DEH系統(tǒng)技術(shù)方案.doc

DEH系統(tǒng)技術(shù)方案10概述汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是電廠自動控制的重要組成部分，是機組自動化改造的基本內(nèi)容之一。針對抽汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，為提高機組自動化水平、進一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)抗污染能力，采用以自容式執(zhí)行器（REXA執(zhí)行器）為轉(zhuǎn)換裝置、透平油無控制工質(zhì)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)方案，對該型汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行改造。20系統(tǒng)功能21 DEH系統(tǒng)操作方式（1）操作員自動方式：按照運行人員設定的目標值和變化率實現(xiàn)機組轉(zhuǎn)速、負荷、抽汽壓力的閉環(huán)控制。（2）手動遠方操作方式：運行人員通過手動操作直接控制調(diào)門開度實現(xiàn)負荷、抽汽壓力的開環(huán)控制。運行方式可互相切換，并且切換均是無擾的。22 控制功能（1）機組轉(zhuǎn)速控制：機組起動和升降轉(zhuǎn)速控制；（2）機組功率控制：機組升降負荷和穩(wěn)定負荷控制；（3）可調(diào)整抽汽壓力控制：以熱定電、以電定熱和牽連調(diào)節(jié)控制。（4）同期控制；（5）初始負荷控制；（6）一次調(diào)頻功能；（7）電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）；（8）機組手動或自動快速減負荷功能（RB）；23 限制功能（1）超速限制（OPC）；（2）主蒸汽壓力降低限制（TPL）；（3）汽輪機真空降低負荷限制；（4）功率、主汽流量、和可調(diào)整抽汽量限制；24 接口功能（1）同期接口（ASS）；（2）遙控接口（AGC）；（3）CCS接口；（4）輔機故障減負荷接口；（5）數(shù)據(jù)通訊接口：可與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）或分散控制系統(tǒng)（DCS）共享資源；（6）汽機甩負荷快速保持接口；（7）汽門快控接口。25 保護功能（1）機械超速保護：機組轉(zhuǎn)速達到危急保安器設定值，關(guān)閉主汽門和調(diào)速汽門，實施停機；（2）電超速保護（OPT）：機組轉(zhuǎn)速達到設定值時，關(guān)閉主汽門和調(diào)速汽門，實施停機；（3）接受汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)指令，關(guān)閉主汽門和調(diào)速汽門，實施停機；26試驗功能（1）汽門活動試驗；（2）超速保護試驗；（3）超速限制（OPC）試驗；（4）汽門嚴密性試驗；（5）假同期并網(wǎng)試驗；（6）仿真試驗；27人機接口和數(shù)據(jù)處理功能（1）運行參數(shù)的顯示、記錄、打印、診斷、報警和追憶；（2）運行系統(tǒng)畫面、運行參數(shù)的趨勢圖和運行指導。30DEH性能指標轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍：0r/min3400r/min；轉(zhuǎn)速控制精度：0.1%;負荷控制范圍:0110%額定負荷；負荷控制精度：0.5%；抽汽壓力范圍：0.7851.275Mpa；壓力控制精度：1%；轉(zhuǎn)速不等率：3%6%可調(diào)；甩負荷轉(zhuǎn)速最大超調(diào)量：8%。40系統(tǒng)組成汽輪機REXA執(zhí)行器DEH系統(tǒng)由電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和保護系統(tǒng)組成。41電氣控制系統(tǒng)本工程采用以EDPFNT為核心的分散控制系統(tǒng)作為DEH控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在研究、借鑒國內(nèi)外DEH技術(shù)的基礎上，特別是過去DEH應用中存在的問題和用戶提出的意見與要求，在系統(tǒng)設計上充分考慮到用戶使用、維護的實際需要，功能集成化，智能型的測速、OPC、AST功能合一模塊，使測速周期和OPC動作時間短至僅20ms；系統(tǒng)最大控制周期小于30ms，系統(tǒng)控制精度更高。DEH可用人機界面組態(tài)、調(diào)整，使應用軟件向用戶開放。411EDPFSD卡介紹EDPFSD是專門用于DEH系統(tǒng)的測速與OPC模塊，提供三路速度測量，二路DO輸出，在卡上完成三取二邏輯，實現(xiàn)三取二功能，并提供二路的OPC輸出信號。在實際應用中，同時使用二塊EDPFSD，用于熱備份冗余。 三路速度信號speed1、speed2、 speed3送入三個獨立的波形整形電路、放大模塊、方波產(chǎn)生器、至計數(shù)器、CPU定時讀取計數(shù)器的值，并通過標準時鐘校準，精確計算出速度值，CPU計算出三個速度值后，通過預置算法，選中正確的速度值，傳給控制器，同時，當選中的速度大于額定最大值時，通過兩路DO，輸出OPC信號。 技術(shù)指標：（1）speed輸入 （a）分辯率：當轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分時，150mV； （b）輸入峰峰值：=20V； （c）測量精度：轉(zhuǎn)速=3000轉(zhuǎn)/分時，精度0.4轉(zhuǎn)(d)測量周期: 轉(zhuǎn)速=200轉(zhuǎn)/分時，測量周期為20Ms（2）OPC輸出：通過兩路DO輸出，輸出最大容量1A（24VDC）（3）AST輸出：通過兩路DO輸出，輸出最大容量1A（24VDC）目前該系統(tǒng)已在凝汽、單抽、雙抽等機組的基建及技改項目中獲取成功應用。 42液壓系統(tǒng) 一般的透平油電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常采用的電液轉(zhuǎn)換器，均需要外供控制油源，對油質(zhì)相對較高，易受油質(zhì)污染，是影響電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。為提高轉(zhuǎn)換裝置的抗污染能力，進一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用了無需外供控制油源、大力矩輸出的REXA執(zhí)行器作為轉(zhuǎn)換裝置、杠桿反饋、力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的透平油無控制工質(zhì)液壓系統(tǒng)。（見附圖）421REXA執(zhí)行器4211REXA執(zhí)行器結(jié)構(gòu) REXA執(zhí)行器是將電信號轉(zhuǎn)換為輸出的轉(zhuǎn)換裝置，是透平油無控制工質(zhì)液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，采用了美國REXA公司生產(chǎn)的智能型機、電、液一體化執(zhí)行器（簡稱REXA執(zhí)行器），REXA執(zhí)行器由控制器和動力模塊兩部分組成，圖1為動力模塊結(jié)構(gòu)外形圖，由智能可控電機和獨立的、封閉的、無閥液壓控制系統(tǒng)組成，采用高度集成化、模塊化、小型化設計，所有組件內(nèi)部集成，一體化結(jié)構(gòu)。智能可控電機接受控制模塊的功能指令，控制動力模塊，以線性位移大力矩輸出，驅(qū)動被控對象，同時通過自身位移反饋，完成調(diào)節(jié)過程，實現(xiàn)各種功能控制。4212REXA執(zhí)行器特點 （1）響應時間：0.04s/mm; （2）輸入信號：4mA20mA模擬量信號或肪沖量信號； （3）大力矩輸出，最大輸出馬力約為1000kgf； （4）獨立封閉液壓系統(tǒng)，無須外供油源； （5）由微處理器實現(xiàn)智能控制，可靈活、簡便、準確、整定工作參數(shù)； （6）具有失電情況下的各種安全機制（全開、全關(guān)、保位）。422力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)4221力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)由REXA執(zhí)行器、杠桿反饋機構(gòu)、錯油門和油動機組成，見下圖，杠桿一端通過鉸鏈與REXA執(zhí)行器聯(lián)接，杠桿另一端通過滑動鉸鏈與油動機活塞桿相邊，在近于REXA執(zhí)行器側(cè)，杠桿通過鉸鏈與錯油門滑閥控制連桿聯(lián)接，并通過控制邊桿作用在錯油門滑閥上部。固定的高壓油作用在錯油門滑閥下部。OPC電磁閥與REXA執(zhí)行器一體化結(jié)構(gòu)。抽汽機組的高、中壓油動機相同。4222工作原理 加負荷過程：REXA執(zhí)行器接受DEH控制信號向下動作，杠桿以油動機活塞桿為支點，帶動控制連桿向下移動，使錯油門滑閥偏離中間位置，油動機在壓力油的作用下向開啟方向位移，控制調(diào)速汽門，在油動機向上移動的過程中，杠桿以REXA執(zhí)行器為支點，帶動控制連桿上移，錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下跟隨上移回中，完成加負荷過程。減負荷過程：REXA執(zhí)行器接受DEH控制信號向上動作，杠桿以油動機活塞桿為支點，帶動控制連桿向上移動，錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下，跟隨上移偏離中間位置，油動機在壓力油的作用下向關(guān)閉方向位移，控制調(diào)速汽門，在油動機向下移動的過程中，杠桿以REXA執(zhí)行器為支點，帶動控制連桿下移，使錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下跟隨下移回中，完成減負荷過程。機組甩負荷或停機過程：OPC電磁閥接受機組甩負荷或緊急停機信號，依靠REXA執(zhí)行器自身特有的快速動作功能，使錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下，迅速偏離中間位置，關(guān)閉調(diào)速汽門，抑制機組轉(zhuǎn)速的過渡飛升。 DEH信號REXA執(zhí)行器OPC電磁閥油動機活塞桿 控制器 杠桿 壓力油油動機 錯油門力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖4223特點 （1）力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)為機械力傳遞控制力的平衡系統(tǒng)，無傳統(tǒng)液壓放大機構(gòu)脈動油傳遞控制信號，為無液壓控制工質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （2）在原調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，當錯油門滑閥處于中間位置時，滑閥上部的彈簧作用力與滑閥自重之和與滑閥下部脈動油壓作用力相平衡，若脈動油壓變化0.1Mpa，則作用在滑閥下部向上的跟蹤力約為40kgf。力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)滑閥上部無彈簧作用力，滑閥下部油壓若為1.2Mpa，則錯油門滑閥在其下部油壓的作用下，始終保持有約480kgf的向上作用力，因而，提高了錯油門滑閥的跟蹤力和抗油質(zhì)污染的能力； （3）采用大力矩平衡系統(tǒng)，杠桿反饋，執(zhí)行機構(gòu)似為剛性結(jié)構(gòu)，使其具有高的動態(tài)響應和抗干擾能力； （4）作用在錯油門滑閥下部的油壓作用力，遠大于滑閥自重，滑閥的靜態(tài)平衡僅受控于REXA執(zhí)行器的輸出力，系統(tǒng)油壓的波動對滑閥的靜態(tài)平衡無任何影響，因而具有較高的工作穩(wěn)定性和抗油壓干擾能力。43超速限制、保護系統(tǒng)431超速限制系統(tǒng) （1）OPC電磁閥動作，REXA執(zhí)行器快速置零，使錯油門滑閥迅速偏離中間位置，關(guān)閉調(diào)速汽門，抑制機組轉(zhuǎn)速的過渡飛升。 （2）當機組負荷大于30%額定負荷、油開關(guān)跳閘后，OPC電磁閥動作，快速關(guān)閉調(diào)速成汽門，OPC電磁閥延時恢復，維持機組在額定轉(zhuǎn)速3000r/min下穩(wěn)定運行； （3）當機組轉(zhuǎn)速達到103%額定轉(zhuǎn)速時，OPC電磁閥動作，快速關(guān)閉調(diào)速成汽門，當機組轉(zhuǎn)速低于102%額定轉(zhuǎn)速時，OPC電磁閥恢復，維持機組在額定轉(zhuǎn)速3000r/min下穩(wěn)定運行。432保護系統(tǒng) （1）機組轉(zhuǎn)速達到危急保安器動作設定值，危急遮斷滑閥動作，瀉放安全油迅速關(guān)閉主汽門，同時聯(lián)動OPC電磁閥，關(guān)閉調(diào)速汽門，實施停機。 （2）機組轉(zhuǎn)速超過電超速保護（OPT）設定值，停機電磁閥接受OPT信號，瀉放安全油關(guān)閉主汽門，OPT信號同時聯(lián)動OPC電磁閥關(guān)閉調(diào)速汽門，實施停機。 （3）停機電磁閥接受緊急停機信號，使危急遮斷滑閥動作，瀉放安全油關(guān)閉主汽門，同時聯(lián)動OPC電磁閥關(guān)閉調(diào)速汽門，實施停機。 （4）就地或遠方手動操作，通過停機電磁閥使危急遮斷滑閥動作，瀉放安全油關(guān)閉主汽門，同時聯(lián)動OPC電磁閥關(guān)閉調(diào)速汽門，實施停機。 （5）危急保安器設定值一般為110%1額定轉(zhuǎn)速。電超速保護定值，可等于危急保安器設定值，或低于危急保安器設定值1%2%額定轉(zhuǎn)速。當作為后備保護時，其定值可高于危急保安器設定值的1%2%額定轉(zhuǎn)速。50系統(tǒng)改造內(nèi)容51保留的部套 （1）主汽門、調(diào)速汽門 （2）油動機及配汽機構(gòu) （3）掛閘、開主汽門系統(tǒng) （4）油系統(tǒng)及部套 （5）保安系統(tǒng)及部套52取消的部套 （1）同步器 （2）壓力變換器 （3）可調(diào)整抽汽調(diào)壓器 （4）油動機反饋滑閥或反饋油路53增加的設備 （1）REXA執(zhí)行器 （2）杠桿機構(gòu) （3）OPC電磁閥 （4）壓力變送器 （5）功率變送器 （6）磁阻變送器 （7）位移變送器 （8）DEH控制柜54現(xiàn)場工作內(nèi)容 （1）拆除油動機反饋滑閥或封堵反饋油路，拆除取消的設備和封堵無用油路； （2）REXA執(zhí)行器和杠桿機構(gòu)的安裝； （3）高壓啟動油泵出口與主油泵出口油路相連。以使機組在靜止狀態(tài)下和啟動過程中向錯油門滑閥下部供油； （4）功率變送器、磁阻變送器、位移變送器、DEH控制柜、REXA執(zhí)行器控制箱等設備的安裝以及相應電纜的鋪設。60系統(tǒng)特點 （1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、改造工作量小，安裝、維護、調(diào)試方便； （2）轉(zhuǎn)換裝