數字電液調節系統在發電廠的應用

譚麗

摘 要：數字電液系統隨著計算機技術的不斷發展，基于微處理器的DEH在發電廠控制中得到了廣泛應用，結合汽輪機廠聯合開發，數字電液系統或調速系統應用技術已逐步成熟，本研究主要就數字電液調節系統在發電廠中的應用進行深入探討。

關鍵詞：數字電液調節系統 發電廠 應用

中圖分類號：TP29-A7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（a）-0023-02

數字電液調節系統用于在隔離裝置中調節渦輪在各種負載下的速度，以在電網中工作時根據頻率需求調節負載，控制汽輪發電機組，以防止和保護渦輪機超速。數字電液調節系統在發電廠的應用中允許對各種安全保護進行在線測試。

1 數字電液調節系統基本概況

1.1 數字電液調節系統管理類型

數字電液調節系統在發電廠中的應用需視具體情況而定，其管理類型包括穩壓式、機械式、調速型液壓等。穩壓式數字電液調節系統通過改變控制閥位置來進行管理，使得控制閥上游壓力保持恒定。可變壓力模式在初始階段中控制閥處于全開位置，變電廠汽輪機控制閥上游的壓力與負載要求成比例變化。恒壓模式的運轉比變壓模式快得多，但恒壓導致更多的電力損失。機械式數字電液調節系統通過機械連桿驅動控制閥，變頻器是機械式離心調速器，若為水力機械則可借助離心調速器將傳感器連接到一個液壓系統，使得信號擴大，從而啟動控制馬達。三級調速型液壓系統，其管理體系中速度傳感器為一種離心泵，它的排出壓力與速度的平方成正比。該信號被發送到液壓轉換器，液壓轉換器產生與閥打開或者關閉成比例的信號。在將其應用于發電廠控制電機之前，該信號需要經過修改整合，所產生的信號經過電子和電氣處理后被饋送到電液轉換器，該電液轉換器將電信號轉換成液壓信號。

1.2 數字電液調節系統旁路調節

數字電液調節系統旁路調節主要在高壓條件下運行，適用于葉片尺寸小的小容量渦輪機。需由供給第一級的正常控制閥來滿足達到電荷負載，對于較高的負荷，為了提供由于葉片尺寸小而無法提供的更多蒸汽，額外量的蒸汽設計為繞過初始高壓級被供給到渦輪的中間部分，這一過程可能導致操作問題。旁路調節通過改變蒸汽量來實現，這進一步通過改變控制閥的位置來實現，蒸汽的任何節流都會導致損失。在調節系統中，隨著蒸汽量的變化，蒸汽的質量也隨之變化。旁路調節中所有閥門同時打開或關閉，且在一起關閉時其為全弧進氣渦輪，最適合滿負荷或基于負荷的設備操作，閥門隨后打開或關閉或者按順序進行則為一個部分弧進氣渦輪，適用于低負荷或變負荷汽輪機，并且在部分負載下可能有操作問題。汽輪機調節在電網中更敏感，因此將分擔更多負荷，反之亦然，通常基礎負荷設備旁路調節較高，峰值負荷設備調節較小。

1.3 數字電液調節系統閉鎖復位

數字電液調節系統閉鎖復位是維持汽輪發電機組功能正常執行的重要結構，發電廠控制的現代汽輪發電機組是中間再熱機組系統，即一個發電單元與一臺汽輪機一起運行，因此，為了實現二次調頻，不僅要適當改變閉鎖復位控制系統的負荷設定點，還要適當改變發電廠控制系統的負荷設定點，以保證發電廠有足夠的電能運行。供油電磁閥通電，高壓安全油回油箱的回油關閉，繼系統發出信號，高壓安全油壓力增大，同時高壓跳閘電磁閥通電。該汽輪機啟動方式為機組啟動，采用液壓執行機構驅動，定位精度高。數字電液調節系統閉鎖復位的速度將隨電網負載而變化。在調節系統的測速回路中，實際速度與額定速度進行比較后，為確保設備安全運行，液壓系統還配有多套保護組件，包括緊急跳閘裝置、測試電磁閥、跳閘電磁閥超速限制和電磁閥汽輪機啟動。熱態啟動自動判斷是對轉子進行加熱的過程，為了降低啟動過程中的熱應力，對不同的初始溫度采用不同的啟動曲線。每次關閉開關時，數字電液調節系統將根據調節系統中高壓內殼內上壁溫度自動識別機組的熱狀態。

2 數字電液調節系統在發電廠的應用

2.1 數字電液調節系統在發電廠的速度控制

數字電液調節系統在設定目標速度后，給定速度將以指定的提升速度接近目標速度。當它進入臨界速度區時，上升速度將自動提升，快速通過臨界速度區。在升速過程中，汽輪機通常需要中速或高速暖機，以降低熱應力。數字電液調節系統目標轉速除操作人員通過設定目標轉速外，可自動設定目標轉速。發電廠汽輪機剛閉鎖時，目標為斷路器開斷時的當前轉速；發電廠汽輪機跳閘時，目標為零。當目標超過上限時，目標速度在同步過程中確定，會隨著同步信號的增減而變化；如果目標錯誤地設置在關鍵區域，則應將其更改為指定的臨界值。

2.2 數字電液調節系統在發電廠的負載控制

負荷控制機組達到恒速后增加負荷與正常控制負荷同步，通過與自動同步裝置的接口，數字電液調節系統可以接收來自自動同步裝置的增減信號，立即增加設定值并控制機組速度實現快速同步，使發電機帶初始負荷運行，避免反向功率。由于負荷反饋在發電廠初期未投入使用，應利用主蒸汽壓力修正設定值。當汽輪發電機組發生故障時，快速減負荷可以迅速減小閥門開度，釋放部分負荷，防止故障惡化。回退功能投入使用后，當數字電液調節系統收到開放回退信號時，總閥位參考值將在原有值的基礎上以相應的變化率下降，直到開放回退信號消失，或回退功能關閉，或參考值下降到相應級別的下限。同時，目標和設定點，即相當于總閥門位置參考值，也將相應降低。負荷極限是高負荷極限和低負荷極限，其極限值由操作員設定。高負荷限制如果由于某種原因在一定時間內降低汽輪發電機組負荷，運行人員可將高負荷限制值設置在低負荷限制值以內，使汽輪機負荷點始終低于限制值。高負荷限制值不得低于低負荷限制值，當實際負載高于高負載限制值時，高負載限制被激活，切斷負載反饋自動退出模式，設定值始終高于與限制有關的值。數字電液調節系統總閥門位置的設定值應采用載荷參考值或該限制值，以較小者為準。為防止閥位跳動，閥位限制值設有變化限制。

2.3 數字電液調節系統在發電廠的超速保護

數字電液調節系統的超速保護對于發電廠的正常運轉至關重要，主蒸汽壓力低保護功能當發電廠系統因某種故障而不能維持主蒸汽壓力時，可通過關閉控制閥的開度來減少蒸汽流量，從而減緩主蒸汽壓力的降低，實現超速保護模式。數字電液調節系統超速保護有助于在關閉模式壓力信號故障、高或者低負荷限制、回退動作系統處于“手動”模式的情況下穩定發電廠電力。在自動模式下超速保護系統主蒸汽壓力高于額定值，主汽壓力信號為正常主汽壓力限制加電默認值，當關閉該模式時，操作員可將該限制值設置在額定值區域范圍內。超速保護模式投入使用時，如果主汽壓力低于規定值，則主汽壓力限制發電系統，設定點將根據開始的限定點下降。同時，目標和設定點，即相當于總閥門位置參考值，也將相應降低。如果主蒸汽壓力再次上升到極限值以上，設定值將停止下降。如果主蒸汽壓力未能返回，當總閥門位置參考值減小，設定值將停止下降。當主汽壓力限制調速時，自動關閉負荷反饋和主汽壓力反饋將啟動超速保護裝置。

3 結語

數字電液調節系統在發電廠的應用已較為普遍，為有效提高其綜合利用率，需要結合發電廠具體情況下的速度和電荷負載進行調節，以最大限度適用于發電廠的實際設備運轉。數字電液調節系統的應用需要結合發電廠整體的運轉模式，協調控制操作，完善數字電液調節系統的自動控制功能，確定機組目標負荷值。

參考文獻

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