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火电厂汽轮机DEH系统主要功能分解!

 奔跑的电力人 2022-12-05 发布于山东


之前我曾经说过,火电厂汽轮机DEH系统是目前所有工业控制系统中最复杂、最精密的系统。除此之外,我认为机炉协调控制系统也相对比较复杂。本文结合我多年的工作经验,对DEH系统主要组成部分进行分解,今后的文章中会对各个功能块进行细化,希望对大家能有所帮助。
第一部分 信号处理
DEH系统的主要信号包括转速、主汽压、抽汽压力、功率、主汽温度等。DEH系统对温度的处理主要采用三取中的方式,但是根据目前我遇到的一些情况,参与保护或者重要设备联锁的信号尽量采用三取高或者三取低。
以转速为例,一般汽轮机转速有7个转速探头,三个去DEH,三个去TSI,一个作为零转速。DEH转速有两个主要作用,一个是参与转速调节,一个参与DEH转速高保护。我查了几个350MW以上机组的工程,他们都采用的是转速三取中,然后参与相关逻辑。
但是我最近两年遇到了几次机组冲转过程中三个转速坏两个或者全坏的情况,一般转速坏的时候,信号的品质判断很难起到作用,此时转速还是有信号,只是转速会偏高或者偏低(我遇到的都是偏低)。如果采用三取中,这就导致在冲转过程中出现给定转速与实际转速偏差大的情况,调门会持续打开,导致超速。
处理这个问题,有两个方案,如果只有两个转速坏,可以采用三取大,但是这样并不保险。我建议在DEH逻辑中增加给定转速与实际转速偏差大跳闸逻辑,我排查了一下,一般大机组的逻辑中都会有这个设计,但是一些非主流的小机组很少有。很多人觉得我是在杞人忧天,怎么可能两各转速都坏?一般情况下不会出现这样的问题,但只要出现了,就会有危险,所以还是谨慎。
第二部分 控制方式和控制逻辑运算
这一部分是DEH系统的核心,说白了就是汽轮机调门的控制方式。无论是转速控制、阀位控制、功率控制、压力控制还是CCS方式,归根结底是控制的汽轮机的调门。对于一些小机组,只有一个高调门或者两个高调门的相对比较简单,机组冲转期间使用转速控制,并网后选择阀控、功控或者压控。但是一些大机组,设计有四个甚至更多的调门,控制方式就复杂了。
此时,有单阀控制和顺序阀控制两种方式。
单阀控制就是高调门统一接收一样的指令,阀门同步控制,顺序阀则不同,一般是阀门开度完全不同步或者分组不同步。而无论选择的是功控还是压控,最终都会折算成阀门的开度,此时选择单阀或者顺序阀,阀门开度会进一步在每一个阀门上进行分配。
我也遇到一些小机组,有两个调门的设计,在冲转和带负荷的过程中,阀门折线函数设计就不一样,主要是考虑汽轮机厂对汽轮机进汽的要求。
第三部分 汽轮机保护
这一部分比较简单,大家都耳熟能详,主要是超速110%保护、超速103%保护、负荷限制、压力限制等。超速110%是汽轮机打闸停机保护的重要组成部分,与TSI超速有同等重要地位。DEH超速110%同样触发的是ETS保护,主汽门和调门关闭。而超速103%触发的是OPC系统逻辑,主汽门不会关闭,调门关闭,转速恢复至额定转速后,调门重新打开。
而负荷限制、压力限制、真空限制等是另一个层面上的保护。以真空限制为例,我们设定某一真空能带最大负荷,如果此时负荷超出限制范围,真空限制保护就会动作,自动改变当前负荷。这样做的好处是可以最大程度保护汽轮机,避免汽轮机在不合理的参数范围内运行。
第四部分 汽轮机状态监视
这一部分主要是对汽轮机当前状况的一种体现,监视内容包括打闸、挂闸、转速进行、转速保持、暖机、冷热态判断等。这一部分是对第一部分一个补充,或者是前三部分一个反馈和闭环。我们对汽轮机采取一定的操作,其操作结果都会在这一阶段体现,包括我们对单阀和顺序阀的选择。
以挂闸为例,一般我们把安全油压建立就是挂闸状态,我遇到个别机组安全油压建立后主汽门就自动打开的,这是非常危险的事情。挂闸就是让汽轮机处在一种危险警戒的状态,表示此时主汽门可以打开,机组可以进入启动状态。我们挂闸后,还需要对机组进行检查,看看有没有其它的安全隐患。然后我们可以进入下一步操作,打开主汽门,设定目标转速,冲转等。
第五部分 汽轮机试验
这一部分非常重要,主要是汽轮机本体的一些试验,包括主汽门严密性试验、调门严密性试验、主汽门活动性试验、超速试验等。一般新启动机组,必须要进行主汽门和调门严密性试验,活动性试验都是定期工作。
在这里我要着重强调一下严密性试验,很多人不是很重视,尤其我遇到一些小机组刚打开主汽门,汽轮机转速就升起来了,可以说非常危险。如果严密性不好,机组在甩负荷过程中超速是很正常的事。
第六部分 调门整定功能
这一部分比较常规,也就是我们所说的拉阀试验功能。汽轮机在启动前进行拉阀试验,主要是试验阀门的线性。这里我要强调的是,我们尽可能的保证阀门能够全关,没必要刻意强求全行程的完全匹配。这样做的主要目的是保证汽轮机的严密性。
第七部分 其它功能
主要是仿真功能,以及EH油系统等。EH油系统是设计到DEH系统中为数不多的辅机设备,仿真功能主要是日常仿真学习使用,一般的DEH系统中都会有设计。
第八部分 写在最后
我们这里所说的DEH系统是指的DEH系统的软件部分,主要是逻辑程序,不特指现场设备。今后的内容中我会对每一部分的内容进一步细化,感谢关注!

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