芜湖新兴铸管技术方案汽轮机

1、 DEH 项目技术协议 第 1 页芜湖新兴铸管汽轮机（青汽）芜湖新兴铸管汽轮机（青汽）芜湖新兴铸管汽轮机（青汽）芜湖新兴铸管汽轮机（青汽）HOLLiAS 分布式控制系分布式控制系统统DEH-T800F+自容式技技术协议术协议 青青岛岛捷捷能能汽汽轮轮机机集集团团股股份份有有限限公公司司杭杭州州和和利利时时自自动动化化有有限限公公司司2 20 01 13 3 年年 5 5 月月 DEH 项目技术协议 第 2 页目录目录1、总则、总则.42、 控制对策及方案控制对策及方案 .521 电子部分.52.1.1 MACS 系统简介.52.1.2 DEH 主要功能：.722、液压部分.10液压执行机构.1

2、02.2.1 自容式油动机系统.102.2.1.1 油源站.102.2.1.2 执行油缸 .112.2.2 自容式油动机特点.123、可靠性设计、可靠性设计 .144、主要技术指标、主要技术指标.155、供方的工作、供方的工作/供货范围供货范围.165.1 范围.165.2 项目管理.165.3 质保期：.166.1 技术文件和图纸交付进度 .186.2 设计过程中，根据需要，可召开各方代表参加的设计联络会，讨论和协调工程设计过程中出现的问题。.187、质量保证和测试验收、质量保证和测试验收.197.1 质量保证.197.2 测试验收.198、包装发货：、包装发货： .20附件附件 1：供货范

3、围：供货范围： .21附件附件 2 测点清单测点清单 (供参考供参考).23 DEH 项目技术协议 第 3 页1、 、总则总则本协议是针对 N 机组 DEH 控制系统工程项目（汽轮机型式： N 型机组） ，它包括DEH 的电器硬件、软件、液压系统等方面的技术要求。本协议书为订货合同的附件，与合同正文具有同等的法律效力。本协议书中 DEH 系统电子控制装置的设计、制造、检验和测试符合下列组织公布的现行标准和规范：序序号号标准名称标准名称标准号标准号1HOLLiAS 分布式控制系统标准 2007Q/HLS01-20072汽轮机转速控制系统验收试验IEC 61064-19913火力发电厂汽轮机电液控

4、制技术条件DL/T 996-2006 DEH 项目技术协议 第 4 页2、 、 控制控制对对策及方案策及方案随着自动化程度要求的提高，可实现对汽机转速更优质的控制，以便实现经济、可靠的运行。汽轮机的可控性是解决这种协调控制的前提条件之一。探讨一种简捷、经济实用、可靠、维护性好的控制方案,是对汽轮机进行调节系统改造首要任务。DEH 控制系统由三大部分组成，电子控制柜、系统软件和液压执行机构。电子控制柜一般采用 DCS 的现场控制站；系统软件包括操作软件和应用软件两种，操作软件影响到人机界面，控制功能由应用软件实现。21 电子部分2.1.1MACS 系统简介MACS 系统是由和利时公司开发的新一代

5、控制系统，具有以下特点：采用分“域”概念，域内作为一个完整的控制系统，域间数据共享。采用国际上最流行的现场总线 ProfiBus-DP 来连接主控单元和 I/O 模件，即满足高速传输，又有简单实用，经济性强的特点。采用开放的平台，基于 Windows xp 操作系统，Client/server 结构，采用冗余的系统服务器来存储系统所有的实时数据、历史数据、操作记录等图形化的人机接口技术；支持动画技术，图形缩放技术，多级窗口技术；丰富的历史记录分析和处理。灵活的组态技术。组态软件为全中文界面；功能强大，可实现各种先进控制算法；可实现复杂、美观的图形界面；数据库结构灵活，修改方便，可轻松地导入、导

6、出数据。导轨式安装技术，I/O 硬件的模块化设计，支持在线热插拔，便于管理和维护。系统服务器、主控单元和系统网络皆采用冗余配置，增强了系统运行的可靠性。MACS 系统主要由工程师站、操作员站、通讯站、服务器、I/O 现场控制站组成，本工程每台机组各采用了 1 台工程师站，1 台操作员站现场 I/O 控制站 1 套。MACS 系统工程师站的主要功能如下：组态：完成数据库、图形、控制算法、报表的组态。参数配置：简化历史库、事故追忆、变量组定义等。设备组态：实现应用系统的操作员站、服务器、现场控制站及过程 I/O 模块的配置等。 DEH 项目技术协议 第 5 页数据下装：将组态后的数据下装到服务器、

7、现场控制站、操作员站，在线运行时，还可通过数据下装的形式修改数据库和控制算法。MACS 系统操作员站是最重要的人机交互界面，支持专用工业键盘、轨迹球或触摸屏等外部设备。主要完成以下功能：图形显示和会话：该软件可通过各种途径切换到各个画面，在一幅流程图上可显示立体图形和动态对象，并实现会话操作。可滚动显示大幅面的流程图等。控制调节：该软件可进入各回路调节窗口，修改设定值、切换控制方式和整定回路参数等。成组趋势显示：该软件包括模拟量成组趋势显示和开关量成组趋势显示两种，允许操作员在线定义任意点的趋势显示。一幅趋势画面可显示多条曲线，曲线可纵向放大、平移。曲线上的每一点的值可列出。工艺报警显示：该软

8、件以跟踪方式显示报警列表信息，报警可按四种级别，不同的级别以不同的颜色显示，报警信息可以分别按点名、工艺系统名、报警级和时间段查询。系统按报警属性进行分类显示，如工艺报警信息显示、超量程报警信息显示、多重测量超差显示、变化率超差显示、开关量摆动信息显示、禁止/强制点一览显示等。日志显示：该软件按时间顺序跟踪显示工艺设备的报警信息、系统设备故障信息和操作记录信息，并可按全日志、SOE 日志、简化日志、试验系统日志、设备故障日志和操作记录日志进行分类查询，对每种类型还可按点名、工艺系统名、报警级和时间段等进行历史查询。参数列表：可以按工艺系统、系统定义成组和自定义组等进行模拟量和开关量的参数列表。

9、I/O 现场控制站是 MACS 系统实现数据采集和过程控制的中心，主要完成数据采集、工程单位变换、控制和联锁算法、控制输出、通过系统网络将网络数据和诊断结果传送到服务器等功能。系统服务器主要负责对域内系统数据的集中管理和监视，包括报警、日志、SOE、 事故追忆等事件的捕捉和记录管理，并为域内其它各站的数据请求（包括实时数据、事件信息和历史记录）提供服务和为其它域的数据请求提供服务。 DEH 项目技术协议 第 6 页运行系统以系统服务器为中心，完成所有功能。系统服务器还提供二次数据处理和历史数据管理和存档管理。MACS 系统的网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次，监控网络由 10

10、M/100M 高速以太网构成，实现工程师站、操作员站与服务器的互联；系统网络由 10M/100M 高速以太网构成，实现现场控制站与系统服务器的互联；控制网络由ProfiBus-DP 构成，实现现场控制站与过程 I/O 单元的通讯，完成实时输入、输出数据的传送任务。 为保证系统运行的可靠和留有扩展的余地，机柜内每种类型的 I/O 模件都应留有10%的备用，每个机柜内应有 10%的模件插槽备用量，处理器的 CPU 负荷率不大于60%，处理器的内部存贮器应有 50%的余量，外部存贮器占用容量不大于 40%。DEH 系统与 DCS 系统之间的重要控制信息的交换将通过各自的 I/O 模件以硬接线方式实现

11、。2.1.2 DEH 主要功能：由上述控制回路分别或联合实现汽机的程控启动、自动调节、参数限制、保护、监视及试验等功能。自动调节控制功能：自动调节控制功能：升速司机设置目标转速后，机组可自动沿当前热状态对应的经验曲线控制调节阀，完成升速暖机过临界直到 3000r/min 定速控制。在升速过程中，司机也可通过修改目标转速，升速率、转速保持时间等手段来控制机组的升速过程。 自动同期汽机定速后，DEH可接受自动同期装置指令，自动将机组控制到同步转速。 并网带初负荷发电机并网后，DEH自动增加给定值，使发电机自动带上初负荷避免出现逆功率。 升负荷机组并网后，司机可根据需要采用阀控方式，功控方式，压控方

12、式，背压方式或CCS方式控制机组，与锅炉控制系统配合完成定滑定升负荷过程。 阀控方式 DEH 项目技术协议 第 7 页司机通过设置目标阀位直接控制调门开度，DEH 维持阀位不变。这时，机组负荷与蒸汽压力自动平衡。 功控方式司机通过设置目标功率来控制机组负荷，DEH 以汽机实发功率作为反馈信号进行功率闭环控制，维持机组负荷不变。若采用发电机有功功率信号作为功率信号，需要对该信号进行一定逻辑处理。此外需要提醒注意的是，如果锅炉汽压未投自动调压回路，最好不要采用功控方式运行。 压控方式司机通过设置目标压力来控制机前压力，DEH控制调门开度来维持主汽压力不变。 CCS方式（可选）在CCS方式下，DEH

13、接受CCS主控器来的阀位给定信号，直接控制调门开度。DEH与CCS主控器配合可完成机跟炉，炉跟机以及机炉协调的各种控制功能。 一次调频DEH具有一次调频功能。功控、阀控均具有一次调频功能。 补汽控制补汽阀也是自动控制的，用来进行补汽。限制控制功能：限制控制功能： 负荷及阀位限制限制值由人工给定，DEH可自动将负荷限制在高低限以内，以及将阀位限制在给定值以下。 主汽压力低限制当主汽压力低于限制值时，DEH自动减小阀位开度以限制负荷，使主汽压力回升。 快卸负荷（可选）DEH具有快、中、慢三挡快卸负荷，可对应不同的辅机故障。当CCS给出快卸负荷信号时，DEH按对应的速率将负荷减到对应值。 OPC控制

14、机组甩负荷时，DEH接受油开关跳闸和103n。超速信号，快关调节汽门，以减少转换超调量，延迟一段时间或转速103%no后再自动开启，并维持机组转速为 DEH 项目技术协议 第 8 页3000r/min。试验控制功能：试验控制功能： 假并网试验DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。 超速试验司机可通过CRT画面操作，提升转速使超速保护动作分别检查撞击子及电气超速保护的动作转速。在做机械超速试验时，DEH电气超速保护的动作值自动由3300r/min改为3390r/min，作为后备超速保护使用。在DEH系统控制下可分别进行超速限制和保护试验(103%及110%)，机械

15、超速保护试验。并记录最高转速。103%动作时DEH系统关闭所有调门，110%动作时DEH系统关闭所有主汽门和调门。 阀门严密性试验司机可通过CRT画面操作，可对调门、主汽门进行严密性试验，并可自动记录惰走时间。 摩擦检查试验（可选）DEH系统可根据需要进入磨擦检查状态。在此状态下，DEH系统自动进行冲转，当转速到500r/min时，停35分钟后，关闭调门，使汽机惰走。由电厂运行人员进行磨擦检查。磨擦检查状态可随时中断，直接进行升速。 离线仿真实验根据机组的运行特征，模拟汽轮机的转速、功率，使电液控制系统形成闭环控制系统，检验整个控制系统的完整性，也可用来对操作人员进行操作培训。保护控制功能：保

16、护控制功能： 紧急手动机组在并网运行工况下，DEH通讯出现故障时，自动控制将自动或手动转为紧急手动状态，司机可按硬操盘的调门增减按钮，直接通过伺服板控制调门开度。在升速工况出故障时，自动停机，不能投紧急手动。 系统状态监视通过系统网络数据通讯，如果DCS是和利时产品则DEH可共享DCS数据，方便地 DEH 项目技术协议 第 9 页实现监视启动或运行过程中主要参数的实时变化。并可利用DCS系统配置的历史库记录历史数据。 超速保护机组解列，转速超速到110%no时，DEH发出信号，遮断系统动作，快速关闭主汽门和调节汽门。原有机械超超保护、原有TSI电气超速保护、DEH软件组态超速保护、DEH测速板

17、硬件超速保护。提高自动化水平功能：提高自动化水平功能：自动完成抄报表司机可设定定时或事件日、时报表，完成自动记录。历史数据记录及SOE记录22、液压部分液压执行机构液压执行机构采用和利时自主研发的自容式油动机控制系统，用于控制机组高调门的连续调节。自容式油动机控制系统采用独立油源，使机组的调速油系统和保安油系统、润滑油系统分开，最大程度保证了调速系统的清洁。2.2.1 自容式油自容式油动动机系机系统统自容式油动机系统，包括两大部分；执行油缸、油源站。油质采用 68#抗磨液压油。2.2.1.1 油源站油源站油源站为整套自容式油动机系统的正常工作提供合格的液压油。 DEH 项目技术协议 第 10

18、页图 2 油源站油源站采用双泵双电机驱动（一用一备，可在线切换） ，主要由三相交流电机、齿轮泵、溢流阀、高压过滤器、单向阀、蓄能器组件、回油过滤器、水冷却器、压力变送器、压力表、空气滤清器及其它附件等组成。当汽机启动时需要较大流量，或由于某种原因系统压力偏低时，通过电气的联锁，油源站能自动启动备用泵组，以满足系统需要。油源站的结构保证了在一路发生故障时，可进行在线泵组切换修理。为与高压抗磨油理化性能相适应，本装置所有密封件均采用氟橡胶，蓄能器皮囊采用丁基橡胶，油漆采用专用的聚脂漆。所有非金属外壳的外购元件，都加制金属外壳防护，所有外露的电线、电缆均穿金属套管，以保证不受高压抗磨油的损害。泵站主

19、要参数： 系统压力：6-14 MPa； 试验压力：16 MPa；系统流量：4-8L/min ； 电机功率：1.5-3kW；电机转速：1430r/min； 过滤精度：5；工作介质：HM68抗磨液压油； 介质清洁度等级：NAS8级；2.2.1.2 执执行油缸行油缸执行油缸由油缸、位移传感器、电液转换器、OPC电磁阀及控制块组成。 DEH 项目技术协议 第 11 页图 3 执行油缸执行油缸有两个功能：一是连续控制阀门的开度，二是阀门系统的快速关闭，即阀门的快关功能。阀门的开度控制是一个典型的闭环位置控制系统。阀门的开度控制阀门的开度控制压力油一直作用在油缸的有杆腔阀，伺服阀控制无杆腔油压来完成连续控

20、制过程。当需要活塞杆向上移动时，阀位指令通过伺服放大器传达到伺服阀，使高压油进入油缸下腔，使活塞上升，位移传感器（LVDT）将活塞的移动反馈到伺服放大器的输入端，直到与阀位指令相平衡时，活塞停止运动。此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号液压力机械位移的转换过程。当需要活塞杆向下移动时，油缸下腔压力油通过伺服阀排油，压力降低，在有杆腔油压作用下，活塞下降，直到位移反馈信号与指令信号相等后停止移动。这样随着阀位指令信号的变化，油动机不断地调节蒸汽阀门的开度。快速关闭阀门快速关闭阀门快关功能由OPC电磁阀和卸荷阀完成。正常工作时，卸荷阀将无杆腔压力油和系统压力油隔断（或者和回油隔断，由调

21、门关闭方向决定） ，无杆腔油压由伺服阀控制。 DEH 项目技术协议 第 12 页在紧急停机时，OPC电磁阀动作，卸载阀阀芯打开使系统压力油直接作用在油缸无杆腔（或者无杆腔压力油直接卸回油箱） ，从而快速关闭调门。2.2.2 自容式油自容式油动动机特点机特点自容式油动机具有结构紧凑、布局合理、集成度高、易维护等特点，具有油温远程传递给DCS或者是DEH系统、超压保护、油泵电机组冗余配置（运行时一用一备） 、在线更换齿轮泵、在线更换高压滤油器滤芯等功能；油源站具备常规的显示仪表，也可根据用户要求选用压力、流量、温度、液位等传感器，输出模拟量或数字量控制信号，实现高精度的控制。独立油源站使调节用油和

22、机组保安油、润滑油分开，这样避免了润滑油对调节用油的污染，便于调节用油保持清洁度和封闭，防止调节部套的卡涩；其次，高压使执行油缸具有很快的动态响应时间和很大的输出力，同时使油缸结构紧凑；最后，抗磨液压油具有无毒性、易降解，符合环保要求。自容式油动机系统为高压系统，继承了高压抗燃油系统提升力大、定位精度高、动态响应快和模块化、标准化、系列化设计等优点，摒弃了其环保性差、系统复杂、能耗高等缺点，相当于对高压抗燃油系统进行了环保改造、性能优化和系统简化，成为一种能适应大、中、小各型机组电调改造和新机配套的、新型的、模块化、标准化和系列化的DEH执行系统。 DEH 项目技术协议 第 13 页图4 管路

23、连接示意图 DEH 项目技术协议 第 14 页3、可靠性、可靠性设计设计 整个控制系统以电调控制为主、硬手操控制为备用。 CPU为冗余设计，互为热备用。 测速板采用三选二冗余 LVDT采用双冗余低选。 系统冗余设计和抗干扰能力由MACS系统保证。 系统设计符合国际电工委员会（IEC）规定的安全设计原则，对可能发生的操作有防范措施，失去动力源时能安全停机。 采用了严格的跟踪措施，使各种方式之间切换无扰。 DEH 项目技术协议 第 15 页4、主要技、主要技术术指指标标 转速控制范围：盘车转速3600r/min 转速控制精度：+1r/M 转速不等率：3%6%范围内在线可调 负荷控制范围：0120%

24、 负荷控制精度：+0.2%额定值 主汽压力控制精度：+0.1MPa 升速率控制精度：+0.1% 控制系统不灵敏度：0.06% 甩负荷时转速超调量：7%，维持3000r/min 平均连续运行时间DEH装置MTBF：25000小时 系统可用率：99.9% 甩全负荷最大飞升转速50%和利时2*1.0 屏蔽电缆8安全油压建立 2现场安全油压50%和利时2*1.0 屏蔽电缆9主汽门全关现场全关主机厂2*1.0 屏蔽电缆10安全油压建立 3现场安全油压50%和利时2*1.0 屏蔽电缆11电气请求控机电气(可选)请求控机用户2*1.0 屏蔽电缆12电气加负荷电气(可选)加负荷用户2*1.0 屏蔽电缆 DEH

25、 项目技术协议 第 24 页13电气减负荷电气(可选)减负荷用户2*1.0 屏蔽电缆14DCS 请求控机DCS(可选)请求控机用户2*1.0 屏蔽电缆15DCS 加负荷DCS(可选)加负荷用户2*1.0 屏蔽电缆16DCS 减负荷DCS(可选)减负荷用户2*1.0 屏蔽电缆17ETS 打闸ETS 系统打闸用户2*1.0 屏蔽电缆18大网油开关合闸电气油开关闭合用户2*1.0 屏蔽电缆19大网油开关断开电气油开关断开用户2*1.0 屏蔽电缆20EH 油泵 1#电源监视EH 油站电源消失和利时2*1.0 屏蔽电缆21EH 油泵 1#电源监视EH 油站电源消失和利时2*1.0 屏蔽电缆22EH 油泵

26、 1#电机运行EH 油站电机运行和利时2*1.0 屏蔽电缆23EH 油泵 2#电机运行EH 油站电机运行和利时2*1.0 屏蔽电缆24EH 油泵 1#远程控制投入EH 油站1#油泵远程控制投入和利时2*1.0 屏蔽电缆25EH 油泵 2#远程控制投入EH 油站2#油泵远程控制投入和利时2*1.0 屏蔽电缆接点开出：接点开出：序号名称信号去向接点闭合说明电缆1关 CV&ICV快关电磁阀去关调节阀2*1.0 屏蔽电缆2打闸开出ETS 打闸回路使汽机打闸2*1.0 屏蔽电缆3挂闸开出挂闸电磁阀(可选)使机组挂闸2*1.0 屏蔽电缆4可以并网电气(可选)可以并网2*1.0 屏蔽电缆5允许电气加

27、减负荷电气(可选)允许2*1.0 屏蔽电缆6允许 DCS 加减负荷DCS(可选)允许2*1.0 屏蔽电缆7测速 110% SOESOE 记录仪报警2*1.0 屏蔽电缆8测速 103% SOESOE 记录仪报警2*1.0 屏蔽电缆9油开关跳闸 SOESOE 记录仪报警2*1.0 屏蔽电缆10DEH 打闸出口 SOESOE 记录仪报警2*1.0 屏蔽电缆11DEH 快关出口 SOESOE 记录仪报警2*1.0 屏蔽电缆12EH 油泵 1#启动EH 油站1#泵启动2*1.0 屏蔽电缆13EH 油泵 1#停止EH 油站1#泵停止2*1.0 屏蔽电缆14EH 油泵 2#启动EH 油站2#泵启动2*1.0 屏蔽电缆15EH 油泵 2#停止EH 油站2#泵停止2*1.0 屏蔽电缆16充油电磁阀动作EH 油站充油电磁阀动作2*1.0 屏蔽电缆模入量模入量：（非供电型）序号名 称信号源说明信号提供方电缆1发电机有功功率 1电气0?MW=420mA用户2*1.0 屏蔽电缆2发电机有功功率 2电气0?MW=420mA用户2*1.0 屏蔽电缆3DDV1 阀阀芯位置高调液压集成块-100100%=420mA和利时2*1.0 屏蔽电缆4DDV2 阀阀芯位置高调液压集成块-100100%=420mA和利时2*1.0 屏蔽电缆模入量模入量：（供电型） DEH 项目技术