汽輪機電液伺服閥與電子線路的解調

汽輪機電液伺服閥與電子線路的解調

隨著我國能源自動化程度的提高和能源規(guī)劃和裝置高度的變化，對電網規(guī)劃和裝置峰值的要求越來越高。20世紀90年代前生產的125w噸純氣泵采用雙磁變換裝置、雙磁換向裝置和同步裝置，用于控制單元。由于電動機本身的惰走和慣性等原因,控制精度不太理想,由液壓調速系統(tǒng)和同步器組成的控制系統(tǒng),在可控性和保護功能上不能完全滿足機組協(xié)調控制(CCS)和自動發(fā)電控制(AGC)的要求,一種簡易可行的DEH系統(tǒng)被開發(fā)并成功應用于電廠,以下進行介紹。1改造后的油系統(tǒng)系統(tǒng)由液壓部分、高中壓油動機行程傳感器、基于DCS的控制系統(tǒng)平臺及網絡、超速保護(OPC)裝置、手操盤等組成,改造后的油系統(tǒng)見圖1。1.1壓力和液壓集成塊在原有調速系統(tǒng)的二次脈動油壓管路上開孔引一油管進入液壓集成塊(圖2),排油口進入油系統(tǒng)排油母管,液壓集成塊上裝有電液伺服閥(D634)、截止閥、差壓開關、旁路節(jié)流閥、進排油口、隔離電磁閥及動力油接。閥芯位置控制器這是DEH系統(tǒng)的主要部件,其主要工作原理如下:電液伺服閥D634是一種直接驅動式伺服閥,簡稱DDV閥,用集成電路實現閥芯位置的閉環(huán)控制,閥芯的驅動裝置是永磁直線馬達,閥芯位置閉環(huán)控制電子線路和脈寬調制驅動電子線路固化為一塊集成塊,用特殊的技術固定在伺服閥內,取消了傳統(tǒng)的噴嘴—擋板前置級,簡化了線路,提高了可靠性,卻保持了帶噴擋前置級的兩級伺服閥的基本性能與技術指標。一個電指令信號施加到閥芯位置控制器集成塊上,電子線路在直線馬達上產生一個脈寬調制電流,震蕩器就使閥芯位置傳感器勵磁。經解調以后的閥芯位置信號和指令位置信號進行比較,閥芯位置控制器產生一個電流輸給直線力馬達,力馬達驅動閥芯,使閥芯移動到指令位置。其示意圖如圖2。deh系統(tǒng)故障deh的調節(jié)保留原有同步器馬達,在馬達線圈回路中加裝大功率限流電阻等措施來克服馬達的惰走和慣性,在本系統(tǒng)中作為DEH系統(tǒng)故障或檢修情況下的調節(jié)手段,本文不再詳細敘述。1.2員配系統(tǒng)及操作利用DCS操作平臺,所有檢測信號參數直接進入DCS系統(tǒng),因而無須專門操作員及管理員系統(tǒng),主要信號有:轉速三路WS進入同一塊測速卡HS2M200。功率一路:MW;主汽壓力一路TP;汽機掛閘:ASL,由主汽門全開、安全油壓、啟動油壓三取二所得。1.3轉速下降后聯跳發(fā)電機運行當轉速達3090r/min(103%)關調門,轉速小于3090r/min時恢復,當轉速達3300r/min時關主汽門及調門,聯跳發(fā)電機。為確保機組安全,以上系統(tǒng)均由軟邏輯和硬邏輯同時發(fā)出工作信號。1.4ddv閥排油口全關作為緊急手操備用,手操盤上有DDV閥控制電流的百分數,50對應DDV閥排油口全關,100對應DDV閥排油口全開,操作盤上還有閥門增減按鈕及指示燈,電調和同步器控制手、自動切換按鈕。1.5位移傳感器選用0-200mmTDZ-1D200中頻位移傳感器來顯示高中壓油動機的位移。2ddv閥控制二次油壓力DEH系統(tǒng)輸出的信號到伺服單元,先經過函數變換(凸輪特性),變換為閥位指令去DDV閥控制二次油壓來調節(jié)油動機位移,而達到控制轉速及負荷的目的?？刂品绞接?①手動就地掛閘后的沖轉、升速,臨界轉速的變速率控制;②同期、并網控制;③協(xié)調控制;④參與一次調頻;⑤超速限制(OPC)功能;⑥電調和同步器后備手操方式;⑦超速試驗功能。3聯液壓表系統(tǒng)用于武陵電廠的應用3.1油動機開啟和閥位指令首先經過試驗確認汽輪機的凸輪特性,找出二次油壓,油動機,閥位指令之間的關系。試驗數據如下:由數據表知,當二次油壓為0.109MPa時油動機開始開啟,閥位指令定為5%,當二次油壓為0.286時油動機開足,閥位指令定為100%,其它按插值法填上述表的閥位指令信號。為保證此函數關系能真實反映實際,規(guī)定機組油系統(tǒng)檢修后均重新試驗并記錄二次油壓與閥位指令之間的關系,以修正函數曲線。3.2deh負荷控制系統(tǒng)系統(tǒng)按照凸輪特性的要求進行組態(tài)后,機組采用本套系統(tǒng)控制汽輪機沖轉。啟動時,同步器置于上限位置,手動掛閘主汽門開啟后由DEH啟動控制回路逐漸提升DDV閥,使控制油口逐漸關小實現沖轉、升速、定速、并網,再由DEH負荷控制回路繼續(xù)完成升負荷控制,一組系統(tǒng)沖轉過程曲線如圖4。由圖可知:①0-500r/min升速,500r/min暖機;②500-1650r/min1650rmin暖機;③1650-2500r/min升速2500r/min暖機;④轉速在1100-1420r/min、1800-2150r/min為一階慣性區(qū)和二階慣性區(qū),速率自動變?yōu)?00r/min,快速沖過,避免機組振動過大。機組轉速在3000±5r/min時發(fā)“同期允許”信號至電氣,此時電氣投同期,熱工接受到其信號,投入“自動同期”同期范圍為3000±20r/min進入自動同期方式后,DEH系統(tǒng)可以接受自動同期裝置來的觸點脈沖輸入信號,將脈沖信號轉換成速度給定值,以±1r/min的速率使得機組轉速等于網頻,實現并網。DEH系統(tǒng)的負荷控制主要由頻差控制、功率控制、壓力控制、閥位控制和被控對象(汽輪機組)等環(huán)節(jié)組成,它是一個多參數、多回路反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。經過參數的優(yōu)化整定,無論轉速還是負荷均達到較高的水準,轉速控制精度:±1r/min,負荷控制精度:±0.5MW,主汽壓控制精度達:±0.1MPa。4透平油系統(tǒng)保障分析根據本DEH系統(tǒng)在準能發(fā)電廠投用一年多的實踐,我們認為:①本系統(tǒng)投資小,只需幾萬元,控制精度基本達到高壓純電調的水平,電調投用后,有功合格率明顯提高,運行勞動強度大為降低,深受運行人員歡迎。②本系統(tǒng)利用原有的DCS操作平臺,無需增加操作員,組態(tài)方便。③維護量小,所增加硬件設備不多。④機組更加安全,增加OPC功能代替原有的由油壓信號表示的轉速信號,準確度高,可達±1r/min。該系統(tǒng)還存在下列問題:①三路測速信號進入同一測速板,按分散度考慮應