刘震华
（国电南自美卓控制系统有限公司 江苏省南京市 210031）
摘要：介绍了DEH数字控制系统和就地液压系统结构，功能及其在电厂应用与调试,分析了汽机启动方式,数字控制部分，液压部分冷态调试及汽机启动热态调试。
关键字：数字控制;就地液压;冷态调试;热态调试;
DEH system Application and Commission in Power Plant
LIU Zhenhua1
（SAC metso control sysytem, Nanjing 210031, China；)
Abstract: Introduction of Digital Control System and On Site Electric Hydraulic System and their Function,Application and Commission, present different types Turbine Start-up Mode , Cold State Commission and Running State Commission of Digital Control and On Site Electric Hydraulic System
Key words: Digital Control System; On Site Electric Hydraulic System; Cold State Commission ; Running State Commission ;
0 引言
DEH (Digital Electric Hydraulic Control System) 汽轮机数字电液控制系统，包括数字控制Digital系统以及就地液压系统，数字控制器通过驱动EH系统的电液转换器（电液伺服阀）和电磁阀动作液压执行机构驱动汽机主汽门或者调门完成汽机终端设备等等, 所有数据采集，调节控制，顺序控制，事件时标均在控制器和I/O 中完成。
工作站可以分为：工程师站（ENG）、操作员站（OP）、历史站（HIS）等, 工程师站可以用来组态数据库，控制器和画面。
DEH,DCS一体化时一体化时DEH为DCS的子站，如果DEH与电厂DCS不是同一系统，还需增加网络，历史和SOE,事件，主时钟，与DCS通讯等功能设计，造成系统功能重复且不兼容，不利于运行诊断和维护，所以现在DCS,DEH一体化已成主流配置。
数字控制系统按功能主要分为BTC(Basic Turbine Control) 汽机基本控制系统,ATC(Auto Turbine Control)汽机自动控制系统,ETS(Enmergency Trip System)汽机紧急跳闸系统，某些超超临界机组扩大型DEH还包含汽机辅机包括油泵，疏水，抽汽等控制系统，同时汽机控制系统还配备TSI(TurbineSupervisoryInstrumentSystem)汽机本体监测系统和TDM(Turbine Dignosismanagment) 旋转机械诊断监测管理系统。
BTC控制主要包括并网前启动升速，同期并网，并网后负荷，阀位控制，调门管理等基本控制功能。ATC自启动控制功能主要包括汽轮机的各部位应力模型计算及汽轮机自启动程控。ETS紧急跳闸系统主要监视汽机本体和其他来停机保护信号，输出至跳闸电控制功能。
1 DEH系统及其应用
1.1数字控制系统
1.1.1系统结构
数字控制系统主要由远程处理单元，网络,工作站组成。远程处理单元包括控制器，现场I/O，现场磁阀紧急停机。
下图为某DEH系统结构示意图。
图1 DEH网络结构图
Fig.1 network architecture diagram of DEH control sysytem
1.1.2 功能及应用
1.1.2.1 启动冲转
目前国内大型机组应用较多的是带旁路高中压联合启动方式，中压缸启动方式。高中压缸联合启动时蒸汽同时进入高中压缸做功冲转，中压缸启动初期高压缸不进汽，由中压缸进汽冲转，等冲转到一定转速后或者带一定负荷后，再切换到高中压缸进汽。由于汽机启动系统涉及旁路，预暖系统，初建设投资较大，所以启动方式得综合考虑机组启动时间，机组进汽节流，鼓风损失，汽轮机金属部件的热应力疲劳和机组初投资等综合因素。
汽机冲转目标值由操作员手动输入或者ATC设定，由启动方式和暖机曲线决定。速率由操作员手动输入或者ATC时汽机应力计算出的速率，设定值按照速率值由当前值累加至目标值，进入转速PI闭环回路控制，汽机稳定在3000r/m,冲转过程结束，做汽机及电气试验等待并网。
1.1.2.2同期并网
汽机冲转至额定转速附近，即符合同期条件，此时可投入自动同期，电气自动同期装置会根据网频和汽机转速的偏差发出转速增减的脉冲指令至转速设定值。当发电机转速，相位等参数与电网一致时，并网开关合上，汽机带上初始负荷开始并网发电。
1.1.2.3并网后控制方式
并网带初始负荷后汽机进入综合阀位方式，并可投入功率控制回路，压力控制回路，闭环回路未投入时，对应的设定值跟踪回路实际值，以实现自动回路投入前后无扰动。
在遥控方式下，DEH为阀位方式，接受CCS回路中功率或者压力回路输出阀位设定值，同时送出综合阀位值给CCS跟踪以便无扰切换。
西门子机型DEH不设手动阀位回路，只有功率和压力回路，功率回路设定值增加了小网模式下转速负荷控制模式。
为保持电网稳定，当网频出现偏差时，汽机按照各自的不等率折算出对应的一次调频功率加到功率设定值和综合阀位上
1.2 就地液压系统
一般来说，调节保安系统可划分为低压保安系统和高压抗燃油系统两大部分。高压抗燃油系统由液压伺服系统、高压遮断系统(母管AST遮断电磁阀、OPC阀)和抗燃油供油系统，执行机构四大部分组成，低压保安系统由机械超速危急遮断器、手动打闸、挂闸、机械停机电磁铁，隔膜阀等组成。执行机构部分包含高、中压油动机及其组件。
西门子机型机头液压系统取消了低压保安系统。高压抗燃油系统采取单元制，取消了AST,OPC母管液压遮断组件，取代之是在每个油动机上的两个串联的独立的快关电磁阀。
2DEH启动调试
2.1 数字系统冷态调试
新建机组锅炉吹管后恢复系统时，DEH进入冷态调试阶段，EH油开始打循环过滤清洗液压系统杂质，同时进行液压系统电磁阀画面传动，IO与画面对点，并检查重要参数比如振动，轴移的报警定值，TSI保护开关量的SOE功能，完成高备泵，EH油泵，润滑油泵分系统调试和ETS保护试验。
检查DEH控制系统以下功能和参数：
与DEH接口测试：TSI,同期，DCS,ETS系统与DEH系统间传递信号测试控制周期和时序，特别是甩负荷和一次调频功能，必要时用示波器测试其逻辑响应时间汽机临界转速的确认过临界速率，设定值逼近目标值时速率，超速试验速率，同期速率并网带初负荷速率及数值一次调频限值及不等率甩负荷动作OPC复位转速及OPC电磁阀动作时间，PLU参数及定植检查无误后，进行DEH不带阀门仿真即纯仿，转速和功率设置为调门开度的函数，阀门开度跟踪阀门指令，检查挂闸，目标值，速率输入，冲转，汽机试验及并网后各控制回路及切换，汽机严密性试验，超速试验，阀门活动性试验功能。用示波仪测试一次调频和甩负荷的响应时间。
2.2液压系统调试
EH油质合格后，用电池驱动伺服阀核对油动机机械行程，调整油动机LVDT的线性，注意全开或者全关时对应的LVDT拉杆刻度标记不能进套筒，利用DEH数字系统的伺服卡校验系统对调门进行反馈调零调幅校验，校验完成后开始整定伺服卡PI参数，由于伺服阀系统特性近似于比例系统，伺服卡主要靠比例调节，对调门进行阶跃指令扰动，在控制器周期内调门应快速动态响应并达到稳定值，同时静态偏差应满足要求。对于上汽西门子DEH控制策略,还需测定伺服阀机械零偏电流作为伺服卡PI回路的前馈【1】。
将伺服阀控制信号解掉一组，调门扰动时间和幅值应在规定范围内，这样即使一组控制线圈断线，其对汽机系统扰动不大。将伺服阀控制信号全部解掉，调门应在机械零偏的作用下缓慢关闭，将调门投自动开至中间某一开度，拔掉其一组LVDT的初级或者次级线圈的任一根线，调门开度应保持不变。拔掉其两组LVDT的初级或者次级线圈的任两根线，调门应缓慢关闭。
测试ETS动作主汽门关闭时间，OPC动作调门关闭时间试验，手动增减阀位，计算出系统的迟缓率。
3DEH热态调试
3.1升温升压
液压系统调试完后，DEH进行带调门仿真即混仿，就地电磁阀，主汽门，调门实际动作。
ETS保护试验再次确认并实际动作，锅炉点火，汽机旁路投入，主蒸汽升温升压，根据不同的启动方式，汽机进行暖管，暖阀或者预暖以减少汽机即零部件金属热应力疲劳。
3.2 启动冲转及试验
主蒸汽参数满足汽机冲转曲线后，汽机开始进汽冲转暖机，在线整定转速PI参数，保证转速快速响应，这样甩负荷时汽机不易超速。
汽机稳定在额定转速，做主汽门，调门严密性试验，主汽门严密性试验后必须打闸，重新冲转，做汽机电超速试验，一般将超速限值降低，DEH,TSI，包括硬回路分开单独试验，机械超速需等并网4小时后才能试验。
汽机并网前试验做完后，稳定在额定转速，电气做并网试验，此时DEH应投入假并网试验按钮，电气试验结束后，汽机即可同期并网。并网后汽机进入阀位方式，即汽机手动方式，此时锅炉手动模式燃烧不是很稳定时，汽机可以投入压力控制回路帮助锅炉稳定压力。
锅炉燃烧稳定压力稳定后，即可投入功率回路，顺序阀单阀切换时投入功率回路可减少功率扰动。甩负荷试验前应先解除发电机开关跳机保护，旁路，高排投入自动【2】，50%甩负荷转速动态特性指标符合标准后，即可进行100%甩负荷试验。
4 结语
电厂DEH系统数字电调与就地液压部分是汽机控制不可分割的整体，数字部分实现了汽机启动及带负荷的各项功能，液压部分决定着机组长期运行的稳定性，冷态调试影响着汽机运行的安全和热态启机的顺利，热态调试保证了汽轮机控制的稳定和效率。
参考文献
[1]上海汽轮机有限公司．N1000-26.25/600/600 型1000MW 等级超超临界凝汽式汽轮机说明书.
[2]林敏杜，郭杰，秦希超. 超超临界1 000 MW 机组50%甩负荷试验的操作与控制措施[J]. 热力发电，2013，42（6）：78－81.
论文作者:刘震华
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/23
标签：汽机论文; 调门论文; 系统论文; 回路论文; 转速论文; 负荷论文; 设定值论文; 《电力设备》2016年第11期论文;