一、概况
华能岳阳发电有限责任公司2号 机组为英国GEC ALSTHOM汽轮发电有限公司生产的亚临界中间再热、单轴、三缸、双排汽、凝汽冲动式362.5MW汽轮机。采用12MPa抗燃油DEH系统，分别设有 两只高压主汽门油动机、两只高压调节汽门油动机、两只中压主汽门油动机和两只中压调节汽门油动机，除两只中压主汽门油动机外，油动机的结构和工作原理相 同。图1为高压调节汽门油动机结构图，由电液伺服阀、定位阀和LVDT组成定位器，以及错油门、单侧进油活塞缸和杠杆反馈组成力驱动执行机构。控制、保护 一体化设计，通过隔离阀提供系统动力油源，依靠电磁阀控制泄放阀、隔离阀实现保护功能。保留了高压主汽门或调节汽门起动方式。
该机组于1991年12月28日投入运行，曾多次发生因抗燃油油质污染造成电液伺服阀堵塞、卡涩，引起阀门自动关闭、机组甩负荷等事故，已对机组的安全运 行构成了极大的威胁。另外，电子控制系统已无备件来源。为此，利用2005年机组B级检修的机会，采用REXA执行器取代原系统电液伺服阀及定位器，实现 无控制工质液压系统;采用ABB公司 Symphony分散控制系统组件的电子控制系统，对该机组抗燃油DEH系统进行了改造。改造后机组一次启动成功，各项指标均达到设计要求，取得了预期的 满意的改造效果。
二、液压系统改造
2.1 电液伺服及定位器改造
为彻底解决电液伺服阀易卡涩的缺陷，提高系统抗油质污染能力和运行的可靠性，根据该机组油动机的工作原理和特点，采用了以REXA执行器取代电液伺服阀、 定位器的改造方案。保留了机组原保护系统、供油系统，仅对油动机进行改造。中压主汽门油动机为开关型，采用电磁阀控制，因而对该油动机未进行改造。高压主 汽门、调节汽门和中压调节汽门油动机结构相同，均采用电液伺服阀作为转换装置，实现液压系统控制。
拆除电液伺服阀、定位阀和LVDT;封堵电液伺服阀原位进、排和控制油口;REXA执行器固定在定位阀原位处，其输出端的控制杆，通过铰链与反馈杠杆连 接。图2为改造后的调节汽门油动机结构图。
2.2 工作原理
2.2.1 REXA执行器
REXA执行器作为转换装置，是油动机改造的关键元件。采用了美国REXA公司生产的智能型机、电、液一体化执行器，为高度集成化、模块化、小型化设计， 独立、封闭的无阀液压控制系统。REXA执行器接受控制指令，以线性位移大力矩输出，驱动被控对象，同时通过自身位移反馈，实现各种功能控制。具有：无需 外供油源;最大输出力约为1000kgf;接受4~20mA标准模拟量信号或脉冲量信号;响应时间0.04s/mm;由微处理器实现智能控制;具有在失电 情况下的各种安全机制等特点。
因而，充分利用REXA执行器响应速度快、线性位移大力矩输出、无需外供油源和高可靠性等特点，取代电液伺服阀和定位阀，简化系统结构，使电液转换装置不 存在被污染的可能，提高了系统运行的可靠性。
2.2.2 动作原理
加负荷过程：REXA执行器接受DEH控制信号向上移动，反馈杠杆以油动机活塞杆为支点，带动错油门向上移动，使错油门滑阀偏离中间位置，动力油通过隔离 阀、错油门进入油动机活塞缸的下腔，控制阀门向加负荷方向动作;在油动机活塞杆移动的同时，反馈杠杆以REXA执行器为支点，带动错油门向下移动，使错油 门滑阀回中，完成加负荷过程控制。
减负荷过程：与加负荷过程相反。
机组甩负荷或停机过程：机组甩负荷或紧急停机时，DEH输出控制信号，使保护电磁阀动作，迅速泄放泄放阀上部的保护油，隔离阀在其下部动力油及弹簧作用 下，迅速向上移，切断动力油的供给，快速泄放油动机活塞下油压，油动机在弹簧力的作用下快速关闭，同时REXA执行器接受DEH置零信号、向减负荷方向快 速动作，抑制机组转速的过渡飞升。
三、电子控制系统改造
该机组原电子控制装置为GEC公司MICROGOVERNOR微调节器，采用二级分散型的硬件结构，上位机是以PDP-11/83为 核心的多处理器计算机系统;基本控制级是以M6809 CPU为核心的微机控制群(阀模件群)。该系统为GEC公司80年代的产品，计算机芯片性能较低，硬件和软件均不开放，无法进行修改和维护，并且目前已无 备品来源。因而在机组DCS操作员站升级改造的同时，采用与DCS系统兼容的Symphony分散控制系统硬件，实现了DCS和DEH的一体化设计，对原 系统进行了彻底改造。
3.1 硬件配置
主要有Symphony标准机柜、电源、模件、端子单元等四大部分：
(1)Symphony标准机柜： 1个模件柜，1个端子柜。模件柜包括电源系统、风扇和控制主模件，子模件。端子柜安装有与I/O子模件配套的端子单元和接线端子。
(2)电源：电源系统采用ABB最新专用电源系统(MPS Ⅲ)，其输入为两路冗余的
240VAC UPS电源，可提供+25.5VDC、+5VDC、+15VDC、-15VDC电压，冗余方式为2N冗余。
(3)BRC主模件：采用2对BRC300控制主模件，1对主模件实现汽机转速测量和超速保护功能;另外1对主模件实现机组负荷控制、阀门试验、AGC等 其它控制功能。
3.2 系统功能
按照机组原系统显示、操作画面的风格，进行了人机界面的设置;根据机组无汽轮机旁路系统的特点，进行了机组起动逻辑设计;进一步丰富和完善了系统功能，实 现机组自动“武装”、升速控制、同期控制、初负荷控制、负荷自动控制、阀位控制、AGC控制、压力控制、一次调频、阀门活动试验、超速试验、低汽压保护、 低真空保护、速度限制等控制和保护功能，以及系统仿真功能。
四、改造效果
于2005年6月机组大修后一次起动成功，系统投入至今，在AGC自动方式下，运行稳定，一切正常。机组升速和带负荷过程表明：在设定的升速率下，实际转 速跟随给定平稳升速，在最大升速率下，转速超调量不大于6r/min;在各个暖机点和定速3000r/min工况下，转速波动±1r/min;负荷波动小 于0.5MW。设计的功能均能实现，其控制指标均达到了设计和标准要求。图3为改造后机组冷态起动升速曲线。图4为负荷自动控制曲线。
五、结论
(1)采用REXA执行器取代电液伺服阀和定位阀，对华能岳阳发电有限责任公司2号机组抗燃油DEH系统的改造是成功的;
(2)简化了液压系统结构，提高了系统抗油质污染能力，无需油净化装置。改造工作量小，安装、维护、调试方便;
(3)REXA执行器无需外供控制油源，可实现无控制工质液压系统，不存在电液转换装置有被油质污染的可能，彻底解决了电液转换装置易受油质污染，发生堵 塞卡涩等故障，提高了机组运行的安全性和可靠性;
(4)采用4mA~20mA标准控制信号，取消了专用伺服控制模板和功率放大环节，简化了系统结构。在DEH控制器故障或控制系统失电的工况下，系统具有 自动保位功能，可保持阀位和负荷不变，进一步提高了机组运行的可靠性。
(5)电液伺服阀是抗燃油DEH系统的关键部件，易受油质污染发生故障，故障率较高，已是影响抗燃油DEH系统运行可靠性的薄弱环节。电液伺服阀对油质的 要求相对较高，虽采取加强油务监督提高油质等措施，但隐患依然存在。因而，采用REXA执行器取代电液伺服阀、力驱动执行机构油动机，实现无控制工质液压 系统，为提高抗燃油DEH系统的可靠性，提供了新的手段。
