9汽轮机DEH系统改造方案测试与分析

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1、仑机DEH系统改造方案测试与分析徐德勤李云鹏（华能大连电厂）摘要：华能大连电厂两台机组的DEH系统在改造过程中，根据实际情况形成了两种技术方案，木文介绍了这两种改造方案测试对比情况，并对试验结果进行分析，确定了DEH系统改造所采用的最终方案•实践证明在目前的技术水平下还无法在控制器小实现汽轮机调节阀的闭环控制。关键词：DEH功率放大卡件闭环控制华能大连电厂的1号、2号汽轮机为TC2F-40型亚临界单轴、双缸、双排汽口、小间再热反动凝汽式汽轮机，额定功率350MW,由三菱公司制造。调节系统釆用数字电液（DEH）控制系统，由汽机控制计算

2、机、DEH控制卡件、电液转换器和液压系统构成，液压控制介质为低压透平油。汽轮机数字控制信号由汽机控制计算机发出，指令信号的选择处理，反馈闭环运算及指令信号放大全部由DEH卡件完成，最终放大输出0~250mA信号至现场的伺服机构一一电液转换器。这种系统中阀门开度的闭环控制在卡件中由硬件完成，即“硬控制”方式。由于控制设备老化，两台机组相继进行DCS改造，原DEH系统的汽机控制计算机和DEH卡件也要随之更新改造，现场设备和液压系统不变。在改造当吋，新采用的DCS硬件设备中没有与系统相匹配的的大功率输出DEH运算及功放卡件，针对这一问题，

3、对DEH进行改造形成了两种技术方案：一种是定制一种造价较低的功率放大卡件，这种卡件只对输出信号进行放大，没有计算功能，计算功能在DCS控制器中由逻辑完成,即“软控制”方式。另一种方案是保留原三菱DEH卡件和“硬控制”方式，上位的汽机控制计算机随DCS改造进行更改。为了确定最终方案，在2号机组DCS改造过程中对这两种方案进行了对比试验。实践证明在目前的技术水平下还无法在控制器中实现汽轮机调节阀的闭坏控制。1在控制器中完成阀位闭环控制在DEH阀门驱动控制中必须引入阀位反馈才能形成对汽轮机调节阀的快速、准确的闭环控制控制。目前绝大多数DE

4、H系统中汽伦机调节阀控制在专用的硬尺件中实现，在华能大连电厂TC2F-40型汽车仑机DEH系统改造中曾经尝试在ovation控制器中实现对汽伦机调节阀的闭环控制，效果不理想。1.1在控制器屮完成阀位闭环控制的实现方式汽轮机DEH系统的指令及反馈系统如图1.1所示，机组DCS采用OVATION控制系统，汽轮机的阀门指令由OVATION控制器运算并由A0卡件输岀4〜20mA信号，考虑到汽轮机安全运行，AO卡件采用三重冗余方式。信号经电缆传送至功率放大卡件，放大为0-250mA信号，输出至现场的电液转换器。阀门油动机控制油压值在工作范围内

5、与阀门的开度呈线性函数关系，因此阀门控制油压值作为阀门开度反馈值输送入冋OVATION控制系统，AI卡件釆集到此4-20mA信号，经转换后送至控制器进行运算。控制模块PID2接受反馈值，其设定值为PID1的输出值，PID2根据设定值与汽机阀门实际开度反馈值来调控阀门开度，形成内环闭环控制。PID1的设定值来自操作员输入或协调系统指令，汽机转速或功率信号作为反馈值，形成外环闭环控制。内环回路控制汽机阀门达到设定开度及消除阀门内扰，功率放人卡件不具备闭环控制功能，只是完成对指令信号进行放人输出及回送功能，其原理图如图1.2o由OVATI

6、ON系统发出的三路指令信号经三取屮模块取出一路4~20mA信号，经卡件运算放大后输出0-250mA电流信号，放大后的电流信号输出至电液转换器,转换成油压信号并经两级放大后驱动油动机控制汽机阀门开、关。功率放大卡件具备内部信号超差检测报警和输出信号转换冋读功能，报警信号和冋读值输送冋DCS系统用于监视。OVATION^P】DI制器图1.1软控制方式的DEH系统指令及反馈系统三取中l~5V卜250mVLd•ITU僻買电压反向放大器0-250mA>7-隔离变换器4~20mA噸电压隔离0.4-2V25倍0.4-2V放大器0.4-2V放大器超

7、差判别刪嫦令信巧i阀位指令信号2阀位拾令信号34-20mA超差报科图1.2功率放大卡件原理图1.2机组负荷的控制效果控制模块PID1的参数仍沿用原来整定好的参数，对新增的PID2模块进行参数整定，表1.1是负荷设定值为280MW时部分参数下的机组负荷控制情况。由表1.1中可见负荷最大偏差值达20MW.,机组负荷反复波动，不能稳定在设定值上。这种控制方式对汽机阀门开度调节效果较差，会造成锅炉主汽压力波动，随Z煤量、风量、给水暈发生波动，影响整个协调控制系统的控制品质。这种状况不符合DCS控制规范屮对汽轮机控制要求，也没能达到改造前的控

8、制水平。虽经反复多次对回路参数进行试验整定，控制效果仍不理想。表1.1机组负荷控制情况表PID2参数转速变化最大值（MW）偏差值（MW）PGAIN=0.8INTG=0DRAT=033020PGAIN=0.6INTG=1DRAT=0.1