和利時DEH在3#汽輪機的應用

吳杰

(唐山三友熱電有限責任公司,河北,唐山,063305)

和利時DEH在3#汽輪機的應用

吳杰

(唐山三友熱電有限責任公司,河北,唐山,063305)

本篇主要介紹了和利時DEH系統在我公司 3#汽輪機電調系統系統構成和控制原理。

DEH;系統構成;控制原理

唐山三友熱電有限責任公司目前使用的 3#汽輪機C30MW型,系南京汽輪電機有限責任公司生產的抽汽式汽輪機,為了降低啟機消耗和保障啟機安全,公司要將以前的控制系統改造,新增加一套DEH控制系統。

1 DEH控制系統工作原理

本方案為每個油動機配備相應的 DDV油路塊,與錯油門、油動機一起構成電液油動機,其控制原理如圖 1。其中DDV電液伺服閥為美國MOOG公司產品,該閥具有高控制精度、高性能動態響應、高抗污染能力和高可靠性等優點。

圖1 點液油動機原理圖

DEH控制器生成的油動機閥位指令信號,經伺服板、DDV閥油路塊,形成調節油壓至錯油門,從而產生油動機動作。油動機行程經 LVDT測出,反饋至伺服板輸入端,使之與該油動機閥位指令保持相等,從而使油動機行程完全由DEH閥位指令控制,進而實現 DEH純電調控制。本控制系統具有如下特點：(1)各電液油動機相互獨立,各油動機閥位指令信號全部由DEH控制器運算后產生;(2)由于伺服板 PI調節器的作用,各油動機行程完全取決于DEH閥位指令的大小。

2 DEH系統說明

2.1 DEH畫面說明 在MACS系統在線運行畫面上,單擊“電調主控”按鈕,即進入DEH的“主控畫面”;DEH的操作畫面包括主控畫面、電調試驗共 2幅。操作員通過單擊菜單,可方便地進行畫面切換;在菜單欄下邊,顯示機組的一些主要參數和當前狀態。

2.2 掛閘 DEH系統可以實現遠方自動掛閘功能。先就地手動復位停機裝置,通過復位注油閥手動使危急遮斷油門復位,再由操作人員在主控畫面上點擊”掛閘”按鈕,復位磁力斷路油門,安全油建立,當壓力開關 PS1、PS2、PS3(三取二)檢測到二次安全油壓建立后,則掛閘完成。

2.3 升速控制 在汽輪發電機組并網前,DEH為轉速閉環無差調節系統。其設定點為給定轉速。給定轉速與實際轉速之差,經 P ID(Proportional-Integral-Derivative Controller)調節器運算后,通過伺服系統控制油動機開度,使實際轉速跟隨給定轉速變化。

2.4 遮斷 保安系統設置有電氣、機械及手動三種冗余的遮斷手段。(1)電氣停機：該功能由遮斷電磁閥磁力斷路油門來完成。一旦接受電氣停機信號,磁力斷路油門動作,泄掉安全油,關閉主汽門,電氣停機信號同時通過繼電器回路聯動OPC電磁閥 1YV,迅速泄掉快關油,I型滑閥動作,泄掉脈動油,快速關閉各調門。各調門關閉后,各電磁閥即失電復位。(2)機械超速保護：機械超速保護由原機組危急遮斷器和危急遮斷油門組成。當轉速超過危急遮斷器動作轉速(3270～3330r/min)時,飛環擊出,通過危急遮斷油門泄掉二次安全油,關閉主汽門,并同時通過快關集成塊上的插裝單向閥,泄掉快關油,I型滑閥動作泄掉脈動油,快速關閉各閥門,遮斷機組進汽。(3)手動停機：系統設有手拍停機裝置供緊急停機用。手推塑料罩內的“遮斷”手柄,使危急遮斷裝置動作,泄掉安全油,原理同上,快速關閉各閥門,遮斷機組進汽。

2.5 調節系統 DEH調節系統的調速、調壓等的閥門開度指令由上層的DEH控制裝置產生,電液油動機僅作為執行機構。電液油動機由DDV控制塊、錯油門和油動機等組成,完成以下功能：(1)控制閥門開度：系統設置有一個高壓調節閥油動機,一個調壓抽汽油動機。分別由電液伺服閥——DDV閥實現連續控制。在機組掛閘、開主汽門后,DEH送來的閥位控制信號通過伺服板傳到調節閥控制集成塊上的電液伺服閥,通過改變調節油壓進油口的大小來控制閥門的開大或關小。由于位移傳感器(LVDT)的拉桿和油動機活塞桿連接,活塞移動便由 LVDT反饋到伺服板,直到與閥位指令相平衡時活塞停止運動。此時蒸汽閥門已經開到了所需的開度,完成了電信號——液壓力——機械位移的轉換過程。隨著閥位指令信號變化,油動機不斷地調節蒸汽門或旋轉隔板的開度。(2)實現閥門快關：主汽閥門的關閉是由操縱座彈簧緊力來完成的;調節閥的關閉是靠油動機活塞上下作用面的壓力差來完成的?？礻P油泄掉時,I型放大滑閥動作,迅速泄掉二次脈動油,使調門和旋轉隔板快速關閉。

3 DEH液壓部套說明及工作原理

本機組DEH液壓部套包括：高壓油動機控制集成塊 (1個)、中壓抽汽油動機控制集成塊(1個)、OPC快關集成塊 1個、以及雙筒濾油器組件、壓力開關組件等。DEH液壓部套安放在整體支架上,安裝在汽輪機附近的適當位置。

3.1 油動機控制集成塊 (1)作用：與錯油門、油動機一起構成系統的電液油動機執行機構,受DEH控制完成閥門的開啟和關閉。(2)結構及工作原理：本機組有一個高壓油動機和一個抽汽調壓油動機,均為雙側進油控制。油動機需安裝雙冗余位移傳感器。各油動機控制塊結構都相同。每個控制集成塊由 DDV閥、快關放大滑閥和可調節流閥 (偏置閥)等元件組成。集成塊配有專用沖洗板,油循環時,先將沖洗板安裝在集成塊上,進行油循環,直至油質合格后,拆下沖洗板,安裝液壓控制閥。油動機控制集成塊執行電液轉換和快關功能。當快關油建立時,放大滑閥到工作位置,油動機工作準備就緒。以高壓調速油動機為例：當需要開大閥門時,DDV閥進油口增大,動作錯油門滑閥,使油動機油缸上腔接通壓力油,下腔接通排油,則上腔油壓力克服蒸汽力作用使閥門開大,LVDT將其行程信號反饋至DEH;當需要關小閥門時,DDV閥進油口減小,反方向動作錯油門滑閥,使油動機油缸上腔接通排油,下腔接通壓力油,閥門關小,LVDT將其行程信號反饋至DEH;當閥門開大或關小到需要位置時, DEH將其指令和LVDT反饋信號綜合計算后使DDV閥又回到初始平衡位置,錯油門滑閥也回到中間平衡位置,使閥門停留在指定位置上。DDV閥工作在進油口,當DDV閥失去工作電源或控制信號時,能保證油動機安全關閉。中壓油動機閥門動作方向與高壓油動機相反。當 OPC電磁閥動作,快關油壓泄掉,I型放大滑閥動作,泄掉二次脈動油,錯油門向上動作,使閥門快速關閉。

3.2 雙筒式過濾器 功能：是向DDV集成油路系統提供清潔的油源。型號：21FH1330-90,51-50雙筒式過濾器。過濾精度：50μm。該濾油器具有在線切換功能,其進油取自主油泵逆止閥后和輔助油泵逆止閥后的并聯供油管壓力平穩段,以保證無論在啟動工況或正常運行工況都有可靠的油源供應。過濾器配有壓差監視器和就地監視儀表,可在線切換清洗。雙筒濾油器使用說明：工作過程中,污物堵塞濾芯,壓差增大,當差壓開關發出訊號報警,此時需更換濾芯。操作步驟如下：(1)擰松備用腔的放氣螺塞并打開壓力平衡閥; (2)待液體充滿備用腔時,擰緊放氣螺塞;(3)將換向閥手柄轉向另一工作位,備用腔開始工作,原工作腔關閉;(4)關閉壓力平衡閥;(5)取出臟濾芯時先擰松該腔頂部的放氣螺塞,再擰開原工作腔底部的放油螺塞,待完全放掉臟油后,打開上蓋,取出臟濾芯;(6)清洗濾筒,更換已老化或損傷的密封圈,注意,保護凈油腔不被污染;安裝備用濾芯,裝好上蓋,重復步驟(1)、(2),并關閉壓力平衡閥,以備用。如系金屬網濾芯,可將臟濾芯放入超聲波清洗器中清洗干凈,用氣吹干后,裝入清潔的塑料袋中以備用。

結束語：和利時MACS系列產品在我公司汽輪機調速上運行穩定,控制性能好,提高了汽輪機啟機效率。它可以穩定的將汽輪機轉速提升到 3000轉,降低了操作員工作強度。

[1]黎文彪,電廠DEH控制系統改造及應用[J].中國高新技術企業,2009,14

TK26

A

1003-3467(2010)10-0094-01