DEH系統在小型汽輪機上的控制改造探究

阮玲輝 陳龍明 劉建剛 孫懷彬

摘 要：DEH是數字電液控制系統的簡稱，在汽輪機電液控制調節系統中主要由電氣部分以及EH液壓系統這兩部分構成，其中電氣部分采用了DEH數字控制器，EH液壓系統中包含了伺服系統、供油系統以及保安系統等等。由于低壓透平油是伺服系統執行機構采用的工質，因此傳統機組汽輪機調節系統的改造不需要對供油系統以及執行機構、保安系統進行更換，改造的重點部分在于油系統配置電液轉換器以及一些附屬的部件。

關鍵詞：DEH;汽輪機;控制功能;自動調節

本文對改造過程中所采用的DEH配置以及其他各項控制功能進行了介紹，同時根據汽輪機的相關調節功能、實驗控制功能、保護控制功能、限制控制功能這四個方面進行了系統地闡述，對該系統控制的方案以及應用進行了闡述。

1工程概況

某廠在擬針對C6-3.43/0.49型汽輪機組控制系統進行相關改造，以期將低壓透平油純電調系統替換現有的純液壓調節系統，從而能夠在保證安全性和穩定性的前提下達到對機組的制動控制。并且，擬將輔助的凝結水系統、軸封系統、主汽系統、抽汽系統的隔離調節閥門進行電動閥門改造，從而確保信號能夠遠傳進入DCS系統進行遠程的集中控制。

1.1機組控制系統改造

在對C6-3.14/0.49型汽輪機進行改造前，其具有一級可調抽汽，并且機組具有兩套油動機，一套控制機組進氣一套可控制機組抽氣。通過改造取消原有的液壓調節控制器，利用數字調節器作為替代，保留了原有設計中的配氣杠桿、配氣機構，并且用電液油動機替換原有油動機，將原有的調速器以及調速器滑閥進行拆除，保留了原有的危急保安器以及危急保安滑閥，新增添超速限制滑閥以及DEH控制器。

通過改造，DEH控制信號利用電液轉換器與油動機構的電液油動機接口實現對整個機組的閉環控制。電液伺服油動機通過電液轉換器以及油動機滑閥、油動機活塞的緊密結合，使油動機脈動油能夠直接受到電液轉換器的控制。隨動系統則是通過DEH伺服單元和電液伺服油動機、油動機行程傳感器LVDT組成的位置隨動系統。通過將原有液壓調節系統中的轉速丈量、同步器給定、中間滑閥、油動機反饋滑閥等排除出系統，實現了固定模式的閥門治理，其具體模式為混合調節模式。

1.2配套改造項目

在保證系統手動操作功能正常使用的前提下，在各輔助系統的關鍵部位安裝電動調節閥，在集控室中安裝DCS控制系統，將閥門信號引入DCS控制系統中實現閥門的遠程控制。

2系統配置

通過對汽輪機進行改造能夠將程控啟動、抽氣自動控制、參數限制、保護、監視、自動調節、試驗等功能實現。并且整套控制系統具有雙電源供電以及UPS不間斷的供電輸入回路接口，擁有自動和手動相互無擾自動切換的兩種運行方式作為相互跟蹤的運行方式。

2.1調節控制功能汽輪機狀態及轉速控制：通過運行人員利用DHE控制畫面將遙控指令進行發出，對汽輪機沖轉前的狀態進行控制、對啟動器的電動馬達進行控制、對復置汽輪機進行遙控、建立安全油，在重轉的條件滿足后開啟主汽門。運行人員可以通過CRT對啟動方式進行選擇，通過對目標轉速以及升速率，并且將實際測量到的數據和設定轉速記性比對，運用PID誤差調節完成盤車轉速到同期轉速或者超速實驗轉速的全過程閉環控制。在實際的升速過程中，操作人員可以通過對目標轉速、升速率、轉速保持時間等手段對控制機組的升速過程進行控制。

通過改造能夠實現自動同期，機組在運行到定速3000r/min后可在受DEH控制的前提下由運行人員利用DEH操作畫面進行自動同步控制的切換，接受電氣自動準同期裝置信號的增減控制汽輪機的轉速完成機組并網且帶負電荷。在機組并網之后的升負荷中，操作人員可以依照實際的需求運用閥控方式、功控方式、壓榨方式以及ccs方式，按照給定的目標值以及負荷變化率對機組的電負荷進行自動調節，并且可以根據電網的符合要求隨意調節機組的負荷。

2.2限制控制功能

通過改造實現了負荷以及閥位限制、主汽壓力低限制、功率反饋限制、加速度限制，擁有快、中、慢三種速率解除負荷限制、超速限制、低真空限制等等。

2.3試驗控制功能

（1）超速試驗：運行人員能夠運用CRT畫面進行提升轉速使超速保護動作檢查撞擊子及電氣超速保護的動作轉速操作。同時在做機械超速試驗時，DEH電氣超速保護的動作作為后備超速保護使用，其值由3300r/min自動改為3390r/min。（2）假并網試驗：DEH在收到假并網試驗信號之后，能夠自動配合電氣進行假并網試驗。（3）閥門活動試驗和嚴密性測試：操作人員采用CRT畫面操縱系統，可對高壓、低壓的調速汽門實現部分行程活動調節和嚴密性測試。（4）停機后可以開展仿真實驗：在DEH仿真模型下可以通過仿真模擬機組調節、維護、試驗等各項功能，從而實現組態調試和訓練員工。

2.4保護控制功能（1）當電機組解列功率超速到設定速度的110%時，DEH發出信號，遮斷整個系統動態，急速封閉主汽門和高、低壓調速汽門。電機組陷入惰走流程，同樣可以連鎖啟動交換油泵，到達事故停機目的。（2）當自容式執行器管理系統發生故障情況時，控制器仍可限制高低壓調速氣門、手動主氣閥的急速封閉，發電機組陷入惰走流程，同樣仍可以連鎖起動交換油泵，到達事故停運目的。（3）發生事故狀況下，運營管理人員就地打閘（使用危險保安器），管理系統可以接收打閘的信息，從而限制了高低壓調速氣門、手動主氣閥的及時閉鎖，發電機組陷入惰走流程，并且還可以連鎖起動交流油泵，從而達到事故停運的目的。

3效果及效益

（1）負載控制系統領域方面精確度明顯提高，運營管理人員可在100kW以內對電機組負載做出調整。改善了全液壓調整時，電機組負載波動性大的實際問題，電機組可靠性進一步提高。（2）運營管理人員能夠根據預定程式，實施電機組的啟動、停機，大大降低了自動操縱的失敗率，使操縱更為精確。（3）經過改裝后的各項調整，作業管理人員能夠在控制系統內執行操縱，減少了操作人員觸及高溫、高壓電氣設備管線，從而增強了運營管理人員在作業時的人身安全。（4）經過改革以往需要由男同志或多個男同志一起作業才能順利完成的工作，現在一位女同志輕點鼠標就能夠順利完成，大大降低了工作工作人員的勞作力度。（5）經過改革能夠減少人力投資百分之十以上，減人提效的同時，也大大提高了人工效率。

結語

本文通過實際的改造案例對DEH系統在小型汽輪機上的控制改造研究進行了介紹，能夠得出運用DEH系統能夠在小型汽輪機上幫助操作人員完成超速試驗、假并網試驗、閥門嚴密性試驗等等，可以較為明顯的提高工作效率。同時通過對機組負荷控制方面的改造提高了控制精度以及安全性，并且通過程序化設定提高了操作的精準性;通過改造降低了大部分操作的操作難度，降低了人力資源成本并且提高了效率，能夠為企業帶來更高的經濟效益。

參考文獻

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