《電子技術(shù)應(yīng)用》
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和利時電液油動機在200MW汽輪機中的應(yīng)用
摘要: 200MW汽輪機200MW汽輪機為我國早期開發(fā)的超高壓中間再熱凝汽式汽輪機,設(shè)計于60年代,主要生產(chǎn)廠家為哈汽、東汽和北重,采用機械液壓式或全液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng),除調(diào)速器和調(diào)速器滑閥外,三廠產(chǎn)品調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本相同。
Abstract:
Key words :

  一、200MW汽輪機
   200MW汽輪機為我國早期開發(fā)的超高壓中間再熱凝汽式汽輪機,設(shè)計于60年代,主要生產(chǎn)廠家為哈汽、東汽和北重,采用機械液壓式或全液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng),除調(diào)速器和調(diào)速器滑閥外,三廠產(chǎn)品調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本相同。
   二、改造方案簡述
   本改造方案為全功能改造的低壓透平油純電調(diào)控制方案,是一種優(yōu)化設(shè)計方案。
   2.1 設(shè)計原則
   1) 將高壓抗燃油純電調(diào)的設(shè)計思想全面引用到本方案。
   2) 采用本公司的成熟技術(shù),特別是專利技術(shù)。
   2.2 效果
   1)新系統(tǒng)可以完全排除原液壓系統(tǒng)存在的問題和缺陷,優(yōu)化控制系統(tǒng)性能。
   2) 簡化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)易于調(diào)試,調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的不定因素被減到最小。
   3) 提高了控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化水平,便于制造,便于維護(hù)。
   4) 功能配置接近高壓抗燃油純電調(diào)的水平。
   2.3 特點
   1) 低壓透平油純電調(diào)
   2) DDV閥應(yīng)用
   3) 每個油動機配一個DDV閥
   4) 調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)全面改造
   5) 應(yīng)用MACS系統(tǒng),與DCS一體化設(shè)計
    ■ 硬件一體化
    ■ 系統(tǒng)軟件一體化
    ■ 控制策略一體化
   2.4 改造要點
   1) 高、中壓油動機共3只,每只配套一只DDV閥集成塊,構(gòu)成電液油動機,可直接接受DEH控制器來的電氣信號,實現(xiàn)正常調(diào)節(jié),快關(guān)控制和遮斷控制。電液油動機技術(shù)為和利時公司專利技術(shù),專利號為ZL 00 2 54529.2。
   2) 高、中壓自動關(guān)閉器共4只,每只配套一只電磁閥,構(gòu)成電液自關(guān)器,能直接接受DEH控制器來的電氣信號,實現(xiàn)正常開、關(guān)、活動試驗和遮斷控制。結(jié)構(gòu)上,四只電磁閥組成一只集成塊。
   3) 按照高壓抗燃油純電調(diào)的設(shè)計思想對液壓保安系統(tǒng)進(jìn)行改造,使其可以接受DEH控制器來的電氣邏輯信號,實現(xiàn)遠(yuǎn)方掛閘、開主汽門、閥門活動試驗,噴油試驗,超速試驗和閥門嚴(yán)密性試驗等操作。使機組的啟動、運行操作完全可以在操作員站上完成,不需要現(xiàn)場人員操作幫助。
   4) 采用和利時公司的MACS大型分布式控制系統(tǒng),構(gòu)成DEH控制器,實現(xiàn)全功能DEH控制策略。DEH與DCS為一體化設(shè)計,DEH為DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的一個站,與DCS實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,資源共享。
   操作員站和工程師站與DCS共用。
   三、關(guān)于閥門管理
   200MW汽輪機的凸輪配汽機構(gòu),為混合調(diào)節(jié),固定管理模式,其特征如下:
   1) 低負(fù)荷階段為1#、2#閥同步開啟,為節(jié)流調(diào)節(jié)方式。在額定參數(shù)的情況下,當(dāng)1#、2#調(diào)節(jié)閥開足時,機組負(fù)荷約為60%。
   2) 在高負(fù)荷階段,即1#、2#閥接近開足后,為3#、4#閥順序開啟,為噴咀調(diào)節(jié)方式。當(dāng)機組定壓運行時,變負(fù)荷范圍主要落在這一階段,3#、4#閥順序開啟保證了變負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性。
   3) 因此,混合調(diào)節(jié)方式將節(jié)流閥節(jié)與噴咀調(diào)節(jié)有機地結(jié)合在一起,具備了節(jié)流和噴咀調(diào)節(jié)的優(yōu)點。兩種調(diào)節(jié)方式自然過渡,不需其他切換控制手段,因而可以看作是一種固定模式的閥門管理。
   4) 高壓抗燃油純電調(diào)的閥門管理模式為:低負(fù)荷階段為1#~4#閥同步開啟,為節(jié)流調(diào)節(jié);高負(fù)荷階段轉(zhuǎn)換為1#、2#閥接近開足后,3#、4#順序開啟,為噴咀調(diào)節(jié)。兩種調(diào)節(jié)方式的轉(zhuǎn)換由閥門管理軟件來完成。實際上該軟件仍是參考200MW汽輪機凸輪配汽機構(gòu)特性設(shè)計的。
   閥門管理的最終目的,是要解決啟動過程中均熱過程快速性和運行過程中部分負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性問題,凸輪配汽機構(gòu)已經(jīng)很好地解決了這個問題。不必再為追求可變模式閥門管理而選用高壓抗燃油系統(tǒng)。
   四、DEH控制器
   4.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成
   本方案DEH控制器采用和利時公司MACS大型分布式控制系統(tǒng)構(gòu)成,與DCS一體化設(shè)計。
   4.2 控制器的主要功能
   1)自動掛閘
   2)遙控開主汽門
   3)自動升速控制
   4)自動同期(接受自同期裝置信號)
   5)并網(wǎng),帶初負(fù)荷
   6)升負(fù)荷控制
   7)閥控方式
   8)功控方式
   9)壓控方式
   10)CCS方式
   11)一次調(diào)頻管理
   12)甩負(fù)荷控制
   13)負(fù)荷限制與閥位限制
   14)主汽壓力限制
   15)快卸負(fù)荷
   16)假并網(wǎng)試驗
   17)超速試驗
   18)閥門活動試驗
   19)閥門嚴(yán)密性試驗
   20)遮斷系統(tǒng)試驗
   21)噴油試驗
   22)緊急手動
   23)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視
  
   五、可靠性設(shè)計
   5.1 可靠性設(shè)計原則
   控制系統(tǒng)設(shè)計遵循國際電工委員會(IEC)汽輪機規(guī)范規(guī)定的“失效保護(hù)”和“安全自鎖”原則,對可能發(fā)生的誤操作有防范措施,失去動力源時,機組能安全停機。
   計算機系統(tǒng)的可靠性,由MACS系統(tǒng)的可靠性設(shè)計予以保證。
  
   5.2 可靠性設(shè)計措施
     1)冗余設(shè)計
   2) 電液油動機集成塊的設(shè)計,保證DDV閥失電時,油動機自動全關(guān)
   3) DDV閥的應(yīng)用,保證系統(tǒng)具有很好的抗污梁能力,提高了液壓系統(tǒng)可靠性
   4) 測功信號采用數(shù)值濾波,能有效防止電網(wǎng)負(fù)荷擾動引起的反調(diào)
   5) 邏輯控制回路設(shè)計采取了互鎖措施,可以防止誤操作,防止轉(zhuǎn)子意外沖轉(zhuǎn)
   六、改造效果
   按本方案進(jìn)行的低壓透平油純電調(diào)改造,為全功能改造。經(jīng)過改造,控制系統(tǒng)的可靠性大大提高,其功能配置和自動化水平可達(dá)到高壓抗燃油純電調(diào)的水平。
   高、中壓電液油動機,能獨立定位,線性好,完全解決了原來的油動機同步調(diào)整困難,線性差,漂移等問題。
   高、中壓電液自關(guān)器、開、關(guān)控制準(zhǔn)確,活動試驗準(zhǔn)確可靠,并實現(xiàn)遠(yuǎn)方自動操作。
   保安系統(tǒng)的改造實現(xiàn)遠(yuǎn)方自動掛閘、開主汽門、遮斷控制;電液互為冗余的超速保護(hù)系統(tǒng)大大提高了機組的安全可靠性。
   可按預(yù)定順序自動完成噴油試驗,超速試驗,汽門嚴(yán)密性試驗等操作,所有操作準(zhǔn)確可靠。
   除緊急手動停機外,所有操作都在操作員站完成,操作結(jié)果在操作員站作出相應(yīng)的顯示,完全不需要現(xiàn)場操作配合。
   由于與DCS為一體化設(shè)計,在DCS中任何一臺操作員站均可監(jiān)視整臺機組的運行情況,和對DEH實施操作。

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