C50DEH+ETSZ7700803.docx
- 文档编号:3824936
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:42
- 大小:51.33KB
C50DEH+ETSZ7700803.docx
《C50DEH+ETSZ7700803.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《C50DEH+ETSZ7700803.docx(42页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
C50DEH+ETSZ7700803
Z770.08/03
C50-12.2/1.02型
50MW超高压单抽凝汽式汽轮机
DEH+ETS系统说明书
南京汽轮电机(集团)有限责任公司
南京汽轮电机(集团)有限责任公司
代号Z770.08.03
代替
C50-12.2/1.02型50MW超高压单抽凝汽式汽轮机DEH+ETS系统说明书
共39页第1页
编制汤继星2008.3
校对李建华2008.3
审核张静2008.3
会签
标准审查郝思军2008.3
审定马艳增2008.3
批准
标记
数量
页次
文件代号
简要说明
签名
磁盘(代号)
底图号
旧底图号
归档
目 录
1系统概述4
1-1DEH控制系统工作原理4
1-2DEH控制系统主要功能6
1-3ETS保护系统工作原理7
2DEH控制系统(含ETS)配置8
2-1网络结构8
2-2控制柜10
2-3电源分配系统10
2-4控制器和IO模件10
2-5端子单元12
2-6操作员站12
2-7工程师站14
2-8DEH-NTK的通讯15
3系统软件15
3-1软件平台15
3-2应用软件15
3-3工具软件15
4DEH控制系统主要功能16
4-1自动挂闸17
4-2整定伺服系统静态关系17
4-3启动前的控制18
4-4升速控制18
4-5负荷控制19
4-6主汽压控制21
4-7主汽压保护22
4-8抽汽压力控制23
4-9超速保护23
4-10在线试验24
4-11EH设备控制27
5DEH系统操作说明28
5-1操作说明28
5-2DEH启动控制32
5-3升速32
5-4自动同期33
5-5并网、带负荷33
5-5一次调频34
5-6抽汽压力控制34
5-7CCS控制34
5-8负荷限制34
5-9阀位限制34
5-10主汽压力控制35
5-11主汽压力保护35
5-12快减负荷35
6安装调试35
6-1到货开箱36
6-2设备安装36
6-3系统接地36
6-4电源分配系统37
6-5外部信号连接37
6-6检测与调试37
6-7故障分析及处理39
7供货范围39
1系统概述
本章主要阐述了汽轮机数字电液调节控制(DEH)、汽轮机紧急跳闸保护系统(ETS)的基本控制原理、系统主要功能,该系统设备将DEH、ETS一体化设计供货。
1-1DEH控制系统工作原理
C50-12.2/1.02型汽轮机为50MW超高压单抽凝汽式汽轮机。
本汽轮机高压进汽采用一个高压主汽阀四个调节阀控制进汽。
抽汽控制由旋转隔板调节实现,高压主汽阀、调节阀、旋转隔板分别配置一个EH油动机,以多功能处理器(MFP)为核心的DEH控制系统,采集机组的转速、功率、汽压等有关参数后,经过分析、鉴别、计算,控制电液伺服阀,通过油动机分别使相应调节阀按启动、运行要求工作。
液压动力油以磷酸脂抗燃油为工质,工作油压14.5MPa,由集装式抗燃油箱供油。
1运行方式
DEH有如下几种运行方式:
1.1CCS协调控制
启动结束后,DEH接到CCS的请求,司机可按下“CCS投入”按钮,在DEH允许的前提下,即可投入CCS控制,同时发出“CCS投入”信号。
此时,DEH自动切除功率控制,按CCS给定的阀位信号控制机组,同时将实际阀位值反馈给CCS。
1.2操作员自动
这是投CCS协调控制之前最常用的运行方式。
这种运行方式又对应如下几种运行状态:
功率反馈控制及阀位控制。
关于这几种控制方式的详细说明,请参见后面相关章节。
2启动
2.1启动方式
本机组启动方式为现场手动,高调门手动启动,高调门曲线启动。
2.2启动过程
升速和升负荷过程由DEH实现转速和负荷或阀位的闭环控制。
升速过程中,目标转速设定后,给定转速将按启动曲线逐渐增加。
DEH把实际转速与给定转速相比较,经过PI校正后得到阀位设定值,再经阀门流量曲线修正后得到调节阀位置指令,从而控制各阀门开度使机组平稳升速。
需要暖机时,给定转速保持不变;过临界转速时,自动提高升速率;并网后,升负荷过程中,目标功率设定以后,给定功率将按启动曲线逐渐增加,DEH把实际功率与给定功率相比较,经过PI校正后得到阀位设定值,经阀门流量曲线修正后得到各调节阀位指令,从而控制各阀门开度,使机组平稳升负荷。
3超速控制
DEH具有超速控制功能。
当发电机甩负荷以后,汽轮机转速将很快飞升,正常的转速调节回路很难将转速控制在保护系统动作转速以下。
因此,甩负荷后,DEH接收油开关跳闸信号,通过各调节阀油动机的快关电磁阀快速关闭高压调节汽阀、抽汽阀,以抑制机组转速的最大动态飞升,当转速低于3050rpm磁阀复位,由正常转速回路进行调节。
若甩负荷后油开关跳闸信号没有发出,DEH还设有103%超速预警控制,即当汽轮机转速超过103%额定转速(3090r/min)时,DEH发出指令到各调节阀油动机的快关电磁阀,快速关闭高压调节汽阀、抽汽阀,当转速低于(3050rpm)电磁阀复位,转入正常转速回路调节。
4超速保护
DEH具有超速保护功能,即当机组转速超过110%额定转速(3300r/min)时,DEH发出停机信号,同时作用到AST遮断电磁阀,关闭高压主汽阀、调节阀和抽汽阀,切断机组进汽及抽汽,实现停机。
5试验
5.1阀门活动试验
机组正常运行时,可定期进行阀门活动试验,以检查各进汽阀是否工作灵活。
司机通过操作员站发出试验指令,DEH自动执行阀门活动命令。
5.2喷油试验
机组空转运行时,可通过操作员站控制机组转速并通过现场配合分别作两个危急遮断器撞击子的喷油压出试验,以使撞击子免于卡涩。
5.3提升转速试验
可用DEH自动提高机组转速进行机械危急遮断器飞环击出试验,两只飞环可分别进行。
可自动提高转速,校正电气超速动作是否正确。
5.4汽门严密性试验
可在操作员站上选择作主汽门和调节汽门的严密性试验,以验证主汽门和调节汽门是否关闭严密。
6液压系统工作原理
液压系统的具体结构及工作原理见液压部分文件,本处只对其主要部分作简单说明。
6.1供油系统
高压抗燃油供油系统采用集装式抗燃油箱供油,它配置两台柱塞式油泵,一台工作,一台备用,向伺服系统提供14.5MPa的工作油,当压力低于11.2MPa时,备用泵自动启动。
为保证油动机快速动作时补充工作油,系统配有高压皮囊式蓄能器。
为保证油泵洁净,满足ISO14/11清洁度要求,配备了一套高精度的滤油器,过滤精度达到了3m。
油再生循环泵可使油经过油再生装置,除去油中的水份和杂质。
为使高压油工作在402.5C,设有油加热器和冷油器。
同时,当油温高或低时将发出报警。
主油箱的容积为950L,其外侧装有浮子式液位计,具有高、低油位报警功能。
6.2执行机构
本系统的液压系统具有两种类型的执行机构:
两位执行机构和连续执行机构。
高压主汽阀油动机为两位执行机构,主要由油缸、卸荷阀、试验电磁阀组成。
当汽轮机发生危急情况时自动停机危急遮断油(AST油)母管失压后,卸荷阀在压力油的作用下快速打开,迅速卸去高压主汽阀油动机活塞杆下腔的压力油,则主汽门在弹簧力的作用下迅速关闭。
试验电磁阀带电时油动机关闭速度较慢,从而可以通过该电磁阀作阀门活动试验。
高压调节阀油动机和抽汽调节阀油动机为连续执行机构。
从DEH来的控制信号通过伺服阀去操作各自的油动机,按运行需要开大或关小调节阀,装在油动机上的线性差动位移传感器LVDT给出阀位反馈信号,在DEH中取得平衡后维持阀门静止。
油动机由油缸、伺服阀、液压集成块、LVDT、快卸阀和电磁阀组成。
6.3高压遮断系统
高压遮断系统由OPC、AST电磁阀组成。
OPC电磁阀有二只,它们是受DEH控制器的OPC部分所控制,按并联布置。
正常运行时,该二只电磁阀是常闭的,即堵住了OPC总管OPC油液的卸放通道,从而建立起OPC油压。
当转速达103%额定转速时,OPC动作信号输出,二个OPC电磁阀被励磁(通电)打开,使OPC母管OPC油压卸放,从而使调节汽阀迅速关闭。
AST电磁阀共有四只,它们受汽机停机信号的控制。
正常运行时,电磁阀带电关闭,即堵住危急遮断母管上的AST油泄油通道,从而建立起危急遮断油压(AST)。
当电磁阀失电打开,危急遮断母管泄油,危急遮断油失压,导致所有蒸汽阀门关闭而使汽机停机。
四个AST电磁阀布置成串并联方式,其目的是为了保证汽轮机运行的安全性及可靠性,AST1和AST3、AST2和AST4每组并联连接,然后两组串联连接,这样在汽轮机危急遮断时每组中只要有一个电磁阀动作,就可以将AST母管中的压力油泄去,进而保证汽轮机的安全,这样设计,可以保证AST电磁阀既能防止“拒动”又能防止“误动”。
在复位时,两组电磁阀组的电磁阀,只要有一组关闭,就可以使AST母管中建立起油压,使汽轮机具备起机的条件。
AST油和OPC油是通过AST电磁阀组件上的两个逆止阀隔开的,这两个逆止阀被设计成:
当OPC电磁阀动作时,AST母管油压不受影响;当AST电磁阀动作时,OPC母管油压也失去。
6.4低压遮断系统
低压遮断系统保留原系统的主要结构,即保留危急遮断器和危急遮断油门不变。
当转速升到110~112%额定转速时,主轴上的两只机械危急遮断器击出,打在危急遮断油门的撑钩上,使危急遮断油门掉闸,放掉通往隔膜阀上方的一次安全油,隔膜阀向上动作,泄掉高压系统中的AST油压,使所有主汽阀和调节阀关闭,切断进汽,实现停机。
低压遮断系统工作性能可通过平时的在线试验(喷油试验、低压遮断电磁阀活动试验)了解。
高压遮断系统和低压遮断系统,用隔膜阀联结起来。
1-2DEH控制系统主要功能
1.冲转速前可远方自动挂闸。
2.手动/自动升速/汽轮机自启停功能(经验曲线自启动)。
3.摩擦检查。
4.在DEH控制下进行电超速保护试验、机械超速保护试验。
5.自动同期(提供与同期装置的接口)。
6.机组并网后,DEH将自动带初负荷以防止逆功率运行,并且有负荷限制功能。
7.DEH可按运行人员给定的目标值及负荷变动率自动调节机组的电负荷。
8.主汽压控制。
9.主汽压低保护。
10.抽汽控制。
11.可根据需要决定机组是否参与一次调频,可设定调频死区。
12具有快减负荷功能。
13能够与CCS系统配合实现机炉协调,接收AGC控制指令。
14OPC超速保护(103%nH,关高、中压调门;110%nH,关所有阀门,停机)。
15进行主汽门、调门严密性试验。
16实现阀门在线活动试验。
17EH系统设备监测控制。
18和其它系统的具有良好接口SOE、DCS。
19可以在工程师站进行参数修改、组态。
20具有完整的数据记录、显示及打印功能。
1-3ETS保护系统工作原理
ETS汽轮机紧急跳闸保护系统,用来监视对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,实现紧急停机。
ETS系统具有各种保护投切,在线试验(低真空、低润滑油压、低EH油压、AST电磁阀),自动跳闸保护,首出原因记忆等功能。
当下列任一条件出现时,ETS可发出汽机跳闸信号,使四个AST电磁阀动作(失电),实现紧急停机。
1、汽机超速110%(DI,DEH来)
2、汽机超速110%(DI,TSI来)
3、轴向位移大II值(DI,TSI来)
4、差胀超过II值(DI,TSI来)
5、轴承振动高II值(DI,TSI来)
6、轴振动高II值(DI,TSI来)
7、#1~#4径向轴承温度超过110℃,延时3S(4,PT100,相或)
8、#1~#4径向轴承回油温度超过75℃,延时3S(4,PT100,相或)
9、正推力瓦温度超过110℃,延时3S(10,PT100,相或)
10、正负推力瓦回油温度超过75℃,延时3S(2,PT100,相或)
11、润滑油压低Ⅳ值(4DI,串并联)
12、凝汽器真空低II值(4DI,串并联)
13、EH油压低(4DI,串并联)
14、发电机主保护动作(DI,电气来)
15、DEH停机保护动作(DI,DEH来)
16、手动停机(双按钮,布置在操作台上)(无投切)
17、手动停机(画面上操作)(无投切)
18、DEH失电(DI,DEH来)(无投切)
19、AST电磁阀1/3,2/4两路供电电源同时失去。
(无投切)
在实际运行中可根据主机的汽机运行保护说明或根据实际需要进行各种保护条件的投切。
2DEH控制系统(含ETS)配置
DEH控制系统(含ETS)采用英国欧陆公司的NETWORK-6000分散控制系统的硬件平台。
硬件配置主要由以下部分组成:
二个控制机柜(一个DEH控制柜及一个ETS控制柜),一台操作员站,一台工程师站,一台彩色喷墨打印机。
DEH系统配置三对冗余的DPU(T2550)及IO卡件。
ETS系统配置一对冗余的DPU(T2550)及1个T2550扩展机架。
冗余DPU分别通过冗余的数据高速公路与操作员站和工程师站相连,完成操作指令、基本控制数据、组态信息的通讯。
2-1网络结构
DEH和ETS系统均采用二层网络结构。
第一层控制网络(ELIN)连接DPU和MMI站,为冗余实时数据通讯网络,也称为数据高速公路。
采用符合IEEE802.4协议的令牌冗余工业100M以太网,通讯协议为TCP/IP。
通讯介质为超五类双绞线,通过网络交换机连接。
第二层网络为T2550DPU与I/O卡件的通讯网络,连接DPU及其所属的I/O站采用内部高速数据总线。
ETS系统的控制网络采用与DEH相同的网络协议(ELIN),传输速率100M以太网,通讯介质为超五类双绞线,采用令牌协议。
DPU和和本地机架上的I/O模件采用并行高速总线通讯,每个机架都为智能的,可独立工作,具有高度的快速性和可靠性。
2-2控制柜
本系统共有2个机柜,分别为一个DEH控制柜及一个ETS控制柜。
1、机柜结构符合NEMA标准(NEMA12
2260(高)*800(宽)*700(深)后开门,并设计成经底部进出电缆。
端子排采用德国凤凰公司端子,端子单元能适应截面为1.5mm2芯线的连接。
电缆夹头、电线走线槽均由阻燃型材料制造。
端子排的安装位置便于接线,距柜底不小于400mm,距柜顶不小于150mm,排与排之间距离不小于200mm。
2、机柜内电气元件如继电器、断路器、投切开关及直流电源均采用进口产品。
柜内设置排气风扇或内部循环风扇,并设置温度检测元件,当温度过高时进行报警。
3、DEH系统与ETS系统之间重要控制信息的交换通过各自的I/O模件以机柜之间的硬接线方式实现,整个系统能提供一定数量的输出点供SOE、热工信号报警等系统使用。
4、机柜内设有保护地和屏蔽地的接地母排,接地系统严格要求单点接地,通过直径不小于35mm2的电缆接到电气主接地上,接地电阻小于2欧姆。
2-3电源分配系统
DEH控制柜供电为两路交流220V±10%,10A,50Hz±1Hz的单相电源(其中一路来自不停电电源UPS,另一路来自厂用保安电源)和一路直流220V/4A。
ETS控制柜供电为两路AC220V/5A,一路DC220V/4A。
两路交流电源互为备用,任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。
任一路电源故障都会报警,并自动切换到另一路工作。
机柜内电源装置提供多组冗余的DC24V工作电源,并具有足够的容量和适当的电压,能满足设备负载的要求。
机柜内的馈电均分散配置,以获得最高可靠性。
对I/O模件、处理器模件、通讯模件和变送器等都提供冗余的电源。
直流220V电源主要用于一个挂闸电磁阀,两个OPC电磁阀,四个AST电磁阀的驱动电源。
2-4控制器和IO模件
1、DEH系统
(1)三对功能强大的DPU—T2550:
●主芯片:
专用高速处理器。
●1:
1冗余配置,冗余处理器模件为无扰切换,切换时间<5ms,数据更新周期为50ms。
●冗余供电模块、可带电插拔CPU模件、自动初始化功能。
●IEC-1131-3标准组态方式:
功能块图(FB)、顺序功能块(SFC)、结构化文本(ST)、梯形图(LD)。
●运算周期可组态为20~200ms,运行2400个Block,可联结2048点I/O。
●具备强大的控制策略组态能力,可同时运行连续和顺序控制,控制策略可在线下载。
●开放的I/O网络:
Profibus/DP和MODBUSRTU。
支持冗余I/O通讯,通讯速率可达12M
(2)T2550系列I/O模件:
●密封的模块化结构。
●采用表面贴装先进技术,防尘、防潮湿、防盐雾、防电磁干扰。
●性能稳定,抗干扰能力强。
●单块I/O模件的点数不超过8点。
●独立的模件和通道状态指示,故障诊断可到通道级。
●所有模件均可带电插拔。
(3)DEH系统的IO模件主要有:
●T2550:
IO机架CPU模件。
●AI4:
四通道模拟量输入(电流,电压,热电偶)模件。
●AI2:
两通道热电阻输入模件。
●DI8:
八通道开关量输入模件。
●DO8:
八通道开关量输出模件。
●AO2:
两通道模拟量输出模件。
●PI:
单通道转速测量模件。
●OPC:
超速保护模件。
●TFW:
阀门控制卡。
注:
各项目的模块具体数量不尽相同。
2、ETS系统
(1)一对功能强大的DPU—T2550:
●主芯片:
专用高速处理器。
●1:
1冗余配置,冗余处理器模件为无扰切换,切换时间<5ms,数据更新周期为50ms。
●冗余供电模块、可带电插拔CPU模件、自动初始化功能。
●IEC-1131-3标准组态方式:
功能块图(FB)、顺序功能块(SFC)、结构化文本(ST)、梯形图(LD)。
●运算周期可组态为20~200ms,运行2400个Block,可联结2048点I/O。
●具备强大的控制策略组态能力,可同时运行连续和顺序控制,控制策略可在线下载。
●开放的I/O网络:
Profibus/DP和MODBUSRTU。
支持冗余I/O通讯,通讯速率可达12M
(2)T2550系列I/O模件:
●密封的模块化结构。
●采用表面贴装先进技术,防尘、防潮湿、防盐雾、防电磁干扰。
●性能稳定,抗干扰能力强。
●单块I/O模件的点数不超过8点。
●独立的模件和通道状态指示,故障诊断可到通道级。
●所有模件均可带电插拔。
(3)ETS系统的IO模件主要有:
●DI16:
八通道开关量输入模件。
●DO8:
八通道开关量输出模件。
注:
上述两种控制器及各种IO模件的详细性能指标见英国欧陆公司的NETWORK-6000控制系统硬件手册。
3、DEH专用I/O模件功能简介:
(1)测速卡(PI):
每块测速卡分别通过独立通道测量汽轮机的转速,三块测速卡测量三路转速,在DPU内对接收到的数据进行三选二处理。
(2)OPC卡:
三块OPC高速测速卡分别测量三路转速,实现相关的OPC逻辑,快速送出OPC超速保护信号,进行三选二处理后输出信号到OPC电磁阀,实现超速保护功能。
OPC卡同时也能快速输出110%超速信号,进行三选二处理后输出信号到ETS系统进行电超速停机保护。
(3)阀门控制卡(TFW):
阀门控制卡是DEH最重要的卡件之一。
由五块TFW卡组成DEH的阀门伺服控制系统。
TFW卡的控制指令来自DPU,并接收现场的调门反馈信号,每一块TFW卡控制一个调门(高压调节门、低压抽汽门),即控制一个伺服阀油动机。
2-5端子单元
机柜内的端子单元为现场部分I/O提供连接口,有的端子单元还可对信号进行调整处理,现场变送器的供电电源亦是通过端子单元分配到各处的。
1.八通道模拟量端子板(TAI8):
端子板上有对外供电和不对外供电两种选择开关。
当选择某一通道为现场的变送器供电时,还具有限流保护功能,当现场线路短路或输入电流大于正常信号电流时自动降低对外供电电压,保护IO卡件上的取样电阻不被过流损坏。
2.双通道LVDT端子板(TBZ2):
接受主汽门LVDT传感器(三线制或六线制)的位移电感信号,经处理后变成标准电压或电流信号送入系统的模拟量输入IO卡件,用于指示主汽门的行程。
2-6操作员站
操作员站是运行人员进行操作、监视系统运行的人机接口。
工控机一套,主要由主机板、硬盘、显示卡、冗余以态网卡等组成。
型号:
PentiumⅣ/2.4G/512M/80G/40×CDROM,21寸LCD一台,键盘一个,轨迹球一个。
1、显示
操作员站上安装了系统操作及画面显示等软件,为操作员提供基于LCD的控制操作、图形显示和报警监视。
操作员站上可以显示以下几个方面的内容:
模拟流程和总貌显示,实时数据显示,控制状态显示,运行参数实时趋势显示,控制流程实时显示,报警状态显示。
操作员站LCD画面底下的一排按钮是系统的主菜单:
主画面,并网前控制,并网后控制,EH油系统,ETS,TSI,ETS试验,实时趋势,系统配置,参数报警。
运行人员可根据需要点击按钮进入相应的面面进行操作和进行参数监视。
2、报警
报警软件供运行人员和测试维护人员观察了解系统中各测点和工作状态和报警情况。
主要提供以下功能:
报警一览显示,报警确认操作。
系统设置了三个报警区:
DEH报警区,ETS报警区,系统报警区。
当有报警发生时,屏幕左上角对应的报警区以红色闪烁显示。
在数据库中对每个报警区的定义如下:
(1)系统报警区:
网络故障、控制器故障报警、IO机架故障报警、机柜内部电源监视及机柜温度高报警。
(2)DEH报警区:
DEH系统的重要模拟量信号故障报警、DEH系统的开关量输入信号报警、EH设备报警、TSI系统送来的模拟量监视报警。
(3)ETS报警区:
TSI系统送来的开关量输入信号测点报警、轴承温度高及回油温度高报警、ETS动作信号报警。
当有报警发生时,在画面的左上方始终闪烁显示(确认后平光显示)当前最新的两条报警信息,报警程序界面的屏幕显示项共有八项,它们是:
报警时间、报警日期、报警类型、所处状态,测点名,测点名描述,报警时数值。
操作员可以对屏幕上出现的报警测点进行确认操作。
3、趋势图
趋势供运行人员和调试维护人员观察了解系统中各测点的变化情况,为操作人员提供以下功能:
观察测点的实时变化趋势曲线,观察测点的实时数据的数值变化。
趋势程序中,各测点分布在各个趋势组中,每个趋势组最多可有8个测点。
而各组中的测点则由用户根据具体情况进行设置。
在趋势图的显示模式设置中,操作人员可选择是否显示各测点的中文描述、屏幕背景色、趋势图背景色和坐标线色。
在测点设置中可设定趋势测点的编号、线色、线宽、上坐标、下坐标、单位和中文描述等。
4、系统配置
系统配置图显示整个系统的网络结构及硬件配置,点击某一硬件单元后,能弹出本单元所有测点的列表,为操作人员提供以下功能:
浏览系统整个实时数据库的测点,监测各测点的实时数据和实时状态的变化,查看各测点在硬件系统中的具体物理位置.
测点的列表中显示各项的内容如下:
卡号:
该测点所在卡件在机架中的位置。
卡件:
该测点所在
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- C50 DEH+ETS Z7700803 DEH ETS