1机组DEHETS操作说明课件.docx
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1机组DEHETS操作说明课件
保德神东发电有限责任公司1#机组
DEH、ETS操作说明
编制:
初审:
审核:
批准:
杭州和利时自动化有限公司
2013年4月
目录
一、系统概述2
二、DEH画面说明2
三、操作说明3
四、控制方式6
五、保护限制10
六、超速试验12
七、阀门严密性试验13
八、阀门活动试验14
九、遮断试验15
十、油压试验16
十一、辅助系统功能16
十二、打闸19
一、系统概述
保德神东发电有限责任公司采用和利时公司开发设计的DCS&DEH(DigitalElectro-HydraulicControlSystem)一体化控制系统,其中DCS&DEH控制系统的硬件部分采用和利时公司的FM系列产品,软件采用和利时公司的MACSV软件,ETS系统硬件采用和利时公司的大型LK系列PLC,编程软件为PowerPro,各个系统互相配合完成机组运行的控制要求。
DEH控制系统主要包括以下功能:
1、转速控制:
实现转速的大范围控制功能,从机组启动到3000r/min定转速,到110%超速试验,在并网之前为转速PID回路控制,其目标转速及升速率可在DEH画面设定。
2、自动同期并网:
DEH可接受自动准同期装置指令,自动控制机组转速到电网同步转速,完成并网操作。
3、阀位控制:
并网后可实现阀位控制,操作员可通过设置目标阀位或点击阀位控制的增、减按钮来改变调门开度。
4、功率控制:
并网后可实现功率PID回路控制,其目标功率及负荷率可在DEH画面设定。
5、压控方式:
可设置目标压力和压变率,由PID调节器自动控制机前主汽压力。
6、阀门管理:
实现单阀、顺序阀转换。
7、CCS方式:
DEH可接受负荷中心指令信号,实现CCS控制。
8、一次调频:
DEH根据频差变化,自动调整机组负荷,以维持电网频率稳定。
9、限制保护功能:
103%超速限制;阀位限制;高负荷限制;主汽压力低限制;快卸负荷(RB);110%超速保护。
10、阀门严密性试验:
可分别对高压主汽门、高调门进行严密性试验,并自动记录惰走时间。
11、阀门活动试验:
可对单个阀门进行部分活动试验。
二、DEH画面说明
2.1在MACSV系统在线运行画面上,单击“DEH画面”按钮,即可进入DEH系统的操作画面。
2.2DEH系统的操作画面包括电调主控、EH油系统、ETS、TSI、监控主画面、温度监测、阀门试验、遮断试验、油压试验、阀门整定共10幅画面,还包括一些操作说明窗口及弹出窗口操作员等,可通过单击左下角菜单,可方便地进行画面切换。
2.3在菜单栏上方,显示机组的一些主要参数和当前状态。
2.4画面功能说明:
电调主控、EH油系统、ETS、TSI、监控主画面、温度监测等画面用于系统状态和参数监视,阀门试验、遮断试验、油压试验等画面用于试验操作和监控,阀门整定画面用于热工检修人员对阀门LVDT进行拉阀整定。
三、操作说明
3.1自动判断热状态
汽轮机的启动过程,是对汽机转子的一个加热过程,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,根据机组第一级金属温度T的大小,将机组划分为冷、温、热、极热四种热状态。
在刚运行时,可以设置相应的初始升速率。
温度T
热状态
升速率
T<1500C
冷态
100r/min/min
1500C<T<3000C
温态
200r/min/min
3000C<T<4000C
热态
300r/min/min
4000C<T
极热态
400r/min/min
3.2挂闸、运行
挂闸就是使汽轮机保护系统处于警戒状态的过程。
DEH根据三个高压遮断油压力开关的状态进行三取二后,判断机组已挂闸、已跳闸状态。
挂闸的允许条件:
所有进汽阀全关;汽机已跳闸且打闸指令取消。
单击DEH“电调主控”上“挂闸”按钮,在10秒内自动完成如下挂闸过程:
DEH接收到挂闸指令后,相应继电器带电闭合,使挂闸电磁阀带电导通,一次安全油压建立,高压遮断安全油压建立,2秒后判断机组若已挂闸,则复位电磁阀失电,挂闸操作完成。
若10秒内机组无已挂闸信号,则挂闸失败,一次安全油压消失,挂闸电磁阀失电。
机组挂闸成功后且运行按钮灯亮前,所有控制状态均未激活,伺服阀处于关门的方向,使主汽门、调门保持关闭状态。
准备冲转时,按亮“运行”按钮,所有高中压主汽门全开,转速控制状态亮,此时可以设置目标转速和升速率,机组具备冲转条件。
机组冲转过程中,可以投入摩擦检查。
点击摩擦检查按钮即可投入摩擦检查。
当投入磨擦检查后,目标转速会自动设为500,当系统转速在500转磨擦6分钟后自动打闸。
摩擦检查投入条件:
1、系统转速低于490rpm;2、汽机已运行;3、脱网状态。
3.3升速控制
3.3.1启动方式
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。
在目标转速设定后,转速控制自动进行,给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。
当给定转速升至暖机转速(500rpm,1200rpm,2600rpm)时,给定转速自动等于暖机转速,使机组转速停在暖机点附近,进入暖机状态,对机组进行暖机。
暖机时间到或点按“暖机”按钮,即可退出暖机状态,继续升速。
暖机时间根据热状态不同而不同,在“DEH电调主控”里点击“暖机时间设定”按钮,可弹出暖机时间设定窗口,进行暖机时间设定。
目标转速是期望达到的转速;给定转速是经速率处理后对机组的转速请求。
3.3.2目标转速及升速率设置
手动输入适当的升速率及目标转速(一般设定为3000r/min)。
在下列情况下,DEH会自动设置目标转速:
✧发电机油开关刚断开时,目标为3000r/min。
✧同期时,目标随同期增减信号变化(变化率60r/min/min)。
✧目标超过上限时,将其改为3060r/min、3090r/min(103%超速试验)或3360r/min(110%和机械超速试验)。
✧目标错误地设在临界区内(1250~1400rpm、1700~2300rpm),将其改为该临界转速区的下限值。
✧当进入临界转速区时,自动将升速率改为500r/min/min快速冲过去;若进入临界区前的升速率已大于500r/min/min,则升速率保持原值不变。
✧当给定转速升至2950-3000rpm,升速率将自动改为50rpm/min,以便平稳将转速升至定速。
3.3.3冲转
✧目标转速设定后,给定转速开始以设定的升速率向目标转速靠近,机组开始冲转。
✧设置升速率,取值范围在0~600rpm/min内。
随着给定转速的增加,总阀位给定增加,油动机开启,机组转速增加。
✧操作员控制,在升速过程中,
(1)单击“保持”按钮,“保持”灯亮,机组维持当前给定转速;若此转速落在临界转速区内,保持功能无效;
(2)可随时修改目标转速和升速率。
3.4同期并网
发电机并网条件为:
发电机侧与电网侧的三相电压波形一致,即频率、相位、电压、相序相同。
改变汽轮发电机转速即可改变频率和相位;改变发电机的励磁电流即可改变电压;相序由发电机的接线确定。
通常由电气的自动准同期装置检测发电机侧与电网侧的三相电压波形,判断同期条件是否满足,并分别向汽机控制系统DEH和发电机控制系统AVR发出增减指令,相应分别调整频率、相位和电压。
满足并网条件时,自动准同期装置发出合闸指令,使发电机主油开关合闸。
转速在3000±15r/min内,电气投入自动准同期装置时,向DEH发出自动同期请求信号,DEH操作员点按“同期”按钮,即可转为同期方式。
在同期方式下,DEH接受自动准同期装置来的转速增减信号后,给定转速以60r/min/min的变化率变化,将机组带到同步转速。
有下列情况之一,则退出自同期方式:
✧转速小于2985r/min、大于3015r/min
✧转速信号测量故障
✧并网
✧汽机已跳闸
发电机与电网连接的状态称为并网,断开的状态称为脱网。
脱网状态下,转速由汽轮机转速调节系统控制的进汽量确定,DEH为转速PID调节。
并网后,DEH自动由转速PID控制切换为DEH阀控方式,并使发电机带上初负荷,以避免出现逆功率。
总阀位给定根据主汽压力在原值上阶跃增加a值,并转为DEH阀控方式。
在额定主汽压力下,a值为4%。
并网状态下,转速由电网中总的发电量和用电量共同确定,一般平衡在3000r/min左右,发电机功率由汽轮机的进汽量确定。
四、控制方式
4.1阀位控制
机组并网后,DEH功控、DEH压控未投入时,若无以下情况即转为DEH阀控方式:
(1)CCS控制方式
(2)主汽压力低限制动作
(3)高负荷限制动作
(4)阀位限制动作
(5)快卸负荷动作
在DEH阀控方式下,通过电调主控画面可设置目标阀位和阀位变化率或按增、减按钮改变DEH总阀位给定值(单位为%),改变汽轮机调节阀的开度,从而调整机组负荷。
按增、减按钮时,总阀位给定值以0.5%为单位相应变化,快增、快减按钮时,总阀位给定值以2%为单位相应变化。
阀位变化率设置0-50%/min,默认10%/min。
本方式具有一次调频功能,当发生小网或孤网运行时,只能采用阀控方式运行。
4.2功率控制
功控方式未投入时,目标功率、给定功率等于实际功率;DEH功控PID输出跟踪DEH总阀位给定。
在功控方式下,通过电调主控画面可设置目标功率和负荷率,由PID调节器自动控制机组负荷。
目标功率可在4.5~135MW之内设置,设置目标功率后,按“进行”按钮,功率控制自动进行,负荷率可在0~10MW/min内设置。
目标功率是期望达到的功率;给定功率是经负荷率处理后对机组的功率请求。
给定功率与实际功率之差,经PID调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度,使实际功率跟随给定功率变化。
若无以下情况发生,可按“功控”按钮进入DEH功控方式:
(1)主汽压力低限制动作
(2)高负荷限制动作
(3)阀位限制动作
(4)功率信号检测失败
(5)负荷不在4.5~135MW内
(6)功率给定与实际功率的偏差大于±30MW
(7)CCS控制方式
(8)快卸负荷动作
(9)机组转速不在3000±15rpm内
在功控方式下,如果以上情况发生,或按“阀控”和“压控”按钮,将退出功控方式。
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,操作员可按亮“保持”按钮,若需继续升负荷,可按“进行”继续。
只有当机组在大电网中并列运行时,才能采用功控方式;当发生小电网或孤网运行时,必须退出功控方式。
4.3压控方式
压控方式未投入时,目标压力、给定压力等于实际压力;DEH压控PID输出跟踪DEH总阀位给定。
在压控方式下,通过电调主控画面可设置目标压控和压变率,由PID调节器自动控制机前压力。
目标压力可在1.5%~105%(0.204~13.6MPa)额定值之内设置,压变率可在额定主汽压力的0%~5%(0~0.84MPa/min)内设置。
操作员可按亮“保持”按钮,停止升压力。
目标压力是期望达到的压力;给定压力是经压变率处理后对机组的压力请求。
给定压力与实际压力之差,经PID调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度,使实际压力跟随给定压力变化。
若无以下情况发生,可按“压控”按钮进入DEH压控方式:
(1)主汽压力低限制动作
(2)高负荷限制动作
(3)阀位限制动作
(4)压力信号检测失败
(5)主汽压力不在低限值~110%额定值内
(6)压力给定与实际压力的偏差大于额定值的±10%
(7)CCS控制方式
(8)机组转速不在3000±15rpm内
在压控方式下,如果以上情况发生,或按“阀控”和“功控”按钮,将退出压控方式。
额定主汽压力为13.6MPa。
在锅炉辅机系统发生故障,发出快卸信号时,可投入压控方式,由汽机维持主汽压力。
4.4CCS方式
DEH在收到CCS请求指令后,若无以下情况发生,可投入CCS方式:
(1)主汽压力低限制动作
(2)高负荷限制动作
(3)阀位限制动作
(4)功率信号检测失败
(5)压力信号检测失败
(6)负荷不在4.5—135MW内
(7)主汽压力不在低限值~110%额定值内
(8)压力给定与实际压力的偏差大于额定值的±10%
(9)协调阀位指令与总阀位指令的偏差大于±5%
(10)机组转速不在3000±15rpm内
在CCS方式下,如果以上情况发生,或按“阀控”按钮,将退出CCS方式。
在CCS方式下,自动将阀控、功控和压控回路切除,DEH的总阀位给定跟着CCS给定变。
4.5一次调频
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,应投入一次调频功能。
将给定转速与实际转速的偏差,经过不等率处理后,生成一次调频给定。
此一次调频给定可作用在功率给定上、或阀控给定上。
转速与3000r/min的偏差超过±15r/min时,退出汽机压控方式、CCS方式和功控方式,转为阀控方式。
不调频死区在0~30r/min内连续可调,初值为2r/min。
不等率在3%~6%内连续可调,初值为5%,现设置为4.5%(调试时调整)。
在小网或孤网运行期间,不得退出一次调频。
4.6单阀/顺序阀转换
在启动过程中,为减少高压缸热应力,通常采用单阀控制方式启动;机组运行后,切换至顺序阀控制可提高机组效率。
在负荷小于30%额定值时,一般采用单阀控制方式;在正常运行过程中,为减少高压调节阀的节流损失,通常采用顺序阀控制方式。
中调门只有单阀方式,保证中压缸进汽部分温度均衡。
当中调阀位超过33.3%时,中调门全开。
在单阀方式下,单阀系数为1。
当操作员发出转到顺序阀方式的指令后,单阀系数花10分钟时间,由1变到0,最后保持为0,即为顺序阀方式。
顺序阀开启顺序为:
GV1,GV2;GV4,GV3。
GV开度给定=单阀系数×单阀给定+(1-单阀系数)×顺序阀给定
(1)单阀切换为顺序阀
在单阀控制方式下,单击DEH电调主控画面的“单/顺序阀切换”按钮,发出转换指令,切至顺序阀方式,切换时间约10分钟。
切换为顺序阀的条件:
✧顺序阀允许(功率大于30%额定值、热态、极热态和主汽压力大于60%额定值条件成立之一)
✧在“未运行”或“已并网”状态下,按单阀顺序阀切换按钮
✧不在阀门活动试验状态
(2)顺序阀切换为单阀
在顺序阀控制方式下,单击DEH电调主控画面的“单/顺序阀切换”按钮,发出转换指令,切至单阀方式,切换时间约10分钟。
机组跳闸后,自动切为单阀状态。
(3)为减少阀门转换过程中对负荷的扰动,通常投入功控回路,在此过程中,如果给定功率与实际功率偏差大于4%额定功率时,将保持当前阀切换系数,切换时间将延长。
(4)如果在切换过程中,工况异常或者就地设备故障需要暂停切换,可直接点击阀门切换暂停按钮,当工况稳定或故障设备处理完毕后,再次点击切换暂停按钮即可继续进行阀门切换。
无论单阀→顺序阀还是顺序阀→单阀,“DEH电调主控”画面的单阀/顺序阀状态指示灯都会闪烁,直到转换结束。
在冲转过程中不允许单阀→顺序阀、顺序阀→单阀之间切换。
五、保护限制
5.1超速限制
在油开关跳闸期间,当转速超过3090r/min时,快关调门。
当转速小于3030r/min时,控制系统恢复到转速控制方式运行,调门开度受转速PID控制。
在负荷大于10%期间,发生油开关跳闸时,控制系统切换到转速PID方式,目标给定等于3000r/min,调门立即关闭2秒后控制恢复到转速PID方式,将机组转速维持到3000r/min。
下列情况发生,快关中压调节阀0.5秒,10秒后才能进行下一次(条件与):
✧中压缸排汽压力%-功率%>80
✧功率小于额定值的20%
✧总阀位大于60%
✧快关IV投入
5.2阀位限制
总阀位给定应小于阀位限制值。
当操作员改变阀位限制值后,总阀位给定以20%/min的速率减到此限制值。
阀位限制值可在70%~110%之内设置。
阀位限制动作时,退出汽机压控、功控方式。
为防止阀位跳变,阀位限制值加有变化限制,变化率为100%/min。
5.3高负荷限制
实际负荷大于限制值时,高负荷限制动作。
若高负荷限制动作,则退出功控、压控、CCS方式,且汽机总阀位给定以20%/min的速率下降,直到实际负荷小于限制值或汽机总阀位给定小于20%。
限制动作结束后DEH在阀控方式。
操作员可在240~330MW范围内修改高负荷限制值。
5.5主汽压力低限制
主汽压力限制功能投入时,将目标压力低限值由5MPa改为主汽压力限制值。
当主汽压力低于主汽压力限制值,总阀位给定大于20%时,主汽压力低限制动作。
若主汽压力低限制动作,则退出压控方式和功控方式,且汽机总阀位给定以20%/min的速率下降,直到实际主汽压力高于限制值或汽机总阀位给定小于20%。
主汽压力限制功能投入条件:
(1)主汽压力>90%
(2)主汽压力>主汽压力低限制值+0.35Mpa
(3)主汽压力信号检测正常
主汽压力低限制值可在0~16.7MPa范围内设置。
主汽压力低限制功能可由操作员按“主汽压限制投入”按钮投入、退出。
5.6快卸负荷(该功能可放在DCS实现)
锅炉系统主、辅机故障时,快卸负荷动作。
若快卸3动作,则使汽机退出功控方式投入汽机压控,以维持主汽压力。
若快卸负荷动作时不能投入汽机压控,则汽机总阀位给定以下表对应的速率下降,直到实际负荷小于下表对应的限制值或汽机总阀位给定小于20%。
快卸负荷功能可由操作员按“快卸保护投入”按钮投入、退出。
快卸指示灯,第一个提示DI信号的到来。
第二个灯闪,快卸正在进行。
快卸负荷速率及负荷下限值见表:
快卸
条件
下降速率
负荷下限值
1
给水泵跳闸,电泵已启
50%/min
80%
2
给水泵跳闸,电泵未启
50%/min
60%
3
送引风、磨煤机等跳闸
100%/min
5%
5.7超速保护
(1)机械超速,整定到3300~3360r/min
(2)DEH3取2测速板硬件超速保护,动作转速3300r/min
(3)DEH软件组态3取2超速保护,动作转速3300r/min
试验时可修改(3)的动作值(如3060r/min),只验证逻辑回路。
六、超速试验
超速试验用于检验各超速保护的动作转速。
103%、电气或机械超速试验开关都为0时,目标转速最大值可设为3060r/min。
做超速保护试验时,必须分别将电气或机械超速试验开关置1,此时目标转速最大值可设为3360r/min。
做103%试验时,必须将103%试验开关置1,此时目标转速最大值可设为3100r/min。
做飞锤超速试验时,将机械超速试验开关置1,DEH电气超速保护动作值自动改为3390r/min,作为后备保护;设置目标转速、升速率;转速升高直到飞锤动作机组跳闸。
做电气超速试验时,将电气超速试验开关置1;设置目标转速、升速率;转速升高直到DEH超速保护动作机组跳闸。
试验步骤:
1)103%超速限制
用于检验103%超速限制的动作转速。
(1)按亮“103%试验允许”按钮,允许做103%超速试验;
(2)设置目标转速3100r/min,机组转速逐渐升高,到3090r/min时,调门全关;
(3)103%动作后,自动置目标转速值为3000r/min;
(4)试验结束,按灭“103%试验允许”按钮。
2)超速保护试验
(a)110%电气超速
用于检验110%超速保护的动作转速。
①按亮“110%试验允许”按钮,允许做110%电气超速试验;
②设置目标转速3310r/min,使机组转速逐渐升高,到3300r/min时,DEH发出打闸信号使机组跳闸;
③试验结束,按灭“110%试验允许”按钮。
(b)机械超速
用于检验机械超速保护的动作转速。
①按亮“机械超速允许”按钮,允许做机械超速试验;
②设置目标转速3360r/min,使机组转速逐渐升高,到飞锤动作机组跳闸;
③试验结束,按灭“机械超速允许”按钮。
做机械超速试验时,DEH电气超速保护动作转速自动改为3390r/min,作后备保护。
由于危急遮断器动作转速经常小于3300r/min,故‘110%电气超速’只能模拟进行,模拟由热工人员在静态试验时完成。
七、阀门严密性试验
可分别进行调门、主汽门严密性试验,并记录转子惰走时间。
试验结束时,所有调节阀快关2秒后,自动将转速重新带到3000r/min。
阀门严密性试验的条件为:
✧按亮“试验允许”按钮;
✧发电机脱网;
✧机组已运行;
✧转速在大于2985r/min;
(1)主汽门严密性试验
试验步骤如下:
单击“主气门严试”按钮,按钮灯亮,完成如下过程:
✧关闭TV1、TV2、RSV1、RSV2主汽门;
✧转子惰走,记录惰走时间;
✧当转速降到可接受转速时,停止惰走;
✧单击“试验停止”按钮;
✧使“试验允许”按钮灯灭,主汽门严密性试验结束。
试验完后应打闸重新冲转。
(2)调门严密性试验
试验步骤如下:
单击“GV/IV严试”按钮,按钮灯亮,完成如下过程:
✧总阀位给定置零,GV1~GV4,IV1,IV2调门关闭;
✧转子惰走,记录惰走时间;
✧当转速降到可接受转速时,停止惰走;
✧单击“试验停止”按钮,维持当前转速;
✧使“试验允许”按钮灯灭,高压调门严密性试验结束。
八、阀门活动试验
A)主汽门活动试验(高压和中压主汽门试验方法相同)
以TV1为例,试验的条件为:
(1)按亮“试验允许”按钮;
(2)在单阀方式下;
(3)已并网状态;
(4)功率未超限(主汽压力%>25%,主汽压力%<105%,负荷%>5%,负荷%<50%;
(5)不在其他阀门活动试验状态。
单击“TV1活动试验”按钮,按钮灯亮,完成如下过程:
✧左侧高压主汽门活动试验电磁阀带电,TV1关至92%开度,试验成功,电磁阀失电,TV1重新开到位;
✧当进行500S后,试验仍未完成,TV1试验失败灯亮,自动退出“TV1试验”;
✧试验结束后按灭试验允许按钮,TV2,RSV1,RSV2同样的操作方式,一次只能操作一个试验。
B)调门活动试验(高压和中压调门试验方法相同)
以GV1为例,试验的条件为:
(1)按亮“试验允许”按钮;
(2)在单阀方式下;
(3)已并网状态;
(4)功率在50%-70%;
(5)功率未超限;
(6)非CCS方式;
(7)高主门全开。
单击“GV1活动试验”按钮,按钮灯亮,完成如下过程:
✧阀门以30%/min的速率逐渐关闭;
✧当检测到阀门开度低于35%时,阀门试验成功灯亮,自动退出“阀门试验”。
或当进行80S后,试验仍未完成,阀门试验失败灯亮,自动退出“阀门试验”;
✧可按“停止试验”按钮,随时停止试验;
✧使“试验允许”按钮灯灭,阀门试验结束。
单击其中一个中调门“阀门试验”按钮,按钮灯亮,完成如下过程:
✧阀门以30%/min的速率逐渐关闭;
✧当检测到阀门开度低于85%时,阀门试验成功灯亮,自动退出“阀门试验”。
或当进行
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