李艷和

摘 要：本文主要闡述了某電廠給水泵汽輪機(jī)的控制邏輯操作方式上的簡要概述，閥門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。

關(guān)鍵詞：小機(jī)；控制方式；自動整定；回路優(yōu)化

1 引言

某電廠汽輪機(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，與DCS系統(tǒng)為一體化，MEH做為DCS的子畫面組，有利于運(yùn)行人員的操作和維護(hù)人員的維護(hù)。運(yùn)行人員通過操作員站實(shí)現(xiàn)對小汽機(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)視畫面，包括總貌圖、MEHA控制、MEHB控制、超速試驗(yàn)、閥門校驗(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)做好的趨勢組來分析問題。

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：手動控制方式、自動控制方式、遠(yuǎn)方控制模式。三者之間任意方式的切換應(yīng)該滿足無擾切換，使控制沒有擾動，平穩(wěn)的方式運(yùn)行。

2.1 控制運(yùn)行方式

2.1.1 手動方式：

手動是一種開環(huán)控制方式，一般在啟機(jī)前做閥門試驗(yàn)的控制方式。操作人員可通過操作員站（OIS）設(shè)定閥位總開度。直接控制高、低調(diào)門的開度。總開度的0%到80%對應(yīng)的是低壓調(diào)門的0%到100%。總開度的80%到100%對應(yīng)高調(diào)門開度的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)到切換控制方式時的無擾切換。

2.1.2 自動控制方式

自動控制一般是小機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中常用的控制方式。分為兩種，一種是操作員自動、另外一種是自啟動，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。

操作員自動是操作員站通過設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，經(jīng)過最大和最小轉(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)化為閥門的總得開度指令信號，去控制閥門的開度，實(shí)現(xiàn)控制機(jī)組轉(zhuǎn)速的目的。在自動控制方式下，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，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)場參數(shù)輸入速率，但在轉(zhuǎn)速過臨界轉(zhuǎn)速時，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。

自啟動是一鍵啟動，轉(zhuǎn)速從0升至2800r/min，達(dá)到熱機(jī)狀態(tài)。轉(zhuǎn)速設(shè)定值分為三個階段，分別是1000r/min、2400r/min、2800r/min。只有當(dāng)每個轉(zhuǎn)速區(qū)間的條件都滿足后，才能繼續(xù)升，每個區(qū)間的轉(zhuǎn)速升速率也是按著邏輯給定的速率給出。

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

為了保證信號的可靠性，系統(tǒng)將對從現(xiàn)場轉(zhuǎn)速傳感器測到的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行三取 二處理，得到一個可靠、準(zhǔn)確的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號，若三路轉(zhuǎn)速中有兩路轉(zhuǎn)速信號故障，將判定為系統(tǒng)轉(zhuǎn)速故障。轉(zhuǎn)速信號送到頻率計(jì)數(shù)模件FCS01后，進(jìn)行信號處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量信號送到控制回路，在控制回路內(nèi)，作為實(shí)際轉(zhuǎn)速輸入信號--實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速比較后得到一個差值，經(jīng)過PID運(yùn)算后，輸出閥位指令控制信號改變閥位。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接受來自鍋爐給水控制系統(tǒng)來的4～20mA控制信號，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3000～6000r/min?？刂苹芈穼υ试S條件進(jìn)行邏輯判斷后，就可以通過操作員站投入遠(yuǎn)方控制方式，但是，條件若任意一個不滿足，將切到轉(zhuǎn)速自動控制方式。MEH向鍋爐控制系統(tǒng)輸出一個4～20mA信號作為其轉(zhuǎn)速反饋信號，作為轉(zhuǎn)速指令的跟蹤信號，達(dá)到切換到遠(yuǎn)方控制模式時的無擾切換，保證投入遠(yuǎn)方控制時，沒有擾動。鍋爐給水控制系統(tǒng)向MEH輸出的4～20mA信號將作為一個轉(zhuǎn)速控制信號，此時，MEH僅僅作為一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不經(jīng)過轉(zhuǎn)速限制和速率限制，直接到PID控制器的設(shè)定值，控制閥門的開度。使實(shí)際值等于給定值，達(dá)到系統(tǒng)的要求。

2.2 自動整定伺服閥系統(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：使油動機(jī)在全行程內(nèi)均能被伺服閥控制，閥位給定信號與油動機(jī)行程的關(guān)系為：給定閥位0-100%對應(yīng)的實(shí)際行程應(yīng)為0-100%。為了保證此對應(yīng)關(guān)系有良好的線性度，要求油動機(jī)的LVDT在安裝時，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的伺服卡測量的閥位是零幅值壓比。即：A-B＼A+B。A代表次級1的直流電壓，B代表次級2的直流電壓。范圍是-1～+1。也就是說全關(guān)的值在-1～0之間，全開的值在0～1之間。因此在接線時VP800的接線沒有極性的要求，因此只要保證在閥門全關(guān)的時候次級一的電壓比次級二的電壓小即可以。

2.2.2 自動整定：

在自動整定的狀態(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、零幅值同時校驗(yàn)、校驗(yàn)速率等。開始設(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)擊開始校驗(yàn)，閥門系統(tǒng)會自動校驗(yàn)。當(dāng)校驗(yàn)成功后，系統(tǒng)會傳上校驗(yàn)最終的零、幅值后，填入LVDT對應(yīng)的參數(shù)中，自動校驗(yàn)過程完畢。

2.3 超速保護(hù)

MEH在汽機(jī)的正常運(yùn)行中，控制系統(tǒng)沒有超速保護(hù)邏輯，若運(yùn)行時汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值（6300r/min）時，汽機(jī)MEH控制柜發(fā)出超速保護(hù)信號，通過繼電器輸出干結(jié)點(diǎn)斷串到小機(jī)METS供電回路，使之?dāng)嚯?，跳閘電磁閥失電，使主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，蒸汽將無法進(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時跳機(jī)保護(hù)沒有動作，則進(jìn)行手動打閘。

需要說明的是由于METS和MEH不是一個系統(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，會將METS方的電超速禁止。

3 結(jié)論

小機(jī)在電廠運(yùn)行中作為一個重要的輔機(jī)，是不可缺少的一部分，任何的故障都可能導(dǎo)致機(jī)組RB甚至跳機(jī)事件的發(fā)生，本文主要介紹兩個部分：小機(jī)的控制方式、硬回路的優(yōu)化。通過對小機(jī)控制方式的了解，掌握控制邏輯的概念，加強(qiáng)對小機(jī)運(yùn)行方式的了解，增強(qiáng)小機(jī)事故的分析能力。對小機(jī)METS硬回路的優(yōu)化，減少勿動的可能，增加了設(shè)備的可靠性，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]楊傳龍，郭紅玲.MEH（小汽輪機(jī)電液控制）改造設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2013，（09）：51-52.

[2]陳立東.350MW機(jī)組小汽輪機(jī)MEH控制系統(tǒng)[J].東北電力技術(shù)，2007，（01）：40-43.

[3]林文孚 胡燕.單元機(jī)組自動控制技術(shù).北京：中國電力出版社，2008

[4]羅萬金. 電廠熱工過程自動調(diào)節(jié). 北京：水利電力出版社，1990