DEH汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)原理

汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)汽輪機控制的基本內(nèi)容：一、監(jiān)視系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）實現(xiàn)對汽輪機轉(zhuǎn)速、振動、轉(zhuǎn)子位移、脹差、主蒸汽壓力、溫度、凝汽器真空等的連續(xù)自動監(jiān)測、顯示、報警和打印，并為控制及保護系統(tǒng)提供相關(guān)數(shù)據(jù)。二、保護系統(tǒng)

當汽輪機重要運行參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、脹差、振動等）超過正常范圍時，發(fā)出報警或自動停機等操作，避免事故進一步擴大。三、控制系統(tǒng)

實現(xiàn)汽輪機轉(zhuǎn)速、功率等閉環(huán)自動控制，保證汽輪機在安全范圍內(nèi)工作，并保證汽輪機提供足夠的功率及合格的供電質(zhì)量。四、汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)

汽輪機自啟?？刂疲ˋutomaticTurbineControl,ATC)能夠完成從盤車、升速并網(wǎng)、帶負荷、甩負荷、停機的全部過程自動控制。其中一種是模仿人的操作過程，按事先規(guī)定的步驟和時間完成；另一種是考慮熱應(yīng)力控制的自動啟停過程。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)

目前大型汽輪機DEH系統(tǒng)多以分散控制系統(tǒng)（DCS）為基礎(chǔ)，具有對汽輪發(fā)電機的啟動、升速、并網(wǎng)、負荷增/減進行監(jiān)視、操作、控制、保護，以及數(shù)據(jù)處理和CRT顯示等功能。由操作員站CRT監(jiān)視機組各參數(shù)及變化趨勢。具有轉(zhuǎn)速控制、功率控制功能?？蛇M行主蒸汽壓力控制、超速保護控制、閥門快關(guān)控制等。具有閥門管理功能。具有按熱應(yīng)力升速和加載的功能軟件的模塊化和硬件的積木式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的組態(tài)具有很高的靈活性；事故追憶打印功能有利于對事故的分析。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)汽輪機調(diào)節(jié)的基本原理機械液壓控制系統(tǒng)（示意圖）Mechanical-Hydrauliccontrolsystem組成：離心飛錘、杠桿、調(diào)節(jié)汽門進汽離心飛錘調(diào)速器（杠桿）汽輪發(fā)電機給定（同步器彈簧）-+nn0負荷擾動機械液壓控制系統(tǒng)方框圖汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)進汽Pn機械液壓控制系統(tǒng)（示意圖）

Mechanical-Hydrauliccontrolsystem

組成：離心飛錘、杠桿、調(diào)節(jié)汽門、

錯油門、油動機等調(diào)速器錯油門配汽機構(gòu)給定（同步器）-+n負荷擾動機械液壓控制系統(tǒng)方框圖油動機汽輪發(fā)電機組-+位移正反信號控制汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系轉(zhuǎn)子力矩平衡方程1、汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速下運行時：

MT=ML+MM

MT主動力矩，ML發(fā)電機反向力矩，MM摩擦、機械、電磁損失2、外界電負荷發(fā)生變化時（蒸汽力矩發(fā)生變化時亦一樣）

MT=ML+MM+Jd/dtJ轉(zhuǎn)子慣量3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)當汽輪機功率與發(fā)電機負荷失去平衡時，即需要調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速大小及變化反映了功率的不平衡狀態(tài)，可通過調(diào)節(jié)汽門開度來保證轉(zhuǎn)速。汽輪發(fā)電機功率與電網(wǎng)負荷之間有一定自平衡能力，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性起一定的穩(wěn)定作用。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系，叫汽輪機控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。思考：負荷發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速如何變化？額定負荷空負荷n1nn21、轉(zhuǎn)速不等率（一般為3~6％）=(n1-n2)/n0=（n空負荷-n滿負荷）/n額定轉(zhuǎn)速=(n/n0)％

轉(zhuǎn)速不等率是控制系統(tǒng)的重要指標，反映轉(zhuǎn)速與負荷之間的平衡關(guān)系，DEH系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不等率是可調(diào)的。2、靜態(tài)特性的平移和同步器

思考：將調(diào)速器彈簧拉緊會發(fā)生什么？分別考慮并網(wǎng)運行與單機運行機組情況。即改變同步器的數(shù)值相當與改變控制器給定值。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)3、機組并列運行與一次調(diào)頻并列運行機組，轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)決定；而電網(wǎng)頻率又由所有機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)共同決定。當電網(wǎng)負荷變化時，首先反映在電網(wǎng)頻率的變化，電網(wǎng)頻率的變化將使電網(wǎng)中各臺機組的功率相應(yīng)增加或減少，增加或減少的多少由轉(zhuǎn)速不等率決定。結(jié)論：1、負荷變化與機組額定功率成正比，與速度不等率成反比。

2、帶額定負荷機組，速度不等率可選大一些，反之選小一些。

3、上述負荷變化引起電網(wǎng)頻率變化，在各機組沒有改變負荷指令下，各調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動對電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)過程叫一次調(diào)頻。思考：想一想并網(wǎng)機組的二次調(diào)頻情況（主動改變給定值）？汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)

DigitalElectro-Hydrauliccontrolsystem(DEH)四、遲緩率調(diào)速系統(tǒng)各部套間存在間隙、摩擦力、錯油門存在重疊度，造成靜態(tài)特性在加/減負荷中曲線不重合。=n/n0％遲緩率是機組負荷、轉(zhuǎn)速擺動因素，也是調(diào)速系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，應(yīng)越小越好。n功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理~轉(zhuǎn)速給定升速率轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速給定功率給定允許功率功率測量主汽壓力壓力給定功率測量中缸壓力差頻放大PID變化率低選限幅器加法器PID低選功放PI邏輯回路D去鍋爐控制系統(tǒng)去鍋爐控制系統(tǒng)動力油高壓油動機中壓油動機電磁閥危急繼動器危急遮斷停機：超速、回油溫度過高、潤滑油壓力過低軸向位移過大等PTCT功率變送器電液轉(zhuǎn)換器n**nsn*N*NmaxNs給定OPATCCCSASBRMWISPIPI4IPIPI5GC1TμS+1GCPI2PI31δYN+–REF1YN+–MW調(diào)節(jié)器REF2+–NYNNYNYFEDMIMP調(diào)節(jié)器TV調(diào)節(jié)器GV調(diào)節(jié)器NYTRCOMNYTV全開rpm+–手動OPCAST手動OPC+–+TV伺服回路LTVTV閥門特性TV主汽壓蒸汽流量閥門管理GV伺服回路GV閥門特性高缸壓力蒸汽流量LGVGVGV全開調(diào)節(jié)級壓力n03000rpmICBRBPOMBRPI6BPOMIV全開手動OPCAST+–+IV伺服回路LIVIV閥門特性IV再熱汽壓蒸汽流量功率轉(zhuǎn)速OP操作員自動ATC自動汽輪機控制CCS協(xié)調(diào)控制AS自動同步控制BR油開關(guān)合閘SPI一次調(diào)頻投入REF1功率指令MWI功率回路投入REF2調(diào)節(jié)級壓力指令I(lǐng)PI調(diào)節(jié)級壓力回路投入GC高壓調(diào)節(jié)門控