《大型汽轮机设备及系统》09a课件

1、大型汽轮机设备及系统09第九、十、十一、十二章第1页，共89页。2第九章 主机油系统第一节 润滑油系统任务：向各支持、推力轴承、盘车装置提供合格的润滑/ 冷却油。组成部分：润滑油箱（及其回油滤网、排烟风机、加热装置、测温元件、油位计）、主油泵、交流电动（备用）油泵、直流电动（事故）油泵、冷油器、油温调节装置（或油温调节阀）、轴承进油调节阀、滤油装置（滤网）、油温/ 油压监测装置及管道、道阀门等。600MW汽轮机组的润滑油系统：正常工作时，由主汽轮机驱动主油泵，向系统供油。主油泵为离心泵，由主机带动，出油分3路：一路经射油器作动力油，油流经冷油器送各支持、推力轴承、盘车装置，低压密封油路和主油泵

2、进口；第2页，共89页。3一路送机械超速保护装置；一路送电机高压密封油路。在启动初期、由于转速较低，主油泵出口压力偏低，交流备用电动油泵自动启动，向轴承润滑油母管供油，高压氢密封油泵自动启动，向氢密封油系统和机械超速装置、手动脱扣装置供油。当润滑油母管内油压低于整定值时：直流事故电动油泵自动启动，向系统供油（与交流油泵相同）。油温要求：各轴承进口处在45 C；油箱中最低油温为10 C，若低于10C，应用电加热装置加热至25C才能启动。油净化装置：有净化油箱、输油泵、排烟风机、流量计、流量控制阀及管道、阀门等。经净化后的油达要求。第3页，共89页。4（一）北仑港1号600MW机组的润滑油系统（图

3、91）润滑油系统配置：主油泵、油涡轮泵、交流辅助油泵、盘车油泵和直流事故油泵。（1）主油泵（双吸、单级、离心式）由主轴带动，正常运行时，主油泵的进油由涡轮油泵（相当于射油器）供给，主油泵出口压力油作为动力油驱动涡轮油泵，其乏油经冷油器送各轴承润滑。（2）盘车油泵：在启动、停机时，由盘车油泵向润滑系统供油；若盘车油泵不能正常工作，则应启动直流事故油泵维持润滑油压。（3）辅助油泵：机组转速在90%以下时，辅助油泵代替油涡轮泵向主油泵进口供油。第4页，共89页。5图91第5页，共89页。6从图9-1，在涡轮油泵处设有节流阀、旁路阀、泄油阀。1）节流阀：控制进入油涡轮泵的压力油流量；2）旁路阀：控制旁

4、路的压力油流量；3）泄油阀：控制最后的润滑油压力。当转速达3000r/min后，对3只阀门进行调整，使其有足够压力油进入涡轮泵，以保证主油泵的进口压力和润滑之用。机组正常工作时，主油泵的进口压力为：0.110.14MPa ；主油泵的出口压力：1.41.65MPa；润滑油压：0.180.19MPa。各油泵主要参数（表9-1 P230）第6页，共89页。72. 各油泵的控制操作盘车油泵、辅助油泵：均可集控室CRT或就地控制盘上控制其启停。事故油泵：可在集控室备用盘上或就地控制盘上控制其启动，其停运只能在就地控制盘上操作。当盘车油泵、辅助油泵电气故障时，自动停运、报警。当事故油泵电气故障时，只能报警

5、。由运行人员操作停运。3. 当发生下列一情况时，备用盘车油泵自动启动：（1）轴承润滑油压0.11MPa；（2）主油泵的出口压力1.21MPa；（3）发电机主开关跳闸3s内。第7页，共89页。84. 当主油泵的进口压力0.07MPa时，交流辅助油泵自动启动。5. 在就地控制盘上，设有各泵自动启动的试验按钮。6. 系统有冷油器2只（1台运行，1台备用）。7. 油箱：1）当油位为正常油位100mm时，在就地控制盘上出现“主油箱油位高/低”报警；2）CRT出现“润滑油系统故障”报警；3）当主油箱油位200mm时， CRT出现“主油箱油位低-低”报警。8. 加热器：主油箱设有加热器。当控制开关处于自动位

6、置时，油温低于27C,且油位高于“低-低”报警时，加热器自动投入；当油温高于32 C，停。第8页，共89页。9（二）北仑港2号600MW机组的润滑油流程图（图9-3）图9-3 P232第9页，共89页。10润滑油系统配置特点：采用组合油箱，将交流辅助油泵、直流事故油泵、排烟风机、滤网置于主油箱内。1）主油泵：采用齿轮油泵，通过减速器与主轴连接，工作转速764r/min。运行中，当润滑油压0.2MPa时，交流辅助油泵和直流事故油泵同时启动，汽轮机跳闸。2）采用三通式温度自动调节阀来调节油温。 2. 各油泵的控制操作：在主控室和就地控制盘上均可启动直流事故油泵，只能在主控室操作盘上手动停止直流事故

7、油泵。当润滑油压60A）；2）1台顶轴油泵运行下，其顶轴油压25.1MPa，则另一台也投运；3）运行的1台顶轴油泵电气故障，则另一台也投运。 第14页，共89页。15顶轴油母管内压力降压到25.1MPa，压力开关动作，报警；当润滑油位降至低低油位时，或顶轴油泵出口压力低于0.2MPa，顶轴油泵停。只有在汽轮机转速高于2900r/min，或1台备用顶轴油泵已运行，才能停运原来的顶轴油泵。顶轴油泵主要技术参数（表9-5）流 量（L/min）130（最大150）压 力（MPa）30.1转 速（r/min）1475轴 功 率（kW)72.3配电动机kW/v/(r/min)90/380/1500第15页

8、，共89页。16第三节 润滑油净化系统润滑油净化系统的作用：是为了保证润滑油的理化性能和清洁度。在安装、注油、运行、管理中应当十分重视。其目的是将汽轮机主油箱、小汽轮机油箱、润滑油储存箱内油及来油进行过滤、净化处理，使油质达到要求。为了保证润滑油的清节度，必需做好：（1）安装时，各设备、管道、阀门及通油的所有腔室，必需清理干净，不许有落尘、积水、污杂物、锈皮、焊渣等异物。（2）对系统中所有容器进行油冲洗，直到油合格为止。（3）对注入系统的润滑油严格检查。（4）注油后的系统应全密封。（5）设置润滑油净化系统，保持运行中润滑油的清洁度。第16页，共89页。17一、北仑港2号机组的润滑油净化系统（图

9、95）系统组成：2台50%容量净化油箱（28000L/h）、再生油泵、循环油泵、液位控制开关及阀门、管道等。净化油箱的容积：为汽轮机（含小汽轮机）整个润滑油系统容积（80000L）的20%，每小时可净化16000L。油净化过程分析：从汽轮机主油箱、小汽轮机油箱、润滑油储存箱、油罐车的润滑油，经电加热后，分别进再生油泵A（或B）进入油净化箱A（或B）。A、B两套可1套运行，也可2套运行。第17页，共89页。18图95第18页，共89页。19从再生油泵来的润滑油，经气动液位控制阀LCV后，进入净化油箱沉淀室1，经过多孔铝薄片滤网，除去水份，并经重力疏水阀将分离出的水排去；从沉淀室1来的润滑油，进入

10、过滤室2，经28个过滤袋，除去颗粒度70m机械杂质，并将沉淀室来的水，经重力疏水阀排地沟；由过滤室来的润滑油再经循环油泵送精处理室3，经7个精处理、凝聚过滤元件后，除去颗粒度3m机械杂质，再次将分离出的水排入地沟，并将净化处理后的润滑油送汽轮机主油箱、小汽轮机油箱、润滑油储存箱。第19页，共89页。20第四节 液压（E H）油系统液压油（ E H）系统的功能：向汽轮机调节系统的液力控制机构提供动力油；向汽轮机保安系统提供安全油；工质为磷酸脂高压抗燃油 。EH油的工作压力一般为：1114.5MPa 范围内。2. 液压油系统主要包括：液压油箱、液压油供油系统（去汽轮机调节系统和安全系统）、液压油冷

11、却系统、液压油再生系统。第20页，共89页。21图96 p238一、北仑港2号机组的液压油系统（图96）主要设备和部件：液压油箱、油泵、冷却油泵、再生油泵、蓄压器、滤网等及阀门、管道。 （一）液压油箱 液压油箱注油口处设一滤网，油箱上还设有磁性液位指示器和高低液位、最低液位报警点，温度计、热电偶。第21页，共89页。22（二）液压油供油系统：配有2台100%容量电动高压柱塞泵（流量可调）。柱塞泵内设有压力调节器，可调整油流量、压力，并能保证其出口压力为定值（12MPa）。液压油泵出口高压油经母管向汽轮机调节系统供油。 柱塞油泵出口管道上装有：（1）筒形滤网，精度3m，备有堵塞指示器；（2）安全

12、/ 电磁旁路阀，安全阀压力设定值13.5MPa。该阀可做旁路阀使用，即在液压油供油系统投入初期，柱塞泵出口的高压油经旁路阀回油箱。（3）蓄能器：装在柱塞泵出口母管上，确保液压油正常供油压力。3. 安全油系统是从液压油泵出口母管处接一支管，经节流孔板和自动压力调节阀(PCV)，将油压降至1.1MPa后送汽轮机安全油系统。向汽轮机安全油系统供油。在压力调节阀下游装有一安全阀，其压力整顶值为1.4MPa。第22页，共89页。23（三）液压油冷却系统：配备：1台冷却油泵，2台100%容量冷油器，温度调节装置(TCV)，滤网等。冷却系统维持箱内油温为50C，冷却水源从循环水来。系统主要设备技术参数：（1

13、）冷却油泵：流量103.6L/min，压力0.6MPa；冷却油泵和再生油泵并联，共用1台电动机。（2）冷油器：为直管、单流程、卧式热交换器，主要参数（表9-7）（略）（3）滤网：精度为3m，配有压差报警器。第23页，共89页。24（四）液压油再生系统功能：对液压油进行化学处理，维持液压油的酸度35 C时，可开启液压油泵供油。（3）液压油泵启动后，尽快启动液压冷却油泵和再生油泵。在汽轮机运行期间液压油冷却油泵和再生油泵始终处于运行状态。只有在冷却系统或再生系统故障时，2泵可暂停。第25页，共89页。26当油箱处于正常油位时，可在就地控制盘或主控室启（或停）液压油泵。但不可同时停2台。在汽轮机运行

14、时，如果运行液压油泵故障，或出口压力103% 关闭高、 中压调节阀 甩负荷预测器 断路器打开，甩全负荷 关闭高、 中压调节阀 阀门快关（选择） 断路器闭合，甩部分负荷 关闭中压调节阀 当机组转速超过103额定转速时，OPC电磁阀动作，快速关闭GV和IV门。当转速低于3000r/min时，GV再缓慢开启，以维持机组空转或厂用电。 当主油开关跳闸时，OPC电磁阀立即动作，快速关闭GV、IV。 当电网发生故障时，OPC致使汽轮机的中压调门迅速关闭，这只是瞬时减少动力不平衡，然后，隔一定时间后再开中压调节阀门。第47页，共89页。48DEH 系 统 的 操 作 DEH的操作盘一般有两种，一种为通用操作

15、员站上的软操作(由触模式键盘调出相应的画面)，另一种为辅助操作盘(硬手操或后备手操)。正常情况下，以操作员站的软操作为主要控制方式，辅助操作盘为备用。每种操作盘均能使运行人员完成下列各种操作：(1)汽轮机挂闸；(2)按期望的升速率控制汽轮机的盘午转速升至同期转速；(3)进行GVIV切换；(4)对转速及负荷制进行自动/手动控制方式的切换；(5)超速保护的投、切除和试验等功能。 下面以新华的DEH-A触模式键链盘为例进行介绍。 第48页，共89页。49一、辅助操作盘 辅助操作盘由按钮、指示灯、显不仪表及钥匙开关等组成（图26）。它有三个阀门开度指示表，两个带钥匙的开关。当DEH开发生故障时，如无法

16、实现自动控制时会切到手动。此时，辅助操作盘上的手动指示灯亮，操作员如需操作阀门位置，必须将手动自动钥匙开关切至于动位置，然后拉相应的阀门增减键，并由条件指示表指示阀门开度。按下“阀门增速”键后、阀门增减速度加快7倍。超速保护的钥匙开关正常时应在投自状态当进行超速保护试验时钥匙开关应打至试验位置；挂闸、停机按钮分别送出两对接点至ETS(危急遮断系统)进行汽机挂闸时打闸的操作。低汽压保护(TPC)在手动情况下的投入按下“低汽压保护”键即可，主汽压的设定值一般为额定汽压的90(内维修盘的设定)，DEH在自动时，按下此键无效。第49页，共89页。50第50页，共89页。51二、触摸式键盘（图27 ）

17、它是DSC系统的通用键盘。键盘上共分7个区1, 用户定义区 共有40个用户定义键，上半区定义了一些DEH专用操作键，操作通可以操作这些按钮直接输入指示；下半区定义了一些画面快捷键，可通过这些键迅速调出相应的监视画面。用户可通过dehbinm.in文件自行配置和修改这些键的定义。2标准功能 可按“单点”、“一览”、“趋势”等调用相应功能。3报警 可调出报警测点和进行报警确认。4画面 进行翻画面操作(DEH-A未用)。5控制 操作手操器(DEH-A未用)。6鼠标 用光标移动替代鼠标，选择目标。7字母键 操作过程中所属输入的数字、字母输入。第51页，共89页。52第52页，共89页。53三、图象画面

18、上的软操作盘 在DEH-A画面上设计了5块软操盘，操作员的操作指令一般都在这些软操作盘上输入。1，升速控制操作盘 该盘上提供了“目标值”、“升速率”、“进行”、“保持”、“阀限”、“启动方式”、“自动同步”、等汽轮机升速过程中常用的操作。2负荷控制操作盘 该盘上提供了设定“目标值”、“变负荷率”、“进行”、“保持”、“回路投切”、“阀门控制方式”、“双机切换”等操作。3旁路控制与超速试验 在该盘上可根据旁路状态进行旁路投切操作和进行超速试验。4其他控制方式 可设定ATC控制、CCS遥控、IPC控制、机调压、定压控制等方式。第53页，共89页。545阀门试验操作盘 操作员可直接在画面上选择阀门做

19、相应的试验，并迅速观察到操作结果。 上述5个软操盘中，除阀门试验盘外，其他4个均为弹出式小操作盘。需要操作时，按图像下方相应按钮，小操作盘就会弹出显示在画面左上角。 DEH最常用的操作是升降负荷和转速，因此在大部分模拟图的右上方都设计了“目标值”、“保持”、“进行”三个按钮，运行人员可直接操作这些按钮。四，DEH控制系统的工作原理图52为300MW机DEH系统原理图，系统的输出是转速()，外扰是负荷变化R，内扰是蒸汽压力 ，( )和( )分别为转速和功率给定。第54页，共89页。551，三种反馈信号 调节级压力、机组功率和转速三种反馈信号。而转速信号设有三个独立通道，通过比较选择一个可靠的信号

20、。2，伺服系统 由伺服放大器、电液伺服阀、油动机及其线性位移变送器(LVDT)组成，完成功率放大、电液转换和改变阀门开度（进汽量）的任务，对机组执行控制。3，串级PI控制系统 为串级PI控制系统，数字部分完成调节运算。系统由内回路和外回路组成，内回路使调节过程快，外回路保证输出严格等于始定值。PI的比例环节对调节偏差信号迅速放大；积分环节消除系统的静差，是一种无差控制系统。4，系统中“开关”K1、K2的指向，可使系统按串级PI调节，也可按单级PIl或P12调节方式运行。5，当系统受扰时，首先是流量变化，调节级压力变化。发电机功率回路的响应较慢。第55页，共89页。566，机组参与调频时，转速决

21、定于电网频率，转速回路的反馈较小，影响较弱。7，转速给定、功率给定 ，转速给定代表要求的目标转速，功率给定代表目标负荷。8，DEH系统的运行方式 DEH系统可按调频方式和基本负荷方式运行。 1）当处于调频方式运行时，若电网负荷增加，则频率下降，机组转速下降，经与转速给定值比较后，输出为正偏差。DEH最终使调节阀开大，功率增加。 2）机组带基本负荷时，使转速的偏差信号对外界负荷的变化不敏感，控制系统将按本身的功率给定值去控制机组，保持基本负荷运行。9，DEH系统具有很强的抗内扰能力 10，系统串级PI控制为最佳运行方式 两内回路均具有对外扰和内扰迅速响应的能力，但系统串级PI控制为最佳运行方式，

22、而单级P11或P12控制方式，调节品质较差。第56页，共89页。5711，甩负荷时，DEH系统的动态持性 外扰、内扰或给定值的变化，均导致系统的动作。给定值（目标转速或负荷）的变化，是人为操作的，比较缓慢。内扰与设备运行状态有关，幅度较小。外界负荷扰动最大是机组甩额定荷。此时调节系统有两种动作方式：（1）一是功率未同时切除，这时，转速回路输出负偏差是关门信号，功率回路输出正偏差而是开门信号，为“反调”。只有在关门信号克服开门信号后，系统才能趋于稳定。系统的动态品质变坏，稳定转速高于额定转速；（2）二是同时切除功率给定值，这时，功率回路无输出，系统依靠转速回路输出的负偏差信号，迅速关闭调节阀，其

23、动态持性最好，稳定转速等于额定转速。因此，甩负荷时DEH系统能使功率给定同时切除。 12，DEH系统的保护系统：DEH系统还设有超速防护(OPC)和电超速遮断保护(ETS)以及机械超速遮断保护系统等行多重保护，确保机组的安全。第57页，共89页。58 第二节 DEH控制系统的基本功能 DEH系统的总体功能为：汽轮机自动启停、汽轮机自动控制、汽轮机自动保护、汽轮机的运行监控等。一、汽轮机的自动启停 大型汽轮机参数高、形状复杂、尺寸大。启停过程的监控项目多，操作复杂。为了安全、经济和快速，实现机组的自启停十分重要。DEH系统能充分利用计算机的运算、处理和逻辑判断能力，通过不断检测机组的状态参数，计

24、算转子等部件的热应力，使热应力在允许范围内，以最高的速率、最短的时间实现机组的自启停。1， 冷态启动时，用高压缸启动，中压主、调阀全开，由高压主、调阀控制。机组转速从盘车至达到2900rmin，由高压主汽阀控制；达2900rmin后，切换至高调阀控制，到并网、带初负荷；在系统转入负荷控制后，一直由高调阀进行控制。第58页，共89页。592， 热态启动时，用联合启动方式，中调阀也参与控制。在启动时，中主阀全开；高主阀全关，高调阀全开，由中调阀进汽，控制转速；当转速升至2600rmin时，中调阀开度保持不变，然后切换至高主阀控制转速；当转速升至2900rmin时，再切换至高调阀控制；切换后，高主阀

25、保持全开，由高调阀控制升速、并网和带初负荷（约为310额定负荷）；然后再由高、中调阀共同控制升负荷；达约35额定负荷后，中调阀全开，由高调阀控制。二、汽轮机的负荷自动控制 DEH在负荷控制阶段，具有下列自动控制方式：1，操作员自动控制方式(OA)：在该方式下，操作员通过操作盘输入目标负荷和负荷变化率，DEH系统实现负荷的自动控制。2，远方遥控方式(REMOTE)：在该方式下，由机炉协调控制(CCS)的负荷管理中心(LMCC)或电网负荷调度中心(ADS)来的信号，通过遥控接口改变负荷指令(目标负荷和负荷变化率)，由DEH系统对机组的负荷进行控制。第59页，共89页。603，电厂级计算机控制(PL

26、ANT COMP)：当有厂级计算机时，由厂级计算机发出指令（目标负荷和负荷变化率），对机组的负荷进行控制。4，自动汽轮机程序控制方式(ATC)：在负荷控制阶段，自动汽轮机控制方式（ATC）还可与上述三种控制方式组成联合控制方式。1)操作员自动与自动汽轮机控制联合方式(OAATC)： 2)ATC分别与机炉协调、自动调度或电厂级计算机组成的ATCCCS、ATCADS或 ATCPLANT COMP联合方式： * 机组在正常运行阶段，负荷控制都是由高压调节汽阀进行的。上述的所有控制方式中，机组只接受其中一种方式作为当前的控制方式。第60页，共89页。61三、汽轮发电机组的运行监控 DEH的监控系统，用

27、于对机组及DEH装置本身进行状态监控。除了测量和数据采集(DAS)外，都由ATC软件实现。监控内容包括：操作状态按钮指示、状态显示和CRT画面、报表打印等；对DEH的监控包括：重要通道、内部程序运行状态和电源等。CRT画面显示包括：机组和DEH系统的重要参数、运行曲线、趋势图、故障显示和画面拷贝，以及越限报警和事故追忆等。四、汽轮发电机组的自动保护1，超速防护系统(OPC)：该系统由中压调节汽阀的快关功能(CIV)、负荷下跌预测功能(LDA)和超速控制功能等三部分组成。第61页，共89页。62(1)中压调节汽阀的快关功能，是指在电力系统发生瞬间短路、接地故障，引起发电机功率突降，快关中调阀，延

28、迟0.31S后再开启，以维持电力系统稳定。(2)负荷下跌预测功能，是指在油开关跳闸，而汽轮机仍带30以上负荷时，保护系统迅速关闭高、中调阀，避免引起严重超速、危急遮断系统动作而导致停机。(3)超速控制功能，是指当机组转速超过l03时，关闭高、中调阀，并将负荷控制改变为转速控制；通过调整中调阀，如不再升速，就再开高调阀，使机组保持空载运行，并能重新迅速并网。2，机械超速和手动脱扣系统：该装置是在转速超过110、或操作员因故请求停机时，通过本系统，释放自动停机跳闸母管的油压，同时关闭将所有阀门，实现紧急停机。3，危急遮断控制系统(ETS)：在一些重要参数超过规定值时，DEH配合危急遮断系统(ETS

29、)，使AST电磁阀失电，释放自动停机跳闸母管中的油压，迅速关闭所有汽阀，实行紧急停机。（止，其他内容由DCS讲）第62页，共89页。润滑油系统第63页，共89页。64二、润滑油系统(一)润滑油系统的作用： 为机组轴系的支持轴承、推力轴承及盘车装置提供润滑油。还为发电机氢密封系 统提供高压低压密封油；同时，也为机械超速遮断、手动遮断提供安全油。（二）润滑油系统的组成和功能： 如图517所示，有润滑迪箱、主油泵、交流电动辅助油泵、注油器、冷油器、直流事故油泵、顶轴装置、油烟分离装置，净油系统等。机组正常运行时，由主油泵供润滑油。主油泵出口压力油首先进入润滑油箱，然后分为两路： a，一路到机械超速保

30、护系统和发电机氢密封系统； b，一路作为注油器的动力油。由主油泵到机械超速保护系统的一路油，经节流孔板在危机遮断油路中建压。当危机遮断装置动作时，使危机遮断油路瞬间失压。第64页，共89页。65第65页，共89页。66注油器出口油分为三路： a，主油泵进口；b，经冷油器到各轴承；c，发电机低压备用密封油。冷油器2台：互为备用，轮换清洗、维修。需要时，可并联使用。要求回油稳定增长低 于71。净油装置：机组运行时，对油质要求很高，故没有净油装置，不断清洗油中的水份和杂质，净化后的油，水分低于0.05% 。交流电动辅助油泵：由于主油泵必观在转速达到27002800r/m以上才能正常供油，为了保证轴承

31、润滑和密封用油，故设有交流电动辅助油泵。做辅助之用。直流事故油泵：由蓄电池提供直流电源。作为厂用电停电、交流电动辅助油泵故障时的备用泵。第66页，共89页。67盘车用油：盘车装置用油由电动机轴承润滑油泵供油，为盘车装置齿轮提供油浴，为项轴油泵供油。当润滑油压过低(降到0.07590.0828MPa)而影响轴承正常工作时，可使交流电动辅 助油泵自动投入，以回复油压。如果润滑油压继续降低，将实现紧急停机。（三）油管道特点： 300Mw机组的油管道是有防护功能的。大管道为回油管，小管道为压力油管。这样一来，万一发生油泄漏，油就泄漏到回 油管中，不会引起起火灾。（四）汽轮机的机械超速保护遮断信号是由一

32、路压力油传递的。通过一节流孔向危机遮断装置提供压力油控制隔膜阀，当此油压失去时，隔膜阀开启，引起EH油失压，关闭汽轮机所有汽阀。 为了试验危机遮断飞锤工作正常与否，在油路上布置了超速试验阀。第67页，共89页。第一节 汽轮机调节及保安系统概述（略）说明：1、本章有些内容和电厂自动化有重复；2、本节有关内容放在汽轮机调节及运行中讲。68第68页，共89页。69第二节 汽轮机数字电液控制系统（DEH）汽轮机数字电液控制系统（DEH）就是采用电子元件和电气设备对机、炉、电及有关工作系统的状态进行监视，以数字方式传递信号、计算机分析、判断、发出控制指令，然后通过电液转换器，将电气信号转换为液压信号，实

33、现其控制的目的。不同机组、不同制造厂家，其DEH的构成和控制逻辑、要求是基本相同的。例：一、哈尔滨汽轮机厂采用的DEH（一）概述 哈尔滨汽轮机厂用在平圩、哈尔滨第三电厂600MW汽轮机组的DEH系统（图1026）。图1026第69页，共89页。70图1026第70页，共89页。71DEH接收汽轮机三个反馈参数：调节级汽室压力，发电机功率，转速。DEH借助电液伺服回路控制高、中主/ 调阀。机组甩负荷时，超速油路泄安全油压，保护系统动作，关闭高、中主/调阀。甩部分负荷时，电磁阀动作使中压调节阀短时间关闭。1. 启动过程在汽轮机盘车、建立真空时，高压调节阀、中主/ 调阀均全开，高主阀关闭，用高主阀内

34、的旁通阀将汽轮机升速到27002800r/m（中间含暖机过程）。转速控制由高压主汽阀切换到高压调节阀控制，再用高压调节阀升速到同步转速，同期自动并网，并带初负荷（5%）。这一过程操作可由ATC自动完成。然后，机组进入负荷控制阶段（可由运行人员或总调度所控制）。第71页，共89页。722. 液压系统（1）高压供油系统（EH油系统）；与润滑油分开的独立系统。高压油采用磷酸脂抗燃油。由双泵供油，1台运行，1台备用。油泵出口压力17.25MPa，流量80L/min。油箱容积800L。（2）紧急停机保安系统 机械超速和手打危急 遮断器是润滑油操作，经膜片式泄油阀，将紧急停机信号转入EH油的紧急停机回路，

35、迅速关闭各阀门。自动紧急停机回路（AST）也可以通过4只电磁阀控制。（3）阀位执行元件 阀位执行元件（油动机）由电液伺服阀控制。直接装在每个调节阀及主汽阀上，阀杆上有弹簧，可保证失油时能迅速关闭。 EH油 经过隔离阀、滤油器进入电液伺服阀，由电信号通过电液伺服阀控制阀位执行元件的活塞位置，活塞位置又通过线性位移变送器反馈到电子放大器的加法节点上，使2个电信号平衡。这种执行第72页，共89页。73 元件精度高，在紧急状态下，关闭汽门时间只有0.15s。 中主/调阀为开关型阀门，只有开和关。（二）电子控制器 由3部分组成：（1）模拟系统 包括阀位伺服回路；超速保护控制器（OPC）；手动备用控制系统

36、；（2）数字系统 包括数模转换部件；计算机监视系统；DEH应用程序；给定值快速返回；自动同步；中心调动自动控制；汽轮机程序自动控制（ATC）；CRT显示。（3）选用功能： 数字传输线；双通道数字系统；双通道CRT显示。1. 数字系统部分 包括中央数字处理机、输入输出硬件和一组软件。中央数字处理单元是一台微型计算机（W2500）。其中有输入输出（I/O）系统。配有信息传输总线，以提供直接的I/O设备和高速直接存储器存取I/O设备间的信息接口。第73页，共89页。74系统控制软件：由控制器监视系统程序和5个DEH应用程序组成。 DEH应用程序主要是转速和功率的给定控制。转速控和功率控制的给定值在（

37、图1027，p266）。数字单元调节系统应用程序必需完成下面3个步骤：（1）计算出给定值；（2）将给定值与汽轮发电机组的反馈进行比较（含转速、功率及调节级后压力）；（3）计算出阀位给定值。此信号使电液伺服回路改变调节阀位置，从而使反馈值（含转速、功率及调节级后压力）满足计算值。第74页，共89页。75反馈量输入与给定值比较的程序（图1028）机组处于功率控制：功率给定值须经过电网频率偏差修正，电网频率偏高就将给定值降低；电网频率偏低就将给定值升高。这就实现了负荷、频率控制。经修正后的功率给定值与发电机的功率及调节级后压力比较，其偏差都能使调节阀按需要变化。机组处于转速控制状态：则将汽轮机的转速

38、与转速给定值比较。在主汽门控制时，转速偏差使主汽门开度按需要变化。当转速到额定转速的90%时，由主汽门控制切换为调节汽门控制，此时，转速偏差使调节汽门开度按需要变化。在按喷嘴调节（顺序阀控制）进行功率控制时，各调节阀根据预先确定的程序、按所带负荷情况先后开启。当冷态启动及机组承担尖峰负荷时，则希望各调节阀全开，全周进汽，减少损失和热应力。第75页，共89页。762. 模拟子系统：由一个阀位指令的数/ 模转换器、手动备用控制系统、阀门伺服环节的放大部分和一超速保护装置（OPC）组成。中央数字处理单元输出数字信号，而阀位执行元件伺服回路要求模拟信号，需数/ 模转换器，转换成模拟信号。手动备用控制系

39、统：由一个可逆计数器和一个数/模转换器组成。在手动时，运行人员直接操作阀门开度，控制转速、负荷。超速保护装置：由超速逻辑和一个甩负荷预期逻辑组成。其目的是避免甩全负荷时引起汽轮机脱扣。当汽轮机功率超过发电机功率一个预先给定的数值，如果汽轮机功率大于发电机功率30%，就发出指令关一下中压阀。万一全负荷而导致所有高中调节阀全关，给定值自动回到额定转速，由转速控制中调节阀，释放再热器蒸汽。第76页，共89页。77在自动控制时，高压调节阀由转速偏差使其一直关到转速降至同步转速为止，在此点上，数字控制系统就控制汽轮机转速，以待再次并网。在手动控制时，高压调节阀一直关到由运行人员操作适当的阀门开度来控制转

40、速。超速保护装置采用单独的测量通道，当转速超过103%时，关一下中调阀。DEH具有高度的可靠性，其强迫停机率仅0.04%。目前，系统又做部分改善，性能越来越好。第77页，共89页。78二、北仑港2号600MW机的DEH系统（一）概述北仑港2号600MW机的DEH系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。三部分相对独立，各有机柜。各机柜间的信号用硬线连结。汽轮机控制系统的任务：实现机组转速/负荷调节（主要部分）；汽轮机安全系统的任务：实现汽轮机保护跳闸功能及保护试验、阀门试验等。汽轮机监视系统的任务：对机组转速、振动、轴向位移、蒸汽温度/压力、汽轮机金属温度等参数进行测量、监视。另外还

41、有一继电器柜（兼作中间接线柜）：用于开关量输出及与其他系统接口。2个电源柜：为DEH提供48V、24V直流电及220V交流电源。第78页，共89页。79（二）控制系统硬件结构组成：上位控制器、基本控制器、阀门控制器。1个触摸式屏幕（用作维修用人机接口，安装在电子室控制柜）；操作站：主控室的彩色显示器。为操作员提供所有参数显示、状态显示及功能键。为操作员进行选择操作。硬件结构图（图10-29 P269）：上位控制器和基本控制器为微机型控制器；阀门控制器是模拟电路控制器，4个高压调节阀和4个中压调节阀分别采用8个阀门控制器。功能简介（1）转速控制（图10-30）：操作员给定目标转速，升速率由控制系

42、统根据中压缸金属温度等状态等自动选择，操作员不能干预。实际转速值采用2个测量信号，取平均值。1个故障时，选另一个。2个同时故障时，则汽轮机跳闸。第79页，共89页。80（2）负荷控制（原理图如图10-31） 负荷控分3种运行方式。1）直接控制方式：为开环控制方式。由操作员在操作画面上给出目标负荷和负荷变化率（设定值），再叠加上转速控制所需开度设定和偏差修正，再经过压力修正和限制值小选后，得到阀门开度指令。由阀门控制器控制调节阀开度。2）负荷调节方式：为闭环控制方式。比例积分（PI）调节器根据目标负荷和实际负荷的偏差进行调节，改变负荷设定值和阀门开度，最后使实际负荷和目标负荷相等。3）CCS（协

43、调控制）方式：当汽轮机负荷处于CCS方式时，该负荷控制系统相当于协调控制系统CCS的执行级。负荷控制系统根据CCS给出的汽轮机负荷指令来调节调节阀开度。第80页，共89页。81（3）机组调频功能在图10-31中的KF为机组随电网频率变化而产生的负荷调节量。 F为设置转速和实际转速的偏差，K为常数（相当于速度变化率），K值决定机组参加一次调频的能力。当电网频率变化， KF根据频率偏离方向成一正（或负）值，在此值作用下，阀门开度变化，机组负荷变化。（4）高压缸限制：作用：就是通过压力调节器的作用，将主汽压力控制在设定允许值之下，对机组故障后工况起后备保护作用。（5）中压缸限制：作用：同上。（6）倒

44、缸：对于用中压缸启动而言。用中压缸启动时，在升速和并网期间，高压主汽阀和调节阀处于关闭，高压缸内为真空。当条件（蒸汽温度和流量）成熟后，高压主汽阀开启，高压调节阀根据负荷设定缓慢开启，高压缸开始进汽带负荷，称为“倒缸”。第81页，共89页。82（7）应力计算 就是根据主蒸汽温度和高中压缸金属温度等参数，计算高中压转子的应力。根据应力来确定负荷变化速率（应力控制速率）。（8）汽轮机自启动：汽轮机自启动有2种方式：1）程序启动方式：操作员在4个目标（“RUN-SPEED-SLECT”；“EXCIT-SELECT“；“IP-RUN-SELECT”；HP-RUN-SELECT”），可分别完成汽轮机升速

45、至3000r/min，励磁、自动并网、升负荷至一定值、汽轮机倒缸并升负荷额定负荷。选用该程序启动方式后，操作员选1个，程序执行后，汽轮机即开始自动升速至所选目标，无需任何操作。自启动程序分几个阶段：升速至1000r/min、升速至3000r/min、停辅助润滑油泵、合励磁开关、自动同期、带初负荷、投入应力限制、中压缸升负荷、倒缸、高压缸升负荷、关疏水阀门、投入负荷调节功能、升负荷到额定 2）操作员方式（略）第82页，共89页。83（9）快关保护：快关保护有：1）LVA：当汽轮机转速超过额定值的107%时，使高中调节阀迅速关闭，以降低转速。当转速降至107%以下，LVA控制值恢复到0。LVA保护的目的是稳定汽轮机甩负荷后的转速，避免甩负荷后超速跳闸。2）外部快关指令：从系统得到DEH的快关指令共4个：接到EVA信号后，负荷设定值立即减到30%，调节阀快关，等EVA信号消失后，再慢慢恢复到动作前的开度。接到FCB信号后，负荷设定值也立即减到30%，由于机组解列。由KF控制机组阀门开度，属于转速调节。RUNBACK1和RUNBACK2分别减负荷设定值50%和70%。3. 操作画面 有2组操作画面（安全系统操作画面和控制系统操作画面）汽轮机控制系统共有8 幅操作画面 （汽轮机转速控制、负荷控制、高压