DEH系统控制(禹州电厂)

1、禹州龙岗电厂DEH 系统控制我公司生产的引进型350MW 单轴双缸双排汽反动凝汽式汽轮机控制系统DEH 采用EH 油作为动力油，共有四种控制方式：手动控制；操作员自动控制（OA ）；ATC 控制；REMOTE 控制。其中最为常用的是操作员自动控制方式，其他几种控制方式均接口于OA 方式。 DEH 系统的主要功能是根据机组的设计特性，按照主机制造商提供的控制要求，实现机组挂闸、升速、并网、带负荷，并保证在所有工况下机组的安全性和方式切换中的无扰切换。基于目前机组控制自动化程度的不断提高，DEH 系统中还提供与电厂其他控制系统的接口和数据交换。我公司的DEH 系统采用美国西屋公司生产的WDPF-分

2、散控制系统，共有三个控制机柜：一台工程师站，两台操作员站。机柜中控制功能的分配采用WDPF-系统的最新分配方式，即OA 和OPC 在同一机柜中（包括ETS ）；STS 独占一个机柜；RSM 和ATC 合用一个机柜。操作员站和工程师站硬件配置完全相同，只在软件安装上加以区别。本次讨论主要针对DEH 中的主要控制功能。一、DEH 系统中OA 部分Setpoint 的形成：1. 目标值回路：本回路主要是完成机组在不同工况和不同控制方式目标值的切换和跟踪。从图中可以看出：在DEH 控制方式从OA 切换为ATC 时，要求目标值回路接受采自RSM 中的目标值，以期控制的安全性得以保证；为了保证在投协调或同

3、期时，目标值切换无扰动，要求以实际设定点为基础改变目标值；为了保证工况或控制方式切换中不致使机组控制受到较大波动，要求在一定时间内将目标值切为目标跟踪值；为了防止操作员键入的目标值影响机组安全性，通过对其进行限制，决定是否接受操作员的键入。 2. 跟踪值形成回路：本回路的主要任务是确定在控制过程切换或工况发生变化时，目标值如何跟踪才能保证无扰和安全。以机组处于升速过程还是带负荷工况为界，确定跟踪的对象。在机组升速过程中，如果需要跟踪，要求跟踪实际转速，在带负荷过程中分为三种情况。在不投入IP 闭环和MW 闭环时，要求跟踪GV 输出，这是因为无法确定机组实际蒸汽负荷。在投入IP 闭环时，跟踪实测

4、IP ，投入MW 闭环时，跟踪实际MW ，在IP 、MW 闭环均投入时，跟踪实际MW 。值得注意的是，本回路同时用作带初始负荷。 3. 脉冲值形成回路：本回路用来DEH 系统与MCS 的接口和同期装置的接口。来自MCS 协调的负荷指令以脉冲的形式加入DEH 系统，由DEH 内定的改变率来修正目标值，同时在负荷变化率回路加入升负荷率，以此来改变机组的负荷。同期回路的工作原理与协调回路相似。 4梯度回路：本回路的主要功能是形成各种控制方式下的升速率和升负荷率。在操作员自动的方式下，如果操作员键入的梯度越限（升速率0800rpm/min及升负荷率0.5400MW/min）, 则拒绝使用，保持原有的梯

5、度。在自同期时，使用最大同期梯度；ATC 方式时由RSM 计算得到的梯度改变设定点（上限为800）；在协调方式时由目标值和实际设定点的偏差作为梯度。这是由于在协调方式时，设定点的变化与目标值有直接的关系，目标值变化本身是一种具有一定速率的变化。值得注意的是，各种方式下生成的速率都要经过小选器的选择。第一个小选器的作用是防止过调；第二个小选器的作用是防止越高限；第三个小选器的作用是防止越低限。也就是说在实际设定点和目标值，设定点高限，设定点低限非常接近的时候，可能需要的变化量已小于当时的梯度设定，因此由偏差代替设定梯度。 5设定点形成回路：本回路通过目标值和梯度形成实际设定点，同时加入RB 的设

6、定点。由目标值和实际设定点的偏差来决定增、减设定点，形成的实际设定点用于机组主汽门，高压调门，中调门的控制设定点。本回路中直接加入了RB 工况的预置目标值。也就是说在发生RB 的情况下，不再考虑机组的升负荷率和应力变化。DEH 中共有四种RB工况，其中RB 1RB3由MCS 系统触发；TPL RB由DEH 系统触发。RB 1的目标值为20%，梯度为200%；RB 2的目标值为20%，梯度为100%；RB 3的目标值为10%，梯度为50%；TPL TB的目标值为20%，梯度为100%。 总之，设定点形成回路主要由以上几个子回路共同组成，包括了各种工况及控制方式下设定点的切换和形成步骤。二、高压主

7、汽门的控制：我公司高压主汽门为控制型阀门，其控制作用在2900RPM 之前起作用，一旦TV/GV切换完成，高压主汽门全开，不再参与控制。控制回路简图如下：12从图6可以看出，高压主汽门的控制较为简单，在旁路ON 方式启动时，高压主汽门在0-2900rpm 期间控制汽机转速；在旁路OFF 方式启动时，高压主汽门参与600-2900rpm 期间的转速控制。当TV-GV 切换完成后，既达全开状态。值得留意的地方是在做TV 活动试验时，全并单侧TV ，试验结束后，重新开到100%，也就是说在试验过程中仅仅屏蔽了其正常的阀位指令。在机组跳闸时，将主控输出置0，也就是说同时关闭TV 1和TV 2。三、中压

8、调节阀控制回路：我公司中压调节阀的控制功能只适用于旁路ON 方式启动，旁路OFF 方式启动时，中压调门一直处于全开状态。在旁路ON 方式启动12 过程中，中压调门的PI 控制器完成0-600rpm 的控制，600rpm 系统自动完成IV/TV切换，在600-2900rpm 期间，中压调门接受主汽压修正后的高压主汽门指令，并经过热再压力修正形成阀门指令；在2900-3000rpm 期间，中压调门指令保持。当机组并网后，中压调门接受高调门主控指令经函数处理后的信号，在机组指令达22%时，中压调门的控制功能就基本结束了。 12四、高压调门控制回路：高压调门的控制较为复杂，因为高压调门不仅参与转速控制

9、，同时参与负荷控制，而且为了机组效率等原因，设置了单阀和顺序阀两种方式，另外为了保证机组控制的安全性和精确性，设置了两个闭环：MW LOOP和IP LOOP。这样其控制过程中的切换就显得很重要。下面将其整个回路分割开来加以分析。1、速度校正回路：本回路用于产生速率校正信号，也就是我们平时所说一次调频。由图8可以看出频率校正的作用不仅决定于投退指令，同时和负荷指令的大小有着直接的关系。虽然在机组并网后即可投入频率死区，但实际上在负荷指令30%时，频率死区时不起作用的。 122、GV 阀主控指令形成回路：从图9可以看出，本回路的功能是形成GV 阀的公共指令，大致分为三个部分：（1）TV/GV切换之

10、前，（2）2900-并网前，（3）并网后。TV/GV切换之前，高压调门处于全开位置，为TV 控制提供蒸汽通道。2900-并网前，由速度控制的PI 控制器完成转速控制。并网后的控制分为负荷开环控制、MW 闭环控制和IP 闭环控制，为了保证几种控制回路切换中的无扰，系统的实现方式是在切换中设定点跟踪实际功率或初压，调节器的输出暂时保持。在阀位高限的回路中加入了汽机跳闸的逻辑，如果汽机跳闸，阀位上限将自动置零，也就是说在发生跳闸时要求设定点回零。125、各阀的控制回路（以单个 GV 为例） 从图 10 可以看出，GV 主控的输出分为两种情况，一种包括手动 信号，一种不包括手动信号。这是为了 GV 阀在单阀/多阀控制切换时 应用，因为 GV 在单阀控制方式是允许手动给出 GV 指令，而在顺序阀 时只接收 DEH 在自动时的指令。 本回路主要用于形成各高压调门的阀位指令。除了正常控制外， 还包括试验逻辑，当然还包括保护功能。图中两个乘法器的作用是保 1