一、前言
汽机机数字电液调节系统,简称DEH,它主要完成机组在启停及正常运行过程中对汽轮机转速、功率的控制以及汽轮机的超速保护两大功能。从我厂已投产 的#1、#2机组的运行来看,上海新华公司的DEH系统的稳定性很高,从汽轮机冲转至满负荷运行,其转速及功率的控制精度都非常高,调节品质也非常好,外 围的高压抗燃油系统从长期的运行来看稳定性也很高。从当今电力形势要求大功率机组稳定运行的角度来看新华公司的DEH系统对汽轮机的控制是非常完善的,就 我们纳雍电厂现在投运机组的运行情况来看,DEH系统能够达到我们对汽轮机转速及负荷的各项控制要求。
二、DEH系统软件控制方面
2.1 汽轮机转速控制
目前,由于我厂已投产的两台机组的运行时间都不超过两年,所以汽轮机的启动方式均为汽机旁路切除的高压缸启动,高压缸启动具体包括以下控制方式:主汽门控 制阶段;高压调门控制阶段;汽轮机转速由0至2900rpm过程由两个高压主汽门控制,2900至3000以及机组并网后均由高压调门控制。通过长时间对 两台投产机组的启动参数的分析,发现无论是高压主汽门控制还是高压调门控制,只要锅炉过热器出中的主蒸汽压力比较稳定,那么DEH系统对汽轮机转速的控制 精度就在±1rpm左右,其中阀切换时即高压主汽门控制到高压调门控制的转换,转速的扰动也是比较小。转速控制更为重要的一点是DEH系统的超速保护功 能,DEH系统对超速保护采用双重保护手段:软件超速保护及硬件超速保护,从我厂这两台机组的运行情况来看,DEH系统的超速保护非常完善,保护拒动的可 能性几乎为零,这是因为DPU与超速保护卡或OPC电磁阀同时故障的可能性几乎为零。DPU故障时超速保护靠超速保护卡输出指令使OPC电磁阀动作泄掉 OPC保安油使所有调门全关,超速保护卡或OPC电磁阀故障时DPU逻辑判断转速超限时输出零电压从而使电液伺服阀输入负电压使相应的阀门关闭。从过去我 厂#1、#2机组发生过的超速事故中能够很好的发现DEH系统对汽轮机的超速保护是非常的可靠与完善。
2.2 汽轮机功率的控制
汽轮机并网后,DEH系统汽轮机的控制由转速控制转换为负荷控制,在我厂#1机组的调试阶段,运行人员对DEH系统的控制方式不习惯,具体表现在当汽轮机 并网后,DEH画面上的给定值马上变为当前阀门的流量,这个值一般在120左右,运行人员不理解该值代表的具体含义,所以他们就习惯尽快投入"功率回路" 控制方式,但是,在机组刚并网初期,由于锅炉主蒸汽压力不稳定,造成DEH系统对功率的控制的超调量很大,控制品质比较差。为了克服这种情况,新华公司厂 家调试人员对逻辑进行了改进,在汽轮机功率小于45MW时,增强功率PID调节作用,即增大比例系数,同时减小积分时间,使汽轮机并网初期的PID调节作 用增强,从而提高了并网初期功率回路投入后的调节品质,最终的结果也是十分理想。当锅炉主蒸汽压力趋于稳定,DEH系统的功率控制也就进入了最佳效果,其 控制精度也能够控制在±2MW以内,完全能够满足运行人员根据中调指令对机组负荷的要求。同时,机组并网以后,DEH系统提供了在线对阀门进行试验的功 能,具体包括阀门松动试验与阀门全行程试验,通过日常试验的结果看,在进行阀门试验时,汽轮机的负荷基本是无扰动的,这一点在汽轮机单阀控制到多阀控制的 切换也表现的很突出。
三、DEH系统硬件维护方面
3.1 线性差动位移变送器的日常维护
从我厂#1、#2机组投产至今,还未发现任何一只LVDT损坏或故障,从其日常工作的情况来看,其工作的线性区比较好,一旦对阀门的零位、满度及偏置调试 完好,LVDT就能在以后很长的时间内稳定且准确反馈阀门的真实开度,阀门控制卡"S"值能够长期的维持在0.5以内,从而使电液伺服阀处于正常工作状态 下,延长了电液伺服阀的工作寿命。我们日常对LVDT维护工作的重点就在于其接线松动问题,尤其表现在两个振动较大处的中压调门的接线盒处,LVDT接线 松动是DEH系统日常维护工作的重点。
3.2 控制硬件
DEH系统的控制硬件包括:DPU、控制卡件、电源模块、输出继电器、控制电磁阀等。我们纳电两台机组运行至今,仍未发现以上硬件出现故障导致的停机或减 负荷运行情况,十个阀门控制卡的控制非常稳定,其控制参数均在合理稳定的范围内。时刻处于主控的11号及12号DPU也从未发生过因故障切换跟踪DPU运 行的情况,也从未发生过电源转换模块故障。当汽轮机并网后负荷带至30%额定负荷后如果机组发生甩负荷,DEH的超速保护的预动作能够及时准确的动作,从 未发生过保护的误动或拒动,完全能够满足DEH系统的控制要求。机组日常运行过程中,AST及OPC电磁阀的正常动作是影响机组安全至关重要的因素,然而 我厂#1、#2机组从投产到现在这两种电磁阀也从未发生过误动或拒动,也从未发生过故障,这些可喜之处都使新华公司DEH系统的控制显得安全稳定。
四、DEH控制系统存在的不足之处
4.1 重要开关量的安全隐患
DEH系统的超速保护是一项非常重要的功能,它有两套保护措施:一是逻辑软件保护;二是硬件保护。硬件保护中包括了汽轮机甩30%额定负荷及其以上超速保 护提前动作,简称OPC预动作。这项功能中有两个非常重要的开关量:"挂闸1"与"并网1"。挂闸即表示汽轮机已复位,它由就地的三个压力开关去表示,分 别为挂闸1、2、3,它是汽轮机可以冲转的前提条件;并网表示汽轮机已并入电网运行且已带负荷,由三个并网开关1、2、3表示。在"挂闸1"开关量为真, 且就地代表汽轮机负荷大于30%的中压缸排汽压力变送器电流输入至卡件,这时,当"并网1"开关量一旦消失,OPC超速保护卡马上输出指令令OPC电磁阀 动作,调门全部关闭,从而使汽轮机转速在未达到3090r/min时提前关闭调门,实现汽轮机甩30%负荷以上超速保护的预动作。由于该项保护是不通过 DPU判断,纯属硬接线,这就要求机组满负荷正常运行中"并网1"开关务必可靠,一旦这个开关误动,会直接导致DEH系统错误的判断为机组甩30%负荷, 从而使调门全部关闭,造成更大的事故。"挂闸1"同样存在这样的问题,由于"挂闸1"是直接从就地过来的压力开关的一个信号,它通过硬接线转接送至DEH 系统的阀门控制卡中,当该压力开关误动即"挂闸1"开关量消失,它直接会导致两个严重的后果:一是OPC预动作失效;"挂闸1"信号不在,DEH硬件保护 卡件会认为机组没有冲转,即使这时机组出现30%以上甩负荷,超速保护卡也不会输出指令。二是这时如果运行操作人员因某种原因需要将DEH系统的控制方式 切换为"硬手操",一旦运行人员将钥匙开关打到"手动"位置,这时,DEH系统的阀门指令在挂闸1信号不在的前提下全部为零,结果必然是出现跳机事故。虽 然目前我厂机组未发生过这种情况,但我们一直担心这两个开关量的状态,一旦出现误动,导致的后果都比较严重。我们一直想按下述方案去解决这个问题,但最终 没有实施,在此提出来供新华公司厂家参考:我们想通过DPU逻辑中对挂闸、并网三个开关量进行三选二处理后得出一个可靠的、真实的信号去表示机组状态,三 选二处理后通过DEH的输出继电器输出一个开关量,然后通过硬接线接至硬件保护卡,这样肯定会减小上面所述开关误动导致更严重后果的几率。但是另外一个方 面,新华公司的输出继电器的误动的可能性有多大,我们没有实施上述方案的原因也在于此,所以在此提出以供探讨。
4.2 汽轮机快速减负荷
新华公司DEH系统快减逻辑中的不妥之处有以下几点:A 快减不合理;新华公司的原始数据为60、70、80;快减发生后,当给定值低于下限值以后DEH系统就禁止快减的继续进行,然而,快减发生后,"功率回 路"自动切除,下限值的意义在此不代表汽轮机的负荷值,它代表的是汽轮机的阀门流量。虽然新华公司认为这个下限值应由负责调试的部门去重新确定,但是当厂 家及中试所没有对该功能进行调试,原始下限值就会一直存在于快减逻辑中并充当快减的下限。在我们后来对该项功能试投的过程中就出现了很严重的问题,一旦锅 炉侧快减指令不消失,DEH将快减负荷直至给定值小于下限值,然而真正结果是当给定值减到远远大于80时,汽轮机因调节级压力降低的速率过快从而使调节级 压力与高压缸排汽压力的比值即透平压比低于1.7而跳机。B 快减逻辑中用给定值跟快减下限比较不合理;正常的快减功能控制逻辑中,应该是由锅炉去判断何时进行快减,负荷降至多少后取消快减指令,我们从更加安全可靠 的角度出发,汽机快减逻辑中也应该有可靠的下限值进行限制,一旦DEH系统判断负荷降至要求数据而锅炉快减指令仍然存在时也可以终止快减,这就可避免停机 事故的发生,所以我们建议在DEH快减逻辑中用汽轮机实发功率与快减下限进行比较,并且快减下限值应至少在80MW以上,只有这样,机组快减功能才更安 全、更有效。
4.3 汽轮机阀门的松动及全行程试验
基于对运行人员操作方便、不易出现误操作的考虑,应在阀门试验画面中增加"全行程试验"按钮,同时考虑与"松动试验"的互斥性,从而使运行人员更安全顺利 的进行阀门试验。
4.4 协调控制存在的一点问题
机组协调控制投入前,DCS系统的汽机主控位于手动控制方式,锅炉主控位于自动控制方式,当协调控制投入时,要求从DEH系统到DCS控制实现无扰,然 而,DCS在未投入协调控制方式时,它输入流量跟踪的是DEH输出的"功率负荷参考",然而,当DEH系统在投入协调控制方式前处于"功率回路"控制方 式,这是"功率负荷参考"代表功率给定值,然而,一旦投入协调控制方式,"功率负荷参考"马上跳变为阀门的流量值,这将对DCS系<




