火電廠汽包水位控制系統全套圖紙（淮鋼25MW機組電液控制改造可行性分析）

2023-05-24 01:32:27 1

淮鋼25MW汽輪機為東方汽輪機廠生產的NC25-3.43型抽汽凝汽式汽輪機，一級抽汽供公司焦爐用。該機組液壓控制系統為機械液壓控制方式，若將其液壓控制系統進行部分改進，實現數字式電液控制（Digital Electro-Hydraulic Control,簡稱DEH），對控制策略靈活編程，可全面提高機組自動控制水平和機組運行質量，降低能耗，提高效率。筆者根據工作經驗，就機組改造方案及改造後優化功能進行分析，以期與同行探討。

1.液壓控制系統改造

液壓控制系統可在原調節保安系統的基礎上進行改造，保留原保安系統並新增加部分部件，著重改造液壓調節部分功能，以較小的改進實現較大功能增強和完善，組成一個新的液壓控制系統，從而實現電液調節控制。

1.1改造方案

(1)保留原液壓系統低壓供油油源，系統供油壓力為2.0MPa，安全油壓力為2.0MPa。

(2)拆除原調節保安系統中的調速泵、啟動閥、調速器滑閥、超速限制滑閥、油動機反饋滑閥及相應的管路等。

(3 )保留原系統中的自動關閉器、油動機及其傳動機構。

(4) 保留危急遮斷器、危急遮斷器滑閥、危急遮斷器試驗閥、手動遮斷閥及雙聯電磁遮斷閥。

圖1 DDV調節器液壓控制原理圖

2.控制系統改造

原控制系統為DCS（JX300-XP系列）：三臺控制站、五臺操作員站、一臺工程師站組成。新增加一套DEH控制系統與原DCS系統在線通信，控制系統配置如下：

2.1配置設備

⑴控制站一座, 由控制、通信、電源、繼電器等單元組成。⑵操作員站一套, 配置21」DELL液晶一臺（ PⅣ3.2G/1GB/80G）。⑶DEH軟體包一套。⑷轉速測量裝置一套，含轉速探頭3隻、支架一套（原機組具備可利用）。⑸位移傳感器及位移傳感器支架四套（現設備需改動）。⑹壓力、溫度檢測元件合理配置。

2.2DEH控制系統配置I/O清單(見表1)

表1

2.3增加配置外供焦爐蒸汽抽汽調節閥一臺（220Vac供電）

⑴由於原機組是電動門控制一抽外供焦爐蒸汽,操作員點動操作開關控制抽汽壓力,壓力波動大，運行質量差、無法實現自動控制，增加了操作員勞動強度。

⑵新增加抽汽調節閥(信號4-20mA/24Vdc),信號傳入DEH系統並實施程控。

3.DEH改造可增強主要功能及控制方案

25MW機組DEH控制系統改造方案，充分考慮與原DCS的功能支持，完善原系統，改造後，控制系統將成為一個完整的新系統，並增加許多新功能。

3.1掛閘及開主汽門

DEH系統控制畫面設有按鈕並配有手操器，操作啟動掛閘電磁閥動作，可以進行遠方自動掛閘和開主汽門。

3.2轉速控制

DEH實現了轉速控制功能，從機組啟動到3000r/min定速。併網之前為轉速PID調節控制，操作員可設置其目標轉速、升速率及PID參數。

(1)程序控制啟動方式

操作員選定機組處於冷態、溫態、熱態、極熱態等啟動狀態，DEH按照上述狀態下的經驗啟動曲線，自動完成衝轉、低速暖機、過臨界、中速暖機、3000r/min定速、自動同期等待機組併網。併網後，自動帶初負荷。

⑵操作員自動方式

由操作員設定目標轉速、變速率、保持、行進等參數，實現機組的衝轉、暖機、自動過臨界、3000r/min定速、同期等功能。併網後由操作員選定目標負荷、變負荷率等，進行升降負荷控制。

⑶手動方式

由操作員根據機組狀態，設置目標轉速和升速率，控制汽輪機的升速暖機。但在臨界轉速區，將自動越過，以保證機組安全。

以上運行方式均可實現無擾切換，方便操作員靈活選擇。

3.3超速保護及超速試驗

⑴DEH具有超速保護功能。當機組與電網解列並出現超速時，DEH首先按一定比例關小調門或快關調門2秒，抑制轉速飛升。速度小於3060r/min，恢復轉速控制，維持機組3000r/min定速；如轉速繼續飛升達到110%時，DEH輸出停機指令，自動停機危急遮斷控制系統（AST）電磁閥動作使機組跳閘以保證安全。

⑵DEH具有控制機組完成超速試驗功能。啟動該功能,可以依次做103％，110％和機械超速試驗，輸入目標轉速，汽輪機開始升速，完成超速試驗。

⑶機械超速試驗時，DEH將保護定值設定到112％即3360r/min，保證機械超速時，電超速作後備保護，如機械超速保護未動而轉速達到3360r/min時，DEH輸出停機指令，AST電磁閥動作使機組跳閘並記錄最高轉速。

3.4功率自動控制

⑴功率自動控制是DEH的核心，用來對機組進行各種變工況調節。由操作員設定功率目標並可進行「加/減」操作。

⑵手動方式下，由操作人員操作閥門「增、減」直接控制功率升降。DEH系統出現故障時，系統自動切換到手動，用DEH後備硬手操盤操作閥門「增、減」鍵，通過伺服卡來控制閥門開度，維持機組運行。

3.5抽汽控制

⑴抽汽閥控:DEH可實現抽汽壓力閥控，通過設置目標閥位和閥位變化率或按「增、減」按鈕改變抽汽閥位，調整抽汽壓力。

⑵抽汽壓控:DEH可實現抽汽壓力自動控制，抽汽投入後可實現抽壓力PID調節，控制目標抽汽壓力及壓變率。

3.6機爐電協調控制及自動停機保護

⑴實現機爐協調，自動控制負荷。允許電氣控負荷，DEH能夠接受「增、減」負荷信號,控制「增、減」負荷。

⑵當機組發生異外,DEH系統將與原DCS系統（ETS功能）通信,執行自動停機保護。

3.7DEH系統改造可同時擴增下述控制特性

⑴主汽壓力保護、高負荷限制、閥位限制保護、抽汽壓力高保護、真空限制保護等。

⑵同期與併網、初負荷、負荷限制及自動減負荷功能等。

以上控制特性通過DEH控制系統與原DCS控制系統通信，進一步組態，使改進後新系統趨於完美。

5.結論

淮鋼25MW汽輪機組實施DEH改進可充分利用計算機的複雜算法實現功率、抽汽壓力等優化控制。DEH系統採集信號，運算並發出閥位信號，由DDV閥將電信號轉換成液壓信號，控制油動機增大或減小汽輪機的功率，而使抽汽量不受影響；% K9 {1 f$ R3 l) i當抽汽量變化時，抽汽壓力改變，DEH系統運算並發出閥位信號，經DDV閥調節油動機，穩定汽輪機的功率。

淮鋼焦爐用蒸汽供焦爐生產和蒸汽制冷機用，其中四臺蒸汽制冷機因溫度變化而啟停，蒸汽用量變化較大，隨時波動。DEH改造有利於穩定機組運行，穩定發電量，大幅度提高實際功效，改善目前通過操作員觀察抽汽壓力開關抽汽電動閥跟蹤運行的不穩定狀況。

（本文選編自《電氣技術》，原文標題為「淮鋼25MW機組電液控制改造可行性分析」，作者為莊昆。）

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