宋曉飛

(內(nèi)蒙古京能錫林發(fā)電有限公司,內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000 )

小汽輪機(jī)概述及硬回路優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

宋曉飛

(內(nèi)蒙古京能錫林發(fā)電有限公司,內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000 )

本人主要闡述了某電廠小汽輪機(jī)的控制邏輯操作方式上的簡(jiǎn)要概述，閥門(mén)整定的操作方法和注意事項(xiàng)，超速實(shí)驗(yàn)的原理。以及小機(jī)METS硬回路的優(yōu)化。

小機(jī);控制方式;自動(dòng)整定;回路優(yōu)化。

1　引言

某電廠百萬(wàn)機(jī)組是由上海汽輪機(jī)廠提供。系統(tǒng)采用S+Operations軟件作為操作員站的平臺(tái)，與DCS系統(tǒng)為一體化，MEH做為DCS的子畫(huà)面組，有利于運(yùn)行人員的操作和維護(hù)人員的維護(hù)。運(yùn)行人員通過(guò)操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)小汽機(jī)的控制。根據(jù)電廠運(yùn)行人員的習(xí)慣以及本汽機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如下控制和監(jiān)視畫(huà)面，包括總貌圖、MEHA控制、MEHB控制、超速試驗(yàn)、閥門(mén)校驗(yàn)等，不僅為運(yùn)行人員提供了監(jiān)視和操作手段，還可以直接調(diào)取已經(jīng)做好的趨勢(shì)組來(lái)分析問(wèn)題。

2　MEH功能介紹

MEH主要控制給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變進(jìn)入鍋爐的給水量，達(dá)到給水調(diào)節(jié)控制過(guò)程需要的給定值，滿足鍋爐的需要，達(dá)到汽機(jī)和鍋爐之間的能量的平衡。MEH系統(tǒng)主要有三種運(yùn)行控制方式，即：手動(dòng)控制方式、自動(dòng)控制方式、遠(yuǎn)方控制模式。三者之間任意方式的切換應(yīng)該滿足無(wú)擾切換，使控制沒(méi)有擾動(dòng)，平穩(wěn)的方式運(yùn)行。

2.1 控制運(yùn)行方式

2.1.1 手動(dòng)方式:

手動(dòng)是一種開(kāi)環(huán)控制方式，一般在啟機(jī)前做閥門(mén)試驗(yàn)的控制方式。操作人員可通過(guò)操作員站(OIS)設(shè)定閥位總開(kāi)度。直接控制高、低調(diào)門(mén)的開(kāi)度?？傞_(kāi)度的0%到80%對(duì)應(yīng)的是低壓調(diào)門(mén)的0%到100%?？傞_(kāi)度的80%到100%對(duì)應(yīng)高調(diào)門(mén)開(kāi)度的0%到100%，轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤小機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，已達(dá)到切換控制方式時(shí)的無(wú)擾切換。

2.1.2 自動(dòng)控制方式

自動(dòng)控制一般是小機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中常用的控制方式。分為兩種，一種是操作員自動(dòng)、另外一種是自啟動(dòng)，沖轉(zhuǎn)到2800r/min，達(dá)到熱機(jī)轉(zhuǎn)態(tài)然后交給操作員自動(dòng)。

操作員自動(dòng)是操作員站通過(guò)設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)最大和最小轉(zhuǎn)速限制轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可接受的轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)升、降速率的大小,計(jì)算出的數(shù)值進(jìn)入PID，作為轉(zhuǎn)速設(shè)定值，實(shí)際轉(zhuǎn)速作為PID的實(shí)際值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果轉(zhuǎn)化為閥門(mén)的總得開(kāi)度指令信號(hào)，去控制閥門(mén)的開(kāi)度,實(shí)現(xiàn)控制機(jī)組轉(zhuǎn)速的目的。在自動(dòng)控制方式下，轉(zhuǎn)速的上限值在正常情況下是5900r/min，但在做超速試驗(yàn)時(shí)，上限值設(shè)定值為6400r/min。轉(zhuǎn)速的變化率正常情況下是操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)輸入速率，但在轉(zhuǎn)速過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，速率變?yōu)榻o定的速率400r/min/min。目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化是根據(jù)操作人員的轉(zhuǎn)速指令而變，達(dá)到小機(jī)沖轉(zhuǎn)的目的。自啟動(dòng)是一鍵啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速?gòu)?升至2800r/min，達(dá)到熱機(jī)狀態(tài)。轉(zhuǎn)速設(shè)定值分為三個(gè)階段，分別是1000r/min、2400r/min、2800r/min。只有當(dāng)每個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間的條件都滿足后，才能繼續(xù)升，每個(gè)區(qū)間的轉(zhuǎn)速升速率也是按著邏輯給定的速率給出。

在自動(dòng)控制方式時(shí)，手動(dòng)的閥位設(shè)定值跟蹤當(dāng)前的閥位計(jì)算輸出值，已達(dá)到轉(zhuǎn)換到手動(dòng)方式時(shí)的無(wú)擾切換。

為了保證信號(hào)的可靠性，系統(tǒng)將對(duì)從現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行三取二處理，得到一個(gè)可靠、準(zhǔn)確的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)，若三路轉(zhuǎn)速中有兩路轉(zhuǎn)速信號(hào)故障，將判定為系統(tǒng)轉(zhuǎn)速故障。轉(zhuǎn)速信號(hào)送到頻率計(jì)數(shù)模件FCS01后，進(jìn)行信號(hào)處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量信號(hào)送到控制回路，在控制回路內(nèi)，作為實(shí)際轉(zhuǎn)速輸入信號(hào)--實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速比較后得到一個(gè)差值，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，輸出閥位指令控制信號(hào)改變閥位。變化后的實(shí)際轉(zhuǎn)速值重新與給定轉(zhuǎn)速比較，進(jìn)行PID運(yùn)算，直到偏差為零，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

2.1.3 遠(yuǎn)方控制方式

在遠(yuǎn)方控制方式下，MEH接受來(lái)自鍋爐給水控制系統(tǒng)來(lái)的420mA控制信號(hào)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3000～6000r/min?？刂苹芈穼?duì)允許條件進(jìn)行邏輯判斷后，就可以通過(guò)操作員站投入遠(yuǎn)方控制方式，但是，條件若任意一個(gè)不滿足，將切到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制方式。MEH向鍋爐控制系統(tǒng)輸出一個(gè)420mA信號(hào)作為其轉(zhuǎn)速反饋信號(hào),作為轉(zhuǎn)速指令的跟蹤信號(hào)，達(dá)到切換到遠(yuǎn)方控制模式時(shí)的無(wú)擾切換，保證投入遠(yuǎn)方控制時(shí)，沒(méi)有擾動(dòng)。鍋爐給水控制系統(tǒng)向MEH輸出的420mA信號(hào)將作為一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào),此時(shí)，MEH僅僅作為一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速限制和速率限制，直接到PID控制器的設(shè)定值，控制閥門(mén)的開(kāi)度。使實(shí)際值等于給定值，達(dá)到系統(tǒng)的要求。自動(dòng)控制方式是一種更加完善的控制方式，它同時(shí)考慮了汽輪機(jī)和鍋爐的控制，它將整個(gè)電廠作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)控制，可以使控制過(guò)程更加趨于合理化。

2.2 自動(dòng)整定伺服閥系統(tǒng)靜態(tài)關(guān)系

整定伺服系統(tǒng)靜態(tài)關(guān)系的目的在于：使油動(dòng)機(jī)在全行程內(nèi)均能被伺服閥控制，閥位給定信號(hào)與油動(dòng)機(jī)行程的關(guān)系為：給定閥位0－100%對(duì)應(yīng)的實(shí)際行程應(yīng)為0－100%。為了保證此對(duì)應(yīng)關(guān)系有良好的線性度，要求油動(dòng)機(jī)的LVDT在安裝時(shí)，應(yīng)使LVDT鐵芯盡可能在中間線性段工作。

2.2.1 零幅值壓比

ABB的伺服卡測(cè)量的閥位是零幅值壓比。即：A-BA+B。A代表次級(jí)1的直流電壓，B代表次級(jí)2的直流電壓。范圍是-1～+1。也就是說(shuō)全關(guān)的值在-1～0之間，全開(kāi)的值在0～1之間。因此在接線時(shí)VP800的接線沒(méi)有極性的要求，因此只要保證在閥門(mén)全關(guān)的時(shí)候次級(jí)一的電壓比次級(jí)二的電壓小即可以。

2.2.2 自動(dòng)整定：

在自動(dòng)整定的狀態(tài)下，為了保證每次整定的結(jié)果的正確性，內(nèi)部參數(shù)都是已經(jīng)固化好的，比如校驗(yàn)周期、零幅值同時(shí)校驗(yàn)、校驗(yàn)速率等。開(kāi)始設(shè)置零點(diǎn)和滿點(diǎn)的幅值分別為-1和+1之后，參數(shù)就將直接傳到VP卡控制器中，然后點(diǎn)擊開(kāi)始校驗(yàn)，閥門(mén)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)校驗(yàn)。當(dāng)校驗(yàn)成功后，系統(tǒng)會(huì)傳上校驗(yàn)最終的零、幅值后，填入LVDT對(duì)應(yīng)的參數(shù)中，自動(dòng)校驗(yàn)過(guò)程完畢。

2.3 超速保護(hù)

MEH在汽機(jī)的正常運(yùn)行中，控制系統(tǒng)沒(méi)有超速保護(hù)邏輯，若運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值（6300r/min）時(shí)，汽機(jī)MEH控制柜發(fā)出超速保護(hù)信號(hào)，通過(guò)繼電器輸出干結(jié)點(diǎn)斷串到小機(jī)METS供電回路，使之?dāng)嚯姡l電磁閥失電，使主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，蒸汽將無(wú)法進(jìn)入汽機(jī)，保證了汽輪機(jī)的安全。在操作站上置位“電超速試驗(yàn)”，條件是轉(zhuǎn)速已經(jīng)大于5100r/min。將系統(tǒng)升速到6310r/min。如果汽輪機(jī)在6300r/min時(shí)跳機(jī)保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作,則進(jìn)行手動(dòng)打閘。需要說(shuō)明的是由于METS和MEH不是一個(gè)系統(tǒng)，METS方本身也有超速跳閘硬件回路，定值也是6300r/min.所以邏輯一旦發(fā)出電超速或者機(jī)械超速指令時(shí)，會(huì)將METS方的電超速禁止。

3　METS硬回路優(yōu)化原因

2016年1月26日，#3機(jī)組負(fù)荷740MW，AGC投入，給水流量1923t/h，A、B小機(jī)遙控投入，A小機(jī)轉(zhuǎn)速4177，四抽至A、B小機(jī)以此求得三氧化二鋁的量。

4　結(jié)語(yǔ)

鐵礬土試樣用Na2CO3-K2CO3-H3BO3混合熔劑高溫熔融后，用鹽酸浸取，加入過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，在PH4.5的乙酸-乙酸鈉緩沖介質(zhì)中加熱煮沸使溶液中的鋁與EDTA定量絡(luò)合，加入氟化物置換出與EDTA絡(luò)合的鋁，同時(shí)釋放出與鋁等物質(zhì)的量的EDTA，再用硫酸銅標(biāo)液滴定釋放出的EDTA，從而求得三氧化二鋁的量。由表3.1的標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果可以看出，采用此方法測(cè)定鐵礬土中的三氧化二鋁，選擇性好，精密度和準(zhǔn)確度高，可以滿足日常生產(chǎn)快速分析要求。

[1]鞍鋼鋼研所.實(shí)用冶金分析[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1990。

[2]曹宏燕.冶金材料分析技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.030

王軍（1986-）,男,工程師,主要從事質(zhì)量管理技術(shù)工作。