1、 汽轮机控制系统（DEH）设计及操作使用说明上海汽轮机有限公司1 300MW 机组 DEH 系统说明书DEH 系统使用的是西屋公司的 OVATION 型集散控制系统。其先进性在于分散的结构和基于微处理器的控制，这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。100MB 带宽的高速以太网的高速公路通讯使各个控制器之间相互隔离，又可以通过它来相互联系，可以说是整套系统的一个核心。系统的主要构成包括：工程师站、操作员站、控制器等。、 DEH 系统功能汽轮机组采用由纯电调和液压伺服系统组成的数字式电液控制系统(DEH)，提供了以下几种运行方式： 操作员自 动控制 汽轮机自启 动 自同
2、期运行 DCS 远 控运行2 手动控制通过这几种运行方式，可以实现汽轮机控制的基本功能如转速控制、功率控制、抽汽控制功能。1、 基本控制功能工程师站和操作员站的画面是主机控制接口，它是用来传递指令给汽轮机和获得运行所需的资料。打开 CUSTOM GRAPHIC 窗口，运行人员可以用鼠标点击对应的键来调出相应的图像。也可以打开DATA ANALYSIS AND MAINTINANCE 窗口，选用OPERATOR STATION PROGRAMS 按钮，在 OPERATOR STATION PROGRAMS 菜单上选用 DIAGRAM DISPLAY 按钮，在 DISPLAY DIAGRAM 菜单
3、上选用所需的图号，再按 DISPLAY按钮，就能调出所需的图形。1.1 基本系统图像所有基本系统图像将机组运行的重要资料提供给运行人员。屏幕分成不同的区域，包括一般信息，页面特定信息。1.2 一般信息3 1.2.1 控制方式用来表示机组目前所有的控制方式。这些方式分操作员自动、汽轮机自动控制、遥控、以及手 动同步和自动同步。1.2.2 旁路方式DEH 提供一个旁路接口，可以 调节再热调节汽阀，以便与外部的旁路控制器相配。运行人员可根据实际情况选择带旁路运行方式和不带旁路运行方式。1.2.3 控制设定主要显示实际值、设定值 、目标值和速率。实际值、运行机组的实际转速或负荷将被显示，数据被调整为整
4、数。设定值显示在系统目标变化过程中当前所要达到的目标值。速率显示设定值向目标值变化的快慢。目标值显示转速或负荷变化最终要求的目标。当设定值向目标值变化时，为了指示变化在运行中，HOLD（保持）将变成 GO（运行）。当设定值等于目标值时，设定值旁边将没有信号。1.2.4 反馈状态表示机组反馈回路的当时状态。例：功率反馈回路在使用，则显示 MEGAWATT LOOP IN（功率回路投入），如功率回路没有投入，将显示 MEGAWATT LOOP OUT（功率回路切除）。 1.2.5 阀门 方式 说明机组正在运行的 阀门方式。如主汽阀控制（THROTTLE VALVE）或高压调节阀控制（ GOVERN
5、ER VALVE）或再热调节阀控制（INTERCEPT VALVE）。还显示主汽阀调节汽阀转换（TVGV XFER IN PROGRESS）。阀门试验状态（VALVE TEST IN PROCESS）。再热调节汽阀切换到主汽阀和中压调节阀联合控制。另外，提供单阀/顺序阀切换功能。1.2.7 限制设定显示当前各限制器投入状态和限制值。在限制的页面上，任一限制所起作用时，相应的报警信息将在屏幕上出现。包括阀门位置限制、高负荷限制、低负荷限制和运行人员可调整的主蒸汽压力限制等。1.2.8 运行数据实际 的汽机转速、功率、主蒸汽压力、升速率和升4 负荷率、阀位控制方式等显示在屏幕下方。1.2.9 信息
6、除了屏幕信息外，各种不同的信息在一定条件下也会在主屏幕显示，这些信息是：机组遮断（TURBINE TRIP）、机组挂闸（TURBINE LATCH）、机组并网（BRAKER CLOSED）、机 组解列（BRAKER OPENED）。快速减负荷（RUNBACK）在运行中，每当三个快速减负荷接点中一个闭合， RUNBACK IN PROGRESS（快速减负荷在运行中）信息将出现在屏幕中央。保持系统动作电超速保护（103% ）快关或甩负荷预测功率任一种动作时，PROTECTION SYS OPER（保护 系统动作）将在屏幕中央 显示。2 页面说明2.1 机组总貌该页面使操作人员得到下面任一个控制图像
7、（方法：用鼠标点击要进入的子菜单功能键，弹开小窗口）。a 控制方式（ CONTROL MODE）b 旁路方式（BYPASS MODE）c 控制设定 值（CONTROL SETPOINT）e 反馈状态选择 （LOOP MODE）f 阀门 方式（VALVE MODE）g 设定限制器（LIMITER ）2.2 控制方式该窗口允许运行人员改变机组的运行控制方式。为了投入或切除一个运行方式，运行人员必须将鼠标移到所要求的按钮，点击进行确认，然后按 IN SERVICE 把该回路投入，或者按 OUT SERVICE 把此回路切除。提供给运行人员的基本方式是：（1） OPER AUTO（操作人员自动）5 O
8、PER AUTO 是电厂运行人员对汽轮发电机的主要控制方式。在OPER AUTO 中，运行人员可得到 DEH 控制器所有的功能， 这些功能是：a 在大范围速度控制区域，建立汽轮发电机组的加速度和目标转速；b 实行从再热调节 汽阀到主汽阀/再热调节汽阀转换和主汽阀到调节汽阀的转换；c 在机 组 同步并网后，建立负荷变化率和目标负荷；d 投入或切除压力反馈回路和功率反馈回路；e 确定在线 运行的极限。如果运行人员在子菜单上选择手动方式（即退出操作员自动方式），或者是其它种种原因，系统转到手动方式，则 OPER AUTO 被自动 切除，但是若选择 ATC、遥控、自动 同期等时则不退出操作员自动方式，
9、只是更改指令来源。（2）ATC（自动汽机控制）ATC 控制方式将不用操作员操作，自动地将机组从盘车转速带到同步转速，由操作员完成并网；并网后，操作员给出目标负荷，系统自动增、减 负荷。 ATC 不仅可以作为一个控制器而且可作为操作指导。即使操作员不选择 ATC，所有的保护逻辑仍在运行，以提供有关的监视信息及建议。（3）REMOTE（遥控）REMOTE 在这一控制方式下，DEH 的 TARGET 和 SETPOINT6 是遥控系统输入信号来调整，这输入信号是从高速公路上接收而来。选择遥控方式，必须满足下述条件：a 必须在操作 员自动 方式；b 发电机必须是并网带负荷；c 遥控信号必 须有效；d
10、遥控允许接点必须闭合；e 操作人员选择进 入 该方式。REMOTE 方式运行期间，不允许运行人员输入 TARGET 或RATE。运行人员可以选择把遥控切换到操作员自动方式。如果控制系统已转到 TURBINE MANUAL 时，遥控方式将自动被切除。当发电机开关主断路器打开，或遥控信号无效时，控制器也回复到 OPER AUTO。（4）AUTO SYNC（自动同步）AUTO SYNC 是一种遥控控制方式，在这种方式中遥控自动同步器用升高和下降接点输入的方法调整设定值，使汽轮发电机机组达到同步转速，以便机组并网。为了选择遥控方式，必须满足下面条件。a 控制系统 必须是在操作 员自动或 ATC 方式下
11、；b 汽轮机转速必须受调节汽阀控制；c 发电机油开关必 须 打开（机组在转速控制状态）；d 遥控自动同步器允许接点必须闭合；e 操作人员选择进 入 该方式。AUTO SYNC 方式运行人 员不能改变目标值 或速率值。如果控制系统被转换到手动，或遥控自动同步许可的接点打开，发电机油开关闭合，则 AUTO SYNC 方式被切除。在后述两种情况中，控制器回复7 到 OPER AUTO 方式。（5）MANUAL SYNC（手 动同步）条件和自动同步一样，只是操作人员直接按 RAISE 或 LOWER键来改变目标值。2.3 旁路方式操作人员可以选择不带旁路运行方式或带旁路运行方式。为了投入或切除旁路，运
12、行人员必须将鼠标移到“BYPASS INTERFACE”按钮，点击进行确认，然后按 IN SERVICE 把该回路投入，或者按 DUT SERVICE 把此回路切除。（1）不带旁路运行方式即 BYPASS OFF 运行方式，这是最为常用的一种运行方式。在 这种方式下，转速及负荷由主汽门（阀切换前）或高调门（阀切换后及带负荷阶段）控制；IV 在挂闸后保持全开，不参与控制，只在保护时动作。（2）带旁路运行方式即 BYPASS ON 运行方式，这是一种在热态时 可选的运行方式，这种方式下 IV 参与转速及负荷的控制，并在大约 35%-40%时全开。两种运行方式的切换必须在跳机状态下或中调门全开后才可
13、以进行。2.4 CONTROL SETPOINT（控制设定值）运行人员输入要求的转8 速或负荷目标值，以及设定值变化率。在 OPR AUTO 时，任何时候运行人员都能够输入。输入目标值和速率的步骤如下：（1）把光标置于目标值上面的输入区上；（2）在标准键盘上用数字键输入要求的目标值；（3）如果在目标值区输入的数字是对的，按 ENTER 按钮进行确认，一旦数值被确认，它就从输入区转到下部的目标区上；（4）如果在步骤（3）中看到的数字不满足要求，运行人员可以返回到开始输入区上，输入一个新值；（5）如果运行人员不想改变当时的目标值，那么运行人员就可以采取关闭子窗口或调用其它图像的方法，从屏幕上移去控
14、制设定值图像。下一次调用控制设定值图像时，就没有数字保留在目标或速率的输入区上，只要不点 ENTER，这是一种不要原来输入值的方法；（6）当点了“ENTER”按钮后，如果新的目标与目前的设定值不同时， HOLD 信息告诉运行人员，系 统已准备 好，从目前设定值以显示的变化率到新的目标值；（7）如果在步骤（6）中观察到的速率不是要求的变化率，则可以输入一个新值。不管机组是在运行还是在保持，在任何时候均可以输入新的变化率。一个新的变化率是在运行期间被输入，则将继续，不会中断，它是以一个新的变化率变化的；9 （8）用数字键输入要求的变化率，通常中有效数字开头，在主屏幕上的 RATE 显示区只显示整数
15、；（9）如果输入的 RATE 为要求的值，按 ENTER 键，在输入区下侧的 RATE 区会 显示进入到系统的数字；（10）只要“ENTER”键没有按，同步骤（4）和（5）那样改变或取消输入速率，同样有效。（11）运行人员现在可以按“GO”键启动达到目标。这图像将出现在子屏幕上，并且允许运行人员通过“GO” 功能键来实现启动，或者“HOLD”功能 键来实现 保持；（12）启动后，在 SETPOINT 旁边的 HOLD 信息会 变成 GO，这GO 将一直出现在设定 值等于目标值，或者由运行人员或一些外部的系统建立 HOLD 为止；注意：输入一个变化就绪时，系统不接受正负号。系统根据目标值与设定值
16、之间的差值自动调整是加速还是减速。系统软件设置成限制最大速率和负荷的变化率最大负荷变化率是 400MW/min，最大转速变化率为 800rpm/min。可输入的最大转速是 3450rpm,最大负荷是 325MW，输入的目标转速在任何一个叶片共振范围内时，该输入将不会被接受，同时INUVL ID ENTRY（无效 输入）信息将出现在屏幕上 闪烁。输入不被接受信息一直保持，直到有一个有效的输入或操作人员选择了另一个图像页面。（14）当控制设定图像被调出，并且光标在该子画面上时，运行人员可以在任何时候，通过按“HOLD”来保持。注意：10 在保持汽机转速之前，要检查该转速不应落入本台机组的转速共振区
17、里。我们推荐运行人员应了解和应用 HOLD 功能，HOLD 主要用于汽轮发电机在加速或加载时候，电厂地任何地方可能出现的偶然事件。这些偶然事件，可能要求设定值停在目前的数值上，或者在某些情况下，要求减速和减载。在任何一种情况下，运行人员都应该用 HOLD功能，使设 定值立即停止。在这个图像的左上角显示 ATC 变化率，供运行人员参考。如果是 ATC 控制， 则是 ATC 要选择的变化率。2.5 反馈状态显示该页面允许行动人员投入或切除各个反馈回路。为了投入或切除一个回路，运行人员必须将鼠标移到所要求的按钮，点击进行确认，然后按 IN 把该回路投入，或者按 DUT 把此回路切除。回路的投入或切除
18、是一个无扰动切换过程，在转换的瞬间重新计算设定值，从而保持实际的值不变，来实现无扰动切换。 这就是 为什么当运行人员把 MW 回路投入或切除时，发现 SETPOIUT（设定值）会变化的原因。如果升、降正在进行中，则回路投入或切除也同样会导致 HOLD（保持），此时，运行人员可以重新输入要求的目标值，并再次启动（见控制方式页面）。11 负荷控制中，IMP 和 MW 反馈回路切除后， 实际只投一个频率反馈回路，在 这种运行方式下，该回路是一个有差调节回路。因此，实际MW 和 TARGET 有一定的偏差，进口压力偏离额定压力越多，则偏差也越大。IMP 回路是快速动作回路；MW 回路是相 对缓慢动作的
19、回路，但是一个无差回路，因此，实际 MW 和 TARGET 值是一致的。2.7 VALVE MODE（阀门方式）这页面使运行人员可以选择机组运行控制阀方式，运行人员可以选择从主汽阀向调节汽阀切换，可以进行单阀/顺序阀切换，阀门状态在该页面区显示。（1）主汽阀调节汽阀的转换是一个单方向的转换，机组从主汽阀切换到调节汽阀后，运行人员就不能再切换到主汽阀控制。（2）当机组达到推荐的转换转速时，运行人员进行了主汽阀/调节汽阀切换操作，切换在进行中信息“TV-GV XFER IN PROGRESS”将在所有图像区域出现，TV/GV 进行切换时，调节 汽阀从全开移向全关位置，调节汽阀将在短时间内保持关闭，
20、直到汽机转速有所下降，说明调节汽阀已在控制转速，同时主汽阀向全开位置移动，由调节汽阀控制转速在设定目标值位置。2.8 限制器设定运行人员投入或切除限制器以及显示和改变限制值的页面，本节中所讨论的限制器器仅当机组不在手动方式运行时有效。此页面控制的限制器是：12 （1）阀门位置限制（VPL）VPL 是调节汽阀阀位的限制，以满行程的百分比来表示，每次机组遮断时 VPL 被复置到零位，因此，机组挂闸后，应选 VALVE POSITION 按钮，再按 IN 键，使其从 OUT 变为 IN，则阀位就开始上升直到 100%。（2）高负荷限制（HLL）HLL 用来限制负荷的最大设定值。在HIGH LOAD
21、键右侧的输入框中输入限制值，按 ENTER 键，运行人员可以改变限制值，按HIGH LOAD 键后，再按 IN 按钮，使 OUT 变为 IN，则高负荷限制功能变投入使用。机组在负荷控制时，才能投高负荷限制。当负荷增加时，设定值将增加，一直到达 HLL 值（HLL 已投入），这时增加被停止，并出现限制器限制的信息，如果限制器被切除，则信息将消失。增加将不再继续，要继续增加负荷，运行人员可以按“GO”键，运行人员不能 输入一个比予先确定的最大值还要高的 HLL值（约为 120%额定负荷值）。最小值是零或是做 负荷限制值（低负荷限制的投入时），不满足这些条件将产生一个闪烁的 INVALID ENTR
22、Y 信息，如果当时的设定值比投入的 HLL 值大，则 INVALID ENTRY 信息也将出现。13 （3）低负荷限制（LLL）LLL 是用来限制最小设定值，LLL 的送入，选择和投入，切除同 HLL。（4）可调整的主蒸汽压力限制（TPL）TPL 是用来限制最低主蒸汽压力的。A 投主蒸汽压力限制器应满足下列条件：a 汽机在负 荷控制，DEH 在自动方式下运行；b 实际主蒸汽压力，要大于运行人员设定的限制压力；c 主蒸汽压 力传感器没有故障；d 遥控主蒸汽压力限制器未投入。B 控制方式转换（自动切到手动）将引起 TPL 退出。C TPL 设定后投入，任何原因使主蒸汽压力降到低于设定值时，将引起基
23、准值降低，从而使负荷降低直到主蒸汽压力恢复到设定点以上为止，调节阀最多降到 20%流量的位置。注意：主蒸汽压力传感器的故障，将使所有蒸汽压力控制器退出，并且阻止 TPL 重新投入系统，任何限制器当时的状 态（投入、退出或限制）无论何时都在本页面的 STATUS 内显示，LMT 是用来说明此时回路正在起限制作用。2.9 进汽阀门试验汽轮机所有进汽阀门的活动试验只有在机组带负荷(负荷稳定) ，单阀控制和高压旁路阀、低压旁路阀都关闭时进行。两侧阀门不能同时试验。（1）主汽阀试验试验时负荷一般设在 60%左右14 额定负荷。单击“TV 1”窗口， 调出 TV1 VALVE TEST 子页面，再单击TE
24、ST 功能键，TV1 一侧的GV1、GV3、GV5 慢慢关下，而另一侧 GV2、GV4、GV6 慢慢增加（使负荷维持基本不变）。GV 1 和GV3、GV5 关到底后，延迟 2 秒，TV1 迅速关闭，马上全开，再单击CANCEL 功能键 GV1 和 GV3、GV5 慢慢恢复到原来开度， GV2 和GV4、GV6 也慢慢恢复到原来开度，TV 2试验和 TV1 相同。（2）调节汽阀试验单击 GV1GV 6 中任一个，调出对应的子页面，单击 TEST 功能键， 对应的 GV 就关下，单击 CANCEL 功能键，阀门 GV 就打开。（4）再热主汽门和再热调门试验单击再热主汽门 RSV1调出对应的子页面，
25、单击 TEST 功能键，则 IV1 先关下，然后 RSV1 关下，延迟2 秒后，RSV 1 再打开，再 单击CANCEL 功能键，IV 1 打开，RSV 2 和IV2试验方法和 RSV1 和 IV1试验方法相同。15 3 抽汽控制抽汽控制是通过调节连通管调节阀和抽汽调节阀来控制的。它分为连通管压力控制和抽汽压力控制两部分。连通管压力控制是通过调节连通管压力调节阀（CV）的开度来控制进入低压缸的蒸汽流量，从而控制中压排汽压力，以防止中压排汽压力过低而引起中压缸过热。抽汽压力的控制是通过调节抽汽阀（EV）的开度来完成的。当机组在纯凝汽工况运行时，连通管控制阀全开，抽汽控制阀全关。如要投入抽汽工况运
26、行，则必须先投入连通管压力控制，保证中压缸排汽压力不低于设定值，然后再投入抽汽压力控制。按照抽汽工况图，当电负荷大于某定值时，方可投入抽汽。 当 OPC 动作或停机时 ，连通管阀门会关闭。在连通管阀门全关时，仍有一定的流量流过连通管阀门，以保证低压缸的冷却流量。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，运行人员可以按画面上的升或降按钮来操纵调节汽阀、连通管阀门以及低压抽汽阀 E1V，E2V。如果在手动方式，运行人员不能选择抽汽方式，只有在恢复到自动方式，运行人员才能选择抽汽方式。二机组运行说明16 以下运行步骤均为 DEH 处于操作员自动运行方式1 转速控制（不带旁路方式）1.1 进入 OA 控制a 确认汽机在 OA 方式b 汽机挂闸c GV RSV IV 开足1.2 升转速a 输入速率，800 及9.28kg/cm2,当转速3000，IV 开，GV 仍关e 冷再热压 力8.44kg/cm2f GV 控制 转速
