火电厂汽包水位控制系统全套图纸（淮钢25MW机组电液控制改造可行性分析）

淮钢25MW汽轮机为东方汽轮机厂生产的NC25-3.43型抽汽凝汽式汽轮机，一级抽汽供公司焦炉用。该机组液压控制系统为机械液压控制方式，若将其液压控制系统进行部分改进，实现数字式电液控制（Digital Electro-Hydraulic Control,简称DEH），对控制策略灵活编程，可全面提高机组自动控制水平和机组运行质量，降低能耗，提高效率。笔者根据工作经验，就机组改造方案及改造后优化功能进行分析，以期与同行探讨。

1.液压控制系统改造

液压控制系统可在原调节保安系统的基础上进行改造，保留原保安系统并新增加部分部件，着重改造液压调节部分功能，以较小的改进实现较大功能增强和完善，组成一个新的液压控制系统，从而实现电液调节控制。

1.1改造方案

(1)保留原液压系统低压供油油源，系统供油压力为2.0MPa，安全油压力为2.0MPa。

(2)拆除原调节保安系统中的调速泵、启动阀、调速器滑阀、超速限制滑阀、油动机反馈滑阀及相应的管路等。

(3 )保留原系统中的自动关闭器、油动机及其传动机构。

(4) 保留危急遮断器、危急遮断器滑阀、危急遮断器试验阀、手动遮断阀及双联电磁遮断阀。

图1 DDV调节器液压控制原理图

2.控制系统改造

原控制系统为DCS（JX300-XP系列）：三台控制站、五台操作员站、一台工程师站组成。新增加一套DEH控制系统与原DCS系统在线通信，控制系统配置如下：

2.1配置设备

• ⑴控制站一座, 由控制、通信、电源、继电器等单元组成。
• ⑵操作员站一套, 配置21”DELL液晶一台（ PⅣ3.2G/1GB/80G）。
• ⑶DEH软件包一套。
• ⑷转速测量装置一套，含转速探头3只、支架一套（原机组具备可利用）。
• ⑸位移传感器及位移传感器支架四套（现设备需改动）。
• ⑹压力、温度检测元件合理配置。

2.2DEH控制系统配置I/O清单(见表1)

表1

2.3增加配置外供焦炉蒸汽抽汽调节阀一台（220Vac供电）

⑴由于原机组是电动门控制一抽外供焦炉蒸汽,操作员点动操作开关控制抽汽压力,压力波动大，运行质量差、无法实现自动控制，增加了操作员劳动强度。

⑵新增加抽汽调节阀(信号4-20mA/24Vdc),信号传入DEH系统并实施程控。

3.DEH改造可增强主要功能及控制方案

25MW机组DEH控制系统改造方案，充分考虑与原DCS的功能支持，完善原系统，改造后，控制系统将成为一个完整的新系统，并增加许多新功能。

3.1挂闸及开主汽门

DEH系统控制画面设有按钮并配有手操器，操作启动挂闸电磁阀动作，可以进行远方自动挂闸和开主汽门。

3.2转速控制

DEH实现了转速控制功能，从机组启动到3000r/min定速。并网之前为转速PID调节控制，操作员可设置其目标转速、升速率及PID参数。

(1)程序控制启动方式

操作员选定机组处于冷态、温态、热态、极热态等启动状态，DEH按照上述状态下的经验启动曲线，自动完成冲转、低速暖机、过临界、中速暖机、3000r/min定速、自动同期等待机组并网。并网后，自动带初负荷。

⑵操作员自动方式

由操作员设定目标转速、变速率、保持、行进等参数，实现机组的冲转、暖机、自动过临界、3000r/min定速、同期等功能。并网后由操作员选定目标负荷、变负荷率等，进行升降负荷控制。

⑶手动方式

由操作员根据机组状态，设置目标转速和升速率，控制汽轮机的升速暖机。但在临界转速区，将自动越过，以保证机组安全。

以上运行方式均可实现无扰切换，方便操作员灵活选择。

3.3超速保护及超速试验

⑴DEH具有超速保护功能。当机组与电网解列并出现超速时，DEH首先按一定比例关小调门或快关调门2秒，抑制转速飞升。速度小于3060r/min，恢复转速控制，维持机组3000r/min定速；如转速继续飞升达到110%时，DEH输出停机指令，自动停机危急遮断控制系统（AST）电磁阀动作使机组跳闸以保证安全。

⑵DEH具有控制机组完成超速试验功能。启动该功能,可以依次做103％，110％和机械超速试验，输入目标转速，汽轮机开始升速，完成超速试验。

⑶机械超速试验时，DEH将保护定值设定到112％即3360r/min，保证机械超速时，电超速作后备保护，如机械超速保护未动而转速达到3360r/min时，DEH输出停机指令，AST电磁阀动作使机组跳闸并记录最高转速。

3.4功率自动控制

⑴功率自动控制是DEH的核心，用来对机组进行各种变工况调节。由操作员设定功率目标并可进行“加/减”操作。

⑵手动方式下，由操作人员操作阀门“增、减”直接控制功率升降。DEH系统出现故障时，系统自动切换到手动，用DEH后备硬手操盘操作阀门“增、减”键，通过伺服卡来控制阀门开度，维持机组运行。

3.5抽汽控制

⑴抽汽阀控:DEH可实现抽汽压力阀控，通过设置目标阀位和阀位变化率或按“增、减”按钮改变抽汽阀位，调整抽汽压力。

⑵抽汽压控:DEH可实现抽汽压力自动控制，抽汽投入后可实现抽压力PID调节，控制目标抽汽压力及压变率。

3.6机炉电协调控制及自动停机保护

⑴实现机炉协调，自动控制负荷。允许电气控负荷，DEH能够接受“增、减”负荷信号,控制“增、减”负荷。

⑵当机组发生异外,DEH系统将与原DCS系统（ETS功能）通信,执行自动停机保护。

3.7DEH系统改造可同时扩增下述控制特性

⑴主汽压力保护、高负荷限制、阀位限制保护、抽汽压力高保护、真空限制保护等。

⑵同期与并网、初负荷、负荷限制及自动减负荷功能等。

以上控制特性通过DEH控制系统与原DCS控制系统通信，进一步组态，使改进后新系统趋于完美。

5.结论

淮钢25MW汽轮机组实施DEH改进可充分利用计算机的复杂算法实现功率、抽汽压力等优化控制。DEH系统采集信号，运算并发出阀位信号，由DDV阀将电信号转换成液压信号，控制油动机增大或减小汽轮机的功率，而使抽汽量不受影响；% K9 {1 f$ R3 l) i当抽汽量变化时，抽汽压力改变，DEH系统运算并发出阀位信号，经DDV阀调节油动机，稳定汽轮机的功率。

淮钢焦炉用蒸汽供焦炉生产和蒸汽制冷机用，其中四台蒸汽制冷机因温度变化而启停，蒸汽用量变化较大，随时波动。DEH改造有利于稳定机组运行，稳定发电量，大幅度提高实际功效，改善目前通过操作员观察抽汽压力开关抽汽电动阀跟踪运行的不稳定状况。

（本文选编自《电气技术》，原文标题为“淮钢25MW机组电液控制改造可行性分析”，作者为庄昆。）

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