摘要：大唐淮北发电厂#8机组由于投产年限较久，其DEH系统的电气部件已经达到使用年限，且与现有的DCS系统通讯能力差，所以对其进行改造，本文介绍汽轮机DEH控制系统改造的改造过程，并对一起并网前转速波动大及并网瞬间带负荷低的异常情况进行分析。
关键词：汽轮机；DEH控制系统；改造；运行异常
1引言
随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，人们对电能的需求量与日俱增，给电力企业的供电工作带来了更大的压力和挑战，本公司为大唐集团淮北发电厂，由于其中#8机组投产时间较长，其原有的DEH控制系统已经无法满足现代化电力生产的需求，所以经综合考虑之后选用新华公司的OC6000E控制系统对现有的DEH系统进行改造。改造之后近期#8机组出现并网前转速波动大及并网瞬间带负荷低的异常情况，经分析与DEH系统改造无关。
2汽轮机DEH控制系统改造的背景
2.1电厂机组简介
大唐淮北发电厂#8机于2005年投产使用，装机容量为210MW,锅炉为东方锅炉厂的超高压、一次中间再热汽包锅炉，型号:DG670/13.7-20。汽轮机为东方汽轮机厂制造，超高压、中间再热、三缸双排汽凝汽式汽轮机，型号: N210-12.7/535/535。发电机为东方电机厂制造。DEH控制系统由东汽厂配套提供，采用的是FOXBORO公司的I/A Series50系列控制系统。
2.2电厂汽轮机控制系统现状
我厂之前采用的DEH（汽轮机数字电液控制系统）与目前所用的DCS（集散控制系统）的生产厂家不同，两者在通讯功能上存在问题，而且相互协调比较麻烦，且DEH控制系统为NODEBUS网络通讯，通讯速率10M/S，已不能满足本厂目前的通讯要求；此外，我厂这套DEH控制系统已运行十一年之久，已经超出了电子产品的使用年限，而且目前已经出现工程师站、电源模块、通讯模块损坏的异常情况，影响了系统的正常运行；不仅如此，我厂目前原来学过DEH控制系统的人员已不在#8机工作，现有人员未经过正规DEH控制系统培训，不具备掌握解决DEH控制系统出现异常问题的能力，且原DEH控制系统备品备件厂家已经停产，如果出现设备故障将无手段解决，存在重大的安全生产隐患。
3汽轮机DEH控制系统改造流程
3.1汽轮机DEH控制系统的选择原则
本厂在进行汽轮机DEH 控制系统改造时，对于DEH控制系统的选择主要从以下几个方面进行综合考虑：一是费用问题，如还是使用FOXBORO公司产品，整体费用在130万左右，国产的DEH控制系统整套在80-90万左右。二是通讯问题，DEH控制系统与DCS控制系统有数据交换，如将DEH控制系统改为与DCS控制系统一致的硬件和软件，将不会存在通讯问题。三是技术服务问题，国外品牌控制系统厂家技术服务费用高，而且很难协调，出现问题解决较为困难，相比之下，国内品牌控制系统厂家技术服务费较低，也容易协调。
人员培训问题，国内控制系统人机界面友好，逻辑组态等相对容易，便于理解掌握。四是备品备件问题，如DEH和DCS使用同一厂家的产品，备品备件可以互换使用，减少储存备品的成本。基于以上几种原因，最后决定DEH控制系统技改后采用新华公司的OC6000E控制系统[1]。
3.2汽轮机DEH控制系统的改造过程
3.2.1改造前的技术准备工作
一是为了便于运行人员监视和操作，在画面制作时应尽量和以前DEH控制系统画面一致；二是在进行机柜内接线端子板的设计时，应尽量和原来控制系统端子板的位置相同，否则要考虑电缆走向和电缆长短问题。三是尽量不对DEH逻辑组态进行修改，在确需修改时应注意将原DEH逻辑组态中参数备份，并填入到新逻辑组态中。四是将从就地到控制系统接线端子的测点按照图纸逐一核对，核对后将电缆号牌不完整的补全，防止拆线后电缆无标识。五是准备好施工前的三措两案、质量流程控制卡、设备异动报告的审批。办理好工作票，做好安全措施及安全交底工作。
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3.2.2系统改造施工流程
首先应切掉电源，即切掉从电气送DEH控制系统的交直流电源，然后将新系统无法利用的电缆和机柜进行拆除，如从就地到控制系统接线端子的电缆、原DEH控制系统机柜，之后安装新DEH控制系统机柜，并按照新设计的DEH控制系统接线端子图将电缆接好。
其次进行工程师站和操作员站的搭建，将工程师站、操作员站、和控制柜按照网络拓扑结构图进行连接，并对电气送来的交直流220V电压进行测试，电源符合要求后可以对机柜以及工程师站、操作员站上电。
再次将已经编辑好的画面组态和逻辑组态下装到工程师站、操作员站及控制器中，并查看画面模拟量测点显示是否正常。然后检查相关测点的现场短接开关量输入信号，以及就地电磁阀动作的画面发开关量输出指令，就地测点核对正确后（如机组具备挂闸条件，挂闸后整定汽轮机高中压调门），做AST电磁阀试验、喷油试验及跳机试验。
最后待测点核对完毕、高中压调门整定完成、各项试验完成后具备开机条件。
3.3改造后的效果
改造之后解决了DEH和DCS之间数据通讯故障问题；解决了TSI系统测量出的胀差在DCS控制系统中只能显示正向而不能显示负向的问题；机柜接线清晰明了，便于检修人员维护检修；DEH控制系统硬件、软件和DCS控制系统一致，简单易学，便于查找分析问题。
4汽轮机运行后异常分析
4.1异常事件经过
2017年7月21日下午下午4点09分20秒8号机汽轮机在冲转过程中出现转速控制异常情况：
当时汽轮机给定转速3000r/min,实际转速由2998r/min（09分20秒）逐渐降到2950r/min（10分36秒）,在实际转速逐渐下降的过程中，主蒸汽压力由2.31MPa变到2.33MPa，再热气压力参数没有改变，保持在0.04MPa,汽轮机4个中调门全部在开启状态，4个高调门的阀位指令由18.16%变化到22.34%。说明在汽轮机转速下降过程中，DEH控制系统根据给定转速与实际转速计算出的偏差，在阀门管理系统中计算出所需要的流量作用到各个调门上，4个高调门的实际开度增加4%左右，这一段可以理解为蒸汽的压力和流量不能满足汽轮机转速维持在3000r/min。
第二段是下午4点10分36秒到4点12分21秒这段过程中，汽轮机转速由2950r/min（10分36秒）上升到3062r/min（12分21秒），主蒸汽压力由2.33MPa上升到2.48MPa,再热蒸汽压力由0.04MPa上升到0.07MPa，汽轮机4个中调门在全开状态，4个高调门先上升到最高点24.91%又下降到19.22%，这一段过程中高调门根据汽轮机转速偏差进行了调节，说明控制系统无任何问题。至于为什么实际转速和给定转速偏差大，根本原因在于再热蒸汽压力太低，导致中调门一直在全开状态，未能起到调节作用，单纯让高调门开关无法满足调节需求。
4.2原因分析
汽轮机并网后所带负荷较低，负荷最高值在并网瞬间冲到5.07MW（19分13秒），经过17秒负荷稳定在0.66MW（19分30秒）。并网前1秒（19分12秒）高调门指令在14.38%，中调门指令在38.61%，主蒸汽压力在2.25MPa，再热蒸汽压力在0.09MPa,并网瞬间（19分13秒）高调门指令在16.74%，中调门指令在100%，主蒸汽压力2.25MPa,再热汽压力在0.09MPa,机组实际负荷在5.07MW。并网前1秒到并网瞬间高调门升高2.36%，中调门升高61.39%，这一瞬间说明DEH控制系统控制策略和参数并没有问题，能够使机组负荷带到5MW。
并网瞬间（19分13秒）到并网后17秒（19分30秒）机组负荷由5.07MW下降到0.66MW，这一段负荷下降过程中高调门开度没有变化，始终在16.74%的位置上，中调门开度也未变化，始终在100%的位置上，主蒸汽压力由2.25MPa上升到2.27MPa,再热蒸汽压力由0.09MPa下降到0.08MPa。这一段过程说明在全部调门开度保持不变的情况下，汽轮机所进蒸汽的参数太低，不足以满足维持汽轮机带5MW的负荷。
5 结语
汽轮机转速波动大一方面原因是由于主蒸汽压力和再热蒸汽压力波动大导致，另一重要原因是由于8号机开机冲转及并网时负荷调节是高中压调节门联合调节，此次冲转再热蒸汽压力太低，转速在3000r/min时中调门已经全开，不能起到和高压调门一起联合调节的作用。通过与上一次开机过程进行比对分析，判断出机组带负荷能力与DEH控制系统调节无关，而与机组开机时主蒸汽压力和再热蒸汽压力和锅炉的蓄热能力有关。所以发电部应制定在汽轮机冲转和并网前主蒸汽压力和再热蒸汽压力等参数的定值，汽轮机冲转时需保证主蒸汽压力及再热蒸汽压力等重要参数的稳定，不要突升或突降。
参考文献：
[1]陈付印.DEH系统在小型汽轮机上的控制改造[J].科技创新与应用,2017(3):117-117
论文作者:王磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：控制系统论文; 汽轮机论文; 调门论文; 蒸汽论文; 转速论文; 压力论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第23期论文;