DEH系統(tǒng)控制(禹州電廠)

1、禹州龍崗電廠DEH 系統(tǒng)控制我公司生產(chǎn)的引進型350MW 單軸雙缸雙排汽反動凝汽式汽輪機控制系統(tǒng)DEH 采用EH 油作為動力油，共有四種控制方式：手動控制；操作員自動控制（OA ）；ATC 控制；REMOTE 控制。其中最為常用的是操作員自動控制方式，其他幾種控制方式均接口于OA 方式。 DEH 系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)機組的設(shè)計特性，按照主機制造商提供的控制要求，實現(xiàn)機組掛閘、升速、并網(wǎng)、帶負荷，并保證在所有工況下機組的安全性和方式切換中的無擾切換?；谀壳皺C組控制自動化程度的不斷提高，DEH 系統(tǒng)中還提供與電廠其他控制系統(tǒng)的接口和數(shù)據(jù)交換。我公司的DEH 系統(tǒng)采用美國西屋公司生產(chǎn)的WDPF-分

2、散控制系統(tǒng)，共有三個控制機柜：一臺工程師站，兩臺操作員站。機柜中控制功能的分配采用WDPF-系統(tǒng)的最新分配方式，即OA 和OPC 在同一機柜中（包括ETS ）；STS 獨占一個機柜；RSM 和ATC 合用一個機柜。操作員站和工程師站硬件配置完全相同，只在軟件安裝上加以區(qū)別。本次討論主要針對DEH 中的主要控制功能。一、DEH 系統(tǒng)中OA 部分Setpoint 的形成：1. 目標值回路：本回路主要是完成機組在不同工況和不同控制方式目標值的切換和跟蹤。從圖中可以看出：在DEH 控制方式從OA 切換為ATC 時，要求目標值回路接受采自RSM 中的目標值，以期控制的安全性得以保證；為了保證在投協(xié)調(diào)或同

3、期時，目標值切換無擾動，要求以實際設(shè)定點為基礎(chǔ)改變目標值；為了保證工況或控制方式切換中不致使機組控制受到較大波動，要求在一定時間內(nèi)將目標值切為目標跟蹤值；為了防止操作員鍵入的目標值影響機組安全性，通過對其進行限制，決定是否接受操作員的鍵入。 2. 跟蹤值形成回路：本回路的主要任務是確定在控制過程切換或工況發(fā)生變化時，目標值如何跟蹤才能保證無擾和安全。以機組處于升速過程還是帶負荷工況為界，確定跟蹤的對象。在機組升速過程中，如果需要跟蹤，要求跟蹤實際轉(zhuǎn)速，在帶負荷過程中分為三種情況。在不投入IP 閉環(huán)和MW 閉環(huán)時，要求跟蹤GV 輸出，這是因為無法確定機組實際蒸汽負荷。在投入IP 閉環(huán)時，跟蹤實測

4、IP ，投入MW 閉環(huán)時，跟蹤實際MW ，在IP 、MW 閉環(huán)均投入時，跟蹤實際MW 。值得注意的是，本回路同時用作帶初始負荷。 3. 脈沖值形成回路：本回路用來DEH 系統(tǒng)與MCS 的接口和同期裝置的接口。來自MCS 協(xié)調(diào)的負荷指令以脈沖的形式加入DEH 系統(tǒng)，由DEH 內(nèi)定的改變率來修正目標值，同時在負荷變化率回路加入升負荷率，以此來改變機組的負荷。同期回路的工作原理與協(xié)調(diào)回路相似。 4梯度回路：本回路的主要功能是形成各種控制方式下的升速率和升負荷率。在操作員自動的方式下，如果操作員鍵入的梯度越限（升速率0800rpm/min及升負荷率0.5400MW/min）, 則拒絕使用，保持原有的梯

5、度。在自同期時，使用最大同期梯度；ATC 方式時由RSM 計算得到的梯度改變設(shè)定點（上限為800）；在協(xié)調(diào)方式時由目標值和實際設(shè)定點的偏差作為梯度。這是由于在協(xié)調(diào)方式時，設(shè)定點的變化與目標值有直接的關(guān)系，目標值變化本身是一種具有一定速率的變化。值得注意的是，各種方式下生成的速率都要經(jīng)過小選器的選擇。第一個小選器的作用是防止過調(diào)；第二個小選器的作用是防止越高限；第三個小選器的作用是防止越低限。也就是說在實際設(shè)定點和目標值，設(shè)定點高限，設(shè)定點低限非常接近的時候，可能需要的變化量已小于當時的梯度設(shè)定，因此由偏差代替設(shè)定梯度。 5設(shè)定點形成回路：本回路通過目標值和梯度形成實際設(shè)定點，同時加入RB 的設(shè)

6、定點。由目標值和實際設(shè)定點的偏差來決定增、減設(shè)定點，形成的實際設(shè)定點用于機組主汽門，高壓調(diào)門，中調(diào)門的控制設(shè)定點。本回路中直接加入了RB 工況的預置目標值。也就是說在發(fā)生RB 的情況下，不再考慮機組的升負荷率和應力變化。DEH 中共有四種RB工況，其中RB 1RB3由MCS 系統(tǒng)觸發(fā)；TPL RB由DEH 系統(tǒng)觸發(fā)。RB 1的目標值為20%，梯度為200%；RB 2的目標值為20%，梯度為100%；RB 3的目標值為10%，梯度為50%；TPL TB的目標值為20%，梯度為100%。 總之，設(shè)定點形成回路主要由以上幾個子回路共同組成，包括了各種工況及控制方式下設(shè)定點的切換和形成步驟。二、高壓主

7、汽門的控制：我公司高壓主汽門為控制型閥門，其控制作用在2900RPM 之前起作用，一旦TV/GV切換完成，高壓主汽門全開，不再參與控制。控制回路簡圖如下：12從圖6可以看出，高壓主汽門的控制較為簡單，在旁路ON 方式啟動時，高壓主汽門在0-2900rpm 期間控制汽機轉(zhuǎn)速；在旁路OFF 方式啟動時，高壓主汽門參與600-2900rpm 期間的轉(zhuǎn)速控制。當TV-GV 切換完成后，既達全開狀態(tài)。值得留意的地方是在做TV 活動試驗時，全并單側(cè)TV ，試驗結(jié)束后，重新開到100%，也就是說在試驗過程中僅僅屏蔽了其正常的閥位指令。在機組跳閘時，將主控輸出置0，也就是說同時關(guān)閉TV 1和TV 2。三、中壓

8、調(diào)節(jié)閥控制回路：我公司中壓調(diào)節(jié)閥的控制功能只適用于旁路ON 方式啟動，旁路OFF 方式啟動時，中壓調(diào)門一直處于全開狀態(tài)。在旁路ON 方式啟動12 過程中，中壓調(diào)門的PI 控制器完成0-600rpm 的控制，600rpm 系統(tǒng)自動完成IV/TV切換，在600-2900rpm 期間，中壓調(diào)門接受主汽壓修正后的高壓主汽門指令，并經(jīng)過熱再壓力修正形成閥門指令；在2900-3000rpm 期間，中壓調(diào)門指令保持。當機組并網(wǎng)后，中壓調(diào)門接受高調(diào)門主控指令經(jīng)函數(shù)處理后的信號，在機組指令達22%時，中壓調(diào)門的控制功能就基本結(jié)束了。 12四、高壓調(diào)門控制回路：高壓調(diào)門的控制較為復雜，因為高壓調(diào)門不僅參與轉(zhuǎn)速控制

9、，同時參與負荷控制，而且為了機組效率等原因，設(shè)置了單閥和順序閥兩種方式，另外為了保證機組控制的安全性和精確性，設(shè)置了兩個閉環(huán)：MW LOOP和IP LOOP。這樣其控制過程中的切換就顯得很重要。下面將其整個回路分割開來加以分析。1、速度校正回路：本回路用于產(chǎn)生速率校正信號，也就是我們平時所說一次調(diào)頻。由圖8可以看出頻率校正的作用不僅決定于投退指令，同時和負荷指令的大小有著直接的關(guān)系。雖然在機組并網(wǎng)后即可投入頻率死區(qū)，但實際上在負荷指令30%時，頻率死區(qū)時不起作用的。 122、GV 閥主控指令形成回路：從圖9可以看出，本回路的功能是形成GV 閥的公共指令，大致分為三個部分：（1）TV/GV切換之

10、前，（2）2900-并網(wǎng)前，（3）并網(wǎng)后。TV/GV切換之前，高壓調(diào)門處于全開位置，為TV 控制提供蒸汽通道。2900-并網(wǎng)前，由速度控制的PI 控制器完成轉(zhuǎn)速控制。并網(wǎng)后的控制分為負荷開環(huán)控制、MW 閉環(huán)控制和IP 閉環(huán)控制，為了保證幾種控制回路切換中的無擾，系統(tǒng)的實現(xiàn)方式是在切換中設(shè)定點跟蹤實際功率或初壓，調(diào)節(jié)器的輸出暫時保持。在閥位高限的回路中加入了汽機跳閘的邏輯，如果汽機跳閘，閥位上限將自動置零，也就是說在發(fā)生跳閘時要求設(shè)定點回零。125、各閥的控制回路（以單個 GV 為例） 從圖 10 可以看出，GV 主控的輸出分為兩種情況，一種包括手動 信號，一種不包括手動信號。這是為了 GV 閥在單閥/多閥控制切換時 應用，因為 GV 在單閥控制方式是允許手動給出 GV 指令，而在順序閥 時只接收 DEH 在自動時的指令。 本回路主要用于形成各高壓調(diào)門的閥位指令。除了正?？刂仆?， 還包括試驗邏輯，當然還包括保護功能。圖中兩個乘法器的作用是保 1