汽轮机数字电液控制系统 ppt课件

汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystemforSteamTurbines汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　杨建明，东南大学动力工程系教授，中国电机工程学会火力发电分会委员，男，生于1958年7月，江苏省海门市人。1982年7月毕业于西安交通大学核反应堆工程专业，获学士学位；1985年7月毕业于浙江大学工程热物理专业，获硕士学位；1990年10月毕业于东南大学电厂热能动力及其自动化专业，获博士学位。　　　　　长期从事发电厂热能动力工程领域科学与技术的教学、研究工　　　　　作，在汽轮发电机组振动故障诊断和现场治理、汽轮机调节与控制、液压控制系统故障诊断、汽轮机组运行优化和现代化改造等理论研究与工程应用方面取得多项成果，并解决了国产200MW机组突发性振动、国产125MW机组和GE350MW机组主蒸汽管道振动、汽轮机调节控制系统异常晃动等多个重大工程问题。国内外发表学术论文三十多篇，1997年“提高国产200MW汽轮发电机组运行稳定性、可靠性的综合研究”获江苏省科技进步一等奖，1998年“提高徐州发电厂国产200MW汽轮发电机组运行稳定性、可靠性综合研究”获国家科技进步三等奖，2003年“国产220MW汽轮机润滑供油系统与超速保护系统的现代化改造”获江苏省电力公司科技进步一等奖，2003年“‘汽轮机原理’课程教学与改革”获江苏省教育厅优秀课程奖。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem第一章　汽轮机自动控制原理　第二章　汽轮机数字电液控制系统　第三章　电液伺服系统 第四章　汽轮机电液控制系统的控制逻辑 第五章　汽轮机电液控制系统的维护与故障处理汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem第一章　汽轮机自动控制原理1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整1.1.1供电品质与汽轮机调速供电品质发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。电能的品质是电压、频率和波形。同步发电机的特性同步发电机的端电压决定于无功功率，频率决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功率决定于原动机的功率。故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归汽轮机的功率控制系统。转子运动方程与汽轮机调速汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力矩增大，导致转子的转速下降，反之，转子的转速上升。因此，汽轮机应根据转速偏差改变调节汽门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的驱动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽轮机调节系统有时称为调速系统。1.1.2电网有功负荷变化的基本特征　电网　有功负荷随人们生活、工作节律而变。　基本特征是以24小时为周期的大幅、　慢变上迭加随机、小幅、快变波动。第一类变化　幅度小、周期短，具有随机性。第二类变化　幅度较大、周期较长，有一定可预测性。第三类变化　幅度大、周期长，由生产、生活和气象等节律引起的。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem频率一次调整　电网频率将在额定值附近随机、小幅、快速地波动，汽轮机调节系统感受电网频率(周波)变化改变有功功率输出满足外界负荷要求。这样的调节过程称为一次调频。一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量正比于频率偏差。一次调频满足外界负荷要求后，电网频率升高，汽轮机调节系统将减小调节汽门开度，有功功率就要减小。很明显，一次调频后满足了外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。频率二次调整变化周期较长、变　动幅度较大，有一定可预测性。为　在电网一次频率调整后，消除频率　偏差，通过调频机组或调频电厂，　平移调节系统静态特性线，改变调　频机组的输出功率，补偿电网负荷　的静态频率特性产生的功率变化，汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　使电网频率维持在额定值。调频器来调整。频率三次调整　缓慢变化、变化幅度较大，由生产、生活、气象待变化引起。根据预测的负荷曲线，按最优化的原则对各发电厂、发电机组之间进行有功功率的经济分配。　正因为绝大多数发电厂按调度计划发电，才使电网潮流计算中平衡节点外其他节点注入的功率确定，从而简化计算。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem1.2汽轮机调节保护系统的任务与原则性组成任务　高精度地控制机组的转速和功率输出，快速地响应电网的负荷扰动，满足优良供电品质要求，保障机组安全和优化寿命损耗，实现安全、经济运行。原理性组成为防止超速毁机，机组甩负荷时要求调节汽门在极短时间内全行程关闭；为在事故工况下有效地切断汽轮机的蒸汽供给，还必须设置主汽门；此外，对低真空、低润滑油压、大胀差、高振动等危及机组安全的恶性故障，发生时必须快速停机。因此，汽轮机除设置调节系统外，还设置保护系统。调节保护系统全称为控制系统。调节部分控制调节汽门，保护部分控制主汽门，但在主汽门关闭时，保护系统信号作用于调节系统，使调节汽门同时关闭。系统组成　转速感受、同步器(调频器)、液压执行机构、配汽机构、调节汽门(阀)、超速保护。因开启调节汽门和主汽门所需的提升力很大，且关闭速度要很快，故要求执行机构驱动力大、惯性小、动作速度快。只有液压装置能满足汽轮机控制的特殊要求。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem1.3汽轮机组的运行特性对其自动控制的要求　启停控制、功率控制和安全控制。1.3.1启停控制(即转速控制)单机运行时控制汽轮机的转速。全周进汽，均衡高压进汽部分的热应力。要求汽轮机控制系统在机组启动时能提供全周进汽控制功能。机组热态启动时，中压缸冲转升速，缩短提升再热蒸汽温度和启动时间。要求控制系统具有控制中压调门启动冲转、升速功能。机组启动时，优化暖机时间和升速率，合理控制离心应力和热应力，减小转子等部件在启动过程中的寿命损耗。要求控制系统能自动控制暖机时间和升速率及带负荷速率。自动并网(或同期)，要求汽轮机控制系统与电气控制协同，自动控制机组并网时的转速控制。1.3.2功率控制(基本控制)并网运行时控制机组的功率输出。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem参与电网AGC(自动发电控制)或ADS(自动调度系统)快速负荷响应，参与电网一次调频克服内扰，提高功率控制精度，保证供电品质。灵活的(喷嘴、节流)配汽组合方式，实现优化经济运行。机、炉协调运行，最大限度地控制主蒸汽参数波动。1.3.3安全控制冗余、多屏障安全防护系统，保障机组超速安全。全面的安全监测，全方位的安全设计，在各种危及机组安全事故发生时，可靠地保证机组安全停机。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem思考题 1.电网的供电品质与汽轮机调节的关系？ 2.电网有功负荷的变化特征？频率调整过程？电网有功功率－频率调整对汽轮机控制系统设计提出什么要求？ 3.汽轮机调节系统的原则性组成及主要环节的作用？ 4.电网一次调频、二次调频在汽轮机控制系统上是如何实现的？ 5.中间再热机组与非再热机组参与电网一次调频时，存在的主要差别？如何提高再热机组的一次调频能力？汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem1.4汽轮机一次调频与功频调节1.4.1调速系统静态特性与一次调频　汽轮机调速系统为有差调节系统，在电网周波变化时，由周波偏差改变调节汽门开度，来改变汽轮机的功率输出。功率的改变量决定于调速系统的静态特性，即决定于各负荷段的平均速度变动率。　如果要求机组在电网周波±0.1Hz时快速响应，则机组参与电网一次调频的功率范围为±4%。　另外，调节系统存在一定的滞缓，　即功率调节存在一定死区(不灵　敏区)。对于300MW汽轮机，如　果速率变动率为5%，滞缓率为　0.06%，则功率调节的不灵敏为 　　汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　1.4.2一次调频时的功率响应与功频调节。　对于非中间再热机组，在电网周波变化超过调节系统不灵敏区时，调节系统通过调节汽门开度改变汽轮机的进汽量，汽轮机的输出功率很快发生变化，满足外界负荷要求。因此，过去不专门讨论一次调频问题。　对中间再热机组，中、低压缸蒸汽流量改变的前提是再热器蒸汽压力的改变，而再热器压力改变引起其蒸汽比容变化，由此引起再热器中贮汽量变化。因此，在高压缸中蒸汽流量改变时，中压缸的进汽量因再热器中贮汽量变化而不能与高压缸同步变化，有较大的时间滞后。因中、低压缸的功率输出占机组总功率输出近70%，故再热器产生的动态滞后严重地影响机组对外界负荷要求的快速响应，即严重影响机组参与一次调频的能力。功频调节　改善中间再热汽轮机参与电网一次调频能力的关键技术是消除再热器产生的动态滞后，在外界负荷扰动发生时，通过动态补偿措施，增大汽轮机的功率输出弥补再热器动态滞汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　后产生的欠出或过出。最捷径的技术是高压调节汽门过开或过关。而高压调节汽门过开或过关的控制信号必然与汽轮机的功率输出有关。　功频调节系统是以转速和功率为控制信号，提出的背景是提高中间再热机组的动态响应速度、增强参与电网一次调频能力，同时，克服锅炉主蒸汽参数波动的内扰，保证机组功率输出稳定。功率反馈是对转速－功率调节消除中间容积滞后影响和抗内扰的动态补偿。　因直接测量汽轮机的功率输出技术上有难度，故工程应用中用发电机的电功率输出替代汽轮机的功率输出。控制策略　在调速系统控制回路中串入功率反馈校正回路。功率反馈回路的参考信号来自于调速系统静态特性的要求值，与实测发电机功率求偏差，此功率偏差经PID调节器校正后，与静态特性要求值相乘，形成调节汽门开度要求值。　通过优化PID调节器参数，使汽轮机的输出功率尽可能接近调汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　速系统静态特性的要求值。影响一次调频的因素　PID参数　一般用PI调节。汽轮机负荷变化率和高压缸的过调能力。锅炉的供汽能力。1.4.3功频调节的反调现象　功率反馈回路的功率信号取自发电机的电输出，与汽轮机的功率输出间存在动态滞后。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　在机组甩负荷瞬间，发电机的电功率输出降为零，转子因惯性转速还没有或没有充分飞升。此时，功率反馈回路产生一个很大的功率偏差信号，要求调节汽门开大。只有当转速飞升后，调速系统静态特性的功率要求值下降后，才使功率反馈回路产生关闭调节汽门的控制指令。将机组甩负荷工况下，功频调节系统使调节汽门先开、后关的现象，称为功频调节的反调现象。　反调的存在，使机组甩负荷后飞升转速升高，不利于机组的运行安全。因此，消除或减弱反调，成为功频调节研究的一个问题。　所以，在汽轮机数字电液控制系统中，当主变开关跳闸、机组甩负荷时，实行开环控制，快速关闭调节汽门，保证机组运行安全。1.4.4调节级后压力反馈　引入功率反馈回路后，不仅提高了一次调频能力，并且在锅炉蒸汽参数波动时，由功率反馈回路得到汽轮机功率输出的变化，汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　改变调节汽门的开度，进而抵抗因锅炉蒸汽参数波动所产生的功率输出变化。但因再热器的动态滞后影响，由功率反馈回路抗机组内扰必然引起高压调节汽门过开或过关，将使汽轮机的功率输出呈低频周期波动。为在第一时间感受锅炉主蒸汽参数的变化，引入调节级(或称第一级，或冲动级)后压力反馈信号，在汽轮机的功率输出并没有发生大的变化时，即改变高压调节汽门的开度，避免主蒸汽参数波动引起汽轮机功率输出的变化。对凝汽式汽轮机，主蒸汽流量比例于调节级后压力，亦即汽轮机的功率比例于调节级后压力。调节级后压力反馈调节，即把功频调节产生的功率要求值所对应的调节级后压力与实测值作比较，产生偏差调节信号，经PID校正后，得到新的功率要求值。调节级后压力反馈调节的精度决定于调节级后压力与功率的关汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　系模型。汽轮机的功率输出与调节级后压力成正比，精确性不是很高，因此，基于调节级后压力调节所产生的结果也不一定很正确。调节级后压力反馈调节，第一时间感受主蒸汽变化，抗内扰的响应速度最快，但调节精度不高，故将此回路称为功率粗调，而将功频调节称为功率细调。转速－功率－调节级后压力，3个反馈回路构成汽轮机数字电液控制的主控制回路。机组运行中压力波动较大，投用调节级后压力反馈，有可能引起机组功率波动。故实际运行中，大多数机组不投用调节级后压力反馈。但在主汽门和调节汽门全行程关闭试验，利用调节级后压力反馈，快速响因试验侧主汽门和调节汽门关闭产生的蒸汽减少，并由开大另一侧调节汽门开度，保证试验过程中机组的功率保持基本不变。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem思考题 1.功率反馈调节和汽轮机参与电网一次调频的关系？功率反馈是如何克服锅炉主蒸汽参数波动内扰的？ 2.功率反馈调节是如何实现的？限制机组一次调频能力的因素？如何提高机组的一次调频能力？ 3.什么是汽轮机功频调节的反调现象？对机组的安全运行产生什么影响？如何消除反调现象的影响？ 4.为什么调节级后压力反馈在克服机组内扰方面强于功率反馈？ 5.调节级后压力反馈调节是如何实现的？与一次调频是否存在矛盾？ 6.为什么说调节级后压力反馈的功率调节为粗调，而功频反馈的功率调节为细调？汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem第二章　汽轮机数字电液控制系统2.1数字电液控制系统的组成　数字电液控制系统　DigitalElectro-HydraulicControlSystem,DEH-C。电子控制器　计算机、混合数模卡件、接口和电源等。6个控制柜，用于给定、接受反馈、逻辑运算和发出指令等。操作系统　操作盘、图像　显示器和打印机等。EH供油系统　EH高压油　泵、油再生装置、冷油器电液伺服执行机构　电液　伺服阀、快速卸载阀、液　压马达、位置反馈传感器　保护系统　OPC、AST电　磁阀、隔膜阀汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　DEH-C的信号采集、信号处理、控制运算和控制操作采用分散控制结构，通常由基本控制、超速保护控制和汽轮机自动(自启动)控制等3个分布式处理单元组成，其中，基本控制和超速保护控制为双机冗余。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem HP:HighPressure高压缸 IP:IntermediatePressure中压缸 LP:LowPressure低压缸 TV:ThrottleValve(高压)主汽门 GV:GovernorValve调节汽门 IV:InterceptorValve(中压)调节汽门 SV:StopValve(中压)主汽门 BR:Breaker主变压器开关 IMP:ImpulsePressure调节级后压力 AS:AutoSynch自动同步 ATC:AutomaticTurbineControl汽轮机自动控制 OPC:OverspeedProtectionControl超速保护控制 OAC:OperatorAutomaticControl操作员自动控制 ADS:AutomaticDispatchSystem自动调度系统 AST:AutoStopTrip自动停机遮断 TSI:TurbineSupervisoryInstrumentation汽轮机监视仪表 VCC:ValveControlCard阀门控制卡 RC:RemoteControl远方控制 ETS:EmergencyTripSystem危急遮断系统 DPU:DistributedProcessUnit汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem2.2DEH-IIIA的电子系统　DEH-IIIA基于XDPS(新华分散控制系统)，由分布式处理单元汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　(DistributedProcessingUnit)DPU和工程师站ENG及操作员站OPU人机接口MMI组成，通讯采用以太网通讯系统。2.2.1通讯系统　以太网通讯　在XDPS中，MMI与DPU、DPU与DPU、MMI与MMI间采用1:1冗余网卡和1:1冗余总线通讯电缆构成实时通讯网络，高速传递实时信息、组态信息和控制指令。位通讯BC　XDPS的DPU与输入/输出单元的低层通讯，采用高速串行总线的RS-485位总线(Bitbus)，传递实时数据和控制操作指令，并对软件进行检错和纠错。2.2.2分布处理单元DPU功能　存储系统信息和过程控制策略及数据。硬件　工业控制计算机，冗余网络通讯卡。采用双工待机备用。通讯　DPU中有2条总线，即内部ISA总线和位总线。ISA总线构成DPU各组成部件间数据通信的公共通道，位总线用于输入/输出卡与主站的通信。在ISA总线与位总线间由PDEX卡作网桥。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem 软件　周期地从输入卡件或网上获得输入测点的实时数据，经用户组态控制算法运算，处理结果送到输出卡件或网上，形成控制信息的闭环运行。同时，DPU接收操作员站的操作命令，对控制进行调整。DPU内部的控制策略(算法)由工程师站组态实现，可在线或离线调整或更改。控制算法模块有各种PID、算术逻辑运算、自整定控制、模拟量手操、开关量手操、数字逻辑等。 扫描周期　DPU采用实时多任务操作系统，最多可选8种不同扫描周期，从0.05s到10s，增量为0.05s。其中,模拟量最快为100ms,开关量最快为50ms，高速事件顺序SOE 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 分辨率小于1ms。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystemDPU冗余工作　对可靠性要求高的DPU，如OPC和OAC，其网卡、共享存储器、I/O接口、电源等采用冗余设置，用户通过跳接线选定主、备DPU。DPU执行用户程序时，在将计算控制输出值送至I/O输出口的同时，又把得到的过程状态信息、程序计算值和控制输出值通过数据高速公路送至备用DPU。备用DPU接受这些信息后刷新数据库，从而保证主、备DPU间无扰切换。2.2.3PDEX卡功能　建立ISA总线与位总线的通信连接；对冗余DPU作自动切换；作为位总线上的主站，与BC站控制卡进行主、从通信和协调。硬件　Intel8344位总线增强型微处理器，串行接口采用光隔离。通信方式　自同步通信，传输距离小于300m时，传输速率为375kbps，小于1200m时，传输速率为62.5kbps。2.2.4BC站控制卡功能　作为从站，通过位总线，与PDEX进行主从式通信，实现汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　与DPU的数据交换；作为主站，实现与输入/输出卡数据交换；采用冗余结构时，可实现冗余控制与通信。4.1.5输入/输出卡件功能　用于生产过程各种信号的连接，完成过程参数采集等。带微处理器的智能化输入/输出卡，输入/输出采用光电隔离，供电电源采用DC/DC隔离。组成　由输入/输出卡及对应的输入/输出端子板组成，端子板完成信号调理、抗干扰隔离等，输入/输出卡完成A/D、D/A、脉冲计数等。类型　AI卡、AO卡、SOE/DI卡、MCP测速卡、MCP-OPC高速测速卡、OPC卡、VCC阀门伺服控制卡、LPC逻辑保护卡、SYN同期控制卡。典型卡件MCP测速卡和MCP-OPC高速测速卡　转速测量卡，将转速脉冲转变为数字信号输出。测量传感器主要有磁阻式、电涡流式和汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　霍尔效应等3种，因磁阻式为无源传感器，可靠性很高，故广泛使用。但低转速时因输出太小，故低速盘车转速不能测量。为提高测量的低速性能，要求减小安装间隙，但传感器很容易损坏。　当转速传感器的线圈直径大于2倍齿距时，输出信号近似于正弦波。经斯密特整形电路和光电隔离后输入。　测速有频率法和时间法2种。频率法是在给定的时间内计算得到的脉冲数，很明显，测量的时间越长，测量精度就越高；时间法是选定测量脉冲数，计算出对应脉冲数的时间，由此计算出转速值，显然，计数的脉冲数越少，测量所用的时间就越短，但测量精度则越低。因此，对　控制用转速，可用频率法；对　超速保护用转速，则应用时间　法。　MCP测频范围为1Hz至10kHz。　MCP-OPC的范围为1kHz到汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　4.095kHz。OPC超速保护控制和超速保护卡　与MCP-OPC卡配合使用，用于转速测量、超速控制和超速保护。3块MCP-OPC卡与OPC超速控制与保护卡一起连接，构成独立的“3取2”硬件超速控制与保护系统。VCC阀门控制卡或MVP阀门位置管理卡及功放端子　与电液伺服阀、油缸和阀门位置反馈传感器构成电液伺服控制回路。作为DEH的手动和自动控制装置，用于控制阀门开度；VCC检测阀门位置信号，并将控制信号输出到功放端子；实现手动与自动的无扰切换。　当VCC卡在自动方式时，检测阀位、接受DPU控制信号并计算阀位设定值、计算阀位反馈值与设定值偏差，产生偏差控制电流信号，且经放大处理后由功放端子输出到电液伺服阀线圈；手动方式时，直接将控制信号经功放端子输出到电液伺服阀，并监视阀门的位置状态。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　由LVDT传感测量、80C31单片机、应用程序存储器、数据存储器、8路模拟量输入、2路模拟量输出、开关量输入/输出、12位　A/D，12位D/A、可编程放大器等。　VCC在自动状态时，DPU的控制信号经阀门特性计算后，得到阀门开度要求值A，2个LVDT阀位反馈经高选得反馈值P＝max(P1,P2)，与A作比较产生差分信号，经D/A输出到功放端子板，经PI调节运算和功率放大，输出到电液伺服线圈。　VCC卡上设有11个电位器，用来调整振荡器频率、LVDT的零位、满量程、基准电压、D/A输出增益等。　设定值A的计算时，考虑OPC、ASL(AutoStopLatch自动停机闭锁)、RB(RunBack)和联锁信号，在OPC、AST等动作时，设定值为关闭值。另一方面，对不同的阀门特性作不同的凸轮非线性补偿。LPC逻辑保护卡　接受汽轮机保护的开关信号，经防误动处理，加载到硬件保护逻辑电路，处理后以触点方式输出。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem2.2.6操作员站软件组成　MMI总控、图形显示、单点显示、数据库一览、报警一览、报警历史、实时趋势和历史趋势、报表打印等软件。总控软件实时数据库管理和实时网络管理驱动程序，在任何软件启动前必须先启动总控软件。显示袒网络的状态、设置项目数据的路径、存放项目的组态数据等。图形显示软件　人机交互操作界面，为运行人员提供面向屏幕的操作、监视、控制的操作环境。2.2.6工程师站软件　是维护和管理DCS的工具软件。组成　图形组态、MMI图形生成、报表生成、历史数据组态、日志记录组态等软件。图形组态　用图形的方式对DPU的输入/输出及控制算法进行组态，实现控制策略。还可直接对DPU组态数据文件进行修改、操作、调试和观察趋势图等。每个DPU可定义999页，每页可有999个功能模块，且每页的执行周期在50ms至10s间可选。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem2.3数字电液控制系统的功能汽轮机自动控制ATC　通过状态监测，计算转子应力，在应力和寿命损耗允许前提下，以最大速率、最短时间，实现优化自动启动升速、带负荷。负荷自动调节　操作员自动OA、远方控制RC，以及与ATC组成联合控制双机容错自动控制、一级手动和二级手动冗余控制串级或单级PI控制，在负荷大于10%时，可选择是否采用IMP反馈和发电机MW反馈控制。定、滑压控制，通过阀门管理实现经济优化运行。一次调频或基本负荷运行。设置负荷上、下限和变化速率。主蒸汽压力控制TC和快速减负荷Runback。自动保护超速保护　3级超速保护，103%超速保护控制OPC，110%自汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　动停机遮断(跳闸)AST，112%机械超速停机遮断。OPC关闭调节汽门，当转速降至103%以下时，系统自动复位，并稳定在3000rpm；OPC具有超速预警功能，在机组出力大于30%甩负荷时，在转子转速没有飞升时OPC即动作，防止超速；AST动作，在主汽门关闭时，通过单向阀使用调节汽门同时关闭。AST不具备自动复位功能。危急遮断ETS　除超速外，大振动、低真空、低润滑油压、低EH油压、高轴承温度、高高压缸排汽温度、推力轴承磨损及发电机、锅炉和其它辅助设备的联锁保护。手动脱扣　2.4数字电液控制系统的运行方式　为确保DEH系统可靠运行，即使在计算机系统不能正常时也能有效控制机组运行，DEH-C设有4种运行方式，即二级手动、一级手动、操作员自动和汽轮机自动ATC，且紧邻的两种运行方式相互跟踪，并可做到无扰切换。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem二级手动　最低级、备用运行方式，为模拟系统，在数字系统故障时，自动转入模拟系统。一级手动　开环运行方式，运行人员在操作盘上设定调门开度，各按钮之间逻辑互锁，并具有OPC、TPC、RUNBACK和AST等功能。操作员自动OA　最基本的运行方式。在操作员给定值下实现转速、功率的闭环自动控制，并具有完整的保护功能。A、B双机冗余，相互跟踪和故障时自动切换。汽轮机自动AT　最高级运行方式。计算机根据监测到的汽轮机状态，按安全、寿命损耗最小、启动时间最短、经济性最好等控制策略，自动给定转速、功率及变化率，控制汽轮机的运行。2.5数字电液控制系统的工作原理2.5.1转速控制汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　机组并网前的汽轮机启动转速控制。有2种启动方式：冷态不投旁路系统(BypassOff）、高压主汽门控制的高压缸冲转，热态投用旁路系统(BypassOn)、中压调节汽门控制的中压缸冲转。共同点：在机组转速升至并网转速前均切换到高压调节汽门控制的并网操作。　设自动和手动2种操作方式，自动为闭环控制，手动为开环控制。冷态高压缸冲转启动　　高、中压缸同时进汽、冲转。 冲转前 0-2900rpm 阀切换2900rpm 2900-3000rpm TV 全关 控制 控制→全开 全开 GV 全关 全开 全开→控制 控制 IV 全关 全开 全开 全开汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem热态中压缸冲转启动　热态启动时，再热汽温相对较低，通过高压缸旁路直接引到再热器，加快再热汽温提升。 冲转前 0-2600rpm 2600rpm阀切换 2600－2900rpm 2900rpm阀切换 2900－3000rpm 0-30%额定功率 30%额定功率 额定功率 TV 全关 全关 全关→控制 控制 控制→全开 全开 全开 全开 全开 GV 全关 全开 全开 全开 全开→控制 控制 控制 控制 全开 IV 全关 控制 控制→不变 不变 不变 控制 控制 全开 全开汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem2.5.2功率控制　DEH设置3个功率调节回路。外环转速反馈回路　常规的调速系统回路。根据转速偏差，按调速系统静态特性设置调门开度。中环功率反馈回路　由功率偏差调节调门开度，定功率和功－频调节。内环IMP反馈回路　抗内扰。 运行方式 转速WS 功率MW 调节级压力IMP 说　明 阀位控制 OUT OUT OUT 阀门位置给定控制 定功率调节 OUT IN OUT 功－频调节 IN IN IN 一次调频 纯转速调节 IN OUT OUT汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem2.5.3汽轮机自动控制ATC　ATC主要用于汽轮机启动、升负荷过程，内容较多，波及面较广，转子应力计算RSC是其中一项主要内容。　因目前还没有成熟技术测量转子的应力，只能用调节级后温度来推算转子的温度，并由此估算转子内的温度场分布，进而求得转子内部的最大应力。　升速率50～500rpm/min，分为10级，每级50rpm/min。　升速率根据温差控制，温差小于40℃，每3min增加一级升速等级。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　温差大于40℃，每3min降低一级升速等级。在40℃左右时，升速保持不变。　升负荷率1.395～13.95MW/min，分为10级。增、降升负荷率与升速率相同。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem第三章　电液伺服系统3.1系统组成　EH供油系统、电液执行器、保护系统和试验模块汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystemEH供油系统　向电液执行器提供符合压力要求和清洁度、酸度等品质要求的安全、可靠、稳定的液压油。由高压油泵、过滤器、再生装置、冷油器EH油箱、高压蓄能器、低压蓄能器等组成。电液执行器　主汽门和调节汽门的执行调节器。有电液伺服阀和电磁阀2种控制方式，前者为位置连续调节，后者为开、关2种状态。保护系统　“2取1”带电动作OPC电磁阀，“4取2”失电动作电磁阀，及试验回路。超速保护控制和自动停机遮断，前者用于超速预警和保护，后者用于事故工况下紧急停机。试验模块　低润滑油压、低EH油压、推力轴承磨损、低真空等试验系统。油路系统　DEHIIIA型EH系统共设4种油管路，即高压供油管路、OPC保护油路或AST停机油路、低压回油油路和无压回油油路。前3种与电液执行器相连，保护系统的回油经无压回油油路直接排至主油箱。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem3.2电液执行器3.2.1电液位置伺服执行器作用　电液位置伺服执行器驱动主汽门和调节汽门连续运动，产生符合机组负荷要求的主汽门及调节汽门开度。组成　由电液伺服阀、油缸、快速卸载阀、滤网、隔离阀、单向(逆止)阀，以及位置反馈线性差动位移变送器等组成。电液伺服阀控制进入油缸的流量，由此控制油缸活塞的运动速度；油缸为动力输出；快速卸载阀用油缸的快速关闭，单向阀起到电液执行器与低压回油油路及OPC或AST油路的隔离作用，以便在机组运行中，在线维修和更换电液执行器部件。电液伺服阀　电控制信号转变为液压控制信号，故俗称电液转换器。油缸活塞的位移是由进入油缸腔室的液压油的流量控制的，故称电液流量伺服阀。我国汽轮机电液控制系统中，美国Moog公司的电液伺服阀应用最多，故将电液伺服阀俗称为Moog阀。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem原理　汽轮机电液控制系统所用电液伺服阀，主要由力矩马达、喷嘴－挡板和滑阀－套筒等三大部件组成。力矩马达将电流信号转变为挡板的旋转机械运动；喷嘴－档板作一级液压放大，由挡板两侧的泄油间隙控制滑阀两端腔室的油压，进而控制滑阀的位移，　即控制滑　阀油口的开　度，也即控制通过滑阀　油口的流量。反馈弹簧　管的弹性力与滑阀两端　所受的轴向液压力相平　衡，从而在线圈电流与　滑阀油口间建立起伺服　控制关系。　有2组线圈，可串、并联　使用。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem电液伺服阀的性能参数　压力流量特性　稳态时，负载流量与输入电流及负载压降的关系。额定电流　产生额定流量所需输入的电流。额定流量　在额定电流和规定的压降下所得到的流量。额定压力　保证阀正常可靠工作的最大供油压力。中低压阀为14MPa，中压阀为21MPa，高压阀为31.5MPa。流量增益　给定压降下，负载流量与输入电流的比。非线性度　名义流量增益曲线与实际流量曲线的最大电流偏差，用额定电流的百分比表示。滞环　由力矩马达的磁滞和滑阀游隙产生，流量曲线呈回环状。产生相同输出流量的最大电流差与额定电流的比，小于3%。分辨率　使输出流量变化所需输入电流的最小改变值与额定电流的比。小于0.3%。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem零偏　零位偏移。使阀处于零位所需输入电流值与额定电流的比。零漂　零位漂移。因工作条件及环境的变化，引起零位变化，以额定电流的百分比表示。小于2%。内漏特性　输出流量为零时，阀的回油口流出的流量。最大静耗流量一般小于10%额定流量。频率响应特性　用输出流量与输入电流间的幅－频特性和相－频特性表示。频宽越大，动态响应越好，但过高的频响，会使系统受到高频干扰，造成部件磨损。阶跃响应　输入电流阶跃变化时输出流量的响应的时域动态变化过程。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem快速卸载阀　压力控制阀，在机组超速或紧急停机工况下，当OPC电磁阀或AST电磁阀动作、OPC或AST油压快速下跌后，快速泄放油缸活塞腔室的压力油，使油缸快速关闭。　快速卸载阀是由导阀和滑阀两部分组成，杯状滑阀的底部与油缸压力油腔室相连，并通过杯状滑阀底部小孔与其顶部腔室相通，顶部与先导阀及逆止阀的控制滑阀顶部腔室的油压。　正常工况下，逆止阀及先导阀遮断对应的控制油口，杯状滑阀上、下腔室的油压相等，油缸正常工作；　在OPC或AST动作后，逆止阀后压力下降，逆止阀控制的油口开启，滑阀顶部油压快速下跌，滑阀上移，开启油缸活塞腔室的泄油口，活塞快速关闭。　OPC或AST复位、对应油路升压后，逆止阀复位，电液伺服阀方可控制油缸运动。　调节先导阀的弹簧预紧力，可改变油缸活塞的最大开度。在机组运行中更换电液伺服系统部件时，可减小先导阀的弹簧紧汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　力，关闭调节汽门。在机组正常运行时，一定要关闭先导阀，否则产生内漏，造成调门开度波动。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem线性位移差动变送器LVDT　油缸活塞位移反馈传感器。电感式位移传感器。由传感器、振荡器、相敏检波等组成。振荡器产生的高频正弦波作用在初级线圈，在2个次级线圈上产生感应电动势，其大小取决于初、次级线圈间的互感。线圈中铁芯位置决定了2个次级线圈互感的大小。1个线圈的互感增大时，另1个的互感则减小。相敏检波电路将这2个同波形的差动高频信号变为直流信号。　“凸轮特性”　汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem3.2.2中压调门电液伺服执行器　中压调门在30%负荷以上时全行程开启，为防止中压调门长期不动产生卡涩，故在电液伺服执行器回路中增设了活动试验电磁阀。　活动试验电磁阀为三通阀，正常时压力油经该阀进入快速卸载汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem　阀的顶端，使快速卸载阀遮断复位。在试验电磁阀加电活动试验时，切断快速卸载阀的高压供油，并将快速卸载阀端部油室与回油油路相通，快速卸载阀动作，关闭中压调节汽门。　在中压调节汽门活动试验时，为减小对高压供油系统的扰动，在试验电磁阀前加设节流孔。3.2.3主汽门执行器　仅需开、关2种工作状态的主汽门，其液压执行器仅由快速卸载阀、活动试验电磁阀、油缸　及隔离阀、逆止阀等汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem3.3超速保护控制与自动停机遮断系统　在DEHIIIA中，设有超速保护控制OPC、自动停机遮断AST和机械超速遮断三道安全(超速)保护屏障。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem超速危急保安器的动作转速与复位转速汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem3.4EH供油系统3.4.1系统组成　　EH供油系统向电液伺服系统和保护系统提供动力油源。主要由2台高压油泵、1套抗燃油再生装置、若干个高压和低压蓄能器、2套冷却油器、757升的EH油箱等组成。3.4.2抗燃液压油的特性磷酸酯抗燃油与汽轮机油的性能比较汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem 三芳基磷酸酯人工合成油，具有良好的化学稳定性，密度略大于水，并且具有良好的润滑性及阻燃性。和其他润滑油一旦达到着火点就很容易燃烧相比，该油着火时不能产生足够的能量以维持燃烧，具有自熄灭性，且还能热分解成具有阻燃作用的磷酸。该油略有毒性，且室温下粘度较透平油来得大，也比同类石油基液压油更能吸收水分。 磷酸酯中的存在通常反应了主要和氧化及水解相关的油液性能退化过程。就水解而言，油液酸性的增加会导致油液的进一步分解（所谓自身催化过程）。酸值是用来度量油液酸性或者说油液性能退化的指标之一。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem物理特性　磷酸酯油的闪点、燃点和热板着火温度远远高于透平油。磷酸酯油的热板着火温度一般在700℃以上，大大高于机组的过热蒸汽温度，使得油管破裂造成油液溅落在透平高温外表而发生火灾的可能性大大降低。此外，磷酸酯的密度通常在1.15g/cm³左右，大于水的密度。值得一提的是，由于制造过程中使用三氯氧化磷，因此新的磷酸酯油通常有一定量氯的存在。粘度大于透平油，吸水性很强。与其它 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的相容性　磷酸酯油其它材料并不普遍相容。与金属材料如钢、铝、镁、银、巴氏合金等均能相容，但对许多有机化合物和聚合物有很强的溶解能力。磷酸酯油对非金属材料十分敏感，与丁晴橡胶、氯丁橡胶等常用的耐油橡胶和天然橡胶等均不相容，对丁基橡胶、乙丙橡胶和氟化橡胶有良好的适应性。其它相容材料主要是聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂或热固性树脂等。因此，在液压系统选择密封材料时应该特别注意与磷酸酯油的适应性。目前，EH系统密封件大多采用碳氟橡胶。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem水解酸化　磷酸酯在酸性或碱性的条件下，加上水的存在就会发生水解，产生具有酸性较强的单酯和多酯，进而对EH系统管路和部件产生腐蚀，一方面造成液压内漏增大，调节品质下降；另一方面，腐蚀产物使油液中颗粒度增多，造成电液伺服阀卡涩，甚至失效。氧化分解　高温氧化。在温度高于64℃以上时氧分解成磷酸。高温来自两个方面，一是EH油路系统及电液伺服系统靠近汽轮机的高温部件，特别是在高压主汽门等液压执行器附近存在EH液压油的流动死区；另一是液压油中含有空气，气泡的压缩产生局部高温。汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem汽轮机数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem