汽輪機DEH系統閥位反饋裝置冗余改造介紹

何偉

摘要：DEH系統是汽輪機的核心控制系統，主要完成汽輪機的啟動、升速、帶負荷、負荷調節等操作。而LVDT是DEH系統中反饋主汽門和調節汽門開度的主要測量元件，我公司2號汽輪機組的1個右主汽門、4個高調門、2個中調門均為單LVDT設計，若元件出現故障，則會導致機組運行不穩定，需要停機進行更換和調整，對經濟性影響較大。根據安全性評價管理辦法及技術監督要求，現改為雙LVDT冗余系統，保證了機組的安全穩定運行。

關鍵詞：DEH系統;雙LVDT;經濟性;穩定運行

神華神東電力新疆準東五彩灣發電有限公司一期工程由華北電力設計院有限公司總承包，兩臺汽輪機的DEH控制系統為艾默生過程控制有限公司產品，單元機組DEH系統采用Ovation 3.5.0控制系統，本工程每個調門均為單VP卡、單LVDT方式控制。VP卡為Ovation控制系統原裝卡件，由1C31194GOI與IC31197GOI組成，可以自動完成調門的整定工作。LVDT傳感器由一個初級線圈、兩個次級線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部件組成，工作原理可簡單地理解為鐵芯可變動變壓器，通常與VP卡件配套使用才能將LVDT的位移電壓量轉換為數字量以實現數據的轉換和傳輸。若調門的任一控制元件出現故障，則會導致機組主汽門或調門反饋異常，需要停機進行更換和調整，對機組運行的可靠性和穩定性產生重大影響。為提高DEH系統控制水平，避免機組非正常停運，現借鑒我廠1號機組改造的成功經驗對2號機組進行閥位反饋裝置冗余改造。

1閥位反饋裝置冗余改造必要性介紹

我公司自2012年底實現機組雙投以來，雖然DEH系統運行穩定，但是LVDT傳感器多次出現拉桿磨損情況，由于是單支設置，不能在線更換，只能在停機期間進行。根據《火力發電廠汽輪機電液控制系統技術條件》6.4.8規定的要求： “用于控制和保護的重要脈沖量和模擬量如轉速、功率等應三重冗余，LVDT、壓力、并網信號和重要開關量宜雙重冗余。控制和保護所有的重要模擬量和開關量，均應分別設置I/O通道”。由于我公司汽機主汽門、調門均采用單VP卡和單LVDT的配置方式，若任一元件出現故障，均會對機組安全穩定運行產生較大影響，存在安全隱患。

根據此類情況，我公司對大唐國際托克托電廠、國能哈密電廠的機組DEH系統進行技術調研，兩家公司與我公司采用的設備相同，汽輪機主汽門、調節汽門均為單LVDT配置，在運行過程中都存在不能在線更換LVDT的問題，且國能哈密電廠已于2016年對DEH/MEH系統加裝了LVDT及VP卡，現均已改造完成，實現LVDT及VP卡雙冗余，保證了機組安全穩定運行。

2閥位反饋裝置冗余改造方案介紹

在系統未改造前，由于無法解決冗余問題，機組只有在大修及其他等級檢修期間，才能進行LVDT磨損檢查、閥門線性校正等工作。若要實現一個調門的冗余度為2×2=4，這樣就需要在原有VP卡的基礎上增加1套互為冗余的VP卡和一套與原有的LVDT互為冗余的LVDT構成控制回路，實現一用一備的狀態。具體方案如下：在電子設備間增加DEH控制柜1面，控制柜內安裝好VP卡件，并作為原控制柜的擴展柜并與之通訊，再確立LVDT合適的安裝位置;鋪設從LVDT到電子間控制柜的電纜;對LVDT原邊繞組、初級繞組和次級繞組進行接線，接線后先用焊錫把接頭焊好;在工程師站進行組態邏輯修改（冗余配置）;最后進行LVDT的調試（包括原有LVDT和新裝LVDT）和閥門的靜態傳動。

3閥位反饋裝置冗余改造調試步驟介紹

①對原VP卡參數進行upload.并進行截圖保存，參數保存完成后，拔掉原VP卡并妥善保存;②記錄原VP卡hardware address，記錄原閥門與VP卡槽位

的對應關系;③對控制器進行reconcile操作，完成之后在concrol oplion巾再次進行rec oncile操作;④在DS中，增加hranch支線，并按照對應關系增加VP 卡，增加卡件module point，對所增加的測點命名規則參考原VP卡，增加后綴B作為區別，量程設置也參考原VP卡;⑤記錄diagnosis 中控制器的邏輯執行順序并保存文件，將DS中邏輯調整為diagnosis中的順序，確保邏輯下裝完成之后，邏輯執行順序與原來一致;⑥進行閥門整定工作;⑦進行冗余VP卡切換實驗。

4閥位反饋裝置冗余改造達到的效果

閥位反饋裝置冗余改造后可實現閥門控制回路（軟件及硬件）的全方位冗余配置。當主VP卡故障時，系統診斷到線圈短路或開路，會自動切換到備用VP卡。當主LVDT故障時，主VP卡診斷到位置反饋的行程偏離設定值時將會自動切換到備用LVDT。實現了單側LVDT故障、接線斷路等情況下卡件的無憂切換。同時，閥門的控制精度和改造前一致，改造后操作沒有任何變化，極大的提高了DEH控制系統的可靠性和安全性。（圖3為2號機1號高調閥VP卡切換的歷史曲線圖）

參考文獻：

[1]丁小平，火電廠DEH系統中LVDT的常見故障及處理[J].安徽電力，2011（1）：61-62.

[2]劉媛杰，樸在林，基于DC.S汽輪機DEH控制系統的優化研究[J].浙江農業學報，201 1，23（5）：1034-1037.