某發電廠汽輪機DEH系統控制優化探討與實踐

王明傳 林勝河 胡朝輝 廖大兵

摘要：汽輪機DEH系統是火電廠的核心設備，控制部分極其復雜，某電廠通過對DEH系統閥門VP卡、LVDT等進行優化，開展邏輯組態以及閥門的整定及試驗，全面提高系統的可靠性，為機組安全穩定運行提供重要保障。

關鍵詞：DEH系統;硬件安裝;邏輯組態;整定試驗

1機組概況

某火力發電廠鍋爐為上海鍋爐廠制造的亞臨界參數、一次中間再熱、自然循環、單爐膛、平衡通風、擺動燃燒器四角切圓燃燒、固態排渣、全鋼構架。鍋爐型號為SG-1100/17.5-M739，1100T亞臨界壓力自然循環鍋爐。汽輪機為東方汽輪機廠生產的亞臨界一次中間再熱三缸兩排汽凝汽式330MW汽輪機組，汽輪機型號為C330-16.7/1.5/537/537型。DEH系統軟/硬件和DCS系統一致，都是采用艾默生過程控制有限公司的OVATION控制系統。#2機組于2009年投入使用，結合十多年的運行經驗，2021年對#2汽輪機DEH系統閥門冗余控制進行全面優化，以提高系統可靠性。

2DEH系統組成及存在問題

DEH系統由DEH控制系統現場設備兩大部分組成[1]：

（1）DEH控制系統軟件版本為OVATION3.6.0，硬件為OVATION模件，閥門控制模件為VP卡。

（a）DEH控制系統的功能包括汽輪機轉速控制、自動同期控制、負荷控制、一次調頻、單閥/順序閥轉換控制、超速保護、閥門在線試驗、抽汽壓力控制和ETS保護[2]。

（2）現場設備主要由供油系統、執行機構、危急遮斷器系統等組成。

（a）供油系統。供油系統由抗燃油裝置、再生裝置及油管路系統組成。EH供油系統由變量泵提供恒定壓力來驅動伺服執行機構，同時內部獨立的濾油系統和冷卻系統使EH油工作在合格狀態下，確保執行機構安全、可靠運行。

（b）執行機構。大機液壓控制系統由11個執行機構組成：1個開關型執行機構和1個伺服型執行機構分別控制2個高壓主汽閥，另外2個開關型執行機構分別控制2個中壓主汽閥;4個伺服型執行機構分別控制高壓調節閥，2個伺服型執行機構分別控制中壓調節閥，1個伺服型執行機構控制旋轉隔板，它們可根據負荷指令和抽汽要求控制閥門在任意位置。

（c）危急遮斷系統。當汽輪機發生緊急情況和汽輪機運行參數超出限制值時，DEH和ETS組態將發出停機信號，危急遮斷電磁閥動作（失電），使控制油壓泄壓，關閉所有主汽門和調節門，使汽輪機緊急停機。

機組每個閥門只有一個閥位控制卡（VP卡）和一個LVDT裝置，在VP卡件自身故障、整個回路接線有短路或斷路、LVDT故障等情況下，會發生調門全關、調門振蕩、調門全開的事故，而此類缺陷無法在線處理，嚴重將導致機組停運，給機組的安全運行造成極大的潛在隱患。運行中更換閥位控制卡或LVDT裝置，需要在線整定閥門，風險高。

單VP卡、單LVDT控制設備配置圖如下：

3優化方案及技術要求

3.1技術方案

結合多年運行經驗，經論證與研討，確定優化技術方案為：兩臺機組主汽門、高調門、旋轉隔板單VP卡和單LVDT控制改造為雙VP卡和雙LVDT控制，達到一個調門的冗余度為2，即由2塊互為冗余的VP卡和兩個互為

冗余的LVDT構成控制回路，提高調門控制的可靠性。改造需要增加相應的VP卡件、LVDT及I/OBase等硬件，及相應的技術服務。由于#1主汽門（MSV1）為開關型閥門不能改造，#1/#2高調門（CV1/2）和#1/#2中調門（（ICV1/2））在機組正常運行過程中，基本都是在全開狀態，基本不參與調節。因此這次DEH系統閥門冗余控制改造為：#2高主汽門（MSV2）、高調門3（CV3）、高調門4（CV4）和旋轉隔板（LCV）。

雙VP卡雙LVDT控制設備配置圖如下：

3.2技術要求

當單只VP卡故障（包括PI回路微處理器，內存，DA轉換器回讀，Ovation看門狗定計時器，冗余通訊看門狗定時器等診斷），系統將會自動切換到備用VP卡上繼續控制閥門。

伺服閥單只線圈故障（如主VP卡診斷到線圈短路或開路），系統將會自動切換到備用VP卡上繼續控制閥門[3]。

當單支LVDT故障（如主VP卡診斷到位置反饋的行程偏差偏離設定值），系統將會自動切換到備用LVDT卡上繼續控制閥門。

4試驗與效果

4.1系統整定

檢查就地和卡件無異常后，可進行閥門整定，完成標定后，點擊Upload，將VP卡的參數上傳計算機畫面顯示，此時Bottomcalposition和TopCalPosition的參數將改變;若需要修改參數，則需通過DOWNLOAD將計算機的參數下載到VP卡，執行過程中可隨時點擊CANCEL取消整定。

4.2模擬試驗

將閥門開啟到任意位置，開展如下試驗：

（1）拆除VP卡任一輸出指令線，模擬指令信號掉失切換試驗。

（2）拆除其中一只LVDT中任一接線，模擬LVDT斷線切換試驗。

（3）拔出其中一塊VP卡件，模擬VP卡件故障切換試驗。

試驗結果一切正常，滿足優化要求。

5結束語

汽輪機DEH系統控制優化后，機組順利并網發電，且DEH控制系統運行更加穩定，各項參數符合要求，為其它發電廠汽輪機DEH系統優化改造提供了有益參考。

參考文獻：

[1]華東六省一市電機工程（電力）學會.600MW火力發電機組培訓教材熱工自動化[J].2版.北京：中國電力出版社，2006年.

[2]東方汽輪機廠《數字電液控制系統說明書》東方汽輪機廠

[3]張欒英谷俊杰《汽輪機數字電液控制與保護》華北電力大學

作者簡介：王明傳，廣州華潤熱電有限公司副總經理。

林勝河，廣州華潤熱電有限公司技術支持部熱控高級工程師。

胡朝輝，廣州華潤熱電有限公司技術支持部熱控主管。

廖大兵，廣州華潤熱電有限公司技術負責人。