陳付印

摘 要：DEH（Digital Electronic Hydraulic Control）數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，汽輪機(jī)電液控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)由電氣部分和EH液壓系統(tǒng)兩部分組成，電氣部分采用DEH數(shù)字式控制器，EH液壓系統(tǒng)包括供油系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和保安系統(tǒng)等。由于伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用低壓透平油作為工質(zhì)，所以老機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造，其供油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及保安系統(tǒng)都不需要更改，主要是為油系統(tǒng)配置電液轉(zhuǎn)換器以及一些附屬的部件即可完成改造。陽(yáng)煤集團(tuán)第二熱電廠C6-3.43/0.49型汽輪機(jī)集中控制改造，就是采用的DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)改造，文章詳細(xì)介紹本次改造工程中所采用DEH的配置的各項(xiàng)控制功能，并分別從汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)控制功能、限制控制功能、試驗(yàn)控制功能、保護(hù)控制功能四個(gè)方面敘述該系統(tǒng)的控制方案及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：DEH；汽輪機(jī)；控制功能；自動(dòng)調(diào)節(jié)

1 工程概況

陽(yáng)煤集團(tuán)第二熱電廠汽輪機(jī)集中控制改造。是對(duì)三臺(tái)C6-3.43/0.49型汽輪機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，將機(jī)組現(xiàn)有的純液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造為低壓透平油純電調(diào)系統(tǒng)。在最大限度保證安全性與穩(wěn)定性的前提下，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)控制。同時(shí)對(duì)輔助的凝結(jié)水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、主汽系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)的隔離調(diào)節(jié)閥門改造為電動(dòng)閥門，信號(hào)遠(yuǎn)傳進(jìn)入DCS系統(tǒng)，以便于遠(yuǎn)程集中控制。

1.1 機(jī)組控制系統(tǒng)改造

改造前C6-3.14/0.49型汽輪機(jī)，具有一級(jí)可調(diào)抽汽，機(jī)組具有兩套油動(dòng)機(jī)，一套控制機(jī)組進(jìn)氣，一套控制機(jī)組抽汽。改造后液壓調(diào)節(jié)器取消，采用數(shù)字調(diào)節(jié)器，保留配汽杠桿、配汽機(jī)構(gòu)，將油動(dòng)機(jī)改造為電液油動(dòng)機(jī)，拆去調(diào)速器、調(diào)速器滑閥，保留危急保安器及危急保安器滑閥，增設(shè)超速限制滑閥（OPC），增設(shè)DEH控制器。

改造后DEH控制信號(hào)通過電液轉(zhuǎn)換器與油動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電液油動(dòng)機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的閉環(huán)控制。電液轉(zhuǎn)換器與油動(dòng)機(jī)滑閥及油動(dòng)機(jī)活塞緊密結(jié)合在一起，油動(dòng)機(jī)脈動(dòng)油直接由電液轉(zhuǎn)換器控制，構(gòu)成了電液伺服油動(dòng)機(jī)。DEH伺服單元與電液伺服油動(dòng)機(jī)、油動(dòng)機(jī)行程傳感器LVDT組成位置隨動(dòng)系統(tǒng)。將原液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速丈量、同步器給定、調(diào)速器滑閥、中間滑閥、油動(dòng)機(jī)反饋滑閥等全部排除在系統(tǒng)之外。實(shí)現(xiàn)固定模式閥門治理，治理模式為混合調(diào)節(jié)模式。

1.2 配套改造項(xiàng)目

在各輔助系統(tǒng)關(guān)鍵部位，保證原系統(tǒng)手動(dòng)操作功能不變的情況下，加裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在集控室安裝DCS控制系統(tǒng)，將閥門信號(hào)引入DCS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閥門的遠(yuǎn)程控制。

2 系統(tǒng)配置

通過改造汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)程控啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、抽汽自動(dòng)控制、參數(shù)限制、保護(hù)、監(jiān)視及試驗(yàn)功能。整套控制系統(tǒng)具備雙電源供電，以及UPS不間斷供電輸入回路接口。具有兩種互為跟蹤的運(yùn)行方式，即自動(dòng)和手動(dòng)相互無(wú)擾自動(dòng)切換的兩種運(yùn)行方式。

2.1 調(diào)節(jié)控制功能

汽輪機(jī)狀態(tài)及轉(zhuǎn)速控制：運(yùn)行人員通過DEH控制畫面發(fā)出遙控指令，對(duì)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前的狀態(tài)進(jìn)行控制，控制啟動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)，進(jìn)行遙控復(fù)置汽輪機(jī)，建立安全油，在沖轉(zhuǎn)條件滿足后，開啟主汽門。運(yùn)行人員通過CRT選擇啟動(dòng)方式，設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速及升速率，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速比較，經(jīng)PID無(wú)差調(diào)節(jié)，完成從盤車轉(zhuǎn)速到同期轉(zhuǎn)速或超速試驗(yàn)轉(zhuǎn)速的全程閉環(huán)控制。在升速過程中，司機(jī)也可通過修改目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升速率、轉(zhuǎn)速保持時(shí)間等手段來(lái)控制機(jī)組的升速過程。

通過改造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)同期，機(jī)組在3000r/min定速后，在DEH控制下由運(yùn)行人員通過DEH操作畫面切換到自動(dòng)同步控制，接受電氣自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置增/減信號(hào)，控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，完成機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷。機(jī)組并網(wǎng)后，升負(fù)荷中司機(jī)可根據(jù)需要采用閥控方式，功控方式，壓控方式或CCS方式通過給定的目標(biāo)值及負(fù)荷變化率自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的電負(fù)荷，直至滿負(fù)荷。并可隨時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，以滿足電網(wǎng)的負(fù)荷要求。

2.2 限制控制功能

改造后實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷及閥位限制，功率反饋限制，主汽壓力低限制，加速度限制，具有快、中、慢三擋快卸負(fù)荷限制，超速限制，低真空限制等限制功能。

2.3 試驗(yàn)控制功能

改造后司機(jī)可通過CRT畫面操作，實(shí)現(xiàn)超速試驗(yàn)、假并網(wǎng)試驗(yàn)、閥門活動(dòng)試驗(yàn)、閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)、停機(jī)可以進(jìn)行仿真試驗(yàn)等各種實(shí)驗(yàn)控制功能的遠(yuǎn)程控制，極大地提高了工作效率。

（1）超速試驗(yàn)：運(yùn)行人員通過CRT畫面操作，提升轉(zhuǎn)速使超速保護(hù)動(dòng)作檢查撞擊子及電氣超速保護(hù)的動(dòng)作轉(zhuǎn)速。在做機(jī)械超速試驗(yàn)時(shí)，DEH電氣超速保護(hù)的動(dòng)作值自動(dòng)由3300r/min改為3390r/min，作為后備超速保護(hù)使用。

（2）假并網(wǎng)試驗(yàn)：DEH收到假并網(wǎng)試驗(yàn)隔離刀閘斷開信號(hào)后，可自動(dòng)配合電氣完成假并網(wǎng)試驗(yàn)。

（3）閥門活動(dòng)試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)：運(yùn)行人員通過CRT畫面操作，可對(duì)高、低壓調(diào)速汽門進(jìn)行部分行程活動(dòng)調(diào)節(jié)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。

（4）停機(jī)可以進(jìn)行仿真試驗(yàn)：在DEH仿真模式下，可仿真模擬機(jī)組調(diào)節(jié)、保護(hù)、實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目功能，進(jìn)行組態(tài)調(diào)試和培訓(xùn)員工。

2.4 保護(hù)控制功能

（1）當(dāng)機(jī)組解列當(dāng)轉(zhuǎn)速超速到額定轉(zhuǎn)速的110%時(shí)，DEH發(fā)出信號(hào)，遮斷系統(tǒng)動(dòng)作，快速關(guān)閉主汽門和高、低壓調(diào)速汽門。機(jī)組進(jìn)入惰走過程，同時(shí)能夠連鎖啟動(dòng)交流油泵，達(dá)到事故停運(yùn)目的。

（2）當(dāng)自容式執(zhí)行器控制系統(tǒng)故障時(shí)，系統(tǒng)仍能控制高低壓調(diào)速氣門、自動(dòng)主氣門迅速關(guān)閉，機(jī)組進(jìn)入惰走過程，同時(shí)能夠連鎖啟動(dòng)交流油泵，達(dá)到事故停運(yùn)目的。

（3）當(dāng)事故狀態(tài)下，運(yùn)行人員就地打閘（操作危急保安器），控制系統(tǒng)能夠接受打閘信號(hào)，控制高低壓調(diào)速氣門、自動(dòng)主氣門迅速關(guān)閉，機(jī)組進(jìn)入惰走過程，同時(shí)能夠連鎖啟動(dòng)交流油泵，達(dá)到事故停運(yùn)目的。

3 效果及效益

（1）通過改造機(jī)組在負(fù)荷控制方面精度明顯提高，運(yùn)行人員可在100kW以內(nèi)，對(duì)機(jī)組負(fù)荷作出調(diào)節(jié)。改變了全液壓調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)大的問題，機(jī)組安全性提升。

（2）機(jī)組控制實(shí)現(xiàn)程序化，運(yùn)行人員可以按照預(yù)訂程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停止，降低了手動(dòng)操作的失誤率，使操作更加精準(zhǔn)。

（3）改造后各種調(diào)節(jié)，運(yùn)行人員只要在控制系統(tǒng)進(jìn)行操作即可，避免了過去操作時(shí)人員接觸高溫、高壓設(shè)備管道，提高了運(yùn)行人員操作時(shí)的人身安全性。

（4）通過改造以往必須由男同志或幾個(gè)男同志共同操作才能完成的內(nèi)容，現(xiàn)在一個(gè)女同志輕點(diǎn)鼠標(biāo)就可以完成，大大降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（5）通過改造可以降低人力資源投入10%，減人提效的同時(shí)，大大提高了人工效率。