DEH系統在永坪煉油廠干氣及余熱綜合利用技改工程中的應用

閆艷榮

(1.西安石油大學,陜西西安 710065;2.陜西延長石油永坪煉油廠項目管理科,陜西延川 717208)

DEH系統在永坪煉油廠干氣及余熱綜合利用技改工程中的應用

閆艷榮1,2

(1.西安石油大學,陜西西安 710065;2.陜西延長石油永坪煉油廠項目管理科,陜西延川 717208)

本文簡單介紹了DEH系統的概念、組成及其主要功能,并對DEH系統在永坪煉油廠干氣及余熱綜合利用中對汽輪機組控制的應用情況做了簡單的介紹。

DEH系統 汽輪機組 應用

永坪煉油廠干氣及余熱綜合利用技改工程,是為了消滅火炬,利用余熱余汽發電,解決全廠蒸汽供需要求,保障生產裝置安全運行而實施的項目。該裝置是以全廠干氣為原料,綜合平衡滿足全廠中低壓蒸氣供應,保證全廠裝置長期穩定生產,提高全廠綜合經濟效益。DEH系統在本裝置的汽輪機控制中起著重要的作用,現在先對DEH做一個簡單的介紹。

1 DEH簡介

1.1 DEH系統的基本概念

DEH漢語意思是數字電液控制系統,隨著計算機技術的發展及其在自動化領域中的應用, 20世紀80年代,出現了以數字計算機為基礎的數字式電氣液壓控制系統(Digital Electric Hydraulic Control System,DEH),簡稱數字電調。它以汽輪發電機組為控制對象,調節汽輪發電機組的轉速、功率,使其滿足電網的要求,具有在緊急情況下,迅速關閉進氣閥門的保安功能。

1.2 DEH系統的組成

DEH系統主要由電子和液壓兩部分組成,其主要組成如圖1所示。

電子部分由操作員站/工程師站、HUB(網絡集線器)、控制柜、測速模塊、伺服模塊和同期模塊等組成。測速模塊一般有三路測速通道,內部三選中邏輯,可輸出超速限制、超速保護接點信號;伺服模塊與伺服閥、油動機、LVDT(位移傳感器)等組成位置隨動系統,是DEH控制系統的核心模塊;同期模塊接受同期裝置的指令,自動調整機組轉速,與電網頻率相適應,為順利并網提供保證。控制柜內裝有我們平常用的常規模塊,如AI、AO、DI、DO模塊,測速模塊、伺服模塊、同期模塊以及網絡集線器也大多都安裝在控制柜內。

液壓部分主要由EH油供油系統、油動機、伺服閥、LVDT、電磁閥等組成。EH油供油系統主要是提供控制部分所需要的液壓油及壓力,同時保持液壓油的正常理化特性和運行特性;油動機是最終液壓的執行機構。通過機械杠桿、彈簧等機械連接實現對汽輪機汽門開度的控制;伺服閥和LVDT分別為電液轉換器和位移傳感器。

圖1

1.3 DEH部分功能介紹

操作員站：主要完成的是人機接口(HMI)功能,運行人員通過操作員站完成對DEH系統操作。任意一臺操作員站也可以兼作成工程師站(或獨立設置),工程師和DEH軟件維護人員可以通過工程師站進行組態等修改算法和配置的操作。

HUB實現DEH系統網絡通訊物理接口。

控制柜：實現I/O模塊的安裝和接線端子的布置,I/O模塊通過通信線和控制器連接構成底層的控制網絡,I/O模塊主要實現對所需要的被控制參數的采集輸入和控制信號的輸出工作。通過工程師站將DEH控制算法下裝到控制器,控制柜中的控制器完成DEH控制算法的運算。

伺服放大器：DEH專用的伺服模塊,實際上是控制柜中的一部分。主要實現的功能是該模塊和電液轉換器(DDV閥)、油動機、LVDT(差動變壓器式位移傳感器)共同組成一個液壓伺服執行機構,實現對汽輪機的控制。

電液轉換器：是DEH最為重要的環節,主要完成將電信號轉換為與之對應的液壓信號,采用DDV閥(直流力矩馬達伺服閥)可以解決DEH的電液轉換不穩定和卡澀的問題。

油動機：最終液壓的執行機構。通過機械杠桿、凸輪、彈簧等機械連接實現對汽輪機的進入蒸汽和抽汽等的流量控制。從而實現對汽輪機的轉速、功率、汽壓等最終目標的控制。

LVDT(差動變壓器式位移傳感器)：是油動機行程的實時反饋系統,伺服放大器通過它的反饋信號和主控單元的指令進行比較從而調整輸出信號,實現對油動機的穩定快速控制。

2 DEH系統在我廠干氣及余熱綜合利用中的應用情況

我廠干氣及余熱綜合利用技改工程中分為裝置、6MW空冷、18MW空冷、燃燒器、爐子、汽輪機大機、汽輪機小機和凝結水等八個部分。裝置以DCS作為生產裝置的監控系統、燃燒器和其他設備的聯鎖和裝置聯鎖設置獨立的公用安全儀表系統(SIS),SIS系統與DCS系統通訊,汽輪機組的控制就由DEH系統來完成,我廠使用的是東方汽輪機廠的DEH系統。

圖2

我廠的汽輪機組由6MW機組和18MW機組組成。在控制室內單獨設兩個控制柜,設兩個操作站,一個操作員站兼工程師站。機組部分的震動、位移、脹差等采集的監測信號模擬信號進入DEH參與機組控制,數字信號進入SIS參與裝置的連鎖及機組的保護。系統配置如圖2所示。

其中大機組比小機組多配置1個伺服模塊。

DEH系統通過對機組的超速保護試驗、汽門嚴密性試驗、注油試驗、遮斷電磁閥動作試驗、汽門活動試驗后,分別經過并網前,DEH為轉速閉環無差調節系統,并網時,發電機帶上初負荷,由轉速控制方式轉為閥位控制方式,并網后DEH的控制方式可在閥位控制、功率控制、主汽壓力控制方式之間方便地無擾切換。

雖然DEH控制對機組控制有很多的優點,但其控制模塊的性能穩定性不高,18MW汽輪機DEH控制系統在開工過程中多次發生故障成為影響開工進度的問題之一,并且其控制柜內接線凌亂仍有待改進。經過多次努力,兩個機組分別于2011年9月和10月一次并網成功,截至到年底兩套機組累計發電984．88萬度,節能1233噸標煤,按每度電0．3元計算,已產生經濟效益295．464萬元。

[1]百度文庫.《汽輪機DEH系統介紹》.浙江省電力試驗研究院熱機所,張寶.

[2]華強電子網.《 200MW汽輪機DEH數字電液調節系統應用分析》.

[3]洛陽石油化工工程公司.《永坪煉油廠干氣及余熱綜合利用技改工程基礎設計》.

[4]百度百科.《DEH》.