一.系統(tǒng)概述：

  本機(jī)組采用上海汽輪機(jī)廠300MW亞臨界、單軸、雙缸、雙排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)。它由兩個(gè)高壓主汽閥、六個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥控制高壓進(jìn)汽，兩個(gè)中壓主汽閥和兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥控制中壓進(jìn)汽。以過程控制站（LN-PU）為核心的DEH控制系統(tǒng)，采集機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、汽壓等有關(guān)參數(shù)后，經(jīng)過分析、鑒別、計(jì)算，控制電液伺服閥，通過油動(dòng)機(jī)分別使高壓主汽閥、高、中壓調(diào)節(jié)閥按啟動(dòng)、運(yùn)行要求工作。液壓動(dòng)力油以磷酸脂抗燃油為工質(zhì)，工作油壓14MPa，由集裝式抗燃油箱供油。

DEH系統(tǒng)由三個(gè)控制柜，兩臺(tái)上位機(jī)組成。兩臺(tái)上位機(jī)一臺(tái)為工程師站,負(fù)責(zé)圖形邏輯組態(tài)及歷史數(shù)據(jù)的采集工作，另外一臺(tái)為操作員站,主要是提供給運(yùn)行人員進(jìn)行操作以及監(jiān)視。

  1．1運(yùn)行方式：

1.1．1自動(dòng)

這是投CCS協(xié)調(diào)控制之前的最常用的運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式又對(duì)應(yīng)如下幾種運(yùn)行狀態(tài)：轉(zhuǎn)速控制、功率反饋控制、調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋控制、主汽壓力控制及閥位控制。

1.1.2CCS協(xié)調(diào)控制

啟動(dòng)結(jié)束后，DEH接到CCS的請(qǐng)求，操作人員可按下“CCS投入”按鈕（在OIS上），在DEH允許的前提下，即可投入CCS控制，同時(shí)向CCS發(fā)出“CCS投入”信號(hào)。此時(shí)，DEH自動(dòng)切除功率反饋、調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋和主汽壓力控制回路，按CCS給定的閥位信號(hào)控制機(jī)組，同時(shí)將實(shí)際閥位值反饋給CCS。

1.1.3ATC方式

在此方式下，汽輪機(jī)主要根據(jù)計(jì)算出的熱應(yīng)力大小等因素確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升速率、暖機(jī)時(shí)間、升負(fù)荷率等。

1.1.4自動(dòng)同期

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，電氣發(fā)出允許自動(dòng)同期信號(hào)，轉(zhuǎn)速在3000±50rpm之內(nèi)，可以投入自動(dòng)同期，自動(dòng)同期投入后，目標(biāo)轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速跟隨電氣自動(dòng)同期裝置發(fā)出的命令動(dòng)作，直到并網(wǎng)結(jié)束。

1.1.5手動(dòng)

“手動(dòng)”是和“自動(dòng)”相對(duì)的一種運(yùn)行方式，在此方式下，運(yùn)行人員通過 “手動(dòng)控制”畫面上的“手動(dòng)閥位設(shè)定值”按鈕增、減總的閥位指令值。在“手動(dòng)”方式下，所有自動(dòng)功能均不能投入。

1.2閥門管理

在啟動(dòng)過程中（高壓缸啟動(dòng)），為保證機(jī)組全周進(jìn)汽，充分預(yù)熱，減小熱應(yīng)力，應(yīng)該采用2900轉(zhuǎn)以下采用高壓主汽門控制，高壓調(diào)節(jié)汽門全開的運(yùn)行方式，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)2900轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行切換，切換完畢后采用高壓主汽門進(jìn)行控制的方式。此種方式為節(jié)流配汽方式。

機(jī)組啟動(dòng)結(jié)束后穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，宜采用噴咀調(diào)節(jié)方式，即高壓調(diào)節(jié)閥順序開啟，以減少處于節(jié)流狀態(tài)下的閥門個(gè)數(shù)，提高熱效率。切換過程為120S。

1.3超速控制

當(dāng)發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷以后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速將很快飛升，正常的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路很難將轉(zhuǎn)速控制在保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作轉(zhuǎn)速以下。甩負(fù)荷后，DEH接收油開關(guān)跳閘信號(hào)，通過硬件與軟件兩個(gè)回路進(jìn)行甩負(fù)荷邏輯處理，通過ETS保護(hù)模塊及各油動(dòng)機(jī)的快關(guān)電磁閥快速關(guān)閉高中壓調(diào)節(jié)汽閥，以抑制機(jī)組轉(zhuǎn)速的最大動(dòng)態(tài)飛升，轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速后各電磁閥復(fù)位，由正常轉(zhuǎn)速回路進(jìn)行調(diào)節(jié)（當(dāng)負(fù)荷小于30％額定負(fù)荷時(shí)，油開關(guān)跳閘后不需要快關(guān)調(diào)門）。

若甩負(fù)荷后油開關(guān)跳閘信號(hào)沒有發(fā)出，DEH還設(shè)有103％超速預(yù)警控制，即當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過103％額定轉(zhuǎn)速（3090r/min）時(shí)，DEH通過軟回路及超速保護(hù)模塊、ETS保護(hù)模塊發(fā)出指令到各調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)的快關(guān)電磁閥，快速關(guān)閉高中壓調(diào)節(jié)汽閥，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，各電磁閥復(fù)位，轉(zhuǎn)入正常轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)。

DEH中還設(shè)有負(fù)荷不平衡限制回路，當(dāng)電功率與汽輪機(jī)負(fù)荷相差超過60%時(shí)，快速關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)汽閥，當(dāng)負(fù)荷相差<60%時(shí)，各電磁閥復(fù)位。

1.4超速保護(hù)

DEH具有硬件與軟件兩方面的超速保護(hù)。

DEH配置有三塊汽機(jī)超速保護(hù)模塊，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過110％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，超速保護(hù)板的相應(yīng)接點(diǎn)閉合，通過三取二處理后輸出跳機(jī)指令，經(jīng)硬接線回路使汽輪機(jī)停機(jī)。

此外，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過110％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，DEH軟件還會(huì)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，同時(shí)作用到各遮斷電磁閥，關(guān)閉高中壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，切斷機(jī)組進(jìn)汽，實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

1.5試驗(yàn)功能

DEH具有在線試驗(yàn)功能：閥門活動(dòng)試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)以及超速試驗(yàn)。

1.5.1閥門活動(dòng)試驗(yàn)

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，可定期進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)，以檢查各進(jìn)汽閥是否工作靈活。

閥門活動(dòng)試驗(yàn)由運(yùn)行人員在OIS上進(jìn)行操作，DEH自動(dòng)執(zhí)行閥門活動(dòng)指令，并給出相應(yīng)的提示或指示。

1.5.2超速試驗(yàn)

DEH具有提升轉(zhuǎn)速進(jìn)行機(jī)械、電氣超速試驗(yàn)的功能，并可自動(dòng)記錄最高轉(zhuǎn)速。

1.5.3閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)

當(dāng)汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)運(yùn)行、鍋爐汽壓滿足一定條件時(shí)，DEH可控制機(jī)組作主汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)和調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)。

1.   系統(tǒng)配置

DEH系統(tǒng)采用的三個(gè)控制柜中，DEH01機(jī)柜實(shí)現(xiàn)電源分配、伺服控制功能，放置有伺服卡、伺服卡電源、各機(jī)柜電源控制開關(guān)及就地電磁閥控制繼電器；DEH02機(jī)柜實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制、功率控制、OPC保護(hù)、閥門快關(guān)、超速試驗(yàn)等基本功能；DEH03機(jī)柜實(shí)現(xiàn)ATC控制、閥門的各項(xiàng)試驗(yàn)、抽汽供熱控制、汽輪機(jī)防進(jìn)水及DEH參數(shù)監(jiān)視功能。

LN2000所提供的卡件有以下幾種：

1）AO卡件，

2）4－20mA模擬量輸入卡

3）RTD卡

4）TC卡

5）DI卡

6）ETS保護(hù)模塊

7）汽機(jī)超速保護(hù)模塊

8）DO卡

9）伺服卡件

柜內(nèi)卡件布置

2.網(wǎng)絡(luò)配置及過程站

DEH系統(tǒng)所采用的LN2000分散控制系統(tǒng)。過程控制站采用嵌入式低功耗CPU、64MRAM、32M電子盤（DOM）、雙100M以太網(wǎng)接口，雙CAN接口卡。其先進(jìn)性在于分散的結(jié)構(gòu)和基于微處理器的控制，這兩大特點(diǎn)加上冗余使得系統(tǒng)在具有更強(qiáng)的處理能力的同時(shí)提高了可靠性。100MB帶寬的高速以太網(wǎng)的高速公路通訊使各個(gè)控制器之間相互隔離，又可以通過它來相互聯(lián)系。

過程控制站是冗余配置的，通過其內(nèi)置的兩個(gè)互為冗余的以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信和站間的冗余。處于備用狀態(tài)的LN-PU能夠自動(dòng)跟蹤運(yùn)行的LN-PU，一旦主控狀態(tài)的LN-PU出現(xiàn)故障，備用LN-PU將立即承擔(dān)過程控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)LN-PU間的無擾切換。過程控制站與I/O模塊間的通信網(wǎng)絡(luò)采用了冗余配置CAN現(xiàn)場(chǎng)總線，提高可靠性。

網(wǎng)絡(luò)配置

3.   性能指標(biāo)

1  轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍：（50～3600）r/min

 2  額定蒸汽參數(shù)下空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)：￡±0.1%額定轉(zhuǎn)速

 3  負(fù)荷控制精度：￡±2MW；

   負(fù)荷控制范圍：0～350MW；

 4  控制系統(tǒng)不靈敏度：￡0.06％；

 5  轉(zhuǎn)速不等率4.5％（3％～6％范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)）

 6  甩全負(fù)荷時(shí)，最大超速￡7％額定轉(zhuǎn)速，可維持空轉(zhuǎn)；

 7  可靠性：計(jì)算機(jī)MTBF40000小時(shí)

    系統(tǒng)MTBF340000小時(shí)

    控制系統(tǒng)可用率399.9％。

3.1基本監(jiān)視畫面：

在圖3-1-2中，點(diǎn)擊【操作員監(jiān)控】按鈕，出現(xiàn)圖3-4-1所示自動(dòng)控制界面

在此畫面中，可以實(shí)現(xiàn)DEH系統(tǒng)的基本操作功能，能夠完成自動(dòng)投入、掛閘、主汽門/調(diào)門控制方式選擇；目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升速率的設(shè)定，目標(biāo)功率、升負(fù)荷率的設(shè)定；可以實(shí)現(xiàn)升速過程中給定值進(jìn)行與保持的切換；可以進(jìn)行調(diào)節(jié)回路的選擇；TPL、負(fù)荷、閥位限制的設(shè)定；在機(jī)組正式運(yùn)行前進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

此外在此畫面中還有系統(tǒng)狀態(tài)及主要參數(shù)的監(jiān)視。

圖3-4-1  自動(dòng)控制界面

供熱控制畫面：

    在此畫面中主要是對(duì)抽汽供熱閥門進(jìn)行控制，包括供熱回路的投/切、抽汽壓力的設(shè)定等。

3-4-2  供熱控制界面

活動(dòng)試驗(yàn)畫面：

    在此畫面中可以完成閥門活動(dòng)和全行程試驗(yàn)的操作。

閥門試驗(yàn)界面

超速試驗(yàn)畫面

在此畫面中可以完成超速試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)，超速試驗(yàn)包括110%超速、103%超速以及機(jī)械超速試驗(yàn)。在此畫面上還可以監(jiān)視到超速保護(hù)動(dòng)作時(shí)轉(zhuǎn)速的最大值，嚴(yán)密性試驗(yàn)轉(zhuǎn)速的合格值，以及嚴(yán)密性試驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間。

圖3-4-4  超速試驗(yàn)界面

以下畫面是對(duì)汽輪機(jī)重要參數(shù)的監(jiān)視畫面，包括：振動(dòng)監(jiān)視畫面、軸溫監(jiān)視畫面、缸溫監(jiān)視畫面、蒸汽溫度監(jiān)視畫面等。

振動(dòng)監(jiān)視畫面

圖3-4-5  振動(dòng)顯示界面

軸溫監(jiān)視畫面

圖3-4-6  軸承溫度監(jiān)視界面

缸溫監(jiān)視畫面

圖3-4-7  汽機(jī)缸溫監(jiān)視界面

蒸汽溫度監(jiān)視畫面

圖3-4-8  蒸汽溫度監(jiān)視界面