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1、一、汽轮机的调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）第1页/共45页国产100MW及以下机组都是采用液压调节系统。国产200MW机配备有液压调节系统和功率-频率电液调节系统，二者可互相切换。国产300MW、600MW大型汽轮机都普遍采用数字电液调节系统。一、汽轮机的调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）第2页/共45页一、汽轮机的调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）第3页/共45页一、汽轮机的
2、调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）给定A/D计算机D/A电液转换器油动机汽轮机D/A功率传感器D/A压力传感器转速传感器第4页/共45页一、汽轮机的调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）第5页/共45页国产100MW及以下机组都是采用液压调节系统。国产200MW机配备有液压调节系统和功率-频率电液调节系统，二者可互相切换。国产300MW、600MW大型汽轮机都普遍采用数字电液调节系统。一、汽轮机的调节系统的发展过程一、汽轮机的调节系统的发展过程第九节第九节
3、 数字电液调节系统（数字电液调节系统（DEH）第6页/共45页数字电液调节系统 汽轮机数字电液调节系统DEH（Digital Electro-Hydraulic Control System）是当前汽轮机调节技术的新发展，集中了两大新成果：计算机系统和高压抗燃油系统。使得汽轮机调节系统有关部套尺寸小、结构紧凑、调节质量大大提高。第7页/共45页（一）（一）DEH系统的运行方式系统的运行方式 为了确保DEH系统控制的可靠性，DEH系统设有四四种种运行方式运行方式，机组可以在其中任何一种方式下运行，其顺序为：二级手动一级手动操作员自动汽轮机自动（ATC），相邻两种运行方式互相跟踪，并且可以无扰切换
4、。此外，在二级手动以下还有一种硬手操，它作为二级手动的备用，但二者不能跟踪和切换。1 1二级手动二级手动 运行方式是跟踪系统中最低级的运行方式，仅作为备用运行方式。它全部由成熟的常规模拟元件组成，以便在数字系统出现故障时，自动转入模拟系统控制，确保机组安全可靠。二、二、DEHDEH调节系统的功能调节系统的功能第8页/共45页2 2一一级级手手动动 是一种开环运行方式，运行人员在操作盘上按键就可以控制各阀门的开度，各按键之间逻辑互锁，同时具有操作超速保护控制器（OPC）、主汽阀压力控制器（TPC）、外部触点返回（RUNBACK）和脱扣等保护功能。此运行方式作为汽轮机自动（ATC）方式的备用。3
5、3操作员自动操作员自动方式是DEH调节系统的最基本的运行方式，用这种方式可实现汽轮机转速和负荷的闭环控制，并且具有各种保护功能。该方式设有完全相同的A和B双机系统，双机容错，具有跟踪和自动切换功能，也可以实现强迫切换。在这种方式下，目标转速和目标负荷及其速率，均由操作员给定。4 4汽轮机自动（汽轮机自动（ATCATC）是最高一级运行方式。此时包括转速和负荷及其速率，都不是来自操作员，而是由计算机程序或外部设备进行控制。因此它是最高一级运行方式。第9页/共45页(二二)DEH)DEH调节系统的功能调节系统的功能 总体来说，DEH调节系统有四大功能四大功能，其功能形式为：1汽轮机自动透平控制（AT
6、C）功能2 2汽轮机的负荷自动调节汽轮机的负荷自动调节功能功能3 3汽轮机自动保护汽轮机自动保护功能功能4 4机组和机组和DEHDEH系统的监控功能系统的监控功能：第10页/共45页1汽轮机自动透平控制（ATC）功能 DEH调节系统的汽轮机自动程序控制（ATC），是通过状态监测、计算转子应力，并在机组应力许可范围内，优化启动程序，用最大的速率、最短的时间来实现机组启动过程的全部自动化。ATC允许机组有冷态启动和热态启动两种方式。冷态启动包括盘车、升速、并网和带负荷。其各种启动操作、阀门切换等全过程均由计算机自动控制完成。在机组正常运行过程中，还可以实现ATC监督。第11页/共45页2 2汽轮机
7、的负荷自动调节功能汽轮机的负荷自动调节功能 汽轮机的负荷自动调节有两种两种情况：冷态启动时，机组并网带初负荷（5%额定负荷）后，负荷由高压调节阀控制；热态启动时，机组负荷未达到35%额定负荷以前，负荷由高、中压调节阀控制，以后，中调阀全开，负荷只由高压调节阀控制。第12页/共45页2 2汽轮机的负荷自动调节功能汽轮机的负荷自动调节功能 当机组处于负荷控制阶段，当机组处于负荷控制阶段，DEHDEH调节系统具有下述功能：调节系统具有下述功能：(1)根据电网的要求，可采用调频运行方式或基本负荷运行方式；设置负荷上下限和其速率等。此外，还有主汽压控制（TPC）和外部负荷返回（RUNBACK）等保护主要
8、设备和辅助设备的控制方式，运行控制十分灵活；(2)具有自动控制（A和B机双机容错）、一级手动和二级手动冗余控制方式；(3)可采用串级或单级PI控制方式。当负荷大于10%以后，可由运行人员选择是否采用调节级汽室压力和发电机功率反馈回路，这也就是决定采用何种PI控制方式；(4)可采用定压运行或滑压运行。当采用定压运行时，系统有阀门管理功能，以保证汽轮机能获得最大的效率；(5)具有操作员自动、远方控制和电厂计算器控制方式，以及它们分别与ATC组成的联合控制方式。第13页/共45页3 3汽轮机自动保护功能汽轮机自动保护功能 为了避免机组因超速或其它原因遭受破坏，DEH的保护系统有以下三种保护功能：（1
9、 1）超速保护（）超速保护（OPCOPC）：当机组转速达到103%时，快关中压调节阀关中压调节阀；当机组转速在(103%110%)范围内时，超速控制系统通过OPC OPC 电磁阀电磁阀快关高快关高、中压调节阀，实现对机组的保护。（2 2）危危机机遮遮断断控控制制（ETSETS）：当ETS系统检测到机组超速达到110%或其它安全指标达 到安全界限后，通过AST电磁阀关闭所有的主汽门和调节汽门，实现紧急停机。（3 3）机机械械超超速速保保护护和和手手动动脱脱扣扣：机械超速保护为超速的多重保护，即当转速高于110%时，实现紧急停机；手动脱扣是当保护系统不起作用时进行手动停机，以保证人身和设备的安全。
10、第14页/共45页4 4机组和机组和DEHDEH系统的监控功能系统的监控功能：监控功能在启动和运行过程中对机组和DEH装置两部分运行状况进行监督。其内容包括：操作状态按钮指示、状态指示和CRT画面，其中对DEH监控的内容包括重要通道、电源和内部程序的运行情况等。CRT画面包括机组和系统的重要参数、运行曲线、潮流趋势和故障显示等。第15页/共45页三、三、DEHDEH调节系统的组成调节系统的组成 国产引进型300MW汽轮机组的DEH调节系统，是根据美国西屋公司DEH-3型的功能原理研制开发而成。300MW汽轮机组的DEH调节系统图，主要由五大部分组成：1电子控制器2操作系统3油系统4执行机构5保
11、护系统数字部分EH液压部分第16页/共45页三、三、DEHDEH调节系统的组成调节系统的组成第17页/共45页三、三、DEHDEH调节系统的组成调节系统的组成1 1电子控制器电子控制器：主要包括：计算机、混合数模插件、接口和电源设备等。集中布置在6 个控制柜内。其作用是用于给定、接受反馈信号、逻辑运算和发出控制指令等。2 2操作系统：操作系统：主要设置有：操作台盘、图象站的显示器和打印机等。其作用是为运行人员提供运行信息、监督、人机对话和操作等服务。第18页/共45页3 3油系统油系统：汽轮机调节用油与润滑油分开。高压油（EH油系统）采用三芳基磷酸脂抗燃油，为调节系统提供控制与动力用油。EH油
12、系统作用：EH油系统接受调节器和或操作盘来的指令，对机组进行控制。润滑油系统作用：是为轴承润滑油系统提供汽轮机油。第19页/共45页4执行机构（油动机）：主要由伺服放大器伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机装置的单侧油动机组成。其作用是带动高压主汽阀、高压调节阀和带动中压主汽阀、中压调节阀。5保护系统：设有6 6个电磁阀个电磁阀。其作用是其中两个用于机组超速（103%）时关闭高、中压调节阀。其余用于机组严重超速（110%）、轴承油压低、EH油压低、推力轴承磨损过大、凝汽器真空度低等情况下进行危急遮断和手动停机之用。此外，还有些测量元件测量
13、元件，如传感器传感器：用于测量机组转速、调节汽室压力、发电机功率、主汽压力等；汽轮机自动程序控制（ATC）所须的测量值。第20页/共45页四、四、DEH调节系统的控制模式调节系统的控制模式 DEH的控制器，是DEH调节系统的核心。它有两两种种控控制模式制模式：1 1主汽阀（主汽阀（TVTV）控制模式：）控制模式：主汽阀控制又有两种控制方式：（1）主汽阀自动（AUTO）方式，此亦称为数字系统控制方式。当计算机发出指令进行控制时，称为汽轮机主汽阀自动控制（ATC）方式；当由操作员在操作盘通过计算机进行控制时，称为汽轮机主汽阀操作员自动控制。(2）主汽阀手动方式,此时，数字系统不参与，而是通过模拟系
14、统对机组进行控制。主汽阀控制系统用于启动升速和机组跳闸时进行紧急停机。在冷态启动开始阶段，是由主汽阀控制汽轮机的转速，调节阀处于全开状态；当转速达到96%时，转速控制由主汽阀切换到调节阀，然后主汽阀全开，直到并网带负荷运行，在此期间只要不出现机组跳闸，机组始终由调节阀进行控制。第21页/共45页2调节阀（GV）控制模式 （1）调节阀自动（AUTO）方式：调节阀自动（AUTO）方式即计算机参与的控制方式，是数字系统运行。在负荷控制阶段，GV有以下五种运行方式:操作员自动控制方式（OA）、遥控方式（REMOTE）、电厂计算机控制方式（PLANTCOMP）、自动汽轮机控制方式（ATC）、（）电厂限制
15、控制方式。（）调节阀手动方式 在调节阀手动控制方式下，计算机不参与控制，而是由运行人员发出指令，通过模拟系 统输出的信号进行控制。因此，不管是主汽门（TV）控制还是调节汽门（GV）控制，都有数字控制和模拟控制两种方式。它们之间应设有数/模（D/A）转换和跟踪系统，便于在系统或运行方式变化时，实现无扰切换。第22页/共45页第23页/共45页第24页/共45页四的液调部分控制油系统四的液调部分控制油系统分为：执行机构、危急遮断及供油系统。第25页/共45页(一一)高压主汽门和高压调节汽阀的组合执行机构高压主汽门和高压调节汽阀的组合执行机构1、工作原理、工作原理第26页/共45页(一一)高压主汽门
16、和高压调节汽阀的组合执行机构高压主汽门和高压调节汽阀的组合执行机构2电液转换器电液转换器第27页/共45页(一一)高压主汽门和高压调节汽阀的组合执行机构高压主汽门和高压调节汽阀的组合执行机构2电液转换器电液转换器第28页/共45页2电液转换器电液转换器电液转换器就是把汽轮机的电压信号转换位油动机的液压信号控制油动机的行程，从而调整调节气门的开度改变汽轮机的进气量调节汽轮机的转速。第29页/共45页2电液转换器电液转换器第30页/共45页(二二)中压主汽门的组合执行机构中压主汽门的组合执行机构（1）没有控制功能，无电液转换器及伺服放大器。（2）增加了一个电磁阀，用于遥控关闭阀门及定期阀杆试验。（
17、3）设置有节流孔板，保证快速关闭。（4）以限位开关取代LVDT。（5）中压主汽门设置有危急遮断导向阀。（6）机组挂闸后，便可建立油压。(三三)中压调节汽阀的组合执行机构中压调节汽阀的组合执行机构第31页/共45页(四四)危急遮断系统危急遮断系统作用：为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。危急遮断系统监视汽机的某些运行参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。分类：电磁阀及机械遮断系统。第32页/共45页(四四)危急遮断系统危急遮断系统1、电磁阀遮断系统超速防护系统（）：动作时只关闭高、中压调
18、节汽门，不关闭主汽门，汽轮机不停机。自动停机跳闸系统（）：动作时关闭所有汽门，实现汽轮机紧急停机。第33页/共45页(四四)危急遮断系统危急遮断系统1、电磁阀遮断系统(1)自动停机跳闸电磁阀(20/AST,4个)该四个(AST)电磁阀受ETS的控制。在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断CAST)母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。电磁阀C 201AS下)是组成串并联布置，这样就有多重的保护性。前后二个通道中只需各有一只电磁阀打开，CAST)安全油便迅速泄去，所有阀门在操纵座
19、弹簧力作用下迅速关闭。同时也提高了可靠性，四只AS丁电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起误跳机。第34页/共45页(四四)危急遮断系统危急遮断系统1、电磁阀遮断系统(2)超速防护电磁阀(20/,个)OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，它们是受控制器的OPC部分所控制。该二个电磁阀是并联布置，正常运行时，该二个电磁阀不带电常闭，这样就封闭了OPC总管油液的泄放通道，使调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC控制板动作，例如转速达103%额定转速时，该二个电磁阀就被励磁(通电)打开，使OPC母管油液泄放。这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀和再热调节汽阀迅速
20、关闭。第35页/共45页1、电磁阀遮断系统()单向阀(逆止阀)二个单向阀安装在自动停机危急遮断(AST)油路和超速保护控制(OPC)油路之间，当OPC电磁阀通电打开，单向阀维持AST的油压，使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到额定转速，OPC电磁阀失电关闭，调节阀和再热调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持在额定转速，当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，OPC油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。隔膜阀。通过润滑油作为低压安全油来控制高压安全油，动作原理是就是有机械手动打闸按钮，当按下时将润滑油低压安全油泄掉，然后隔膜阀开启式AST安全油泄掉，或者是三
21、期有机械超速保护，当机械超速保护动作时，飞锤飞出将机械危急遮断器打开同样将润滑油低压安全油泄掉，然后隔膜阀打开使A5下安全油泄掉。第36页/共45页1、电磁阀遮断系统(4)隔膜阀通过润滑油作为低压安全油来控制高压安全油，动作原理是就是有机械手动打闸按钮，当按下时将润滑油低压安全油泄掉，然后隔膜阀开启式AST安全油泄掉，或者是三期有机械超速保护，当机械超速保护动作时，飞锤飞出将机械危急遮断器打开同样将润滑油低压安全油泄掉，然后隔膜阀打开使A5下安全油泄掉。第37页/共45页(四四)危急遮断系统危急遮断系统2、机械超速遮断系统（）手动遮断及复位（）远程遥控及复位（）充油实验第38页/共45页五油系
22、统五油系统、供油系统组成：油箱、控制体、叶片泵、滤油器、卸载阀、溢流阀、逆止阀、冷油器、蓄能器、油再生装置、相关管道等。第39页/共45页五油系统五油系统、供油系统第40页/共45页五油系统五油系统、供油系统第41页/共45页五油系统五油系统、供油系统蓄能器第42页/共45页五油系统五油系统、润滑油系统向机组轴承供润滑油、向发电机氢密封油系统供密封油及向机械超速遮断母管提供遮断油。第43页/共45页44复习思考题：1、数字电液调节系统组成？2、数字电液调节系统的功能？3、数字电液调节系统有哪几种运行方式？4、数字电液调节系统自动保护系统的功能？他们分别在什么情况下动作？目的是什么？第44页/共45页感谢您的观看。第45页/共45页