東汽DEH 系統在臺電五期的應用及改進

徐朔文

（浙江臺州發電廠，浙江臺州 318016）

東汽DEH 系統在臺電五期的應用及改進

徐朔文

（浙江臺州發電廠，浙江臺州 318016）

對東汽DEH系統在臺州發電廠五期工程中出現的問題進行了分析，提出了改進措施。實際運行和試驗結果表明，優化改進取得了較好效果。

DEH;ETS;邏輯;改進

1 系統概況

臺州發電廠五期工程9#汽輪機為亞臨界、中間再熱、兩缸兩排汽、凝汽式汽輪機，機組型號為N30016.7/538/538。該機組由東方汽輪機廠按照日本日立公司提供的技術制造。

汽輪機本體通流部分由一個高中壓缸和一個雙流低壓缸組成。汽輪機進汽采用噴嘴調節，共有四組高壓缸進汽噴嘴，分歸四個調速汽門控制。來自鍋爐的新蒸汽首先通過兩個高壓主汽門，然后流入調門。這些蒸汽分別通過四根導管將汽缸上半部和下半部的進汽套管與噴嘴室連接。蒸汽通過高壓缸膨脹作功后，從外缸的排汽口流到鍋爐再熱器，再熱后的蒸汽通過兩只中壓主汽門至中壓調門回到中壓缸。中壓調門出口與中壓缸的進汽室相連，蒸汽流經中壓通流部分膨脹作功，再經聯通管進入低壓缸，蒸汽在通流部分的中央進入，并流向兩端的排汽口，進入凝汽器。高壓缸由一個單列調節級和八個壓力級構成，中壓缸由六個壓力級構成;低壓缸雙流，每流六級。總壓力級21級，總結構級27級。

本機組DEH系統采用OVATION公司的軟、硬件平臺和東方汽輪機廠的邏輯和畫面組態，該系統采用數字計算機作為控制器，電液轉換機構、高壓抗燃油系統和油動機作為執行器，對汽輪發電機組實行轉速和負荷的自動控制。通過調節保安油系統的調節油控制蒸汽閥門，保安油回路和危急遮斷器實現汽機遮斷。DEH控制系統的結構如圖1所示。

DEH系統的主要功能就是實現對汽機的轉速控制和負荷控制，即根據實際轉速和設定轉速的偏差、實際負荷和設定負荷的偏差調節閥門開度。

圖1 DEH系統結構簡圖

除了上述的調節功能外，DEH系統還包括自動同期、閥門管理、汽壓和負荷限制、超速保護、閥門試驗等一系列附加功能。

2 存在問題及改進措施

東汽DEH系統在臺州發電廠五期的應用中，出現了一些問題，顯示其系統功能不夠完善，不能滿足運行要求。我們對此采取了相應的改進措施。

2.1 DEH閥門活動性試驗的改進

根據汽機運行要求，每周一次進行相應閥門的部分行程的活動試驗。通過閥門試驗，能準確掌握閥門開關的靈活程度，保障機組在加、減負荷中響應的速度，保障機組在開、停機過程中的安全。臺電五期工程投產以來，DEH系統閥門活動性試驗頻繁出現不成功，需要由集控操作員手動退出試驗。手動退出試驗后，試驗就失去了其本來的意義，不能有效地監測閥門的動作情況。閥門活動性試驗的流程圖如圖2所示。

圖2 DEH閥門活動性試驗流程示意圖

通過對各個流程進行分析，發現在DEH閥門活動性試驗中判斷閥門是否開至85%的判據非常單一:只通過就地的一個行程開關作為判斷依據。當出現就地行程開關動作不正確的情況，即判斷為閥門未開至85%。從而繼續發開閥門的指令，最終會導致主汽門全關，甚至造成機組跳閘的不良影響。就地的行程開關由于閥桿漏水，導致行程開關觸點氧化，造成觸點不通的情況，使DEH閥門活動性試驗的邏輯失去了判斷的依據。

根據分析出的故障原因，我們進行了如下的改進:首先，為了保證就地的行程開關動作正確，采取了可靠的防潮措施，用防潮罩保證行程開關的工作環境干燥。其次，對DEH閥門活動性試驗的邏輯也進行了修改。一是增加閥門關至85%的判據。將閥門全開信號消失后延時12秒作為閥門松動判據。邏輯修改示意圖見圖3;二是為了防止閥門持續關小，增加保護邏輯，將試驗開始后延時16秒作為復位試驗的判據。這樣有效地保證了當所有行程開關失靈時，試驗能夠在安全的時間內終止，不會對機組的安全產生影響。

圖3 邏輯修改比較圖

通過改進后，DEH閥門活動性試驗成功率達到90%，真正發揮了其設計的意義，有效地監測閥門的活動性。

2.2 功率負荷不平衡（PLU）的改進

PLU是在發電機突然甩負荷時對汽輪機的一項保護功能，能有效抑制甩負荷后的汽輪機超速。其原理如下:系統把再熱汽壓力作為汽輪機的功率信號，把發電機的實際功率作為汽輪機負荷信號，汽輪機負荷大于40%額定負荷時，當汽機負荷瞬間減少（變化率大于3MW/ms）且功率與負荷的差值大于40%額定負荷時PLU動作，通過CV、IV的快關電磁閥將CV、IV快速關閉，以防止汽輪機超速，同時CV、IV調門指令清零。每次PLU動作均發出2s脈沖信號，當PLU動作2s后，調門重新開啟維持汽機3000r/min運行。

2010年9月19日17:33:39，臺州電廠9#、10#機組負荷同時突降;9月19日17:33:53，10#機組逆功率保護動作，10#發變組跳閘，主變220kV開關跳閘;9月19日17:37:14，9#機組MFT動作，汽輪機跳閘，主變220kV開關跳閘，MFT首出:汽包水位低低MFT。事件發生后，經檢查后發現因電網系統故障沖擊，9#、10#機組汽機PLU保護同時誤動作。在這次事件中，PLU保護暴露出了以下問題:

（1）PLU保護設計考慮不夠全面、過于謹慎，增加了保護不必要動作的可能性;

（2）從保護的取信看，無論是發電機電流或功率信號，在電網的瞬間故障或電氣側短路時，電氣信號很可能瞬間受到影響，實際信號到達保護觸發值。從熱工保護的可靠性角度出發，此問題難以防范;

（3）目前的網架實際上已足夠大，電網的瞬間故障，其自身能夠快速動態穩定，根本不需要通過發電機組的保護來改善電網的動態特性，保護的誤動作反而影響電網穩定。

因此，我們做了如下的改進，如圖4所示。

圖4 PLU邏輯改進示意圖

改進后的邏輯增加了判斷PLU保護啟動的條件，當發生負荷壓力不平衡、負荷變化率超過預定值時（由于這樣的信號都是瞬時量，所以加了1秒的延時），而且與此同時機組的轉速發生飛升或者機組解列，才啟動PLU保護。通過這樣的改進后，PLU能有效地避開電網故障引起的功率不平衡，也能有效抑制機組轉速飛升，從而達到保護的準確動作。

2.3 ETS系統中單點保護的改進

在ETS保護中，部分保護采用單點保護，使得保護的可靠性得不到保障。為了改善這種情況，我們對部分邏輯進行優化，防止保護誤動，增加保護的可靠性。

2.3.1 優化ETS系統的發變組保護邏輯

初始邏輯示意圖見圖5，優化后的邏輯見圖6。

圖5 發變組保護初始邏輯示意圖

圖6 發變組保護優化后邏輯示意圖

在原來的邏輯中，發變組保護任一動作，ETS保護立即觸發。因此，當發變組保護出現誤動或干擾時，ETS就會動作，造成機組跳閘。為了防止誤動現象的發生，我們對ETS的邏輯進行了優化。即在發變組保護信號發出后，如果有主變開關分閘或者滅磁開關分閘狀態，則表示發變組保護信號沒有誤發，此時ETS動作，機組跳閘。或者發變組保護信號維持1秒以上的時長，排除信號干擾的可能。這樣優化后，既能有效地觸發ETS動作，也能消除誤動和干擾，保護的可靠性得到了增強。

2.3.2 優化MFT跳汽輪機邏輯

初始邏輯中 MFT跳汽輪機采用了 MFT1和MFT2相或的邏輯。由于兩個都是硬點，又是單點保護，存在誤動的可能性。為了消除誤動，在原來兩個硬點的基礎上又增加了一個上網點MFT-NET，上網點不容易被干擾，誤動的可能性小，但是上網點由于通訊的原因，存在拒動的可能性。因此最后再對三個點進行三取二，以保證保護的可靠準確。

3 結束語

東汽DEH系統在臺州發電廠五期的應用中，出現了一些與設計理念不相符的情況，進行相應的改進后，取得了較好的效果。在以后機組的運行中，我們還要針對實際情況不斷地改進，以實現系統的完善運行。

［1］ 王付生，齊憲華.熱工自動與保護［M］.北京:中國電力出版社，2005.

［2］ 王志祥.熱工保護和順序控制［M］.北京:中國電力出版社，1995.

［3］ 王爽心.汽輪機數字電液控制系統［M］.北京:中國電力出版社，2004.

The Application of DEH in the Fifth-stage Project of Taizhou Power Plant and Its Improvement

XU Shuo-wen
（Taizhou Power Plant，Taizhou Zhejiang 318016，China）

This essay analyzes the problems of the DEH produced by Dongfang Turbine Co.，Ltd.in the fifth-stage project of Taizhou Power Plant and gives relevant improvement measures.The results of the actual operation and the experiment show that the improvement measures are effective.

DEH;ETS;logic;improvement

TK263.72

B

1008-8032（2012）03-0081-03

2012-04-09

徐朔文（1970－），助理工程師，從事火電廠熱工工作。