50MW单抽汽凝汽式汽轮机.doc
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1、 C50-8.83/0.294型 50MW 单抽汽凝汽式汽轮机 DEH 控制系统说明书 目录一、 概述二、 工作原理及系统组成三、 操作说明四、 调试说明五、 DEH控制器的画面一、 概述 本数字电液控制系统(DEH控制系统)、采用FOXBORO公司的I/AS硬件,液压系统采用上海汽轮机有限公司的成熟可靠的部套,整个系统为纯电调方式。在控制信号与执行机构的接口上,用电液转换器及流量放大器作为电调控制部件。电液转换器的关键元件力矩马达采用美国进口的部件,它将电调系统输出的电流信号线性地转化为油压信号,再经过流量放大器控制油动机。电液转换器能精确地把电流信号转化为油压信号去控制油动机。通过改变控制
2、油压,控制调节汽阀开度,达到控制进入汽轮机蒸汽流量目的。 DEH控制系统主要是控制汽轮机转速、机组负荷以及抽汽压力等参数。DEH系统接受现场输入信号,如OPS(转速)、MW(功率)、TP(主蒸汽压力)、IEP(中压抽汽压力)以及运行人员通过CRT发出的各种指令等,经过内部的运算,送出阀位设定控制信号,去控制电液转换器,通过液压系统及执行机构控制主汽门(TV),高压调门(GV)、中压抽汽阀门(IEV)(旋转隔板)的开度,对汽机进行起动、升速、并网、带负荷、抽汽压力调节,还能对各种运行工况作相应的操作、保护、控制、监视等,以确保汽轮发电机组的安全可靠运行。DEH控制系统具有下列功能:1) 转速控制
3、功能 在冲转汽机时,对汽机具有大范围的转速控制功能(0-3400r/min)。2) 自动同期 有自动同期接口,接受自动同期装置的升、降信号,实现自动同期。自同期完成后,并网并自动带初负荷(3-5%)。3) 功率控制功能汽机并网后,对汽机进行功率控制。可根据用户要求,投入功率反馈回路,进行功频控制,控制精度:1MW。4) 一次调频功能机组并网后,如电网的频率改变,将对汽机的功率进行修正,实现一次调频功能。5) 限制器功能,DEH具有以下几种限制功能:l 主蒸汽压力限制l 负荷限制l 阀位限制l 功率限制6) OPC超速保护控制功能当汽机带30%以上负荷时,如果发生油开关跳闸,此时各路控制油压会通
4、过电磁阀卸去,从而将所有调节汽阀及抽汽阀油动机关闭。随着油动机的快速关闭,汽机转速会从最高转速往下降,如果汽机转速低于103%额定转速,且OPC动作已过7.5秒,则电磁阀将失磁,油动机会开启,以维持正常转速,等待并网。如果过了7.5秒,汽机转速仍大于103%,则阀门不会打开,直到汽机转速低于103%为止。7) 阀切换(TV-GV)功能当汽轮机转速达到阀切换转速(接近并网转速,约2950r/min)后,可由主汽门控制切换到调门控制。8) 抽汽控制功能9)阀门活动试验功能 主汽门(TV)、高压调门(GV1-2)、中压抽汽阀门(IEV)在全开时,均可做门杆活动试验(10%左右),以验证有无卡涩现象。
5、10)遥控控制功能 有遥控负荷接口,接受DCS的远程控制信号升、降负荷。二、 工作原理及系统组成: 图一 汽轮机阀门布置图参见上图,蒸汽从锅炉出来,通过主汽门(TV,1只)后,再经过调节汽阀(GV,4只)后进入高压缸,排汽分成两部分:一部分直接进入中压缸继续做功;另一部分通过中压抽汽逆止阀后供给抽汽。中压缸排汽直接进入低压缸做功。1.1 DEH控制器DEH控制器柜内的硬件配置如图所示(详细说明参见FOXBORO公司的资料),主要有:DEH装置配置图1)50系列操作站:工程师站采用应用操作站处理机AW51D,在I/AS节点中完成应用处理机和操作站处理机的组合功能。操作员站采用操作站处理机WP51
6、D,在同一I/AS节点中完成操作站处理机的功能。应用处理功能包括:l 执行与下列内容有关的应用功能:显示、生产控制、用户应用程序、诊断和组态。l 开发和执行需要扩展的数据处理和文件服务能力的广泛应用功能。l 处理来自应用操作站处理机所需的大量贮量文件请求。操作功能包括:l 在视频监视器上产生视频信号显示图象和文字显示信息。l 处理用于命令和数据输入,画面调回,报警管理信号。通过这些图像,操作员可以了解汽轮机的运行情况,用于改变控制方式,反馈回路投入或切除,设置转速或负荷的目标值和速率值,以及限制值等。此外,还具有将汽轮机从运行员自动方式转换到如CCS控制,自动同步控制这一类遥控接口的能力。2)
7、控制处理机CP40FT功能为了增强可靠性,控制处理机CP40提供了可选的容错结构,容错控制处理机由两个并行的组件组成,每个组件对节点总线和现场总线具有各自的接口。两个控制处理机组成一个容错对,当其中一个组件发生硬件故障时,这个容错对仍能提供连续的操作,两个组件同步接收和处理信息,故障由组件各自检测,故障检测的一个主要办法是,比较组件外部接口上的通讯信息,一旦检测到故障,两个组件都进行自诊断,以确定哪个组件失效,那个无故障的组件接着进行控制,而不影响系统的正常工作。3)节点总线节点总线将I/AS系统中的各个站相互连接起来,形成过程管理和控制节点,节点可作为一个单独整体存在或组态成更大可通信网络的
8、一部分存在,节点总线与每个站中的节点总线接口电路一起工作,提供各站之间的高速、冗余、点到点的通讯,高速与冗余和点到点的特性的结合,使其具有优异的性能和安全性,这方面远远超过常规计算机系统可通信介质所提供的性能,连到节点总线上去的站接口也可以是冗余的,更加保证站间通信的安全性。4)现场总线现场总线组件为现场传感器/执行器与冗余的现场总线之间提供了接口,这些组件对现场设备使用的电气输入/输出信号进行适当地转换,使得通过现场总线能与这些装置通讯。5)输入/输出组件 FBM01:0至20mA输入接口组件,具有八路20mAdc模拟量输入通道,每路通道可接受一个二线制模拟量传感器输入。该组件完成现场传感器
9、来的电气输入信号与冗余的现场总线之间接口所需的信号的转换。FBM02:热电偶/mV输入接口组件,具有八路隔离的热电偶输入通道以及一路隔离的RTD参考温度补偿通道,每路热电偶/mV通道具有断偶全量程指示特性,具接受用于各种温度范围的标准热电偶。FBM03:热电阻接口组件。FBM04:0至20mA输入/输出接口组件,具有四路0至20mAdc模拟量输入通道和四路0至20mAdc模拟量输出通道。FBM06:0至20mA输出接口组件,具有四个可组态的脉冲输入通道和四个0至20mAdc模拟量输出通道,每个输入通道可接受最高速率为12.5KHZ的脉冲输入,每个输出通道可驱动一个外部负载和产生一个0至20mA
10、dc的输出信号。FBM09及FBM14:触点/dc输入/输出接口组件(可扩展主组件)和与它配对的触点/dc扩展输入/输出接口组件对数字量现场信号各自提供下列输入和输出功能。输入功能:8路通道都用于:l 仅作为触点传感器,或 l 仅作为dc电压监视器1.2 液压调节系统液压调节系统包括控制主汽门,高压调节阀门的油动机,抽汽阀门油动机及其它们的电液转换器,除此之外还包括控制油动机紧急关闭的危急继动器。正常运行时,所有液压调节系统以及下述的液压保安系统的部件均由主油泵供油,供油油压为1.0-1.1MPa。液压调节系统的主要功能是接受DEH输出指令,通过电液转换器,控制汽轮机进汽阀门的开度,改变进入汽
11、轮机的蒸汽流量,满足汽轮机转速及负荷的调节要求。液压调节系统中的危急继动器接受保安系统信号,控制油动机的紧急关闭。因此液压调节系统实际上是DEH控制器及保安系统的执行机构。控制阀门的油动机共有:主汽门油动机1个,调节汽阀油动机2个,抽汽油动机1个。三、操作说明(仅供参考)1 机组复置1. 1运行人员通过按软手操面板上的挂闸按钮或主控画面上的复位按钮(带灯显示),进行复位。汽机复位后,控制概貌画面上显示“已挂闸”,此时,主汽门TV、高压调门GV1-2,处于关闭状态,中压抽汽阀门IEV(旋转搁板开度)处于全开状态。1. 2运行人员通过按控制概貌画面上的限制按钮,弹出阀位限制窗口,在阀位限制窗口内输
12、入120,按下进行,阀位限制会不断升高,由0升到120,将高压调门全开。2 转速控制2.1按控制设定值按钮,弹出控制设定值窗口,在目标栏和速率栏中分别输入目标转速和速率,按进行按钮,控制概貌画面上的设定值会按设定的速率上升,经PID内部运算,产生流量控制信号,此信号送到功放卡(SVP卡),再驱动电液转换器,改变阀门控制油压,打开主汽门,控制转速至阀切换转速。2.2当汽机转速达到2950r/min时,在控制概貌画面上按下阀门方式按钮,打开阀门模式,按下“TV-GV转换”+“转换”按钮,进行阀切换,GV关下来,当转速下降30r/min后,TV全开,切换完成,转速控制由主汽门控制切换为调门控制。2.
13、3在目标栏和速率栏中分别输入目标转速(3000r/min)和速率,按进行按钮,调门将控制转速至同步转速。2.4如需要保持转速,运行人员按下保持按钮,转速设定值就保持不变,将保持按钮解除,转速将继续向目标值变化。2.5当同步条件满足后,可由操作员按控制方式按钮,弹出窗口,按AS(自动同期)后,再按下IN(投入)按钮,控制进入AS方式,此时DEH接受自动同步器发出的上升或下降信号,汽机转速发生变化,以实现同步。2.6并网后,汽机自动带5%初负荷,初负荷有主汽压力补偿,从而保证在主汽压力不在额定压力时仍可带上5%初负荷。3.负荷控制3.1在控制概貌画面中,按控制设定值按钮,弹出控制设定值窗口,在目标
14、栏和速率栏中分别输入目标负荷和变负荷率,按进行按钮,控制概貌画面上负荷设定值会按设定的负荷率逐步接近目标值,负荷设定值的变化通过控制器改变调节汽阀控制输出,通过电液转换器改变油压,从而动作油动机来改变负荷。3.2如需要保持功率,运行人员按下保持按钮,功率设定值就保持不变,将保持按钮解除,功率将继续向目标值变化。3.3在带负荷运行时,运行人员可选择投入或切除功率回路。在功率回路投入后,负荷信号作为反馈信号进入控制器,从而使负荷与设定值相同。在功率反馈回路未投入时,负荷设定值与负荷有一定的差,差值与当时的进排汽参数有关,当进排汽参数为额定值时,负荷设定值与负荷相近。投入CCS之前,运行人员应选择功
15、率回路切除方式。 功率反馈仅在DEH单独运行、主汽压力较为稳定、运行人员要求负荷设定值与功率相同时才投入,一般不推荐这种运行方式。3.4 运行人员可选择进入ADS(遥控)方式,由操作人员通过按控制概貌画面控制方式按钮,弹出控制方式窗口,按ADS后,按下IN按钮,控制模式进入ADS方式,此时,负荷设定值由增减按钮进行控制。4.中压抽汽控制4.1 汽机负荷大于15MW时,以及中压抽汽准备好后,即可进行投入抽汽压力IPEP运行。在控制概貌画面上,按下抽汽按钮,弹出抽汽窗口,按下“IN”(投入)按钮,则投入中压抽汽运行。此时中压抽汽油动机接受中压抽汽压力控制器信号而渐渐下关。当中压抽汽投入后,中压油动
16、机将根据中压抽汽压力的变化控制中压调门(IEV)的开度。4.2 在目标栏和速率栏中分别输入中压抽汽压力目标值和变化率,按下进行按钮后,抽汽压力设定值会按设定的变化率逐步接近目标值。4.3 在控制概貌画面上,按下抽汽按钮,弹出抽汽窗口,按下“OUT”(切除)按钮,则将中压抽汽运行切除。当中压抽汽切除时,IEV调节汽阀会全开。当OPC超速动作,中压抽汽自动切除,IEV全关,在延时数秒后再打开。当两个中压抽汽压力变送器故障时,抽汽运行将被自动切除。在抽汽投入后,电负荷变化时,除了影响IEV外,还影响GV,这样可使电负荷变化时不影响抽汽压力。当要求增加中压抽汽量时,除关小中压调门外,同时增加高调门(G
17、V)的开度,以保证机组的电负荷及低压抽汽压力基本不变。反之亦然。当汽轮机在抽汽方式,而压力变送器发生故障,此时,DEH自动转到手动方式,待故障消除后,运行人员可以恢复到自动方式。在手动方式下,运行人员可以按手操面板上的升或降按钮来操纵调节汽阀、中压抽汽阀。任何情况下,不推荐采用手动方式。5.限制器5.1主蒸汽压力限制。通常,在主汽压力大于90%额定压力时,运行人员可选择主汽压力限制方式。由运行人员通过按控制概貌画面限制按钮,弹出限制窗口,按主蒸汽压力并投入按钮,控制模式进入主汽压力方式。在主汽压力方式时,当主汽压力低于90%额定主汽压力值时,负荷设定值会以一定的速率下滑,调门油动机的关闭可补偿
18、主汽压力的降低,以使主汽压力维持在主汽压限制设定值内。5.2负荷限制运行人员还可选择高负荷限制方式,由运行人员通过按控制概貌画面限制按钮,弹出限制窗口,打入负荷限制值,按高负荷限制并进入按钮,控制模式进入高负荷限制方式,在高负荷限制方式,设定值将不会超过高负荷限制的值。5.3阀位限制 运行人员还可选择阀位限制方式,由运行人员通过按控制概貌画面限制按钮,弹出限制窗口,打入阀位限制值,按阀位限制并进行按钮,控制模式进入阀位限制方式,在阀位限制方式,设定值将不会超过阀位限制的值。6.阀门活动试验:按下主画面上TV、GV1-2、IEV四按钮中任一按钮,打开阀门试验窗口,按下“试验”按钮。阀门试验进行时
19、,窗体中有报警文本显示。当阀门关闭至90%时,便停止关闭动作;按下窗体中“取消”按钮即可取消阀门试验。(注:阀门试验,必须阀门全开、操作员自动状态,且不允许两个以上的阀同时进行试验;GV1GV2两阀门试验是同时进行的)。7、手动控制(软手操)7.1 控制转速 阀切换前,通过控制主汽门开度,从而控制汽机转速:A) 打开控制方式操作面板,相继按下“TM”和“IN”按钮,将控制模式由OA切到TM。B)直接点动手操面板上“手动”按钮,手动灯亮,并联动TV、GV、IEV上下增减按钮灯亮,表明可手动操作各阀的增、减按钮。注意:这部分只可手操TV的上下增减按钮,来控制汽机转速升降。 阀切换后,通过手操GV的
20、上下增减按钮控制高压调门开度,从而控制汽机转速,在手操面板中选择“GV”增减按钮,试验步骤与操作TV阀相同。7.2 控制负荷 并网后,通过控制高压调门开度,从而控制汽机负荷:在手操面板中选择“GV”按钮,其它试验步骤与操作TV阀相同。7.3 控制中压抽汽压力 中压抽汽投入后,通过手操IEV的上下增减按钮控制IEV阀门开度,从而控制抽汽压力:在手操面板中选择“IEV”按钮,其它试验步骤与操作TV阀相同。7.4 某一手动试验完毕,欲将控制模式切回自动,打开控制方式操作面板,相继按下“OA”+“IN”按钮即可。7.5 在TV控制时进行手自动切换,检查TV无扰切换,TM升降阀时,设定值等于OPS,在T
21、HI为1时,TM无法关TV;在GV控制时,无论BR为1或0,进行手自动切换,GV无扰切换,TM升降阀时,设定值会跟着变,或等于FDEMTM或等于OPS;在中压抽汽控制时进行手自动切换,IEV无扰切换且IPEPSP也会随在TM升降IEV时而变;在低压抽汽控制时,进行手自动切换,LEV无扰切换且LPEPSP也会随在TM升降LEV时而变。四、调试说明:有关液压系统各部套的说明及调试,见另外的调节保安系统说明书。SVP卡件在每次机组大修时,建议返回制造厂重新整定。在DEH装置安装接线查线结束后,进行装置通电。通电前应先检查柜子接地是否符合要求,详见FOXBORO公司有关图纸和资料。I/O检查通电后,检
22、查卡件是否正常,同时应检查输入输出画面上显示的点是否正确,逐一进行试验。模拟量输入点根据量程送入模拟量,检查显示的值是否正确;模拟量输出点则强制后检查模拟量输出值是否与强制的值相符。开关量输入点进行端子通断的试验,开关量输出点则在DEH内进行点的强制,检查端子的通断情况,以确认点的状态。对各变送器进行检验,压力开关进行整定,检查行程开关对应阀门位置的动作情况。校验行程变送器,观察阀门实际位置是否与CRT显示一一对应。DEH的模拟试验DEH具有内置模拟器,在汽轮机停止状态可下对DEH进行闭环模拟试验。可模拟挂闸,同期,并网,遥控等控制信号,进行静态试验,验证信号或功能好坏,以确保冲转顺利进行。!
23、注意:此项试验仅供有关调试人员在汽机停机期间进行,严禁在汽机正常运行时试验。试验完毕必须按原先参数恢复,否则可能造成严重后果;建议在工程师站进行此试验联动试验,必须在油压系统正常工作后才能进行。5 DEH控制器的操作画面 正常运行时运行人员可以使用操作员站的键盘和鼠标直接对屏幕上的画面进行操作。5.1 DEH主控画面 (overview)5.1.1 主控制画面左方为汽机控制区,共分如下几部分:控制方式(ctrlmod),手操面板(mannual),控制设定(ctrlspt),抽汽设定(iepextra),反馈回路(feedback),限值设定(limiter),阀门模式(transfer),以
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