汽轮机DEH应用及调节研究

【摘 要】本文首先介绍和利时 macsv系统的组成及特点，重点分析该系统在100MW双抽凝气式汽轮机上应用的具体情况，针对应用条件中存在的问题进行研究和解决。

【关键词】和利时 DEH 汽轮机

100MW双抽凝气式汽轮机，采用的是和利时 macsv系统，该系统的优势在于软件组态更灵活，硬件集成化更高，操作起来方面快捷，系统功能更完善，然而在实际运行时同样发现了一些不足，比如参数检测误差，负荷摆动等等，这些问题都需要对系统进一步的研究和开发才能解决。DEH的主要功能是由操作员通过LCD、键盘、鼠标等人机接口控制汽轮机冲转、升速、并网、带负荷、抽汽。以数字计算机技术为基础，采用比例积分及微分（PID）调节器，调节精确度高，系统的过调量下降，稳定性增强，过程时间缩短，系统静态和动态性能都得到很大的提高。与传统的液压调节系统、模拟电调系统相比，DEH系统的应用更为广泛和接受。

DEH目前能够适用于蒸汽燃气联合循环、纯凝、单抽、双抽、背压、抽背、补汽类型的机组，涵盖了目前国内常用的所有机组类型。

一、MACS系统组成及特点

系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据站组成的综合自动化系统，完成大型中型、DCS、大型数据采集监控系统的功能。

系统硬件由工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、数据站、系统网络、监控网络、控制网络等组成（见图1）。

工程师站的功能：组态―是为实现系统对生产过程自动控制的目的，使用软件完成工程中某一具体任务的过程。组态工作包括设备组态、数据库组态、控制算法组态、图形组态、报表组态和相关系统参数的设置。下装―是将通过该组态完成的工程文件下传到系统各站的过程。包括下装到数据站、下装到操作员站、下装到现场控制站和在线调试。

二、系统应用

（一）转速控制

本系统可以确保对转速的最大控制，并且使得汽轮机与热状态、进汽条件相适应，由启动到额定转速再到110%超速试验，升速控制可由运行人员手动控制（在DEH画面设定）或者系统根据汽轮机的热状态自动选择，同时要考虑汽轮机旁路系统的影响，适应汽轮机带旁路的升速方式。在升速过程中在加速度限制的控制下避免升速过快。PID回路控制能保证自动地迅速冲过临界转速区。

可以连接自动同期装置，借助自动同期装置，进行发电机自动同步调节，使汽轮机转速与电网频率相适应，从而实现发电机的自动同步并网，也可以由操作人员在同期指示器的帮助下同步并网。

（二）负荷控制

本系统在汽轮机并网之后能够实现初始负荷至目标负荷的自动控制，同时按照电网的需求，判断有无必要进行一次调频。对负荷可以通过开环或者闭环的控制方式进行调节。前者是根据功率定值及频差信号确定阀门的开度指令；后者以汽轮发电机的实发功率（或汽轮机的调节级压力）作为反馈信号进行负荷自动调节。

系统的目标负荷及负荷变动率能由运行人员设定和直接接受CCS（协调控制系统）来的目标指令。当汽轮机运行出现异常或者参数反常，为了保护机组不受破损，同时致力于恢复系统正常运行，通过控制子系统限制机组的运行功率或者负荷，主要措施有――若实际功率与给定值之差大于规定值，自动切除功率反馈回路，切换为开环控制方式，另外还要削减功率定值，防止发电机甩负荷时出现错误的气阀动作，确保系统安全；人工给定负荷的高低限值，且随需要进行调整和变动；若主汽压力值异常抑或下降过快超过规定值，执行主汽压力限制回路，指令减小气阀开度以限制负荷，促使主汽压力尽早恢复；若调节级压力接近或者大于限定值，执行调节级压力限制回路，使得高压调节阀不能持续开大。

（三）超速保护

当汽轮机转速超过额定转速的103%时，需要通过快关调门回路防止转速过快升高，接近110%时，必须下发指令封闭所有调门，然后经由ETS系统将高、中压主气门封闭并关机。当汽轮机运行过程中发生电力系统故障，引发电机跳闸等情况，本系统将第一时间将高、中压调节阀封闭，并实时重启，以保证汽轮机在相同转速下正常运行，快速并网。

执行人员通过超速测试（电超速、机械超速）来确定超速保护系统的功能维持在正常状态；在不影响汽轮机运行的情况下，通过阀门在线测试，保证遇到事故后所有阀门能够给可靠关闭；通过活动实验以保证汽轮机超速时危急遮断飞锤能够立即动作遮断汽轮机；通过在线测试确定遮断电磁阀的可靠性。

参考文献：

[1]孙晓辉.数字液压电调（DEH）技术改造方案及实施[D].华北电力大学（北京）.2010

[2]肖林海.汽轮机DEH系统参数优化及故障查询研究[D].兰州理工大学.2011

[3]郭伟，刘伟.浅谈汽轮机调节系统的组成及技术措施[J].能源技术与管理.2010（05）

[4]潘海峰.DEH系统常见故障分析处理与预防措施[J].自动化博览.2010（06）

[5]刘养炯.汽轮机数字电液系统三类典型故障的分析和防范[J].热力透平. 2008（03）