汽轮机数字电液控制系统说明书

PAGE密级:公司秘密东方汽轮机有限公司东方汽轮机有限公司DONGFANGTURBINECo.,Ltd.汽轮机数字电液控制系统说明书编号D330F-000401CSM版本号A2010年9月编号D330F-000401CSM编制<**设计签字**><**设计签字日期**>校对<**校对签字**><**校对签字日期**>审核<**审核签字**><**审核签字日期**>会签<**标准化签字**><**标准化签字日期**><**会二签字**><**会二签字日期**><**会三签字**><**会三签字日期**><**会四签字**><**会四签字日期**><**会五签字**><**会五签字日期**><**会六签字**><**会六签字日期**><**会七签字**><**会七签字日期**><**会八签字**><**会八签字日期**><**会九签字**><**会九签字日期**>审定<**审批签字**><**审批签字日期**>批准<**批准签字**><**批准签字日期**>汽轮机数字电液控制系统说明书D330F-000401CSM共2页第1页汽轮机数字电液控制系统说明书K200-000401ASM-21t1目录序号章－节名称页数备注11系统概述121-1前言131-2控制系统原理342控制系统配置152-1EDPF标准机柜162-2电源分配系统172-3控制模板782-4操作员工作站192-5工程师工作站1102-6系统软件1113DEH控制系统主要功能1123-1自动挂闸1133-2整定伺服系统静态关系1143-3启动前的控制和启动方式1153-4转速控制1163-5负荷控制4173-6超速保护1183-7在线试验2193-8ATR热应力控制1203-9供热控制1214DEH系统操作说明1224-1DEH控制器通电1234-2DEH启动控制1244-3升速254-4并网、升负荷1264-5单阀/顺序阀转换1274-6CCS控制1284-7负荷限制1294-8阀位限制1304-9主汽压力限制1314-10快卸负荷投入与切除1324-11超速、喷油试验1334-12阀门活动试验1344-13阀门严密性试验1共2页第2页354-14电磁阀试验1364-15手动控制1374-16供热控制1385安装调试1395-1到货开箱1405-2设备安装1415-3系统接地1425-4电源分配系统1435-5外部信号连接1445-7系统功能检查1466故障诊断及维修1476-1在线自诊断1486-2故障分析及维护1497供货范围11-PAGE1汽轮机数字电液控制系统说明书D330F-000401CSM编制校对审核标审录入员1-2-PAGE11系统概述本章主要阐述了汽轮机控制系统的控制原理以及330MW型汽轮机一些结构特点。1-1-PAGE21-1-1前言本文所涉及的汽轮机是用于火力发电的蒸汽轮机。在火力发电厂，它与锅炉、发电机及其它辅助设备配套，完成将煤中的化学能转化为蒸汽中的热能，将蒸汽中的热能转换成旋转机械能，再将旋转机械能转变为电能，并通过电网将电能输送到各种用电设备，为人们的生产、生活服务。发电厂生产的电能是不能大量储存的，即各发电机送入电网的功率必须等于当时用户所需要的功率。为保证各种用电设备能正常运转，发电厂不但要连续不断地向电网输送电能，而且还要求其供电品质，即频率和电压保持不变。我国电力工业法规规定：频率误差≤±1%电压误差≤±6%发电厂的首要任务就是以较低的成本，连续生产出品质符合规定的电能。频率和电压二者与汽轮机转速都有一定的关系。电频率直接与汽轮机转速相对应；电压除与汽机转速有关外还与发电机励磁电流有关。电压是通过发电机的励磁控制系统来调节的，不在汽机控制系统之内。所以汽机控制系统的主要任务就是调节汽机的转速。数字电液控制系统(简称DEH)是控制汽轮发电机组的实时控制系统，是机组启停、运行和防止事故发生的重要手段。随着自动化技术的发展，为保证汽轮发电机组安全可靠和经济的运行，电厂提出了越来越高的要求。主要体现在系统是否可靠、响应是否快速、功能是否完善、人机界面是否友好和系统是否开放几方面。我厂开发和生产汽轮机DEH数字电液控制系统已有十多年历史，在系统设计、软件编制和整机调试等方面积累了丰富的实践经验。随着以微处理器为基础的分布式控制系统（DCS）技术的发展，运用分散控制、集中管理的设计思想，不但控制的可靠性得到了更大的提高，而且可大量减少操作维护人员的劳动强度近年来，又吸收了国外如日立、西屋、西门子以及ETSI(贝利)等公司的先进控制技术，在引进和消化国外先进技术的基础上，我厂又与北京国电智深控制技术有限公司合作，采用他们的硬件结合我厂的DEH数字电液控制系统完成此项目。该套控制系统采用的是EDPF分散式控制系统的先进技术。我们编写这本说明书的目的是能使该系统安全可靠地运行，给用户使用提供方便。注：如果该说明书中有与国电智深公司提供的硬件资料有不符的地方，以国电智深公司提供的资料为准。1-2-PAGE11－2控制系统原理DEH控制系统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。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。控制系统原理图见图1－2－1。机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。这点可从原理图中看出，当没有并网信号时，控制信号就为1，则输出等于输入1（即转速回路调节器输出）。在此回路下，DEH控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经DEH三取二逻辑处理后，作为转速的反馈信号。此信号与DEH的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，PID调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。此给定信号在伺服卡内与现场LVDT油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。升速时，操作人员可设置目标转速和升速率。机组并网后，DEH控制系统便切到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。这点可从原理图中看出：当有并网信号时，控制信号就为0，则输出等于输入2（即功率控制回路的输出）。在此回路下有三种调节方式：·负荷反馈不投入，主汽压力反馈也不投入；在这种情况下，阀门开度直接由操作员设定进行控制。设定所要求的开度后，DEH输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，以满足要求的阀门开度。·负荷反馈投入；这种情况下，负荷回路调节器起作用。DEH接收现场功率信号与给定功率进行比较后，送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的功率。·主汽压力反馈投入；在这种情况下，主汽压力回路调节器起作用。DEH接收汽轮机主汽压力信号与给定信号进1-2-2行比较后，送到主汽压力回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的主汽压力。操作人员可设置目标和升负荷率。DEH控制系统逻辑设定负荷反馈投入方式和主汽压力反馈投入方式不能同时投入。机组启动时可选用高中压联合启动方式和中压缸启动方式里的任何一种方式。当选择高中压联合启动方式时，阀切换系数等于1，阀门开度信号同时输出到高压调节阀和中压调节阀。当选择中压缸启动方式时，阀切换系数等于0，送高压调节阀的阀门开度信号乘系数0，则高调阀开度为0，因此，阀位开度信号仅送到中压调阀控制回路，从而控制中调阀的开度，满足中压缸启动方式。在阀切换过程中，阀切换系数由0变到1，机组便转入高中压联合进汽方式。对汽轮发电机组来讲，调节阀的开度同蒸汽流量存在非线性，因此要进行阀门的线性修正，DEH控制系统设计了阀门修正函数F（X）来进行阀门的线性修正。对高压调节阀来讲，阀门的开启方式可选择单阀控制方式或选用顺序阀控制方式，即通常所说的阀门管理，方式选择由单阀/顺序阀切换逻辑完成。从原理图中可看出：当要进行阀门活动试验时，必须在单阀控制方式下进行。机组跳闸时，置阀门开度给定信号为0，关闭所有阀门。DEH控制系统设有TPC保护，阀位限制和快卸负荷等多种保护。另外，还可设定一次调频死区。1-2-PAGE21-2-3图1-2-1控制系统原理图2-PAGE22-PAGE12控制系统配置DEH控制系统硬件配置主要由以下几部分组成：EDPF-NT标准机柜电源分配系统EDPF-NT模板伺服板和伺服机箱OPR操作员站ENG工程师站网络集线器BTC柜DPU控制器配置容量：数字量输入64路数字量输出48路普通模拟量输入64路普通模拟量输出16路ATC柜DPU控制器配置容量：数字量输入16路数字量输出32路热电阻模拟量输入16路热电偶模拟量输入48路2-2控制系统配置图2-1-PAGE12－1EDPF-NT标准机柜本装置使用 国电智深公司的标准机柜。机柜安装有供电电源、风扇及控制模板。安装有与各种I/O子模件配套的端子单元，完成与外部信号的连接。机柜的尺寸图见图2―1－1。图2-1-12-2-PAGE12－2电源分配系统DEH单个机柜要求二路交流电源，一路厂用UPS，一路厂用保安电源。每路电源要求：220VAC,50HZ,最大电流为20A。DEH另要求二路直流电源，经DEH转换后供现场汽机侧电磁阀。每路电源要求：220VDC,10A。1系统的供电1.1电源品质电源电压：220VAC±10%电源频率：50±0.5Hz波形畸变：≤5%（有效值）1.2冗余供电出于安全和高可靠性的要求，EDPF-NT系统要求分别对单个机柜提供两路220VAC供电。除电源品质要满足上述要求外，两路电源还必须是同相位的。其中第一路最好是从UPS供给。每路电源只需接入火线和零线，地线不得引入与机柜地连接。尽管系统内电源是冗余并带有切换的，但出于安全和可靠的要求，不允许长时间外部电源单路供电。图2-2-12-3-PAGE12－3控制模板1模块概述图2-3-1为几种模块面板的形式（以国电智深公司提供的实际卡件为主）。图2-3-1几种典型的模块前面板模块面板上都标有模块的类型，如图2-3-1中左起第一个标有“EDPF-AI”的为模拟量输入模块。下图为几种典型模块后面板的形式：图2-3-2几种典型的模块后面3-PAGE22-3-2电源模块的两个指示灯PWR1和PWR2分别指示输出的两路24V直流电源是否工作正常。其他的模块上部有一排三个指示灯，其指示和功能见下表：指示灯指示功能正常状态故障状态PWR电源亮灭CPU模块CPU闪烁常亮或灭COM通讯闪烁灭对于带开关量的模块，另有指示灯显示出该通道的状态，如图2-3-1中的DI和CT。模块后面板的BUS插座为通讯总线和直流供电所用，见图2-3-2中b和c。各脚的定义见下表：管脚功能管脚功能1CLK1+7DATA2+2CLK1-8DATA2-3DATA1+9+24V14DATA1-10+24V25CLK2+1124VGND6CLK2-12机壳地电源模块后部的插座用于交流电源的输入和直流电源的输出，见图2-3-2中a，其形式与其他模块BUS插座是一样的，但安装方向相反。各脚的定义见下表：管脚功能管脚功能1空7L22空8N23空9+24V14空10+24V25L11124VGND6N112机壳地警告：电源模块在机架上不得与其他模块相互掉换位置，若强行插入，将造成结构和电气的损坏。后面板的SIG(和IOUT)是信号输入/输出插座，不同模块各脚的定义请见有关章节。模块地址设定由一组六位拨码开关来设置。6位地址A0－A5，分别对应开关的1－6，拨码开关处于ON的位置，该位为0，反之则为1。EDPF-2000系统软件目前允许的模块地址为01H－3FH（000001B－111111B），即十进制的1－63。例如,A0～A5设为101011（如图b所示），则站地址即为43。（a）（b）2-3-32DEH测速模板（EDPF-SD）EDPF-SD模块提供三路速度测量，两路DO输出，并提供OPC信号。技术指标：·SPEED输入·门槛电压（峰-峰值）：0.4~0.8V，对应端子测量电压0.6~1.2V·输入峰-峰值：＜=30V·测量精度：转速=3000转/分，＜=0.4转/分·测量时间：转速＜=200转/分，两个信号周期转速＞=200转/分，20ms·OPC输出：通过两路DO输出，DO输出特点见EDPF-DO模板。开关量输入/输出模板（EDPF-DI，EDPF-DO）EDPF-DI技术指标：·检测通道数目：16路输入·输入方式：外部或模块内部提供24VDC检测电压·通道隔离电压（外部供电）：1500V·网络隔离电压：500V·可记录事件数：256个·事件发生时间分辨率：≤0.5ms·去抖动时间：20msEDPF-DO技术指标：·输出通道数；16路差分输出·输出方式：有源：+24V或0无源：继电器干接点2-3-4·输出状态常态：断开·继电器干接点指标：接点接触电阻：≤50mΩ接点开关电压：DC≤110VAC≤125V接点开关电源：30V（DC）≤1A110V（DC）≤0.3A125V（AC）≤0.5A接点闭合时间：≤2ms接点断开时间：≤2ms接点隔离电压：≤1500V·通道隔离电压：≤1500V模拟量输入板（EDPF-AI16、EDPF-TC16R、EDPF-RTD16）EDPF-AI16是EDPF分布式高速智能测控网络中的模拟量测量模块，主要用于直流电压、电流测量。EDPF-TC16R可测量热电偶，EDPF-RTD16可测量热电阻，在测量热电阻时，利用桥路原理采用三线法；技术指标：·检测通道数目：16路差分输入·通道多路开关：光电继电器·通道隔离电压：光电继电器400V·网络隔离电压：500V·A/D分辨率：12位·输入电压：双极性、单极性·基本测量误差：＜0.1%·采集速度：1~10Hz3-4-PAGE22-3-5模拟量输出模块（EDPF-AO8）EDPF-AO模块能提供8路模拟量输出，每路用户可单独编程，AO模块具掉电保护功能。AO技术指标：·输出通道数目：8路差分输出·输出范围：0~20mA·输出精度：≤0.1%·带负载能力：RL≤1K·网络隔离电压：500V伺服驱动板（DFSC）DFSC伺服卡是为全电调控制系统DEH配套而专门设计的。其工作原理就是通过采集LVDT的测量值与控制系统发出的给定值构成比较环节，然后通过PI计算，最终输出调节电流控制调节阀门的运动，使阀门的开度到达给定期望到达的位置。性能参数：·电源：24V±10%/0.55A（多卡）·功耗：约14W·外形尺寸：300cm（L）×140cm（W）×25cm（H）·重量：约0.2kg·调节周期：10msEDPF多功能处理器（EDPF-DPU）·电源电压：冗余宽范围DC18~72V，额定24V/48V功耗：小于10W纹波：不大于5%·配置CPU：300MHz奔腾级低功耗CPURAM：64M电子盘：≥32MCompactFlash3-5-PAGE22-3-6以太网口：2个冗余，10M/100M自适应，RJ45双绞线接口。·I/O通讯网络可连接智能测控模块：≤32台网络通讯方式：双网，符合HDLC协议：半双工、外同步通讯电缆：底座内硬印制版走线或四对双绞线（数据线、时钟线）或2对光纤电气接口：RS-485协议通讯波特率：2M、1M、500K、125Kbps4速可选主副机切换时间：20ms、40ms、80ms、160ms4速可选网络隔离电压：500V·其他接口串口1：RS232标准，DB9针接口。串口2：RS232/422/485标准，DB9针接口或端子接线。串口3：RS232标准，DB9针接口，监控接口。键盘接口：PS2接口键盘。显示器接口：DB15VGA接口。·工作环境条件环境温度：0~+50℃（加风扇）或0~30相对湿度：5%~90%·外形尺寸：DPU尺寸：80mm（宽）×190mm（高）×170mm（深）底座尺寸：190mm（长）×244mm（宽）×30mm（高）2-3-7图2-3-3DPU面板布局2-4-12-4操作员工作站EDPF-NT分散控制系统操作员站可以通过鼠标（或轨迹球）完成所有运行操作：可以使用键盘完成辅助性操作功能（如系统装载有键盘，可以进行字符输入、任务切换等工作）；运行人员可以通过屏幕上的固定显示，了解当前时间、主要监视参数状态等内容；操作命令可以通过行命令方式下达到相应各站；系统状态图标区显示当前系统的通讯状态、组状态、趋势状态和命令状态的活动情况；注：操作员工作站的详细说明请以国电智深公司供电厂资料为主。3-8-22-5-12-5工程师工作站EDPF-NT分散控制系统工程师站可以通过鼠标（或轨迹球）完成所有运行操作：可以实现操作员站上的所有功能；运行人员可以将历史站和工程师站同装在一台主机或服务器上，对以往数据进行收集，通过屏幕上的固定显示，了解前一段时间、主要监视参数状态等内容；可以对历史数据制表和显示打印；热工维护人员可以在工程站对程序进行组态、控制监视画面的制作、数据库的维护；注：工程师工作站的详细说明请以国电智深公司供电厂资料为主。3-9-22-6-12-6系统软件本DEH的系统软件系统包括工程师站组态软件，操作员站的图形组态、操作软件及在工程师站组态好后下载到DPU中运行的控制软件。3-11-13-PAGE1DEH控制系统主要功能本章讲述了DEH控制所完成的主要功能。DEH控制所完成的主要功能有:1自动挂闸。2整定伺服系统静态关系。3启动前的控制和启动方式，自动判断热状态。4转速控制：目标转速、升速率、临界转速、暖机、3000r/min定速。5并网后控制：发电机假并网试验（并网前）；并网带初负荷；升负荷：目标、负荷率、暖机；定──滑──定升负荷；负荷控制；主汽压力控制；一次调频；CCS控制；高负荷限制；低负荷限制；阀位限制；主汽压力限制；快卸负荷；供热控制。6单阀、顺序阀转换。7超速保护：超速限制（103%）、甩负荷、加速度超速保护。8在线试验：喷油试验；超速试验：103%电气超速试验、110%电气超速试验、机械超速试验；阀门活动试验；高压遮断电磁阀试验；阀门严密性试验。9具有ATC功能。3-13－1自动挂闸挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。危急遮断器采用飞环式结构。高压安全油与油箱回油由危急遮断装置的杠杆进行控制。汽轮机已挂闸为危急遮断装置的各杠杆复位，高压安全油与油箱的回油口被切断，压力开关PS1、PS2、PS3发出讯息，高压保安油压建立。挂闸允许条件：a）汽轮机已跳闸；b）所有进汽阀全关。当有“停机”和“所有阀关”信号，即允许挂闸。DEH接收到挂闸指令后，继电器带电闭合，使复位电磁阀1YV带电导通，透平润滑油进入危急遮断装置，推动杠杆移动，高压安全油至油箱的回油被切断，PS1、PS2、PS3发讯，高压安全油油压建立，同时高压遮断电磁阀6YV、7YV、8YV、9YV带电。4-1-PAGE23-2-PAGE13－2整定伺服系统静态关系在机组启动前，必须完成伺服阀、LVDT、伺服板的静态关系整定，保证各个油动机从全关到全开满足阀位指令从0%～100%的位置控制精度及线性度要求。可以对各个油动机同时进行校验，也可以分别进行校验，此过程在OPR站上进行。1 机组启动前进行伺服系统静态关系整定，必须满足下列条件：汽机已挂闸；所有阀全关。注意：必须确认主汽阀前无蒸汽，以免整定时，汽轮机失控。整定期间，当机组转速大于100r/min时，DEH将自动打闸。即汽机转速必须小于100r/min。2 LVDT的安装在阀门校验前必须正确安装LVDT，使阀门在从全关到全开时，为保持对此关系有良好的线性度，要求油动机上作反馈用的LVDT，在安装时应使其铁芯在中间线性段移动。3校验步骤a)当校验条件满足后，选择“校验允许”；b)当“校验允许”点亮后，选择需要校验的阀门；c)选中校验的阀门后，相应的伺服板开始校验，伺服板上的“CHK”指示灯闪烁(下行闪烁频率较慢，上行闪烁频率较快)，同时画面上的“阀门校验进行”指示也闪烁(闪烁频率同“CHK”灯)；d)“CHK”指示灯和“阀门校验进行”指示常亮时则校验完成；e)再次按下“校验允许”，退出校验方式，“CHK”指示灯灭，“阀门校验进行”指示变灰；f)校验结束。3-3-PAGE13－3启动前的控制和启动方式1自动判断热状态汽轮机的启动过程，对汽机、转子是一个加热过程。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。DEH在每次挂闸时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸内上壁温度T的高低划分机组热状态。若上壁温度坏，自动由下壁温度信号代替。T<150℃150℃≤T<300300℃≤T<400400℃≤2自动预暖汽轮机冲转前，对高压部分的转子、汽缸及主汽阀进行预暖，可以减少启动过程的热冲击，缩短启动时间。在汽轮机刚挂闸时，若汽缸温度<150℃即为冷态启动，进行高压缸预暖，若主汽阀内壁金属温度<150预暖条件为：盘车投入；无“运行”指令（MSV、RSV未全开）。高压缸预暖：蒸汽由并联在高排止回阀上的反流阀（RFV）进入高压缸，经汽缸疏水阀流入凝汽器。此时抽真空阀（VV）全关。汽缸金属温度升到150℃主汽阀预暖：高压缸预暖完成后，右侧主汽阀（MSVR）开到全行程的10％。蒸汽由MSV阀，经主汽阀的疏水管流入凝汽器。阀壳内壁金属温度升到150℃后，若内外壁温差小于383选择启动方式汽轮机启动方式有二种：中压缸启动、高中压缸联合启动。机组启动可根据现场实际需要选择任何一种启动方式冲转汽轮机组。在旁路系统处于自动时，可选择中压缸启动方式，若旁路系统未处于自动状态，机组只能在高中压联合启动方式。3-4-PAGE13－4转速控制在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差，经PID调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。在给定目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时，自动将升速率改为400r/min/min快速冲过去。在升速过程中，通常需对汽轮机进行中速、高速暖机，以减少热应力。1目标转速除操作员可通过OPR设置目标转速外，在下列情况下，DEH自动设置目标转速:汽机刚挂闸时，目标为当前转速；油开关刚断开时，目标为3000r/min；汽机已跳闸，目标为零；目标设定超过上限时，自动将其改为3060或3360r/min；自启动方式下，目标由ATR来决定；目标错误地设在临界区内时，将其改为临界区下限值。2升操作员设定，速率在(0～500)r/min/min。在临界转速区内，速率为400r/min/min。3临界转速为避开临界转速，DEH设置有临界转速区，其边界与临界转速计算值相差大约±50r/min。若实际测量的临界转速值与计算值比较偏离较大，必须修改临界转速区值及临界转速平台值。4暖机汽机暖机转速根据不同的机组确定，每台机组均有自己的暖机转速值。到达目标转速值后，可自动停止升速进行暖机。若在升速过程中，需暂时停止升速，可进行如下操作:不在ATR方式时，操作员保持“保持”指令；在ATR方式下时，退出ATR方式后发保持指令；在临界转速区内时，保持指令无效，只能修改目标转速。53000r/min定速汽轮机转速稳定在3000±2r/min上，各系统进行并网前检查。3-4-2发电机做假并网试验，以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。在试验期间，发电机电网侧的隔离开关断开发出假并网试验信号。与正常情况一样同期系统通过DEH、发电机励磁系统改变发电机频率和电压。当满足同期条件时，油开关闭合。由于隔离开关是断开的，实际上发电机并未并网。故在假并网试验期间，DEH接收到假并网试验信号，在油开关闭合时，并不判定为发电机并网。这样可防止由于并网加初负荷，而引起转速升高。3-5-PAGE13－5负荷控制1并网、升负荷及负荷正常调节1.1并网带初负荷当同期条件均满足时，油开关合闸，DEH立即增加给定值，使发电机带上初负荷，避免出现逆功率。由于刚并网时，未投入负荷反馈，故用主蒸汽压力修正应增加的给定值。给定值=原值+3+f(p)刚并网时，目标也等于此给定值。1.2升在汽轮发电机组并网后，DEH为实现一次调频，调节系统配有转速反馈。在试验或带基本负荷时，也可投入负荷反馈。在负荷反馈投入时，目标和给定值均以MW形式表示。在负荷反馈切除时，目标和给定值以额定压力下总流量的百分比形式表示。在设定目标后，给定值自动以设定的负荷率向目标值逼近，随之发电机负荷逐渐增大。在升负荷过程中，通常需对汽轮机进行暖机，以减少热应力。1.2.1目标除操作员可通过OPR设置目标外，在下列情况下，DEH自动设置目标:负荷控制刚投入时，目标为当前负荷值(MW)；主汽压力控制刚投入时，目标为当前主汽压力值(MPa)；发电机刚并网时，目标为初负荷给定值(%)；控制回路刚切除时，目标为参考量(%)；跳闸时，目标为零；CCS控制方式下，目标为CCS给定(%)。目标太大时，改为上限值。1.2.2负荷率操作员设定，负荷率在(0～100)MW/min内；自启动方式下，负荷率在(1.5～30)MW/min内，步长0.5MW/min；单阀/顺序阀转换时，负荷率为5.0MW/min；CCS控制方式下，负荷率为100MW/min；若目标以百分比表示时，则负荷率也相应用百分比形式。3-5-21.3暖机汽轮机在升负荷过程中，考虑到热应力、胀差等各种因素，通常需进行暖机。若需暂停升负荷，可进行如下操作:不在CCS方式时，操作员发“保持”指令;在CCS方式下时，退出CCS方式后发保持指令1.4定──滑──定升负荷在高低压旁路阀全关后，锅炉增加燃烧，高压调节阀维持90%额定值。随着蒸汽参数的增加负荷逐渐增大。在滑压升负荷期间，一般不投负荷反馈。若需暖机，应由燃烧控制系统维持燃烧水平来保持负荷不变。否则应投负荷反馈，通过调节阀的节流作用来保持负荷不变。2负荷控制方式2.1负荷反馈负荷控制器是一个PI控制器，用于比较设定值与实际功率，经过计算后输出控制CV阀和ICV阀的总阀位给定值。在满足以下条件后，可由操作员投入该控制器：机组已并网，负荷在16.0MW～360MW之间；功率信号正常；CCS控制未投入；快卸未动作；TPC未动作；主汽压力控制未投入；高、低负荷限制未动作。负荷控制器切除条件：操作员切除该控制器；负荷小于16.0MW或大于360MW或故障；功率信号不正常；汽机打闸；到滑压点时；快卸动作；TPC动作；3-5-3CCS控制投入；高、低负荷限制动作；油开关断开；低负荷限制动作。在负荷反馈投入时，设定点以MW形式表示。采用PID无差调节，稳态时负荷等于设定的值。2.2主汽压力反馈主汽压力控制器是一个PI调节器，它比较主汽压力设定值与实际主汽压力，经计算后输出控制ICV阀和CV阀的总阀位给定值。当满足以下条件时，通过OPR可将主汽压力控制器投入：控制系统处于自动方式；负荷控制器未投入；汽机已带负荷，主汽压力在3MPa～16.67MPa间；主汽压力信号正常；TPC未动作；快卸未动作；一次调频未动作。主汽压力控制器切除条件：操作员将其切除；主汽压力小于3MPa或大于16.67MPa；阀位限制动作；快卸动作；TPC动作；油开关断开；汽机跳闸；主汽压力信号故障。主汽压力反馈与负荷反馈不能同时投入，应先切除另一个才能投入。在主汽压力反馈投入时，设定点以额定主汽压力百分比形式表示，采用PID无差调节，稳定时实际主汽压力等于设定点对应的压力值。3-5-42.3一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。当机组转速在死区范围内时，频率调整给定为零，一次调频不动作。当转速在死区范围以外时，一次调频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而变化。通常为使机组承担合理的一次调频量，设置DEH的不等率及死区与液压调节系统的不等率及迟缓率相一致。不等率在3%～6%内可调，初设为4.5%。死区在0～30r/min内可调（死区值出厂预设为2）。2.4CCS控制此时汽机负荷目标值受锅炉控制系统控制，在阀位限制和负荷限制动作时产生保持信号。当满足以下条件，可由操作员投入CCS控制：控制系统在自动方式；接收到CCS允许信号；快卸负荷未动作；TPC未动作；切除CCS方式或条件：快卸负荷动作；TPC动作；无CCS请求；汽机跳闸；油开关断开。在CCS方式下，DEH的目标等于CCS给定，且切除负荷反馈和主汽压力反馈。CCS给定信号与目标及总阀位给定的对应关系为:4～20mA对应0～100%。CCS给定信号代表作总的阀位给定。2.5主汽压力限制在锅炉系统出现某种故障不能维持主汽压力时，可通过关小调门开度减少蒸汽流量的方法使主汽压力恢复正常。主汽压力限制方式切除条件:3-5-5油开关断开；压力信号坏。主汽压力限制方式投入条件:主汽压力大于90%额定值；主汽压力大于其限制值。主汽压力限制值上电缺省值为12MPa，操作员可在主汽压力限制方式切除时，在(3～17)MPa内设置此限制值。在主汽压力限制方式投入期间，若主汽压力低于设置的限制值，则主汽压力限制动作。动作时，设定点在刚动作时的基础上，以1%/秒的变化率减小。同时目标和设定点即总的阀位参考量，也跟随着减小。若主汽压力回升到限制值之上，则停止减设定点。若主汽压力一直不回升，设定点减到总的阀位参考量小于20%时，停止减阀位。在主汽压力限制动作时，自动切除负荷反馈，主汽压力反馈，退出CCS方式。2.6快卸负荷当汽轮发电机组出现某种故障时，快速减小阀门开度，卸掉部分负荷，以防止故障扩大。在快卸负荷功能投入期间，DEH接收到快卸负荷开入信号时，总的阀位参考量在原值基础上以对应档变化率减小，直到此开入信号消失或切除快卸负荷功能或此参考量减到对应档的下限值。同时目标和设定点即总的阀位参考量，也随着减小。快卸负荷切除条件：当前负荷小于额定负荷的25%；汽机已跳闸；油开关断开。按故障大小不同，快卸负荷分为三档，分别由快卸负荷1#、2#、3#三个开关量输入信号触发。在快卸负荷动作时，自动切除负荷反馈和主汽压力反馈，并且退出CCS方式。2.7缸切换在中压缸启动方式下，蒸汽开始仅由再热器经中压调节阀进入汽轮机。汽轮机完成升速、并网、低负荷暖机后，低压旁路阀全关，操作员发阀切换指令，高压调节阀（CV）逐渐开大，高排逆止门自动开启，VV阀全关。3-5-6CV阀的单阀参考量为总参考量与阀切换系数之积，采用中压缸启动时，此数开始为零，进行阀切换后，花1分钟时间，由0变到1，最后保持为1。此系数变为1时，阀切换结束。3负荷限制3.1高负荷限制汽轮发电机组由于某种原因，在一段时间内不希望负荷带得太高时，操作员可在(0～360)MW内设置高负荷限制值，使DEH设定点始终小于此限制对应的值。当高负荷限制动作时，若目标大于设定点，则发保持指令，停止增大设定点。3.2低负荷限制汽轮发电机组由于某种原因，在一段时间内不希望负荷带得太低时，操作员可在(0～360)MW内设置低负荷限制值，使DEH设定点始终大于此限制对应的值。当低负荷限制动作时，若目标小于设定点，则发保持指令，停止减小设定点。4阀位限制汽轮发电机组由于某种原因，在一段时间内，不希望阀门开得太大时，操作员可在(0～120)%内设置阀位限制值。DEH总的阀位给定值为负荷参考量与此限制值之间较小的值。为防止阀位跳变，阀位限制值加有变化率限制，变化率为1%/秒。当阀位限制动作时，若目标大于设定点，则发保持指令，停止增大设定点。5功率/负荷不平衡当机组并网后，当负荷达到一定值时，可投入功率/负荷不平衡功能。在OIS自动控制画面中按“PLU”按钮，投入功率/负荷不平衡功能。当机组负荷在16.5MW～330MW之间以及功率信号、中压缸排汽压力信号正常，油开关未跳闸时，若该保护功能动作，迅速关闭中压调节阀。画面上显示“PLU”，中压调节阀关闭。延时2秒后，中压调节阀恢复控制。在下列条件下，功率/负荷不平衡功能被切除：功率信号故障；中压缸排气压力信号故障；油开关跳闸。3-6-PAGE13－6超速保护1超速限制 为避免汽轮机因转速太高离心应力太大而采用的方法称为超速限制。1.1汽机甩负荷当机组实际负荷大于15％时，油开关断开出现甩负荷，则迅速动作超速限制电磁阀，关闭高、中压调节阀，同时将目标转速及给定转速改为3000r/min，待延时2秒后，超速限制电磁阀失电，高、中压调节阀由转速闭环控制，最终使汽轮机转速稳定在3000r/min，以便事故消除后能迅速并网。1.2103%超速因汽轮机出现超速，对其寿命影响较大。除对汽轮机进行超速试验时，转速需超过103%外，其它任何时候均不允许超过103%(因网频最高到50.5Hz即101%)。一旦转速超过103%，则迅速动作超速限制电磁阀，同时关闭高中压调节阀，待转速正常后，超速限制电磁阀失电。2超速保护若汽轮机的转速太高，由于离心应力的作用，会损坏汽轮机。虽然为防止汽轮机超速，DEH系统中配上了超速限制功能，但万一转速限制不住，超过预定转速则立即打闸，迅速关闭所有主汽阀、调节阀。为了安全可靠，系统中设置了多道超速保护:a)DEH电气超速保护110%；b)危急遮断飞环机械超速保护；c)TSI超速保护。3供热保护无论冷凝工况还是供热工况，当出现油开关解列甩电负荷时或OPC动作时，均需使蝶阀快关电磁阀带电，快速关闭供热蝶阀。甩电负荷供热蝶阀关闭后，在DEH接受到抽汽逆止门已关闭信号，并判断汽轮机转速冲高后回落至低于3080转/分后，电磁阀失电缓慢开启供热蝶阀。若蝶阀关闭后10s，DEH未接受到抽汽逆止门或抽汽快关阀已关闭信号，则在DEH操作员站上报警提示，若蝶阀关闭后30s，DEH未接受到抽汽逆止门或抽汽快关阀已关闭信号，DEH自动发出停机指令。若甩电负荷后2分钟内供热蝶阀不能开启时DEH应立即自动发出停机指令。3-7-PAGE13－7在线试验1喷油试验为确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，需经常对飞环进行活动试验。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，增加了试验用隔离阀。喷油试验允许条件：a）试验开关在试验位；b）转速在(2985～3015)r/min内；c）高压胀差小于3mm。做试验时，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2YV失电，一段时间后1YV自动挂闸，挂上闸后再使隔离电磁阀失电，危急遮断器回复到正常位置，表明试验成功。2超速试验在汽轮机首次安装或大修后，必须验证超速保护的动作准确性。对每一路超速保护都应进行试验验证。做超速试验时，将DEH的目标转速设置为3360r/min慢慢提升汽轮机转速，到达被试验的一路超速保护的动作转速时，此路超速保护动作，遮断汽轮机。因此超速试验也叫提升转速试验。DEH可自动记录汽轮机遮断转速以及最高转速。2.1103%电气超速试验进行103%超速试验时，首先选择投入103%电气超速试验，然后再设置目标转速为3100r/min，速率设为180r/min/min，选择“进行”，即可进行103%电气超速试验。2.2110%电气超速试验进行电气超速试验时，首先选择投入110%电气超速试验，然后再设置目标转速为3300r/min，速率设为180r/min/min，选择“进行”，即可进行110%电气超速试验。2.3机械超速试验进行机械超速试验时，首先选择投入机械超速试验，然后再设置目标转速为3-7-23360r/min，速率设为180r/min/min，选择“进行”，即可进行机械超速试验。3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。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。本装置分别对高、中压主汽阀和调节阀进行85％行程的活动试验。阀门活动试验允许条件：a)当前无任何阀门进行活动试验；b)所有主汽阀全开；c)汽机已并网；d)负荷在(165～230)MW内；e)非CCS方式；f)做实验的阀门全开。4电磁阀试验为提高可靠性，高压遮断超速限制电磁阀采用了冗余结构。高压部分的电磁阀可进行在线试验。此项试验在OPR上操作。正常情况下，6YV、7YV、8YV、9YV电磁阀带电，压力开关PS4、PS5处于正常位。当6YV（8YV）试验时，6YV（8YV）失电，PS4发讯，代表6YV（8YV）试验成功。当7YV（9YV）试验时，7YV（9YV）失电，PS5发讯，代表7YV（9YV）试验成功。若电磁阀动作后，15秒内行程开关信号不正确，则认为试验故障。5严密性试验为检查阀门的严密性，需做严密性试验。严密性试验允许条件为：a)汽机已挂闸；b)转速大于2990r/min；c)油开关跳闸；d）主汽压力>50%的额定压力。当作严密性试验时，高中压主汽门全关或高中压调门全关，汽轮机转速应迅速下降。DEH根据当前主汽压力计算出一个可接受转速，根据转速能否下降到可接受转速，以此判断主汽门或高中压调门的关闭是否严密。3-8-PAGE13－8ATR热应力控制ATC程序根据转子热应力、机组振动、胀差等参数,自动设定、速率(负荷率),实现自动升速和升降负荷。热应力计算这样来进行:DEH按当时的进汽温度和压力,转速及缸温等参数,根据当时高、中压转子危险截面处表面及中心孔的温差，算出转子的热应力,然后按许用应力算出当前的相对应力比率,从而确定机组的升降速率(负荷率)。3-9-PAGE13－9供热控制当机组负荷大于70％额定负荷时，允许投入供热。OIS进入“供热控制”画面，按“供热投入”按钮，DEH投入供热控制。供热投入后，供热控制系统自动进入供热手动方式，在此方式下，运行人员通过“蝶阀增”、“蝶阀减”按钮来控制蝶阀开度。在“供热手动”方式下，供热控制系统对抽汽压力不进行自动调节，目标抽汽压力跟随实际抽汽压力。在“供热自动”方式下，运行人员通过“目标抽汽压力”设置目标值，并设置抽汽压力变化率，按压“供热进行\供热保持”按钮使状态转为“进行”后，供热控制系统自动计算给定抽汽压力，并与实际抽汽压力进行比较，按一定规律开大或关小蝶阀，最终使抽汽压力达到目标抽汽压力，系统转为“保持”，此后，蝶阀的开度减小将导致实际抽汽压力的增大，蝶阀的开度增大将导致实际抽汽压力的减小，从而阻止抽汽压力的进一步变化。通过多种控制方式的选择（阀位控制、供热手动/自动等）可以实现多种供热运行模式。当任一以下条件满足时，切除供热控制：供热请求信号消失；汽机已跳闸；油开关跳闸；汽机遮断；汽机OPC动作；甩电负荷；抽汽压力故障；按“供热切除”按钮。4-PAGE14DEH系统操作说明该DEH配置有操作员接口站（OPR），对汽轮机的控制可通过OPR站实现。本章将主要介绍OPR站的操作，再介绍系统上电过程以及各功能的实现。4-1-PAGE14－1DEH控制器通电1电源切换采用矩阵供电组态配置实现无扰切换。无论机柜接通220VAC主电源或备用电源，整个系统均能正常工作。两路电源均接通时，断掉任何一路220VAC电源，整个系统仍能正常工作。每路电源只需接火线和零线，地线不引入与机柜地连接。2DEH控制器上电宽范围的电源输入（18～36VDC）。接入主、备电源，按下DEH机柜上交流电源开关，系统220VAC电源进入机柜。测量各直流电压输出值，应与标称值一致；各I/O模板指示灯电源（PWR）变亮；模块CPU（CPU）闪烁；通讯（COM）闪烁。3操作员站或工程师站单独上电后均能进入正常的工作画面。4-2-PAGE14－2DEH启动控制系统上电运行后，在OPR自动控制画面中状态显示为：汽机已跳闸；油开关跳闸；所有阀门在全关位。2汽轮机挂闸可通过操作员站OPR完成。挂闸允许条件：汽轮机已跳闸；所有阀门在全关位。汽机挂闸时进入“自动控制”画面，按汽机“挂闸”按钮，挂闸电磁阀带电动作，透平润滑油进入危急遮断装置，推动杠杆移动，高压安全油至油箱的回油被切断，PS1、PS2、PS3发讯，高压安全油油压建立，同时高压遮断电磁阀6YV、7YV、8YV、9YV带电。在OPR上显示“已挂闸”。汽轮机在起机前，进入“阀门校验”画面，对所有的阀门进行静态校验。阀门校验的条件：无蒸汽进入汽轮机；转速低于100r/min。4选择启动方式4.1当旁路系统不在自动状态时，采用高中压缸联合启动方式。进入“自动控制”画面，按“高中压缸联合启动”按钮。在旁路系统处于自动时，可以选择中压缸启动方式。进入“自动控制”画面，按“中压缸启动”按钮。4.2在OIS上进入“自动控制”画面，按“运行”键，状态显示为“是”，DEH开始运行。注：“运行”命令执行后，不能再选择启动方式，只有汽机打闸后才能重新选择。4-3-PAGE14－3升1设置速率在“自动控制”画面上按“速率”键，紧接着输入(0～500)范围以内，适当的速率，确认。在OPR画面上可见框内的速率值将变成输入值。2设置目标通过OPR设定，在“自动控制”画面上选择目标转速，再输入预定的转速，确认。注:值必须在范围以内，否则无效。3冲转在OPR上按下“自动控制”画面的“进行/保持”键，将其置为“进行”状态。OPR画面显示出“进行”，同时OPR画面上“目标/给定”栏，给定转速逐渐增加，调速汽门逐渐开起，实际转速渐渐升高，机组已开始冲转，逐渐向目标逼近。注意:机组自动升速，自动过临界，当目标转速值设在临界转速区内时，目标转速将自动改变成小于临界转速区的特定值以保证机组快速跨越临界区。当给定转速正处于临界区时机组按特定速率升速，并保证不能停止。若此时按OPR画面上“进行/保持”，选择“保持”无效。如果目标设置成3000r/min，则机组将自动升速到3000r/min。4-4-PAGE14－4并网、升负荷机组并网后，机组自动带上初负荷。1升输入负荷率，输入目标功率，方法与设定升速率和目标转速值一样。注意：负荷反馈投入，以“MW”形式表示，负荷反馈切除时，以百分数形式表示。修改完毕，在OPR上“自动控制”画面中“进行/保持”栏，选择“进行”，机组开始升负荷。2负荷反馈2.1负荷反馈投入OPR“自动控制”画面中，若“功率回路”按钮显示“切除”，此时可按“功率回路”键，使其置为“投入”。2.2负荷反馈切除负荷反馈切除后，OPR“自动控制”画面中，按“功率回路”键，使其置为“切除”，则OPR中“功率回路”栏显示为“切除”，表明负荷反馈已切除。3主汽压力控制3．1主汽压力控制投入OPR“自动控制”画面中，若条件允许，此时可按“主汽压力控制”键，使其置为“投入”。3．2主汽压力控制切除如此时主汽压力控制已投入，需切除此控制，只需点击“切除”按钮，则OPR“自动控制”画面中“主汽压力控制”栏显示为“切除”，则表明主汽压力控制已切除。4一次调频一次调频在机组并网后自动投入。一次调频的动作与否，取决于转速死区范围。只有通过操作ENG110修改这一值才能决定一次调频动作的调幅范围（此项由热工专人负责）。4-5-PAGE14－5单阀/顺序阀转换在单阀/顺序阀转换期间，应投入负荷反馈。1由单阀方式转换为顺序阀方式时，在OPR“自动控制”画面上按“单/顺阀”键，发出转换指令（单/顺），切至顺序阀模式，切换时间约10分钟，转换结束后画面显示为“顺序阀”。2由顺序阀方式转换为单阀方式时，同以上操作，切至单阀模式，耗时约10分钟，转换结束后画面显示为“单阀”。4-6-PAGE14－6CCS控制（锅炉自动）条件满足后，收到“CCS请求”信号，操作“自动控制”画面中的“CCS控制”键，发出“投入”指令，汽机切除当前控制回路，接受“CCS指令”信号控制汽机阀位的开度。如果要切除CCS控制时，需要再操作“CCS控制”键使其处于“切除”状态，将切除CCS控制，转为阀位控制状态。4-7-PAGE14－7负荷限制1高负荷限制并网后，在OPR上进入“汽机自动限制”画面，按“高负荷限制”键，即可输入高负荷限制值。该值将限制汽机实际负荷不得大于此值。2低负荷限制并网后在OPR上进入“汽机自动限制”画面，按“低负荷限制”键，即可输入新的低负荷限制值。该值将限制负荷不得小于此值。4-8-PAGE14－8阀位限制在OPR上进入“汽机自动限制”画面，按“阀位限制”键，输入新的阀位限制值。该值将限制阀的开度指令不得大于此值。4-9-PAGE14－9主汽压力限制1主汽压力低保护(TPC)条件满足后，在OPR“自动控制”画面上，按“TPC”键，选择“投入”。OPR画面上显示由“切除”变为“投入”，则表示TPC已投入。同样，在TPC投入时，操作OPR“自动控制”画面上的“TPC”键，选择“切除”，显示变为“切除”，则表示TPC已切除。2修改主汽压力限制值TPC投入时，禁止修改主汽压力限制值，TPC切除时，进入OPR“汽机自动限制”画面，按“主汽压力”键则可输入新的限制值。则主汽压力限制值已被修改。4-10-PAGE14－10快卸负荷投入与切除1快卸负荷投入当满足条件后，若此时正处于快卸负荷切除状态即OPR“自动控制”画面“快卸”栏内显示出“切除”，此时在OPR画面上按“快卸”键，使其处于“投入”位。若是此状态，则RUNBACK已投入。2快卸负荷切除快卸负荷投入后，若要切除此功能，在OPR相同的画面上按“快卸”，使其处于“切除”位，则RUNBACK已切除。4-11-PAGE14－11超速、喷油试验1喷油试验在OPR上进入“喷油试验”画面，按“试验允许”键，使其处于“试验”位。试验时，在“喷油试验”画面上选择“喷油试验”。试验完毕，在OPR该画面上显示出“成功”或“失败”，以表示成功与否。试验完毕退出喷油试验，画面显示“正常”。超速试验2.1103%电气超速试验进入OPR“超速试验”画面后，设“103%电气超速试验”为“试验”位。试验步骤为：修改适当的速率；修改目标转速至3100r/min；按OPR该画面上“进行”按钮，并使其处于“进行”位，开始升速，可按“保持”暂停升速；机组升速，直到3090r/min时，超速限制电磁阀应该动作，表明103%