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DEH讲课
1、DHE的总体概括
2、从汽轮机启动到带到额定负荷全过
DEH系统的作用、功能及组成
一、DEH的作用
DEH(DigitalElectronicHydraulicControl)全称为数字式功频电液调节系统。
它将现场的模拟信号转化成数字信号,通过计算机的运算,完成对汽轮机的启动、监视、保护和运行。
DEH汽轮机数字电液控制系统,由计算机控制部分和EH液压执行机构部分组成。
是汽轮发电机的专用控制系统,是控制汽轮机启动、停机及转速控制、功率控制的唯一手段,是电厂实现机组协调控制、远方自动调度等功能必不可少的控制设备。
基本控制功能主要是汽轮机转速控制、功率控制、阀门管理、阀门试验、超速保护、超速保护试验等功能。
OPC、AST都代表什么意思?
OPC代表机组超速保护
AST代表自动停机危急遮断控制
TV、GV、RV、IV各代表什么?
TV代表高压主汽门
GV代表高压调门
RV代表中压主汽门
IV代表中压调门。
HP、DP、DV都代表什么意思?
HP代表EH系统压力
DP代表EH系统有压回油
DV代表EH系统无压回油
什么是TPC控制?
TPC控制即主蒸汽压力控制,是指运行人员能投切软件TPC控制主蒸汽压力大于某一给定值。
可分为“操作员TPC”、“固定TPC”、遥控TPC”三种。
位移传感器(LVDT)
为了提高控制系统的可靠性,每个执行机构中安装两只位移传感器,共16只。
作用是利用差动变压器原理,将油动机活塞的位移转换为LVDT中铁芯与线圈间相对位移的电信号输出,作为伺服放大器的负反馈信号。
危急遮断控制块主要功能是什么?
危急遮断控制块的主要功能是为自动停机危急遮断(AST)与超速控制(OPC)母管之间提供接口。
控制块上面装有六只电磁阀(四只AST电磁阀,二只OPC电磁阀),内部有二只单向阀,控制块内加工了必要的通道,以连接各元件。
功率回路、调压回路的投切顺序是什么?
功率回路、调压回路都要投切时,应按下列顺序进行:
投入时先投调压回路,再投功率回路;切除时先切功率回路,再切调压回路。
隔膜阀的作用及其工作原理是什么?
隔膜阀联接着润滑油的低压安全油系统与EH油的高压安全油系统,其作用是润滑油系统的低压安全油压力降低到1.4Mpa时,可以通过EH油系统遮断汽轮机。
当汽轮机正常工作时,润滑系统的透平油通入阀内活塞上的油室中,克服弹簧力,使阀在关闭位置,堵住EH危急遮断油母管的泄油通道,使EH系统投入工作。
当危急遮断器动作或手动打闸时均能使透平油压力降低或消失,从而使压缩弹簧打开把EH危急遮断油泄掉,关闭所有进汽门。
卸荷阀有什么作用?
当EH油系统危急遮断油被泄掉时,卸荷阀活塞上油压消失,油动机活塞下腔的EH压力油克服卸荷阀的弹簧力,通过卸荷阀迅速排到压力回油管,使该卸荷阀对应的执行机构迅速关闭。
简述伺服控制回路的工作原理。
DEH输出信号首先经函数变换(凸轮特性)到VCC卡,转换为阀位指令,经功率放大器输出去控制伺服阀、油动机。
油动机位移经LVDT变送器转换为电压信号反馈到综合放大器与阀位指令相比较,当其二者相等时,油动机稳定在某一位置上。
二、DEH的功能
1、操作方式的选择。
DEH运行方式主要有操作员自动、ATC(autoturbinecontrol)汽轮机自动控制系统、手动三种。
这三种方式之间的切换是无扰的。
DEH应该主要处于操作员自动和ATC自动方式,手动控制只是一种故障情况下的应急操作,正常情况下不使用。
(1)手动方式。
配备手操盘,计算机发生故障或其它特殊情况下(如炉熄火,快减负荷),可满足手动升降负荷的要求。
实现汽轮机组启动操作方式和运行方式的选择。
(2)操作员自动(OA)。
启动时必须采用的方式,可实现机组的冲转、升速、暖机、并网、带负荷的整个阶段。
(3)汽轮机程序启动(ATC)。
实现机组从启动到运行的全部自动化管理。
2、启动方式的选择。
可实现高、中压缸联合启动或中压缸启动(300MW机组)。
3、运行方式的选择。
机跟炉、炉跟机、协调等。
4、阀门管理。
可实现“单阀”或“多阀”运行。
并可实现无扰切换。
5、超速保护功能(OPC)。
主要由103%超速保护及甩负荷预测功能。
当转速超过停机值(110%额定转速)时,发出跳机信号,迅速关闭所有主汽门和调门。
6、阀门试验功能。
可在线进行主汽门、调门的全行程关闭试验或松动试验。
三、DEH系统的组成
DEH控制系统由两大部分组成,即DEH控制部分(计算机控制部分)电子控制系统部分和EH系统(液压执行机构)液压调节保安系统部分。
DEH控制装置是DEH系统的指挥中心,EH系统是DEH系统的执行机构。
1、计算机控制部分
DEH电子控制系统部分主要包括I/O控制柜、硬操盘、与DCS共用的操作员站、工程师站等。
控制柜中除配有与通常DCS系统类似的开入、开出、模入、模出I/O模块外,还配有DEH专用模块——测速单元、伺服单元。
DEH控制装置一般包括四个控制柜,一个操作员站和一个工程师站。
操作员站是运行人员操作DEH、监视系统运行的人机接口。
DEH采集汽轮机状态数据,如挂闸、并网、盘车、旁路、主汽压、调节级压力、功率、转速、真空等等,根据操作员的操作指令,进行逻辑判断与PID运算,最终得出每个阀门的位置指令,并输出信号到油动机上的伺服阀,控制阀门开度。
这就是DEH简单的控制原理。
(1)MMI站。
人机接口。
(2)DEH控制柜。
DPU分布式控制单元;卡件;端子柜。
2、液压控制部分
对于高压抗燃油系统还需增加一对主控单元、伺服单元及部分I/O模块。
测速单元:
有三路测速通道,内部三选中逻辑,可输出超速限制、超速保护接点信号。
具有测速范围大1~5000Hz、测速精度高0.1%、响应速度快10ms等特点。
伺服单元:
它与伺服阀、油动机、LVDT等组成位置随动系统。
具有自动整定零位幅值、及紧急手动控制功能。
液压调节保安系统部分可分为
●
转速敏感部件:
将转速信号转换为液压信号。
●
给定部件:
操作员通过启动阀(同步器)马达或手柄,改变调节系统的给定值。
●
综合运算部件:
由各种滑阀完成给定、实际信号的偏差放大,将控制信号分配到各油动机。
●
执行部件:
控制信号由油动机完成功率放大后,通过配汽机构(杠杆、凸轮、操纵座等)驱动调节阀。
●
保护系统:
包括危急遮断系统、挂闸系统、主汽阀执行部件等。
●
试验系统:
有喷油试验、超速试验、阀门严密性试验、阀门活动试验等。
●
油源系统:
为调节保安系统液压部套提供油源。
有透平油油源系统,也可能有高压抗燃油油源系统。
不同类型的汽轮机,其液压调节保安系统有所不同。
首先按照用户的改造要求,作出简捷实用的液压系统改造方案,再根据改造后的液压系统,确定DEH主要功能、I/O信号清单、硬件配置。
EH系统主要由供油装置(油箱、油泵、油管路)、安全系统(AST、OPC系统、隔膜阀)、油动机(主汽门、高压调节门、中压主汽门、中压调节门油动机)等组成。
供油装置为系统提供油动机动作所需的稳定的高压动力油,安全系统提供使油动机迅速关闭的回路,油动机行程由伺服阀控制。
伺服阀接受DEH开度指令,使油动机按指令动作,带动连接到油动机上的阀门,从而控制汽轮机的进汽,实现功率、转速等的控制。
EH系统工作特点
3、抗燃油的特点
EH系统使用的抗燃油,实际上是一种脂(三芳基磷酸酯)。
透明、均匀、无沉淀、无悬浮。
同时具有挥发分低、耐磨、氧化稳定性好,物理性能稳定等优点。
最低闪点:
235℃,燃点352℃,自燃566℃,比重1.142。
缺点:
价格偏高,对密封材料适应性差,密度大于水,进水后不易排放;易水解生成腐蚀性较强的有机酸,析出沉淀物;另外,EH又具有微毒性。
正常工作油温在(30-60)℃。
(1)EH高压抗燃油控制系统。
抗燃油泵。
提供高压抗燃油,并由它来驱动伺服执行机构。
还包括:
再生装置,滤油装置和冷却装置。
功能:
提供压力油。
(2)控制汽轮机运行执行系统。
伺服阀,卸荷阀、逆止阀等组成。
将DEH来的指令电信号,转变为液压信号,最终改变调门的开度。
(3)保护系统。
OPC电磁阀,隔膜阀,AST电磁阀组成。
属保护机构。
当设备的参数达到限定值时(轴向位移、高压差胀、真空等),或关闭主汽门、调门。
二)DEH的基本工作过程:
1)DEH系统接受外界输入的转速和负荷目标值信号,以及转速和负荷变化率信号,通过DEH数字系统的设定值形成逻辑(计算程序),按运行方式确定汽轮发电机可以接受的转速设定值或负荷设定值。
2)在转速控制阶段,转速设定值与机组实际转速信号进行比较,求偏差,在转速控制回路中经过比例积分运算,形成流量请求信号,送至阀门管理程序。
3)在负荷控制阶段,若DEH遥控未投,负荷设定值输入到负荷控制回路,经一次调频修正后再与功率反馈信号进行比较,经调节运算形成功率(流量)请求值,必要时该值还与调节级压力进行比较运算,输出流量请求信号送给阀门管理程序;若DEH遥控投入,则负荷设定值经标度转换后直接作为流量请求信号输入到阀门管理程序。
4)阀门管理程序根据流量请求信号计算出阀位开度请求信号(阀位给定值)送入执行机构。
5)在执行机构中,阀位给定值数字量信号送入DEH的模拟系统,经数/模转换后,送入伺服放大器与阀位反馈比较,求偏差,放大后的电流信号送至电液转换器线圈,电流在线圈上产生磁力(有方向),该磁力的方向控制电液转换器与油动机之间的进、泄油。
最终控制阀门开度,以实现汽轮发电机组的转速控制和负荷控制。
DEH自动控制系统接受的信号有哪些?
(1)转速或负荷的给定信号;
(2)转速反馈信号:
鉴于转速的重要性,系统接受两个数字信号和一个模拟系统经A/D转换来的数字信号,经比较后选择一个最可靠的转速作为转速的反馈信号;
(3)调节级汽室压力信号:
用以代表汽轮机功率的反馈信号;
(4)发电机功率信号:
用以代表发电机功率的反馈信号;
(5)主汽阀前的主蒸汽压力信号:
用以保证汽轮机的进汽压力不低于某一限定值,因而实际上就是负荷限制的信号;
(6)模拟系统的手动信号:
用于模拟控制。
当手动操作时,数字系统也对模拟系统进行跟踪,以保证手动/自动变换过程中的无扰动切换。
四、DEH系统原理
调门
DEH指令
信号放大
电液转换DEH指令
油缸
保护
EH油泵
反馈
EH油箱
LVDT
回油
控制型执行机构液压原理图
解释:
DEH指令主要来自1、操作员手动(自动)。
2、差频信号。
3、AGC。
信号放大部分:
主要指DEH中对指令信号进行放大,以使伺服阀的电机电流足够大,推动电机动作。
电液转换器:
主要指伺服阀,在这里系统将指令来的电信号转换成高压液动能,推动油缸动作。
EH油泵:
主要是为高压油提供能量。
油缸:
高压油在油缸内克服弹簧的压力,开启调门。
反之则关闭调门。
反馈:
将调门的开度情况进行认可,并与指令情况相比较。
以便使DEH判断系统对指令信号的执行情况。
保护:
当系统出现异常时,达设计报警或动作值时(OPC、AST),使高压油回至油箱,关闭调门或主汽门。
DEH的三个控制回路:
压力控制回路、功率控制回路、一次调频什么时候投用,投用的条件是什么?
压力控制回路 一般在带负荷后投入 只不过目前大多数的机组是不允许投入的。
压力可以自己调节没什么用。
功率控制回路, 机组带负荷后 不过功率控制回路是有条件的 运行规程上都有的 一般是1、负荷5%以上 2.没有限制保护动作3、不在紧急手动状态
一次调频 并网后看电网要求
一次调频投入的条件;1,有关的辅机设备投机自动。
机组负荷大于10%且稳定运行,机组并网,电网频率正常,CCS投入正常,所有涉
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