DEH控制系统培训教材

1、DEH控制系统培训教材目 录 第一章 控制系统原理 第二章 控制系统配置 第三章 DEH控制系统主要功能 第四章 故障检测与维修 第一章 控制系统原理600MW汽轮机的高、中压进汽部分共配有4个高压调节阀(CV阀),2个中压调节阀(ICV)，2个高压主汽阀(MSV阀)及2个中压主汽阀(RSV)。上述10个进汽阀除6个调节阀为连续控制外，为满足阀门预暖的需要，1个高压主汽阀（一般为右侧）也采用伺服阀作为电液接口设备实现连续控制。其余的1个高压主汽阀及2个中压主汽阀均采用电磁阀控制方式与DEH接口实现两位控制。液压动力油以磷酸脂抗燃油为工质，工质油压14MPa,由集装式抗燃油箱供油。DEH控制系统

2、的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。DEH控制系统原理见图1。机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令，采集汽轮机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。机组默认的启动方式为中压缸启动方式，但是,也可根据实际情况选择高压缸启动。机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH通过转速控制回路来控制机组升转速，直到实际转速和目标转速相等为止。在外同期方式时，实际转速根据自动同期装置来的“同期增”、“同期减”信号增减转速，直到并网为止

3、。 机组并网以后，可通过投入功率控制回路或主汽压力控制回路进行升负荷，当升负荷过程当中，中压缸启动时，实际负荷增加到120MW，高压缸启动时，负荷指令增加到60MW后，可以通过投入CCS方式来控制负荷增、减，也可以通过手动设定阀位指令来进行增、减负荷。从原理图中可以看出，DEH具有阀门活动试验功能。机组跳闸时，置阀门开度给定信号为-2%，关闭所有阀门。DEH控制系统设有阀位限制、汽机保护、一次调频等多种功能。DEH控制系统设有CCS协调控制、ATC自启动、自动控制、手动控制等运行方式。DEH进入ATC控制方式时，根据热应力计算结果，自动设定目标，选择合适的升速率或负荷率对机组进行全自动控制。图

4、1 DEH控制系统原理图第二章 控制系统配置一 DEH控制系统硬件配置主要由以下几部分组成：a) 机柜；b) 电源分配系统；c) I/O模板；d) 操作员站OIS；e) 工程师站EWS二 DEH系统站的功能分配600MW的DEH系统一般包括两个站，即：基本控制站(BTC)和自启动控制站(ATC)。根据个别电厂的需要，有的还配有ETS控制站。1 BTC控制器完成以下功能：a） 超速保护OPC、跳机电磁阀的控制、加速度限制、功率负荷不平衡等功能；b） 对伺服卡的控制；c） 转速、功率、并网等信号的处理；d ） 汽轮机的基本控制逻辑，包括升速、升负荷控制逻辑。2 ATC控制器完成以下功能：a） 各种

5、试验功能； b） ATC控制功能。第三章 控制系统主要功能1 DEH控制功能1.1 挂闸汽机挂闸以前，满足“所有阀关”、“汽机已跳闸”条件，此时，由DEH输出挂闸指令，使复位阀组件1YV电磁阀带电，推动危急遮断装置的活塞，带动连杆使转块转动，DEH在20s钟检测到行程开关ZS1的常开触点由断开到闭合，ZS2的触点由闭合到断开，此时，DEH输出信号使1YV断电，ZS1的触点又由闭合到断开，则低压部分挂闸完成。DEH发出挂闸指令同时使高压遮断电磁阀带电，高压安全油建立，压力开关PS2、PS3、PS4的常开触点闭合，高压部分挂闸完成。1.2 启动前的控制自动判断热状态 汽轮机的启动过程，对汽机、转子

6、是一个加热过程。为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应采用不同的启动曲线。HP启动时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸壁温T的高低划分机组热状态。T<320 冷态320T<420 温态420T<445 热态445T 极热态IP启动时，自动根据中压内缸壁温T的高低划分机组热状态。T<305 冷态305T<420 温态420T<490 热态490T 极热态 高压调节阀阀壳预暖 汽轮机冲转前，可以选择对高压调节阀阀壳预暖。当高压调节阀阀壳预暖功能投入时，右侧高压主汽阀微开，可同时对4个高压调节阀阀壳进行预暖。 选择启动方式汽轮机启动方式有二种：中压缸启动、高

7、中压缸联合启动。DEH默认的启动方式为中压缸启动，也可通过操作员站选择高压缸启动方式。1.3 转速控制在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环调节系统。转速控制器计算产生阀门的流量指令，该指令通过阀门流量曲线分配以产生每一CV及ICV的开度指令。高压缸启动时，中压调门一开始就接近全开，依靠高调门进行转速调节。中压缸启动时，若选择暖机运行方式，机组转速在400转以下时，CV阀微开，进行高压缸暖机；当转速大于400转时，CV阀开度不变，ICV阀打开；若不选择暖机运行方式，则高调门不开启，仅开启中压调门。通过中压调门将转速控制到3000r/min。 目标转速运行人员可通过操作员站CRT上的按钮设置目标

8、转速。在自启动方式时，目标转速由自启动逻辑产生。1.3.2 升速率冷态启动时速率为100r/min/min，温态启动时速率为150r/min/min，热态、极热态启动时速率为300r/min/min。当然，操作员可通过CRT上的按钮修改升速率。 临界转速轴系临界转速当前设定值为（可根据实际情况进行修改）：第一阶：910r/min1113 r/min第二阶：1541r/min1946 r/min过临界时转速不能保持，升速率可以提高。 摩擦检查 当实际转速达到200r/min时可以进行摩擦检查。日立系统是通过操作CRT上的“ALL VALVE CLOSE”按钮关闭所有进汽阀门（不包括中压主汽门）来

9、实现的；其他电气系统是通过操作CRT上的“摩擦检查（FRIC CHK）”按钮关闭相应的调门来实现的。汽机转速逐渐下降，进行摩擦检查，完后再设定相应的升速率及目标转速，机组重新升速。 并网机组并网前，当DEH接收到同期装置发来的自同期投入信号时，DEH调整实际转速以满足并网条件。1.4 负荷控制油开关合闸以后，机组自动加初负荷直到实际负荷升到5%为止。通过负荷控制方式进行升负荷，当升负荷结束后，可以通过投入CCS方式来控制负荷增、减，也可以通过手动设定阀位指令来进行增、减负荷。1.5 一次调频汽轮发电机组在并网运行时，为保证供电品质对电网频率的要求，通常应自动投入一次调频功能。当实际转速和额定转

10、速有差时，一次调频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而变化。例如，如果转速不等率为4.5%，额定转速为Nr，实际转速为Na，则下列关系成立（这里，蒸汽参数稳定且处于额定状态）： DL（Nr-Na）/Nr×1/0.045也就是说，当实际转速上升4.5%时，负荷减少100%以保持系统频率的稳定。1.6 加速度限制日立系统和OVATION系统的软件中都具有加速度限制功能。当汽轮机转速大于3060 r/min、加速度大于49r/min/s时，加速度限制回路动作，快速关闭中压调节阀，抑制汽轮机的转速飞升。1.7 功率负荷不平衡（PLU）当甩负荷情况发生时，这个回路用来避免汽轮机超速。日立和I

11、NFI-90系统是通过硬件来实现的，而OVATION系统是通过软件来实现的。当汽轮机功率（用再热器压力表征）与汽轮机负荷（用发电机电流表征）不平衡时， 会导致汽轮机超速。PLU回路检测到这一情况时，迅速关闭高、中压调节阀（CV与ICV），抑制汽轮机的超速。1.8 110（或112）超速保护 当汽轮机转速超过设定值（110或112%额定转速）时，超速保护动作，跳闸继电器动作，使汽轮机跳闸。1.9 锅炉汽机协调控制此时汽机负荷目标值受锅炉控制系统控制，CCS给定信号与目标及总阀位给定的对应关系为：420mA对应0100%，CCS给定信号代表总的阀位给定。1.10 在线试验1.10.1 喷油试验为确

12、保危急遮断器飞环在机组一旦出现超速时，能迅速飞出，遮断汽轮机，需经常对飞锤进行活动试验。此活动试验时将油喷到飞环中增大离心力，使之飞出。但飞环因喷油试验飞出不应打闸。为提高可靠性，增加了试验用隔离电磁阀。做喷油试验时，4YV带电，检测到隔离电磁阀在隔离位后，2YV带电，油喷进危急遮断器中，飞环击出，ZS2发讯，然后使2YV失电，过一段时间后，1YV自动挂闸，挂上闸后，再使隔离电磁阀失电，最后，危急遮断器恢复到正常位置。1.10.2 机械超速试验在汽轮机首次安装或大修后，必须验证机械超速保护动作的准确性。进行超速保护试验时， DEH设置目标转速、升速率，转速缓慢上升到飞环动作转速，遮断汽机。飞环

13、动作转速在110%111%之间，满足要求。1.10.3 高压遮断电磁阀试验在高压遮断集成块上有2个（或4个）高压遮断电磁阀及各自的试验位置开关，高压遮断电磁阀应分别做试验，确保做试验时始终有个（或3个）遮断电磁阀常带电。1.10.4 阀门活动试验为确保阀门活动灵活，需定期对阀门进行活动试验，以防止卡涩。a) MSV阀活动试验：右侧开始试验时，MSVR以一定的速度从全开位到全关位，当MSVR关到10%时，MSVR快关阀带电，全关到零位，然后，MSVR快关阀失电，MSVR以一定的速度从全关位到全开位；左侧开始试验时，MSVL试验电磁阀带电，MSVL从全开位到全关位，当MSVL关到10%时，MSVL

14、快关阀带电，全关到零位，然后，MSVL试验电磁阀及快关阀失电，MSVL从全关位到全开位。注：MSVR及MSVL不能同时试验。b) CV阀活动试验：CV1试验时，CV1以一定的速度从全开位到全关位，当关到10%时，快关阀带电，全关到零位，然后，CV1快关阀失电，CV1以一定的速度从全关位到全开位。CV2、CV3、CV4活动试验同CV1。注：当有一个CV阀试验时，其它CV阀不能同时试验。c) ICV及RSV活动试验：左侧试验时，ICVL以一定的速度从全开位到全关位，当关到10%时，快关阀带电，全关到零位，接着，RSVL试验电磁阀带电，RSVL从全开位到全关位，当RSVL关到10%时，RSVL快关阀

15、带电，全关到零位，然后，RSVL试验电磁阀及快关阀失电，RSVL从全关位到全开位，接着，ICVL快关阀失电，ICVL以一定的速度从全关位到全开位。右侧活动试验同左侧。注：当左侧试验时，右侧不能同时试验。1.11 自动启动系统功能对自启动系统来说，高压、中压转子的热应力计算是非常重要的。对高压转子来说，计算高压第一级后应力，对中压转子来说，计算再热蒸汽入口处的应力，在这两处，应力最大。高压转子应力计算如下，首先，根据主蒸汽流量、主蒸汽温度及修正蒸汽流量（根据无负荷时的汽轮机转速计算得出）计算出第一级后的蒸汽温度。转子表面的传热系数从蒸汽流量函数得到。根据第一级后蒸汽温度及传热系数，计算得到转子的

16、温度场（温度分布）。然后，根据转子表面温度、转子平均温度、转子中心孔温度计算得到转子表面应力及转子中心孔应力。中压转子应力计算方法与高压转子相同。只不过蒸汽温度是通过直接测量得到的。由于热应力有滞后效应，因此根据蒸汽温度或压力的变化得到其预期值，使用预期值进行控制。当高压和中压转子应力被选作控制参数时，以应力水平不超限来选择合适的升速率或负荷率。第四章 故障诊断及分析 DEH在运行过程中，DEH系统进行定时在线自诊断，对发生故障的环节进行报警显示和打印故障内容，以指导热控人员进行有针对性的在线或离线维修,以使DEH系统尽快恢复正常。 DEH系统要想长期、稳定地运行,必须定期地进行维护和检修。

17、特别提示: 用户应在认真阅读和掌握DEH控制系统的说明书和用户手册后,才能安装、操作、维修该套设备,否则将造成人身伤害和设备损坏。1 在线自诊断 DEH在运行过程中,对DEH重要硬件设备,重要的输入/输出信号进行自我检测和诊断,如发现故障则进行报警显示。1.1 转速通道诊断及处理 当三路转速通道中任一路转速信号丢失,或转速信号快速变化，则该转速通道故障。 当三路转速通道中任一路,与中间值之差大于10r/min,该转速通道故障。 当三块测速模板中任一块在板微处理器故障,则该转速板故障。 单通道故障时,OIS只显示故障通道号。 当有两个通道故障或当转速设定值与转速之差大于500r/min时,产生“

18、EHG主要故障”信号,该信号将产生汽机跳闸信号。1.2 系统监视 打开OIS站进入“系统监视画面” ，该画面可对DEH整个系统（包括网络、模板等）进行监视和报警。 控制器自诊断 任一站的主控制器故障，则系统将自动切至备用主控制器，同时将在“系统监视画面”中产生报警信息。 网络自诊断 DEH网络包括以太网、MODBUS总线及各系统专用网，当不同的网络故障出现时会出现不同的报警信息。 模板自诊断 模板自诊断的方法、显示及处理详见各电气系统的硬件手册，相关的报警信息将再OIS站上显示出来。2 故障分析及维护 DEH装置在进行控制时,系统内部同时进行在线诊断，对发生故障的单元将进行报警、指示。根据操作员站站及模板前面板上的报警内容可进行有针对性的在线或离线维修,以使DEH尽快恢复正常。 DEH装置内的所在模板都提供了现场诊断、维修方框图，如模板发生故障请遵守用户手册的指导。 以下提供一些现场信号的故障原因分析及处理方法:2.1 转速通道故障:短暂的单通道故障将不会影响系统的正常运行,但若是长时间故障或转速系统故障,则应由热工进行维修处理，首先用示波器检查故障通道转速是否正常若不正常则应检查测速发讯头接线是否正确,安装是否符合要求。若转速信号正常而出现转速通道故障,则有可能是测速板本身有故障。