控制设定值图像。下一次调用控制设定值图像时，就没有数字保留在目标或速率的输入区上。只要不点确认，输入的数值就无效，这是一种不要原来输入值的方法；（6）当点了“确认”按钮后，如果新的目标与目前的设定值不同时，HOLD信息告诉运行人员，系统已准备好，从目前设定值以显示的变化率到新的目标值；（7）如果在步骤（6）中观察到的速率不是要求的变化率，则可以输入一个新值。不管机组是在运行还是在保持，在任何时候均可以输入新的变化率。一个新的变化率是在运行期间被输入，则将继续，不会中断，它是以一个新的变化率变化的；（8）用数字键输入要求的变化率，通常中有效数字开头，在主屏幕上的速率显示区只显示整数；（9）如果输入的速率为要求的值，按确认键，在输入区下侧的速率区会显示进入到系统的数字；（10）只要“确认”键没有按，同步骤（4）和（5）那样改变或取消输入速率，同样有效。（11）运行人员现在可以按“进行”键启动达到目标。这图像将出现在子屏幕上，并且允许运行人员通过“进行”功能键来实现启动，或者“保持”功能键来实现保持；（12）启动后，保持信息会变成进行，这进行将一直出现在设定值等于目标值，或者由运行人员或一些外部的系统建立保持为止；注意：输入一个变化就绪时，系统不接受正负号。系统根据目标值与设定值之间的差值自动调整是加速还是减速。输入的目标转速在任何一个叶片共振范围内时，该输入将不会被接受，同时无效输入信息将出现在屏幕上闪烁。输入不被接受信息一直保持，直到有一个有效的输入或操作人员选择了另一个图像页面。（13）当控制设定图像被调出，并且光标在该子画面上时，运行人员可以在任何时候，通过按“保持”来保持。在这个图像的左上角显示ATC变化率，供运行人员参考。如果是ATC控制，则是ATC要选择的变化率。325反馈状态显示该页面允许行动人员投入或切除各个反馈回路。为了投入或切除一个回路，运行人员必须将鼠标移到所要求的按钮，点击进行确认，然后按投入按钮把该回路投入，或者按切除按钮把此回路切除。326阀门方式这页面使运行人员可以选择机组运行控制阀方式，运行人员可以选择从主汽阀向调节汽阀切换，可以进行单阀/顺序阀切换，阀门状态在该页面区显示。（1）主汽阀调节汽阀的转换是一个单方向的转换，机组从主汽阀切换到调节汽阀后，运行人员就不能再切换到主汽阀控制。（2）当机组达到推荐的转换转速时，运行人员进行了主汽阀/调节汽阀切换操作，切换在进行中信息“进行阀切换”将在所有图像区域出现，主汽阀/调阀进行切换时，调节汽阀从全开移向全关位置，调节汽阀将在短时间内保持关闭，直到汽机转速有所下降，说明调节汽阀已在控制转速，同时主汽阀向全开位置移动，由调节汽阀控制转速在设定目标值位置。327限制器设定运行人员投入或切除限制器以及显示和改变限制值的页面，本节中所讨论的限制器器仅当机组不在手动方式运行时有效。此页面控制的限制器是：（1）阀门位置限制是调节汽阀阀位的限制，以满行程的百分比来表示，每次机组遮断时阀门位置限制被复置到零位，因此，机组挂闸后，应选阀位反馈按钮，再按投入键，使其从切除变为投入，则阀位就开始上升直到100%。（OA方式下，机组挂闸后，阀位就开始上升直到100%）（2）高负荷限制用来限制负荷的最大设定值。在输入框中输入限制值，按确认键，运行人员可以改变限制值，按高负荷限制键后，再按投入按钮，使切除变为投入，则高负荷限制功能变投入使用。机组在负荷控制时，才能投高负荷限制。当负荷增加时，设定值将增加，一直到达高负荷限制值（高负荷限制已投入），这时增加被停止，并出现限制器限制的信息，如果限制器被切除，则信息将消失。增加将不再继续，要继续增加负荷，运行人员可以按“进行”键，运行人员不能输入一个比予先确定的最大值还要高的高负荷限制值（约为120%额定负荷值）。最小值是零或是做负荷限制值（低负荷限制的投入时），不满足这些条件将产生一个闪烁的无效信息，如果当时的设定值比投入的高负荷限制值大，则无效信息也将出现。（3）低负荷限制是用来限制最小设定值，低负荷限制的送入，选择和投入，切除高负荷限制。（4）可调整的主蒸汽压力限制是用来限制最低主蒸汽压力的。 投主蒸汽压力限制器应满足下列条件：a 汽机在负荷控制，DEH在自动方式下运行；b 实际主蒸汽压力，要大于运行人员设定的限制压力；c 主蒸汽压力传感器没有故障；d 遥控主蒸汽压力限制器未投入。3.3 DEH的软件系统（DEH-V）DEH-V采用XDPS-400e分散控制系统的软件平台，在XDPS系统实时网络上联接的各计算机运行Windows软件。第二层软件是XDPS的系统软件XDPS2.0，第三层是DEH-V的应用软件，包括点目录，配置文件，图形画面，控制组态软件。4 调试的组织和分工北重汽轮电机有限公司负责DEH的整体调试工作甘肃电力科学研究院负责热工范围内的DEH系统的调试工作安装单位负责#1、#2机组安装、单体调试和消缺大唐甘谷电厂负责运行操作5 调试应具备的条件应保证机柜安装现场及控制室内清洁，彻底清除室内垃圾及尘土。特别注意清除机柜底座内及电缆沟内的灰尘。机柜底座下的电缆孔应填充严密。电子间、集控室、现场等处的安装、接线按新华公司的要求固定牢靠、布线整齐。单体调试完成、检验合格。机房内温度在正常运行时：1825.1 调试仪器、工具、备品、材料等方面的要求仪器、工具：4位半数字万用表1只对讲机2只常用工具1套信号发生器1台6 调试方法及步骤6.1 调试前期工作6.1.1 调试人员应熟悉有关图纸、设备说明书等技术资料6.1.2 调试人员应熟悉设备及其安装地点、场地情况，并对已安装设备进行外观检查6.2 通电前检查按照设计院的设计图纸对系统各机柜之间的连接、电源系统、接地系统、机柜处接线和现场接线等进行检查。DEH所用的三个测速探头要用三根屏蔽电缆分别接入DEH系统。LVDT安装好后确认在阀门全关时机械零位正确。所有信号线屏蔽层均在DEH端子排处接地。6.3检查无误后进行卡件安装。6.4 DEH静态调试用DEH带的仿真器具有的四种基本运行方式进行静态调试。当进行静态调试时，DEH所需的各种反馈信号等均可由仿真器模拟出，不涉及现场设备。6.4.1 操作员自动操作DEH控制装置在操作员自动方式时，根据不同的工况可供运行人员选择各种不同的控制方式。对这几种控制方式进行静态调试6.4.1.1主汽门/高压调门控制切换当DEH处于自动控制下，图像画面上“自动”、“单阀”，一旦复置了汽轮机自动停机系统（挂闸），控制器已准备就绪。如系统不投旁路，即为高压缸启动，则输入阀限100后中压调门自动开启，直至100开度，按下“主汽门控制”，机组开始冲转。当汽轮发电机组按运行人员的要求升速到2900r/min时，即可进行主汽门/高压调门控制的阀切换。运行人员按下“高压阀门控制”键后，键灯亮，“主汽门控制”键灯灭，高压调节汽阀会从全开位置很快关下。当实际转速下降大于30r/min时，DEH已切换到高压调门控制，高压主汽门逐渐开启，直至全开，由高压调门控制转速稳定在2900r/min左右，阀切换完成。在进入高压调门控制后运行人员可把汽轮机转速升至同步转速3000r/min，并网后即进入负荷控制。6.4.1.2调节级压力回路投入当机组并网运行，DEH处于全自动时，运行人员可投切此回路。按下“调压回路”键，键灯亮后即表示该回路已投入。如要切除该回路，只需再按一下此键，灯灭后该回路即被切除。如DEH检测到三路调节级压力通道任一路出现故障，相应通道的故障指示灯亮，但不影响控制器对该回路的投运。当DEH检测到三路调节级压力通道中有两路以上发生故障时，则会自动切除该回路。在通道板故障未消除前，运行人员无法再 投入该回路。6.4.1.3功率回路投入当机组并网运行，DEH处于全自动时，运行人员可通过按“功率回路”键来投切此回路。当DEH检测到三路功率中有两路以上发生故障时，则会自动切除该回路。在通道板故障未消除前，运行人员无法再 投入该回路。功率和调节级压力回路都要投切时，回路的投切建议按以下次序进行：投入时先投调节级压力回路，再投功率回路；切除时先切功率回路，再切调节级压力回路。6.4.1.4一次调频回路投入当汽轮发电机组并网运行时，运行人员可按“一次调频”键投入该回路。该回路投入后，如遇两路以上速度通道故障或油开关跳闸，会自动切除。6.4.1.5单/多阀控制单/多阀控制即节流调节/喷嘴调节，是DEH装置中的一个主要功能。所谓节流调节，即把所有高压调门一同进入同步控制。在这种运行方式下，所有的阀门均处于节流状态，对于汽轮机运行初期，使汽轮机各部件获得均匀加热较为有利。在喷嘴调节运行时，调节汽阀按预先设定的顺序逐个开启，仅有一个调节汽阀处于节流状态，其余均处于全开或全关状态，这种调节发生可改善汽机的效率。当DEH画面上“单阀”灯亮时，则说明控制器正处于节流调节方式。此时运行人员可按下“顺序阀”键，进行两种运行方式的切换，“单阀”灯灭，“顺序阀”灯亮后，切换完成。同样，运行人员也可从“顺序阀”向“单阀”切换。在阀切换正在进行的过程中，想再进行相反的切换，计算机将不予响应，只有等切换结束后再进行。应特别注意的是，虽然从“单阀”控制切到“顺序阀”控制或反之，在功能上都是行得通的，但这会导致汽轮机部件经受不必要的热应力变化，因而建议运行人员要严格遵守“调节汽阀管理规程”和“启动和负荷变化的建议”的操作规程。6.4.1.6 主蒸汽压力控制（TPC）主蒸汽压力控制是指运行人员能通过限制高调门的开度，使主蒸汽压力大于某一给定值。当控制系统处于自动时，可投运 “操作员TPC”。1.操作员TPC按下“操作员TPC”键，键灯亮，控制系统即按操作员设定的主汽压值进行控制，设定值由操作员通过“设定”按钮设定。2.设定按下此键，即可对操作员TPC的压力设定值（在“操作员TPC”按钮下方窗口中显示）进行修改。TPC的投运应满足下列条件：a. 汽轮发电机组必须并网运行。b. 高压汽门累计升程必须大于20。c. 实际主汽蒸汽压力大于设定值。d. 主蒸汽压力变送器故障灯必须不亮。在软件TPC投运时，如数字系统检测到实际主蒸汽压力小于TPC主蒸汽压力设定值，则控制器会自动闭锁，不准运行人员投运TPC。6.4.1.7中压缸启动当汽轮机挂闸和中压主汽门开足后，如汽轮机旁路系统投入，则机组为中压缸启动方式。此时操作员可按“中压缸启动”键。当键灯亮后，控制程序按中压缸启动方式来进行升速（这时高压主汽门是关死的）当转速升到2400r/min，按主汽门控制，进行主汽门/中压调门控制切换，这时高压调门开足，中压调门基本维持原开度不变。由主汽门控制升速。当转速升到2900r/min时，按调门控制，进行主汽门和高压调门控制切换，直至并网带初负荷。在升负荷阶段，中压调门随高压调门开启而开启，当带至一定负荷时，中压调门全部开足。此时，旁路切除，中压缸启动完成。6.4.1.8定压投入当机组并网运行后，如果主汽压力通道正常，且实际汽压大于定值时，操作员可按“定压投入”键来选择定压投入运行。如处于该种方式运行时，控制程序根据当时的主蒸汽压力值对调门的阀门位置进行非线性修正，控制主汽压不小于设定值。如主蒸汽压力通道故障，则控制器会自动切除该种运行方式。6.4.2 汽轮机自启动(ATC) 汽轮机自启动的目的在于保证汽轮发电机组安全正确地启动和加负荷，ATC程序能自动完成下列功能：a.从冲转到达同步转速自动进行b.确定暖机时间、自动进行阀切换c.自动投入自动同步和并网d.确定升负荷率，进行负荷保持和报警1.ATC控制按下此按钮可使ATC程序进入运行状态。在转速控制下（并网前），ATC程序在监控汽轮机和发电机运行状态的同时，决定机组的转速目标值和适应转子应力的升速率。在负荷控制时，由运行人员设定目标值后，ATC程序监控汽轮发电机组的运行状态，自动设定升负荷率，并进行报警。在综合控制时，即遥控源如ADS、CCS与ATC同时投入时，目标值与升负荷率都由遥控源控制。ATC程序监视转子应力，如发现需保持负荷时，ATC将通知基本控制系统来封闭遥控源的增、减命令。在执行ATC时，如遇紧急情况，可直接按“ATC监视”或“自动”键退出ATC控制，进入操作员自动方式。2.ATC限制条件超越键（超越）当某充分条件限制ATC进行时，可按此键，越过此条件继续进行。3.ATC监视当ATC控制功能不投时，DEH不执行ATC启动，只进行ATC测点的监视和报警。一旦有参数越限，就在CRT上显示或在打印机上打印，供运行人员参考。如要进入ATC启动，当条件满足后，按下“ATC控制”键，该键灯亮后才会有效。6.4.3 遥控自动操作1.自动同步“自动同步”是一种特殊的遥控操作，在这种方式中，依靠“自动同步增”和“自动同步减”的触点输入来调整目标值和给定值，直至汽轮发电机达到同步转速，为机组并网做准备。采用这种遥控方式，控制系统必须满足下列条件：a. DEH处于“自动”或“ATC控制”方式。b. DEH处于“高压调门”控制方式。c. 主变开关断开（未并网）。d. 自动同步允许触点闭合e. 汽机转速在同步范围内此时，运行人员按下“自动同步”键，该键灯亮，表明上述条件符合，控制系统已处于该种控制方式下。DEH根据同期装置发出的增、减触点来改变目标值，运行人员已无法通过键盘改变目标值和升速率。在该种方式运行期间，如果主变开关闭合或“自动同期控制允许”触点断开，控制系统会自动从“自动同步”转到“操作员自动”方式运行。如遇控制系统切换到“手动操作”则自动终止“自动同步”运行方式。2.遥控（协调）方式协调控制是DEH装置最主要的一种遥控方式，如要采用这种方式，必须满足下列条件：a. DEH必须运行在“自动”或“ATC控制”方式b. 油开关必须闭合c. 遥控允许触点必须闭合上述条件均满足后，运行人员按下“遥控”键，键灯亮，表示控制装置已投入协调控制方式，同时送出“遥控投入”触点至CCS控制装置，表面DEH已可接收CCS来的负荷指令。此时，运行人员已无法改变负荷的目标值和变负荷率。一般情况下，当投入CCS控制时，DEH的功率、调节级压力回路均被切除，由CCS完成闭环控制。也可CCS不投功率回路，由DEH完成功率闭环。但不要两个系统均投回路，否则系统容易振荡。如果机组作为调峰机组，则CCS可在收到DEH送出的“阀位极限限制”触点后，投滑压控制方式。此时高压阀门全开或限制在某一阀位，不参与控制，由锅炉通过改变主蒸汽参数来控制功率。在协调控制期间，当油开关断开或遥控允许触点断开，则DEH会立即自动恢复到“自动”方式运行。运行人员也可再按“遥控”键退出“遥控”方式，进入“自动”方式运行。6.4.4 手动操作 手动操作共有6个按钮，分别为“主汽门增”、“主汽门减”、“高压调门增”、“ 高压调门减”、“中压调门增”和“中压调门减”。按下按钮可调整相应阀门的开度。“手动/自动” 切换：当DEH控制器处于“手动”时，消除报警及异常，把钥匙开关切向“自动”位置，DEH在检测到无重大故障后，再按下操作盘上的“自动”按钮，系统升至“自动”方式。6.5 DEH动态调试由于动态调试是带现场设备一起来完成，所以该项工作是配合汽机调试人员进行的。必须在汽机调试人员指导下由汽机运行人员操作。6.5.1 应具备的条件DEH仿真试验完成EH系统具备条件6.5.2 DEH四种基本运行方式的动态调试动态调试的操作步骤与静态调试时的操作步骤相同，见6.46.5.3阀门试验进汽阀门试验汽轮机所有进汽阀门的活动试验只有在机组带负荷(负荷稳定)，单阀控制和高压旁路阀、低压旁路阀都关闭时进行。两侧阀门不能同时试验。（阀门试验只能在旁路接口在退出OUT时才能进行）（1）高压主汽门试验a. 按下“阀门试验”键，键灯亮。b. 选择一个主汽门（如主汽门1，即按下“主汽门1”按钮）。c. 按下“关闭”键，灯亮。此时，与选中的主汽门同一侧汽室的高压调门相继关下，待同侧调门安全关闭后，主汽门再迅速自动关闭。d. 按“复位”键，灯亮。则主汽门先开启，然后调门相继开启。e. 在关闭或开启过程中，如发现异常情况，可按下“试验保持”键。灯亮后，阀门保持不动。f. 必须在阀门已复位（各个阀门均恢复至试验前开度）、“阀门复位”灯灭后，才能继续做另一个阀门的试验或退出阀门试验。g. 要选做另一主汽门可在重复bf的操作。（2）中压主汽门试验与高压主汽门试验步骤相同，在同侧中调门全关以后，DEH会输出一开关量关中主门，按“复位”后，DEHV先取消开关量输出，延时30s再恢复中主门指令输出。（3）单独高中压调门试验与主汽门试验步骤相同，但调门试验仅关选中的调门本身。（4）阀门松动试验“阀门松动”试验键与“阀门试验”是互锁的。同一时刻只能按亮一个灯。a. 按下“阀门松动”键，灯亮。b. 选择阀门。c. 按“关闭”键，被选阀门的指令相应增加或减少15。d. 按复位键，所有阀门恢复原开度。e. 按bd步骤做其他阀门的松动试验。f. 按“试验结束”，退出试验。阀门试验必须根据主机厂提供的专