宁电1000MW机组DEH功能简介

宁电1000MW机组DEH功能简介

摘要:本文介绍了数字电液控制系统在宁海电厂二期百万机组上的应用,详细阐述了转速/负荷控制,X准则,汽轮机自启动等核心控制策略以及具体的实现方法,对于大型火力发电机组DEH系统的运行和维护有一定的借鉴意义。 关键词:数字电液控制系统,X准则,压力控制器

1 系统概述

宁海电厂二期工程装机容量为2×1000MW,汽轮机为上海汽轮机有限公司与德国西门子公司合作生产制造的 1000MW 超超临界、中间再热式、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。汽轮机本体通流部分由高、中、低压三部分组成,汽轮机采用全周进汽、滑压运行的调节方式,同时采用补汽阀技术,改善汽轮机的调频性能。全机设有两只高压主汽门、两只高压调节汽门、一只补汽调节阀、两只中压主汽门和两只中压调节汽门,补汽调节阀分别由相应管路从高压主汽阀后引至高压第 5 级动叶后,补汽调节阀与主、中压调节汽门一样,均是由高压调节油通过伺服阀进行控制。

汽轮机的数字电液控制系统DEH,即Digital Electro-Hydraulic Control System 的缩写。宁海电厂二期的DEH系统采用西门子公司的 T3000 控制系统,它是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向整个电站生产过程的控制系统。液压部分是采用高压抗燃油的电液伺服控制系统。DEH系统采集汽轮机及其相关设备的状态,接受来自汽轮机组的反馈信号(转速、功率、主蒸汽压力等)及运行人员的指令,经过计算机控制系统组态软件的判断和分析,而后发出控制指令,输出信号至伺服油动机,通过电液转换机构(伺服阀、伺服放大器)将指令信号转换为液压执行机构能够执行的液压信号,改变主汽阀和调节汽阀的位置,从而改变进汽量,完成对汽轮机的转速及负荷实时控制,同时参与电网一次调频。T3000 控制系统同时也提供了汽轮发电机组跳闸保护功能(ETS)。

2蒸汽阀门控制模块

宁电B厂DEH控制系统的蒸汽阀门控制逻辑是DEH系统最主要的模块,他分以下几个部分:转速/负荷控制器、启动限制控制器(TAB)、自动阀门试验(ATT)、压力控制器、高排温度控制器。 2.1转速/负荷控制器。

转速/负荷控制器具有升速率监视、同步功能、变负荷、甩负荷控制、频率控制等功能。

转速闭环控制是DEH在并网前的基本控制功能,其中有转速给定控制逻辑、临界转速识别与控制逻辑、超速试验控制逻辑等。自动升速是指DEH根据高压内缸金属温度自动从冷态、温态、热态或极热态四条升速曲线中选择相应的升速率,并自动确定低速暖机和中速暖机的转速及暖机停留时间,自动冲转直到3000rpm定速。

负荷控制器采用汽轮机允许的负荷率升负荷。负荷可以由运行人员手动设定,或由外部系统(协调控制器或负荷分配器)自动设定,最大的升降负荷率根据锅炉能力,同时还受应力(TSE)限制。在锅炉故障时或负荷指令变化太快,则由应力限制器对汽轮机控制阀进行节流。为了改善动态稳定性,负荷设定值的比例系数可调,并对负荷控制器直接进行控制。

同期方式是转速控制阶段的一种特殊运行方式,根据电气同期装置来的同期增减信号调整汽轮机的转速,采集发电机出口电压交流信号和电网电压交流信号,通过幅值比较,控制励磁机电压增或减,最后进行相位比较控制发电机主开关闭合,实现同期并网。

机组并网后,进入负荷控制阶段,在负荷控制回路投入时,目标和给定值均以MW形式表示。在设定目标后,给定值自动以设定的负荷率向目标值逼近。给定值与实际值之差,经PI调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度。 2.2启动限制控制器(TAB)

汽轮机启动装置(TAB)的功能主要是确保汽轮机具有阀门开启/关闭的正确指令,确保汽轮机的安全运行及停机。启动装置实际上是一个设定值调整器,根据设定值的不同,巧妙实现了汽机的复置过程,反过来则还具备保护功能。

在起动前,当遮断信号释放时,启动装置将阀位信号置零,保证调节阀可靠关闭。在汽轮机启动时,起动装置TAB的信号开始升高,使转速控制器进行转速控制,当汽机达到正常速度,并且发电机已同步,起动装置设定在100%位置,这样主控制器信号不再受限制。

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