昆钢动力能源分公司所管辖的公司本部25MW发电站，装机容量为25MW，自2005年建成投产至今已有8年，其机械调速反馈部件——弹簧，由于长期在高温下频繁动作产生形变，2010年开始影响汽轮机的正常调节，导致发电机组负荷达不到额定值，经计控车间、热电车间多次整改，在蒸汽压力、流量充足的情况下，额定功率为25MW的发电机组只能带到20MW，严重影响了企业的经济效益。
通过分公司先后在18MW、三烧、四烧发电机组中使用505电调系统积累的成功经验，经与热电车间研究并报分公司同意，对25MW发电机组调节系统进行升级改造，将原有机械调速系统改为505电调控制系统，由热电车间进行油路改造将原机械调速反馈部件--弹簧改为油动行程，计控车间进行505仪表安装接线及自动控制组态，结合25MW发电站DCS实现汽轮机发电机组自动开停机，具体情况阐述如下：
一、概述
25MW发电机组数字电液调节控制系统采用WOODWARD公司的505控制器（以下简称505）、SPC伺服控制器完成对数据的采集、控制和监视、操纵等步骤。数字电液调节控制系统由控制柜、EH液压部套、DDV伺服阀、LVDT位移传感器、磁阻式传感器、油动机等组成。505完成现场信号采集、控制监视、诊断结果、预警停机、各种试验操纵。SPC伺服控制器接受从505来的4-20mA型阀位指令信号，同时接受LVDT位移传感器的反馈信号，输出-10mA−--+10mA指令信号到DDV伺服阀。DDV伺服阀接受SPC伺服控制器输出的-10mA−--+10mA指令信号，调节脉冲油压，通过油动机的动作实现对汽机调节阀门的有效控制和保护。LVDT位移传感器是线性差动变压器式位移传感器，主要测量油动机行程，将测量信号反馈到SPC伺服控制器。
二、运行控制
（1）505控制器面板如下图：
按505操作面板上的PRGM键进行组态设置，根据需要设置相应的参数和输入输出功能等，同时也可以在505上通过RESET、RUN、STOP等按钮，可以对发电机组进行开停机操作。
通过对505控制器组态汽轮发电机可按下图曲线进行自动开停机，自动增、减负荷（功率）。
开机时，505控制器按预先设定好的升速率，升速至500r/min，经过低暖机转速保持时间T1，升速至1100r/min，经过高暖机转速保持时间T2，升速至1400 r/min，又以一个较大的升速率快速通过临界区，最后达到额定转速3000 r/min，做好并网准备，达到条件后并入电网运行。
机组并入电网后，可由面板升速、减速按钮进行负荷控制。停机可以分为正常停机，故障停机（当满足任一组态的停机条件，505输出继电器会将停机信号送至ETS停机），手动停机（可在505面板操作，也可在DCS画面操作），保证了机组的安全运行。
（2）DCS控制画面及组态说明
505控制器上的复位、运行、停止、转速升/降按键根据需要通过组态引入DCS控制画面上进行操作。如下图所示，通过DCS下位程序组态，在操作员面板上设置操作按钮，通过下位控制器对505发出相应控制命令。运行人员可以在控制画面中，观看到相关油动机行程、脉冲油压、发电机功率、DDV阀阀位、挂闸油压汽机转速以及电调装置报警信号、SPC伺服控制器报警信号等，用按钮可以进行SPC复位、505复位、505运行、转速升/降、挂闸电磁阀以及OPC电磁阀的各项操作。当满足汽轮机冲转条件时，运行人员先将汽轮机复位，然后开启电动主汽门和自动主汽门，确认正常后，按SPC复位、505复位，清除所有报警及停机信号，然后按运行按钮，油动机自动开启，505进入转速控制，机组按照预先组态的程序完成冷/热态暖机、过临界直至3000r/min并网发电。
控制面板如下图所示：
组态程序如下图所示：
三、总结
动力能源分公司25MW余热余能发电站是合理利用富余煤气发电的重要项目，发好电、多发电是我们一贯坚持的目标，也是公司“对标降本，创新创效”的一项重要组成部分。
505控制器综合了数字电子及液压技术二者的优势，即电子指挥、液压动作，因而具有调节品质好、动态响应快、控制精度高、系统操作方便、便于实现综合自动化等一系列优点。 该控制器应用于25MW发电机组收到很好的效果。改造前后人员、发电量、经济效益的对比如下图所示：
直接经济效益：改造前，在煤气充足的情况下，一直不能达到满负荷运行，最高时负荷才可带到21000 KW/h，低时只能达到18000 KW/h，改造后煤气充足的情况下，可以满负荷运行，达到25000KW/h，由此计算，每天至少多发12万KW/h，每年将多发电4380万KW/h，以市场电价0.45元每度计算，每年将为公司带来1971万元经济效益。
间接经济效益：一方面，改造前运行人员开机需要2人，1人在就地操作，1人在室内监视指挥，改造后，只需1人在室内操作即可，大大节省了人力资源，这也节省了一笔不小的人工成本；另一方面，由于提高了系统灵敏度和自动化水平，负荷控制上明显优于改造之前的人为调节控制，且操作上实现了自动控制-半自动控制-手动控制的转换，运行人员可以根据工况自主选择控制模式，控制方式更加灵活。
505控制器在25MW发电系统中的成功运用，再次证明了昆钢节能发电系统中综合发挥数字电子及液压技术优势，替代传统机械调节方式的探索是成功的，也进一步为我们今后对相关系统技术换代改造拓宽了思路。在今后相关系统的技术升级过程中，我们将继续以505控制器在多台发电机组的成功使用范例为模板，为昆钢各套节能发电设备多发电、多创效打下更加坚实的基础。
论文作者:崔香
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
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