渤海MEH设计说明-TGQ06-8-1

1、 渤海电厂MEH渤海电厂2*300MW工程给水泵汽轮机控制MEH 设计说明2014年9月1日目录1、系统配置/组成2、操作员站3、设计原则4、控制功能描述5、系统启动及操作6、操作指导1 系统配置/组成 华润渤海2×300MW机组给水泵汽轮机控制系统均采用了ABB贝利公司的Symphony Plus系统，实现了DCS一体化，MEH是一体化DCS的一个组成部分，是机组控制环路上的一个节点。MEH的功能模件组成一个过程控制单元（PCU），它在控制环路上的代号为PCU180（MEHA）， 渤海电厂MEH由一个柜子组成。系统分为三种控制运行方式：手动控制方式、自动控制方式和锅炉控制方式，A机

2、控制功能由一对互为冗余的控制器（HPC）和相应的功能子模件完成，B机同样。 人机接口（操作员站）是DELL高性能通用个人计算机，它通过PNI接入控制环路。操作员站的工作环境为英文版Microsoft Windows 7 S+ operation 2.0。 渤海电厂MEH，A小机共配置了15块功能子模件， 2块为冗余的控制器。B小机相同。模件数量名称用途HPC800K022冗余的控制器模件、端子、电缆控制主模件PIO800K022Profibus接口主模件、端子网络处理主模件CI8402Profibus接口模件、端子网络接口子模件AI810(8)2模拟量输入模件、端子板，8点模拟量输入AI830

3、(8)2RTD模拟量输入模件、端子板，8点RTD模拟量输入AI835(8)1TC模拟输入模件、端子板， 8热电偶测量AO810(8)1模拟量输出模件、端子板，8点模拟量输出（420mA）DI811(16),48VDC3数字量输入模件、端子板，48VDC，16点数字量输入DO810(16)2数字量输出模件、端子板，16点，交流继电器控制电液伺服阀VP8001阀门定位模件控制电液伺服阀TP8003超速保护模件转速测量, 超速保护2 操作员站渤海电厂MEH操作员站为S+ OPERATION，是基于Windows 7环境下的人机系统（HIS），具有操作方便、界面友好的特点。由于S+ OPERATION

4、运行在Windows环境下，硬件平台为高性能通用PC兼容机，有利于运行人员在短时间内熟悉和掌握。运行人员通过操作员站实现对汽轮机的控制。针对渤海电厂MEH的特点，设计了7幅画面，包括总貌、A,B小机自动控制，超速试验，阀门校验， ETS首出信息等，不仅为运行人员提供了操作手段，还可以通过画面监视汽轮机的运行状态。画面名称：小机总貌画面名称：BH_MEH_OVERVIEW该画面显示了MEH许多重要的参数，如转速、各蒸汽阀门开度/状态等，还有MEH控制超速试验投/切状态、操作方式、汽机状态。通过总貌，运行人员对汽机运行状态基本上一目了然。阀门状态：低主汽门：开（红），关（绿）。低调门：阀门开度小于

5、3%（绿），阀门开度大于98%（红），中间开度（橙）。画面名称：A小机自动控制画面名称：BH_BFPTA_CONTROL 该画面为运行人员提供主要的操作手段，并且用棒图和数字显示调阀开度，对重要控制参数进行趋势显示，同时对各种控制状态给予显示。这些操作包括：复置汽机开低压主汽门手/自动切换自动冲转手动冲转投锅炉遥控画面名称：B小机自动控制画面名称：BH_BFPTB_CONTROL画面风格、操作与A机相同。画面名称：超速试验画面名称：BH_MEH_OVERSPEED_TST.UCBG 画面名称：阀门校验画面名称：BH_MEH_VALVE_CAL.UCBG画面名称：跳机首出画面名称：BH_MEH_

6、TRIP_OUT_A, BH_MEH_TRIP_OUT_B在这可以看到MEH的跳机首出并能进行复位,并能进行投入切除保护.3 设计原则系统符合“故障-安全”设计准则，对可能的误操作应采取有效的防范措施。系统具有自诊断、自恢复和抗干扰能力。冗余的高速通讯网络保证信息通畅。除满足机组启动运行控制要求外，系统具有足够的I/O裕量和能力以便未来进行功能扩展。硬件选择力求可靠、先进。功能设计应符合标准化、通用化、模块化的原则。操作站设计符合人机工程学要求，人机界面友好，信息丰富，操作简便可靠。4 控制功能描述 MEH主要控制给水泵汽轮机转速，主要有三种运行控制方式：手动控制方式、自动控制方式、锅炉控制方

7、式。41控制运行方式411手动方式 手动是一种开环控制方式，操作人员可通过操作员站(OIS)设定阀位总开度直接控制高、低调门的开度。412自动控制方式 转速控制方式是自动调节常用的方式之一，通过OIS设定目标转速，系统根据升速率的大小,计算出设定点,然后对给定转速和实际转速的差值进行PID运算，去控制阀门的开度,实现控制机组转速的目的。在转速自动方式下，操作员可以通过OIS来改变目标转速，给定转速将跟随着目标转速的变化而变化。为了保证信号的可靠性，系统将对从现场转速传感器测到的转速信号进行三取 二处理，得到一个可靠、准确的实际转速信号，若三路转速中有两路转速信号故障，将判定为系统转速故障。转速

8、信号送到频率计数模件FCS01后，进行信号处理，转变为数字量信号送到控制回路，在控制回路内，作为实际转速输入信号-实际转速与给定转速比较后得到一个差值，经过PID运算后，输出阀位指令控制信号改变阀位。变化后的实际转速值重新与给定转速比较，进行PID运算，直到偏差为零，转速稳定。413锅炉控制方式 锅炉自动控制方式 要投入锅炉自动控制方式，必须满足下列条件： MEH处于转速自动控制方式； 给水泵汽轮机转速在一定范围,转速大于3000r/min（具体值见制造厂相关资料）； 给水泵汽轮机实际转速和锅炉控制系统的目标转速相差在25r/min内； 锅炉控制系统来的信号没有故障； 锅炉自动控制允许。 当上

9、述条件满足，通过OIS投入“锅炉自动控制”，即可投入锅炉自动控制方式。在锅炉自动控制方式下，MEH接受来自锅炉控制系统的420mA控制信号，对应的转速为3000r/min-5081r/min（具体值见制造厂相关资料）。控制回路对上面提到的条件进行逻辑判断后，就可以通过OIS投入锅炉自动控制方式，但是，上述的条件若任意一个不满足，将切到转速自动控制方式。MEH向锅炉控制系统输出一个420mA信号作为其转速反馈信号,主要是保证锅炉控制投入时控制平稳, 锅炉控制系统向MEH输出的420mA信号将作为一个转速控制信号,此时，MEH仅仅作为一个执行机构，MEH接受到锅炉自动控制系统的信号后，直接送到控制

10、回路，作为控制转速的给定值；当达到这个给定值时，给水泵汽轮机转速保持稳定，转速随着锅炉控制系统信号变化而变化。锅炉自动控制方式是一种更加完善的控制方式，它同时考虑了汽轮机和锅炉的控制，它将整个电厂作为一个系统来控制，可以使控制过程更加趋于合理化。如果通过OIS投入转速自动控制或手动方式信号时，将切除锅炉自动控制方式。4.2自动整定伺服系统静态关系 整定伺服系统静态关系的目的在于：使油动机在全行程内均能被伺服阀控制，阀位给定信号与油动机行程的关系为： 给定阀位:0100实际行程:0100 为了保证此对应关系有良好的线性度，要求油动机的LVDT在安装时，应使LVDT铁芯尽可能在中间线性段工作。 油

11、动机整定的循环次数和速率可选，在OIS上选择，速率有以下两种： 30、60秒 汽轮机整定条件为： 汽轮机已挂闸； 转速小于100r/min。4.3升速 给水泵小机的调节实际就是转速的调节，给定转速与实际转速的差值经过PID运算后，输出信号改变调节阀门开度，使实际转速跟随给定转速变化。目标转速： 操作员通过OIS设置目标转速,正常控制过程目标转速范围为0 5200r/min（具体值见制造厂相关资料）。设定目标值超限时，被视为无效，需要重新设定目标值。升速率： 操作员通过OIS设定速率，范围为0 2000r/min/min。 自动过临界转速区，该机组的临界区为18003000r/min（具体值见制

12、造厂相关资料），司机设定的目标转速在此区间内时，目标将自动修改为低于其下限的某一值，如：1780r/min。实际转速到达临界转速区时，自动将升速率改变为1200r/min/min（具体值见制造厂相关资料），过临界后自动回到前值。4.4 锅炉自动控制 锅炉自动控制投入条件为： 见“锅炉控制方式”。 当上述条件满足，在OIS上投入“锅炉自动控制”，即可投入锅炉自动控制方式。4.5 超速保护和超速试验4.5.1超速保护 MEH在汽机的正常运行中，控制系统有超速保护逻辑，若运行时汽轮机的实际转速超过设定值（6370r/min（具体值见制造厂相关资料）时，汽机MEH控制柜发出超速脱扣信号，通过继电器输出

13、干结点到汽机保护装置，泄掉安全油压，使主汽阀和调节阀迅速关闭，蒸汽将无法进入汽机，保证了汽轮机的安全。4.5.2超速试验4.5.2.1机械超速试验 司机通过操作站选择机械超速试验，即可通过设置目标以提高汽轮机的转速；给水泵汽轮机转速到达一定值时，危急遮断器的撞击子飞出，危急遮断器动作，泄掉安全油压，快关主汽门和调节汽门。4.5.2.2电气超速试验 司机通过操作站选择电气超速试验，即可通过设置目标提高汽轮机的转速；给水泵汽轮机转速到达6370r/min（具体值见制造厂相关资料）时，MEH发出超速脱扣信号；机械超速实验时，给水泵汽轮机转速到达6485r/min（具体值见制造厂相关资料）时机械飞锤还

14、未使机组跳闸，MEH发出超速脱扣信号。通过继电器输出干结点到汽机保护装置，泄掉安全油压，使主汽阀和调节阀迅速关闭，蒸汽将无法进入汽机，保证了给水泵汽轮机的安全。4.6 停机保护输出· 汽机超速跳机 汽机转速超过设定值（6370r/min（具体值见制造厂相关资料）时MEH发出跳机信号。· 阀门校验时转速大于100r/min。5 系统启动及操作· 启动MEH控制系统和操作站。· 在挂闸前，应先在各自的首出画面上点击METS的小机复位按钮；确保两个挂闸/打闸电磁阀未接收打闸指令；· 通过从OIS站“自动控制”画面上的“复置汽机”，程序动作两个串联的开

15、主汽门电磁阀（挂闸/打闸电磁阀），打开高低压主汽门，实现机组的挂闸和复位。 从OIS站“自动控制”画面上的“手/自动”将控制系统置于自动。从OIS站“自动控制”画面上的“目标”键入期望的转速。通过OIS“自动控制”画面上的“升速率”可改变目前的升速率。· 当锅炉自动控制条件允许,操作“锅炉自动”按钮,进行运行方式的切换。· 如果需要在手动方式下操作,则通过OIS上“自动控制”画面的“手/自动”将系统切至手动方式时,可通过画面上的“手动参考”进行阀位的控制。· 超速试验启动给水泵汽轮机。在操作站上设置 “电气超速试验”。将系统升速到接近6370r/min（具体参考值

16、见制造厂相关资料）。如果汽轮机在6370RPM（具体值见制造厂相关资料）时跳机保护没有动作,则进行手动打闸。启动给水泵汽轮机在操作站上设置 “机械超速试验”将系统升速到6485RPM（具体参考值见制造厂相关资料）附近,如果汽轮机在6485RPM时跳机保护未动作,则进行手动打闸。· 阀门静态关系整定只能通过OIS站在OIS站上将操作画面切换至“阀门校验”键入校验速率6 操作指导（A、B机操作相同，以A机为例）ETS复位打开画面BH_MEH_ETS_OUT，打开RCM操作面板“A小机复位”，点击“YES”，按钮变黄并闪烁，点击“OK”确认，关闭面板，首出应消失;如跳机信号一直存在，则不允

17、许复位操作.复置汽机打开画面BH_BFPTA_CONTROL，打开RCM操作面板“复置汽机”，点击“ONE”，按钮变黄并闪烁，点击“OK”确认，关闭面板。BH_BFPTA_CONTROL画面上汽机状态由“跳机”变为“已挂闸”。点击复置汽机同时程序自动将主汽门打开；.手/自动切换 小机冲转默认在手动，自动需要操作员手切，打开画面BH_BFPTA_CONTROL，打开RCM操作面板“手/自动”，点击“AUTO”，按钮变黄并闪烁，点击“OK”确认，关闭面板。显示“自动”，表示已经切至自动模式。设定目标值打开画面BH_BFPTA_CONTROL。点击“目标”按钮，打开REMSET操作器。通过键盘输入目

18、标值，关闭REMSET操作器；BH_BFPTA_CONTROL画面中“目标”小窗口显示刚才输入的目标值。转速在临街转速区不能设定，将自动设定为临界转速区以下某一转速值。设定目标值超限时，被视为无效，需要重新设定目标值。设定升速率打开画面BH_BFPTA_CONTROL。点击“升速率”按钮，打开REMSET操作器。通过键盘输入升速率，关闭REMSET操作器；BH_BFPTA_CONTROL画面中“升速率”小窗口显示刚才输入的升速率。高、低主汽门试验汽机复位后，打开画面BH_MEH_OVERSPEED_TST，打开RCM操作面板 “高主门试验”或“低主门试验”，点击“YES”，按钮变黄并闪烁，点击“OK”确认，关闭面板。电气超速试验转速大于4450RPM（具体参考值见制造厂相关资料）后，打开画面BH_MEH_OVERSPEED_TST。点击“电气超速实验”按钮，打开RCM操作面板；点击“ONE”，按钮变黄并闪烁，点击“OK”确认，关闭操作面板。点击“目标”按钮，设定目标转速为6370RPM（具体参考值见制造厂相关资料）；点击“升速率”按钮，设定升速率为200rpm/min/min（具体参考值见制造厂相关资料）。转速大于6370RPM（具体参考值见制造厂相关资料）时AST电磁阀动作，汽机跳闸，试验结束。机械超速试验转速大于4450RPM（具体参考值见制造