探析汽轮机数字电液控制DEH系统

刘建刚 孙怀彬 阮玲辉 陈龙明

摘 要：随着科学技术的不断发展，汽轮机发电机组的控制系统也在不断地优化升级，汽轮机的结构也更加的复杂，需要功能强，性能广的新型汽轮机控制系统。DEH系统运用数字化电液控制技术，能够有效地调解汽轮发电机组的转速和功率，进而满足电网的供电需求。基于此，本文分析了热控设备常见故障和处理方法，并从运行控制、仿真控制以及DEH保护功能三个方面探究DEH主要功能，以供相关人员参考。

关键词：汽轮机;数字电液;DEH系统

目前，汽轮机发电机组配备的控制系统逐渐转向数字电液控制系统，数字电液控制DEH系统主要的运行任务是对汽轮发电机组的转速以及功率进行调节，DEH系统主要控制的对象是汽轮机的进气阀门，能够更好地提升蒸汽的参数以及机组的容量更好地满足电网的需求。在20世纪中叶以电液控制的汽轮机被引用到火电厂中，随着时代的发展，逐渐由液压技术为主的电子控制系统升级为数字式电液控制系统（DEH），现阶段DEH系统已经被广泛地应用到各种大型汽轮发电机组上。

一、热控设备常见故障分析与处理

（一）EH油温升高的原因及处理

现象：当EH油温上升到55℃时，需要联合开启EH油循环泵。当油温长时间处于60℃时，就会升高EH油的酸值，进而使EH油的质量受到影响。产生的原因主要有以下四点：1.冷却器的冷却效果下降;2.EH油减温水调门并没有处于正常的工作状态;3.溢流阀开得过大致使出现溢流现象;4.冷却水的温度过高。处理方法：1.需要安排机务人员及时对冷却器进行维修;2.EH油减温水调门调节线性度进行重新分析，是否状态良好。可以调解该阀门的PID参数，并对阀门调节的质量进行优化;3.需要安排机务人员对溢流阀的开度进行重新调整或者是重新安装一个阀门;4.重新调解冷却水的温度，并加强控制。

（二）EH油压低产生的原因及处理

现象：当一台EH油泵处于运行状态时，EH母管油压会在11.2Mpa以下，并延时3秒，联合启動备用的EH油泵，这时EH母管油压会低于11.8Mpa，进而导致EH母管油压低而报警。产生原因：当汽轮发电机在跳闸的状态下时，阀门的指令与反馈就会出现一定的负偏差，即偏差大于4%，就会造成伺服阀内漏的情况，高压油至回油的截止阀也会出现内流大的情况，处理方法：1.需要机务人员现场对GV、IV、TV阀门回油管的温度进行检查，倘若相应阀门回油管的温度偏高，那么就表示该阀门的伺服阀存在内漏的情况。因此，需要及时关闭该阀门的油动机高压进油手动门，这时EH油压就会上升，这时的EH油压会比11.8MPa要高。机务人员在完成挂闸汽轮发电机挂闸后，需要手动操作油动机高压进油手动门将其关闭，热工人员再整定阀门。为进一步确保汽轮发电机跳闸后，阀门能够保持严密性的效果，需要在逻辑上将阀门指令由“0”改为“-3”。2.需要将高压油至回油的截止阀关严。

二、DEH主要功能

（一）运行控制

一般情况下，运行控制主要包含转速控制、汽机复位、电功率控制回路等。

1.功率控制回路

功率控制回路主要是通过对机组进行各种变工况的调节，DEH系统会依照机务人员设定好的负荷变化率与负荷目标值减少或者是增加机组的负荷，该回路能够与阀位控制回路以及后备手动操作进行无缝切换。在电气的控制室中，能够对负荷目标值或阀位给定值进行“加/减”的操控，而控制权的切换主要需要在汽机的控制室中进行，在电气控制室中，需要增加具备“控制允许/控制禁止”的指示灯以及“负荷目标值/阀位”的指示表。当汽轮机发电机组进行并网前，在上述的“加/减”操作主要为实现动期的“加/减”的操作准备，当处于手动操作状态下，需要由操作人员操作阀门中的“增、减”键直接对负荷的升高和降低进行控制。当DEH系统存在故障时，系统就会自动切换到后备硬手操盘中，并操作阀门中的“增”、“减”键，并利用伺服卡来控制气阀的开度值，进一步确保汽轮机发电机组的正常运行。

2.转速控制回路

转速控制回路作为DEH的基本控制功能，主要能够实现对目标转速的控制，转速信号会通过现场信号3选2获得，当汽轮机挂闸后，可以利用程序控制启动方式，提高升速率或者是由操作员设置目标的转速等方式，帮助高、低压调节汽门联合控制汽轮机完成低速暖机、过临界转速、3000r/min定速以及自动同期并网。并且在升速过程中，汽轮机发电机组也能够快速的通过预置的临界转速。

（二）仿真控制

模拟仿真运行控制能够在离线状态下对汽轮机进行现场挂闸开自动主汽门（实际动作）、升速（模拟仿真）、开启调节汽门（实际动作）、超速限制实验（模拟仿真）、切换运行控制方式等各类故障的试验，进而通过试验个更好的在开机前做好相应的控制策略的测试以及项目的检查和验收等工作。

（三）DEH保护功能

DEH保护功能主要分为超速保护和DEH自诊断保护功能，具体分析如下：

1.超速保护

在进行DEH系统的超速保护时，要严格按照现场的实际情况，DEH系统主要设置了转速超102%（3060r/min），或109%（3270r/min），超112%（3360r/min）以及机械危急遮断器超速等保护的功能，当转速高于3060r/min时，DEH就会立刻按OPC电磁阀，并且会在第一时间按照一定的比例关闭阀门，从而达到阻碍转速快速提升的作用。当速度低于3000r/min以后，就会恢复到平稳状态，此时的机组转速就会维持在3000r/min;倘若转速继续升高到达110%时，DEH就会发出指令，使AST电磁阀动作能够同时连跳OPC电磁阀，进而确保汽轮机发电机组的安全运行。不仅如此，DEH也自带控制机组完成超速试验的功能，当机组的转速定速后，还需要进行超速试验，这时可以操作命令“超速试验”启动该项功能，接着以此按照转速102%（3060r/min）， 109%（3270r/min）以及机械危急遮断器进行试验，输入目标转速后汽轮机会开始进入升速状态，进一步完成超速试验。此外，当机组在进行危急遮断器超速试验时，DEH系统也会将测速卡的定值设置到112%即3360r/min，也会屏蔽110%的保护功能，这样一来，能够有效的确保机械超速试验的开展。

2.DEH自诊断保护功能

DEH工作站会与DCS系统进行整合，因此，可以利用与DCS其他控制站中的通讯功能在最短的时间内将模板级、通道级信号的状态检测出来，并利用逻辑判断功能检查操作人员的操作命令，防止出现误操作的情况，特别是当汽轮机发电机组处于启动或者升速状态时，必须要对机组真空、主汽压力以及上下缸壁温差等信号进行仔细的核对。

结论

总的来说，汽轮机控制系统与汽轮机的运行控制，仿真控制以及DEH保护功能有着密切的关联，汽轮机控制系统需要由汽轮机厂负责相关的设计，并与主机配套进行配套。通过对热控设备常见故障进行分析，需要重视汽轮机发电机组存在的问题原因，从而进一步优化DEH系统。

参考文献：

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