摘要：热电厂存在的目的是为了给城市供暖，这在冬季变得尤为重要。在热电厂众多设备中，汽轮机所起的作用不容忽视，而汽轮机控制系统更是关乎热电厂整体的工作效率。现阶段，很多热电厂依然沿用原有的机械液压式调节系统，生产效率较低，无法做到与时俱进。因此，本文重点探究了如何对汽轮机控制系统进行现代化改造以及其功能的实现。
关键词：汽轮机控制系统；硬件改造；软件改造；热电厂
对于热电厂开始，其运作离不开三种设备，分别为锅炉、汽轮机以及发电机，在这里面汽轮机的工作原理是借助蒸汽把热能转变成机械能，而汽轮机和发电机可以联合起来称之为汽轮发电机组。时代在不断的进步，若是汽轮机控制系统依然沿用过去的机械液压式调节系统，那么将没有办法适应现代热电厂的生产需求，因此对其进行现代化改造刻不容缓。
1 汽轮机控制系统原理概况
想要对汽轮机控制系统进行现代化改造，最关键的一点在于了解该系统的工作原理，只有这样才可以有针对性地进行改造，而其原理概况如图1所示。通过图1不难发现，汽轮机控制系统主要包括三个部分，即模拟-数字、功率-频率、电子-液压调节这三个小系统，除了转速这一采样讯号属于数字量，其他的全部都是模拟量，因此在传输到电脑之前应当利用A/D转换器把其转变为数字量，然后利用电脑就相关数字做出处理以及运算。对于输出的信号，也需要利用A/D反转换处理再传输到电液转换器，这样就能够把电讯号转换为液压讯号，后者可以运用到油动机上，目的是控制主汽门并调节汽门开度，还能够使得汽轮机的传速抑或功率有所变动。至于系统内部的给定值，包括传速给定、功率给定，不单单能够选择数字量进行输入，还能够选择模拟量进行输入。
2 热电厂汽轮机控制系统现代化改造分析
2.1 硬件系统改造分析
2.1.1 电子控制装置选配
在汽轮机控制系统中，最关键的组成当属电子控制装置，因此科学、合理地选择该装置十分必要。电子控制装置包含两个部分，分别为数字系统以及模拟系统。我厂使用的电子控制装置属于分布式控制系统，能够各自控制高压调节油动机以及中压旋转隔板油动机。因为这一系统使用了ProfiBus-DP 现场总线技术，所以其是否能够良好运转有赖于现场控制站。
2.1.2 液压控制机构组成
液压控制机构选择了高压抗燃油的液压伺服机构，利用该机构可以使得液压由原来的1.18Mpa上升至13.36-15.57Mpa，相对于前者来说提升10倍有余，而且结构更加紧凑，推动力大幅度提升，工作也更加精准快速，而且也很好地体现了机电一体化技术。
液压控制机构的选型包括下述几个部分：液压供油系统（其中包含油箱和管路）、电液伺服阀、高压主汽阀油动机、高压调节阀油动机，高/低压抽汽油动机、线性位移差动变送器，OPC，AST电磁阀保护系统控制块、快速卸载阀、过滤器、隔膜阀等内容。在汽轮机控制系统内部，传输出去的数字会经由数/模转变，然后才会传送到液压控制机构，从而得以放大并执行指令。
进行改造时，油动机需要和电液伺服油路块联合起来，而且再加上错油门、油动机，共同合成电液油动机。在这里面，电液伺服阀可以选择每个MOOG企业的商品，其控制准确度比较精准，性能动态响应水平较高，较大程度低降低污染，可靠性能良好。汽轮机控制器发出的油动机阀位指令信号，首先经过伺服板，接着经过电液伺服阀油路块，达到调节油压的目的并传送到错油门，使得油动机有所动作。线性位移差动变送器会检测出油动机的行程并把相关信息传输到伺服板的输入端，使其能够和前文提到的油动机阀位指令相一致。这样做可以使得汽轮机阀位指令百分百控制油动机行程，达到汽轮机纯电调控制的效果。
汽轮机液压控制系统特点鲜明，一般来说包括两点：第一，通过卸载阀把控制每一个电液油动机的脉动油连在一起，那么每一个油动机的阀位指令信号均经过汽轮机控制器运算之后生成；第二，因为伺服板在其中具有调节功能，所以每一个油动机行程全部依赖于汽轮机阀位指令大小。
在对汽轮机控制系统进行现代化改造过程中，现场控制站一定要有独立存在的冗余主控单位，选择分散隔离策略；OPC测速通道属于独立的三选二系统，其必须具备103%超速控制以及保护作用；油动机反馈的信号一定全部是双通道；液压系统一定要具有独立的滤油系统，实现在线油循环，保障油的品质，确保伺服阀可以长时间稳定运作。
2.2 软件研发分析
对汽轮机控制系统进行现代化改造，不单单指的是对其中的硬件进行改造，还需要对其中的软件进行改造，而软件的改造可以依赖于专业的公司，例如和利时公司，使得软件达到最高版本，性能更加全面。
利用ConMaker软件来完成控制算法组态，一般来说包括工程设置、设备组态、IO点布置、完成控制算法。在这一软件的应用程序内包括控制方案编辑器、仿真调试器，所以可以实现控制算法。而控制算法实现需要划分成三个部分，分别为电信号到工程量的转换模块、控制算法实现模块、输出工程量到电信号的转换模块。
2.3 汽轮机控制系统功能实现
2.3.1 试验功能
无论是在开启汽轮机之前，亦或者是在并网之前，即使是在运行过程中，均需要展开想要的试验，目的是确保汽轮机可以正常运作，确保系统依然安全可靠。正常情况下，可以进行下述七种试验。
第一，103%超速限制试验。进行该试验的目的是检查其动作转速；
第二，超速保护试验。进行该试验的目的同样也是检查其动作转速；
第三，调门严密性试验；
第四，主汽门严密性试验；
第五，主汽门活动试验；
第六，高压遮断模块试验；
第七；抽汽安全试验。
2.3.2 限制保护功能
电网或者是汽轮机不可能一直正常运行，其中可能存在一定的故障，那么这个时候保护装置可以根据真实状况第一时间做出反映，使得汽轮机停止运作，也可能是选择相应的对策把汽轮机保护起来，避免事故规模扩张，还可以避免设备受到损害。现阶段，汽轮机控制系统具有的限制保护功能可以分为两种，分别为超速限制、超速保护。
在这里面，超速保护可以再一次细分为三类，即超速控制保护、电超速保护、机械超速保护。待到汽轮机的转速高于103%额定转速时，亦或者机组携带百分之三十的额定负荷时，发电机就会跳闸，此时超速控制保护的电磁阀启动，会使得其中的油压泄露，并关闭调速汽门，避免整个机组转动速度过快；若是整个机组的转动速度已经超过了110%的额定转速，此时电超速保护系统会发挥作用，把自身的电磁阀开启，泄掉油压，把所有的主汽门和调速汽门关闭，使得机组第一时间停止运行；若是整个机组的转动速度维持在额定转速的109%到111%之间时，此时离心飞锤会脱离原有位置，对保安器产生一定的威胁，这个时候机械超速保护系统会发挥作用，利用隔膜阀使得油压下降，把所有主汽门、调速汽门关闭，机组快速停止运作。
3 结论
综上所述，本篇文章主要概况了热电厂汽轮机控制系统的现代化改造流程，重点是对其中的硬件和软件进行相应的改造，从而丰富其功能，使其能够更好地运作，在热电厂中发挥自己的作用。
参考文献：
[1]杨光.秦山核电二期汽轮机控制保护系统的升级改造[J].自动化与仪器仪表，2017（07）：137-140.
[2]邵士铭，张锡德，张军，王子龙，刘佳.大化肥合成气压缩机汽轮机控制系统改造及运行[J].石油化工设备技术，2016，37（06）：58-62+7.
[3]叶青锋.热电车间1#、2#汽轮机控制系统改造过程管理[J].广东化工，2016，43（11）：231-233.
论文作者:王秀英
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：汽轮机论文; 控制系统论文; 动机论文; 热电厂论文; 系统论文; 液压论文; 转速论文; 《电力设备》2018年第17期论文;