DEH控制系统-yh

1、一一. .汽轮机调节系统的发展汽轮机调节系统的发展电力行业（一）（一）. .机械液压式调速系统机械液压式调速系统（三）（三）. .模拟式电液调速系统模拟式电液调速系统（二）（二）. .全液压式调速系统全液压式调速系统（四）（四）. .电液并存式调速系统电液并存式调速系统（五）（五）. .数字式电液调速系统数字式电液调速系统二二. .汽轮机制造厂家汽轮机制造厂家电力行业三三. .汽轮机应用的领域汽轮机应用的领域电力行业发电机组 驱动鼓风机、给水泵、 工业驱动（变转速）汽轮机， 按用途分类热电联供机组 涡轮推进器垃圾电站、垃圾电站、TRTTRT余压发电（钢厂）、余热发电（水余压发电（钢厂）、余热发

2、电（水泥厂、钢厂）、化工厂、自备电厂等等泥厂、钢厂）、化工厂、自备电厂等等配汽机构配汽机构油动机油动机1配汽机构配汽机构油动机油动机配汽机构配汽机构油动机油动机DEH控制集成块控制集成块滤油器滤油器四四. .汽轮机主要分类汽轮机主要分类电力行业汽轮机调节阀主汽阀凝汽器发电机自动关闭器油动机配汽机构DEHETSAST汽轮机调节阀主汽阀凝汽器发电机旋转隔板抽汽自动关闭器油动机油动机配汽机构DEHETSAST汽轮机调节阀主汽阀凝汽器发电机旋转隔板抽汽自动关闭器油动机配汽机构DEHETSAST抽汽油 动 机油 动 机汽轮机调节阀主汽阀发电机自动关闭器油动机配汽机构DEHETSAST热用户凝汽式凝汽式N

3、单抽式单抽式C双抽式双抽式CC背压式背压式B拖动式拖动式中间再热中间再热母管制母管制 单元制单元制汽轮机调节阀主汽阀凝汽器压气机自动关闭器油动机配汽机构DEHETSASTI=0锅炉锅炉锅炉抽汽母管蒸汽母管负载25MW负载I=0锅炉抽汽管蒸汽管25MW负载负载TVB过热器再热器HBPVHP小汽机GVIPGVLBPVTVIVSVLP高加给水泵除氧器低加前置泵G循环泵蒸 汽水信号线及执行器控制器1余压发电机组余压发电机组化学能转变化学能转变为蒸汽势能为蒸汽势能蒸汽势能转蒸汽势能转变为机械能变为机械能机械能转变机械能转变为电能为电能蒸汽回路蒸汽回路 水回路水回路 汽轮机调节阀主汽阀锅炉凝汽器发电机给水

4、泵自动关闭器油动机配汽机构DEHETSAST燃料空气1蒸汽汽轮机凝汽器发电机静叶动叶操纵座调节阀静叶动叶IIIIIII-蒸汽相对与动叶II-动叶相对于静叶III-蒸汽相对与静叶IIIIIIUaUbUc励磁电流励磁电流+-转子转子定定子子发电机转速发电机转速n=3000转转/分分电网周波电网周波 f=50HZ发电机工作原理简单说明发电机工作原理简单说明说明：说明：定子线圈的三个定子线圈的三个绕组在绕组在空间位置空间位置上相差上相差120， 因此产生的三相因此产生的三相电动势（三相电电动势（三相电压和电流）也都压和电流）也都相差相差120。电磁感应定律：电磁感应定律： 导线在磁场中沿着切导线在磁场

5、中沿着切割磁力线方向运动，导割磁力线方向运动，导线的两端就会产生感应线的两端就会产生感应电动势。或者说：电动势。或者说： 磁通的变化在线圈磁通的变化在线圈内会产生感应电动势。内会产生感应电动势。 五五. .汽轮机调节保安的重要性汽轮机调节保安的重要性 (1) 汽轮机汽轮机是一个是一个高温、高压、高速旋转和自平衡能力很低的庞大机高温、高压、高速旋转和自平衡能力很低的庞大机械械。在电站的发电工艺流程起着将蒸汽势能。在电站的发电工艺流程起着将蒸汽势能转换转换为转子动能的作为转子动能的作用。用。汽轮机：从冷态热态汽轮机：从冷态热态 静态静态（n=0） 动态动态（n=3000转分）转分）的运行过程中需要

6、解决下面的一些控制问题：的运行过程中需要解决下面的一些控制问题：高温、高压高温、高压高速旋转高速旋转自平衡能力低自平衡能力低 并网运行并网运行热应力问题热应力问题离心力问题离心力问题甩负荷后转甩负荷后转速超调问题速超调问题各机负荷分各机负荷分配问题、频配问题、频率调整问题率调整问题 对对dn*/dt、dN*/dt进行控制进行控制 除了调节阀外还要除了调节阀外还要设主汽设主汽阀、阀、ETS、AST、危急保安、危急保安 汽轮机控制规律：汽轮机控制规律：一次调频、二次调频一次调频、二次调频 设转速调节器，改善汽轮设转速调节器，改善汽轮机的自平衡能力、机的自平衡能力、OPC、f1*NN (2) 火力发

7、电工艺流程中的设备主要有三大部分火力发电工艺流程中的设备主要有三大部分锅炉、锅炉、汽轮机和发电机。汽轮机和发电机。 电站的稳定运行及电网的稳定运行主要是体现在电站的稳定运行及电网的稳定运行主要是体现在 锅炉主汽压力锅炉主汽压力0的稳定和电网频率的稳定和电网频率f0的稳定。的稳定。 由于外界负荷的随时变化，要求上述对应的参数适时变化，由于外界负荷的随时变化，要求上述对应的参数适时变化，但两种稳定的动态反应过程但两种稳定的动态反应过程在时间上相差上千倍。在时间上相差上千倍。 汽轮机作为中间环节起着承上（锅炉汽压）启下（发电机汽轮机作为中间环节起着承上（锅炉汽压）启下（发电机发电量）的作用，因此汽轮

8、机的调节控制系统肩负着关键的协发电量）的作用，因此汽轮机的调节控制系统肩负着关键的协调任务调任务. 110kv/220kv110MW110MW多多机机多多炉炉母母管管制制机机组组协协调调控控制制方方框框图图 转速转速n 功率功率 N 机前压力机前压力P0 调节阀开度调节阀开度 升速率（升速率（dn/dt） 升负荷率（升负荷率（dN/dt） 液压调节系统液压调节系统HC 电液调节系统电液调节系统DEH EH油压过低油压过低 轴承润滑油压过低轴承润滑油压过低 凝汽器真空过低凝汽器真空过低 轴向位移过大轴向位移过大 转速转速110%n0 转速监视转速监视 转子轴向位移监视转子轴向位移监视 转子与汽缸

9、的胀差监视转子与汽缸的胀差监视 汽轮机热膨账监视汽轮机热膨账监视 汽轮机振动监视汽轮机振动监视 主轴弯曲（偏心度）监视主轴弯曲（偏心度）监视 危急遮断撞击子指示监视危急遮断撞击子指示监视 1根据汽轮机的控制需求，汽轮机的控制装置应有两部分：根据汽轮机的控制需求，汽轮机的控制装置应有两部分： 不可分割的重要的组成部分,经历的系统有:转速测量装置：转速测量装置：转速给定装置转速给定装置（同步器）：（同步器）：阀门开度给定装置阀门开度给定装置（同步器）（同步器）转速调节器：转速调节器：配汽机构配汽机构操纵机构操纵机构调节阀调节阀启机转速开环控制：启机转速开环控制：快关控制快关控制危急遮断器撞击子：危

10、急遮断器撞击子：危急遮断器滑阀：危急遮断器滑阀：挂闸控制：挂闸控制：开主汽门控制：开主汽门控制：遮断控制遮断控制喷油试验控制喷油试验控制电信号 液压执行机构 DEH是一种电子液压联合控制装置是一种电子液压联合控制装置,其英文名为：其英文名为：Digital Electro-Hydrolic controll system 。DEH电液控制装置取了电和液两种控制装置的优点电液控制装置取了电和液两种控制装置的优点： 电子控制装置优点电子控制装置优点- 信号测量方便、灵敏、线性、灵活、动态响应快、适合信号测量方便、灵敏、线性、灵活、动态响应快、适合各种复杂的运算等。各种复杂的运算等。 液压控制装置优

11、点液压控制装置优点- 力大、线性、体积小、刚度好、快捷。力大、线性、体积小、刚度好、快捷。 开关量：电磁阀模拟量：电液转换器现场参数电信号各种发讯器传统的液压调节保安系统，它的参数测量、运算放大基本上都是机械液压式的，在测量传统的液压调节保安系统，它的参数测量、运算放大基本上都是机械液压式的，在测量的精确性、方便性、灵活性、线性度和运算逻辑的复杂性等方面都远远不及电子装置。的精确性、方便性、灵活性、线性度和运算逻辑的复杂性等方面都远远不及电子装置。 （二）（二）. DEH控制系统控制系统4 汽系统参数汽系统参数 水系统参数水系统参数 油系统参数油系统参数 本体参数本体参数(TSI) 工艺流程图

12、上工艺流程图上 对状态参数的对状态参数的 集中显示、报集中显示、报 警和监视警和监视 转速转速n 功率功率 N 机前压力机前压力P0 调节阀开度调节阀开度 升速率（升速率（dn/dt） 升负荷率（升负荷率（dN/dt） 准确的闭环控制。准确的闭环控制。 保安限制保安限制 遮断控制遮断控制超限危及机组（包括锅炉、发电机）安全时超限危及机组（包括锅炉、发电机）安全时需实行在线需实行在线试验控制。试验控制。主控主控I/O模块测速板处理通用标准信号处理通用标准信号AI、DI、AO、DO、PI等等等等控制柜控制柜DEH专用伺服模块专用伺服模块LVDT反馈反馈电液转换器电液转换器（DDV阀）阀）操作员站操

13、作员站工程师站工程师站DEH专专用用测测速速模模块块液压液压油路油路系统系统电子电子控制控制装置装置与电液转换装置和执行部与电液转换装置和执行部 件构成伺服油动机件构成伺服油动机DDVvoithRexA配汽机构配汽机构油动机油动机软软件件手操盘 功放伺服模块turbin 80年代后期引进美国西屋数字式电 调GDI冗余主控单元DO测速伺服继电器盘 操作盘DPUDPU操作员站工程师站AIA0冗余现场总线Profibus-DP以太网去CCS 油动机关闭器集成块AST电磁阀集成块电液 转换器OPC电磁阀油开关转速探头主汽压力发讯器功率发讯器DEHDEH调节系统的介绍调节系统的介绍( (DEHDEH系统

14、图系统图) ) 调节部分： 油动机改造 保安部分： 主汽阀的自动控制 挂闸（复位） 建立安全油、开主汽门 快关（OPC）油控制 遮断（AST）油控制常规五大类控制功能常规五大类控制功能 第一类：自动调节控制功能第一类：自动调节控制功能 大范围自动升速、自动同期、并网带初负荷、升负荷、阀大范围自动升速、自动同期、并网带初负荷、升负荷、阀控方式、功控方式、压控方式、控方式、功控方式、压控方式、CCS方式、一次调频。方式、一次调频。第二类：限制控制功能第二类：限制控制功能 具有自动负荷及阀位限制、主汽压力低限制、低真空限制、具有自动负荷及阀位限制、主汽压力低限制、低真空限制、快卸负荷、快卸负荷、OP

15、C限制超速控制等功能。限制超速控制等功能。第三类：试验控制功能第三类：试验控制功能 可自动完成假网试验、超速试验、阀门严密性试验等功能、可自动完成假网试验、超速试验、阀门严密性试验等功能、仿真试验。仿真试验。第四类：保护控制功能第四类：保护控制功能 备有紧急手动、系统状态监视、超速遮断保护、备有紧急手动、系统状态监视、超速遮断保护、DEH装置装置故障保护等功能。故障保护等功能。第五类：监视及提高自动化水平功能第五类：监视及提高自动化水平功能 具有自动完成抄报表、历史数据记录、具有自动完成抄报表、历史数据记录、SOE记录等功能记录等功能。 中间再热机组，中间再热机组，DEH解决方案解决方案 热电

16、联供汽轮机的热电联供汽轮机的DEH解决方案解决方案 垃圾电站汽轮机的垃圾电站汽轮机的DEH解决方案解决方案 联合循环汽轮机的联合循环汽轮机的DEH解决方案解决方案 空冷机组汽轮机空冷机组汽轮机 的的DEH解决方案解决方案 单机或孤网中汽轮机的单机或孤网中汽轮机的DEH解决方案解决方案 多炉、多机母管制运行的汽轮机多炉、多机母管制运行的汽轮机DEH解决方案解决方案 拖动风机和给水泵的汽轮机拖动风机和给水泵的汽轮机DEH解决方案解决方案 高压抗燃油一阀一机的高压抗燃油一阀一机的DEH解决方案解决方案 技术方案适合电厂的要求技术方案适合电厂的要求 孤网运行的软、硬件及控制策略孤网运行的软、硬件及控制

17、策略 多机多炉协调控制多机多炉协调控制 主汽阀控制升速时，当主、调门切换时转主汽阀控制升速时，当主、调门切换时转速的波动小速的波动小 甩负荷时超调量小甩负荷时超调量小新华 DEH可靠性设计要求：可靠性设计要求：l 电液转换器采用直接驱动式电液伺服阀即电液转换器采用直接驱动式电液伺服阀即DDV阀阀,此阀抗污染能力强、无卡涩、运行稳定。此阀抗污染能力强、无卡涩、运行稳定。l 测速模块采用三选二冗余方式。测速模块采用三选二冗余方式。l LVDT采用双冗余高选。采用双冗余高选。l 控制部分的主控单元、系统网络、电源模块采用冗控制部分的主控单元、系统网络、电源模块采用冗 余配置。余配置。l I/O模块、

18、主控单元、电源可以带电插拔。模块、主控单元、电源可以带电插拔。l 所有所有I/O模块均为智能化设计。模块均为智能化设计。DEH与DCS一体化的优势 硬件平台一致，备件一致，即备件种类减少，管理方便硬件平台一致，备件一致，即备件种类减少，管理方便 软件平台一致，减轻了管理及操作人员的多种软件的学习软件平台一致，减轻了管理及操作人员的多种软件的学习负担。负担。 由于一体化，系统网络无缝连接，使实时性数据信息共享性由于一体化，系统网络无缝连接，使实时性数据信息共享性高。高。 DEH操作员站与操作员站与DCS操作员可以互为备用，互为冗余，提高操作员可以互为备用，互为冗余，提高了运行可靠性，并减少了操作

19、人员的岗位设置。了运行可靠性，并减少了操作人员的岗位设置。 管理者通过管理者通过CRT画面调看各个生产和管理环节及运营的情画面调看各个生产和管理环节及运营的情况，有针对性的发出决策性的指令。达到了扁平化管理。况，有针对性的发出决策性的指令。达到了扁平化管理。 DCS电调（DEH）与505的比较DEH505组成组成操作员站操作员站 工程师站工程师站I/O控制站控制站 后备手操后备手操油动机为伺服油动机油动机为伺服油动机由伺服由伺服板、伺服阀、油动机、板、伺服阀、油动机、LVDT组组成一个电液随动系统，反应快、成一个电液随动系统，反应快、灵敏。灵敏。由由505装置构成：一个装置构成：一个暗盒子。暗

20、盒子。液压部分液压部分2种形式：种形式：TM25，独立油源；，独立油源；CPC，无，无LVDT反馈反馈油动机为电液放大式油油动机为电液放大式油动机动机利用油动机的利用油动机的自反馈，环节多，反应自反馈，环节多，反应慢。慢。电电子子部部分分3种种形形式式505（凝汽）：控制器（凝汽）：控制器（PLC），可另加操作站及打印机），可另加操作站及打印机505E（单抽）：控制器（单抽）：控制器（PLC），可另加操作站及打印），可另加操作站及打印机机MIC3000（双抽）带操作站和打印机，与我们的配置相同。（双抽）带操作站和打印机，与我们的配置相同。配置特点配置特点网络、电源、主控冗余，工程师站与操作网络、电源、主控冗余，工程师站与操作站互为热备份。滤油器冗余。站互为热备份。滤油器冗余。不冗余，用户无要求时不配操作站和打印机。控制器为不冗余，用户无要求时不配操作站和打印机。控制器为PLC。MIC3000与我们配置相同，是与我们配置相同，是DCS。维护维修维护维修任一模块均