第六章_汽轮机电液控制系统

汽轮机数字电液控制系统（DEH）之⼀为了维持电⽹频率，要求汽轮机的转速稳定在额定转速附近很⼩的⼀个范围内，通常规定此范围为±1.5－3.0r/min,为此，汽轮机必须配备可靠的⾃动控制系统。

历经以下发展：1，机械液压式控制系统（mechanical hydraulic control, MHC).简称液调。

2，电⽓液压式控制系统（electric hydraulic control, EHC).简称电液控制。

3，模拟式电⽓液压控制系统（analog eletric hydraulic control, AEH).简称模拟电调。

4，数字式电⽓液压控制系统(digital electric hydraulic control, DEH).简称数字电调。

其特点：控制器⽤数字计算机实现，执⾏部件保留原有的液压执⾏机构。

汽轮机控制的基本要求为控制汽轮机的转速与电⽹频率同步及控制汽轮机的功率满⾜外界负荷的需求，即要满⾜转速和功率之间⼀定的静态关系，并要求动态特性不能偏离静态特性太远。

转速信号取⾃汽轮机主轴转速，功率信号取⾃发电机电功率。

DEH系统的组成。

1，电⼦控制器。

计算机，数模插件，接⼝，电源设备。

2，操作系统。

3，油系统。

⾼压控制油，润滑油。

⾼压油（EH）采⽤三芳基磷酸脂抗燃油，供油压⼒12.42－14.47MPa。

润滑油1.44－1.69MPa的透平油。

4，执⾏机构。

伺服放⼤器，电液转换器和具有快关、隔离和逆⽌装置的单侧滑动机组成，负责带动⾼压主汽阀、⾼压控制汽阀和中压主汽阀、中压控制汽阀。

5，保护系统。

6个电磁阀。

其中两个⽤于超速时关闭⾼、中压控制汽阀，其余⽤于严重超速（110%n）、轴承油压低、EH油压低、推⼒轴承磨损过⼤、凝汽器真空过低等情况下的危急遮断和⼿动停机。

DEH控制系统的功能1，汽轮机⾃动程序控制（ATC）功能⽤最⼤的速率与最短的时间实现机组启动过程的全部⾃动化。

ATC允许机组有半途⽽废启动和热态启动两种⽅式。

汽轮机数字电液控制系统本文档是关于汽轮机数字电液控制系统的详细说明和操作指南。

本文档将从介绍数字电液控制系统的基本原理开始，然后逐步介绍系统的组成、工作流程、操作方法以及故障排除等内容。

希望本文档能够对用户正确使用和维护数字电液控制系统提供帮助。

请阅读本文档前，请务必仔细阅读以下内容：⒈数字电液控制系统基本原理⑴数字电液控制系统的定义⑵传统液压控制系统与数字电液控制系统的区别⑶数字电液控制系统的工作原理⒉数字电液控制系统的组成⑴主控制器⑵传感器⑶执行器⑷液压元件⒊数字电液控制系统的工作流程⑴传感器信号采集⑵主控制器信号处理⑶控制指令⑷执行器控制⑸反馈信号处理⒋数字电液控制系统的操作方法⑴系统开机操作⑵参数设置与调整⑶控制模式切换⑷故障报警与处理⒌数字电液控制系统的故障排除⑴常见故障及排除方法⑵故障诊断与修复流程⑶故障记录与分析⒍附件⑴数字电液控制系统操作手册⑵数字电液控制系统维护手册⑶数字电液控制系统技术规范法律名词及注释：- 汽轮机：指利用汽轮机原理进行工作的机器，其中通过燃烧燃料产生高温高压气体，再通过汽轮机的叶轮转动产生动力。

- 数字电液控制系统：指以数字信号进行控制的液压系统，通过数字信号控制液压元件的工作状态。

本文档涉及的附件：- 数字电液控制系统操作手册：详细介绍了如何正确操作和使用数字电液控制系统的手册。

- 数字电液控制系统维护手册：详细介绍了如何进行数字电液控制系统的日常维护和保养。

- 数字电液控制系统技术规范：详细说明了数字电液控制系统的技术要求和性能指标等。

东方电气自动控制工程有限公司培训教材汽轮机数字电液控制系统Turbine Digital Electric Hydraulic Control System第一版中国东方电气集团东方电气自动控制工程有限公司内容提要本教材是为适应DEH数字电液控制系统（高压抗燃油电液控制系统，以下简称DEH）的培训而编写的，本教材着重介绍控制系统的原理、系统构成、控制功能、操作指导、接地要求、检测调试、故障诊断及分析等。

本书适用于电厂运行、维修人员学习使用，也适用于我公司经营、服务、管理、生产人员学习使用。

主编：唐东主审：尚小林徐正华责任校对：陈建国陈容江责任编辑：秦晴前言东方电气自控公司（原东方汽轮机厂自控开发处）为适应大机组提高自动化水平的迫切要求，从1983年起就在借鉴国外大机组先进控制技术的基础上，率先积极自主开发汽轮机DEH数字电液控制系统（电液并存型低压油系统）。

曾先后设计和生产了六十多台电液并存型DEH控制系统，为35MW、50MW、200MW、300MW等冷凝、供热和空冷机组配套，并有十三套DEH控制系统随机组出口，十余年来，我们不仅积累了丰富的设计、生产和调试经验，还培养了一支实力雄厚、训练有素的汽轮机控制工程技术队伍，保证了设备的调试、安装及投运。

确保了产品的售前、售中及售后的全方位服务。

上世纪90年代，东汽以技贸结合的方式，与日立公司合作设计生产600MW 汽轮机。

学习并参与了与其配套的DEH数字电液控制系统（高压抗燃油电液控制系统）的设计和调试工作，从而为我公司300MW机组全电调DEH控制系统的开发打下了坚实的基础。

遵照前机械部、能源部领导的部署和专家的意见，1993年起东汽又与美国ETSI公司（贝利集团）联合开发300MW机组DEH数字电液控制系统（高压抗燃油电液控制系统）。

在我公司参与系统设计及应用软件设计的基础上，生产出了具有九十年代国际先进水平的DEH数字电液控制系统（高压抗燃油电液控制系统）。

汽轮机数字电液控制系统摘要300 MW的自备电厂建成后，300 MW的发电设备在国内市场上占据着举足轻重的位置，目前国内300 MW的发电机组已经投入使用，为国家的经济和社会的稳定发展作出了巨大贡献。

300 MW汽轮机采用的是苏联的技术，其设备设计和制造水平与国外相比有很大的差异。

该系统使用了常规的机械式液力调整，存在灵敏度低，迟滞率大，负荷适应能力差，自动化程度低等问题，对机组的安全和经济性造成了一定的影响。

该系统具有转速控制、负荷控制、甩负荷控制功能、超速保护功能、汽轮机自启动和负荷控制功能、主汽压力控制功能等功能。

介绍了300 MW电力电子调节的设计与使用，并着重介绍了超速保护、阀门管理、ATC及甩载测试等方面的工作。

关键词：300MW机组全电调控制升速升负荷阀门管理ATC EH系统高压遮断一、绪论1.1概述汽轮机是火力发电厂中的一个关键装置，它由高温和高压水蒸气带动，实现了热能向机械能的转化。

水轮机组带动发电机旋转，将机器能量转换成电能，电力网向不同的客户供电。

为保持电力系统的运行，需要将汽轮机的速度控制在接近标称速度的极低值，一般在－1.5-3.0 r/分钟之间。

为此，汽轮机需要有一个稳定的、自动化的设备。

水轮发电机组的发展经过了若干个发展时期，首先采用一组机械式的水力机械，完成了对速度的自动调整和对负载的人工控制。

这种体系通常被称作是水力调整。

1.2 300MW国产机组调节系统的现状及改造国内300 MW汽轮机的调速控制主要是由纯水压力的低压汽轮机油和凸轮配汽器组成。

这种调整系统是蒸汽机的常规运行方式，它具有一定的可视性，但是它的运行和数据收集都要靠手工完成，很难适应当前蒸气机组的高自动化、现代化的运行管理需求，所以需要对机组进行全电调的改进，从而达到自动控制的目的。

改进后的全电调速系统包括：液压伺服、高压防油屏蔽、机油供给、低压汽轮机油屏蔽等四大部分。

燃油供给系统的作用是供给高压燃油，驱动伺服系统，高压燃油屏蔽系统。

汽轮机数字电液控制系统近几年来，伴随着机组容量增大及蒸汽参数的提高，汽轮机的结构日趋复杂，对自动化提出了更高要求。

在此背景下，数字电液控制系统应运而生，其优势日益凸显出来。

本文则对汽轮机数字电液控制系统设计进行分析，以望提高汽轮机控制系统水平。

标签：汽轮机；数字电液；控制系统；设计汽轮机数字电液控制系统是汽轮机正常运行、停止及事故工况下的控制器，同时也是电站汽轮发电机的重要组成部分[1]。

通过控制汽轮机主汽门及调门的开度，可控制汽轮发电机组的转速、负荷及其压力。

长期以来，汽轮机控制多采用传统机液式或者液压式的调节，控制精度较差、自动化程度较低，且故障率较高，后期检测维护困难等，降低了汽轮机工作效率。

因此，本文对汽轮机数字电液控制系统进行设计，提高汽轮机工作效率。

一、汽轮机基本概况本次研究的发电机型号为QFSN-300-2-20型，机型为水-氢-氢冷发电机。

1、给水泵汽轮机给水泵汽轮机为多级反动凝汽式工业汽轮机，额定功率及转速分别为4324KW、5350rpm。

最大连续转速为5350rpm。

转速范围、跳闸转速分别为2900rpm、6100rpm。

排汽压力最大为0.0076MPa，正常时为0.0076MPa，最小为0.0023MPa。

润滑油压、调节油压分别为0.08MPa、0.76MPa。

调整系统为WOODWARD505数字调节器。

2、汽动给水泵主泵汽动给水泵主泵型号为FK6D32，型式为卧式离心筒形。

入口流量、出口流量分别为686m3/h、545m3；入口压力、出口压力分别1.55MPa、21.23MPa；总压头为2476m；抽头流量、抽头压力分别为50m3/h、8.13MPa；给水温度及重度分别为8.13℃、0.823t/m3。

3、汽动给水泵前置泵汽动给水泵前置泵型号为FA1D56，型式为卧式轴向剖分壳体。

流量为634m3/h；进口压力、出口压力分别0.766MPa、21.23MPa；总压头为100m；给水温度及重度分别为167.34℃、0.8453t/m3。

汽轮机数字电液控制系统（DEH）摘要：介绍了汽轮机数字电液控制系统(即DEH系统)的一般功能及硬件、软件的结构。

着重介绍了协调控制系统（CCS）与DEH系统密切相关的几个重要信号——CCS指令信号、RB信号、FCB信号的产生，它们与DEH相互联系的方式以及对DEH指令信号的作用，并剖析了投入协调运行后汽轮机控制系统、协调控制系统作为一个整体时的工作原理及工作方式。

关键词：DEH系统；协调控制系统（CCS）；RB信号；FCB信号汽轮机数字电液控制系统（Digital Electric-Hydraulic Control System，以下简称DEH）是当今汽轮机特别是大型汽轮机必不可少的控制系统，是电厂自动化系统最重要的组成部分之一。

现代DEH系统由于采用计算机控制技术为核心的分散控制系统结构，提高了控制精度，并且能够方便地实现各种复杂的控制算法。

其执行部分由于采用了液压控制系统，具有响应快速、安全、驱动力强的特点。

1.DEH系统的硬件结构DEH系统主要由计算机控制部分与液压控制部分(EH)组成。

DEH部分完成各种控制回路、控制逻辑的运算，通过操作员站等人机接口设备完成运行操作、监控及系统管理。

根据对汽轮机、发电机运行参数的实时采集，经过各种控制策略、控制回路的运算，将最终的阀门控制指令输出到执行机构，通过EH系统由液压执行部件驱动阀门完成对机组的负荷、转速、压力等被调节变量的控制。

人机接口是操作人员或系统工程师与DEH系统的人机界面。

操作员通过操作员站对DEH 进行操作，给出汽轮机的运行方式、控制目标值等各种控制指令，完成各种试验，进行回路投切等。

EH系统是DEH的执行机构，主要包括供油装置（油泵、油箱）、油管路及附件（蓄能器等）、执行机构（油动机）、危急遮断系统等。

供油系统为系统提供压力油。

执行机构响应DEH的指令信号，控制油动机的位置，以调节汽轮机各蒸汽进汽阀的开度，从而控制汽轮机运行。

危急遮断系统响应控制系统或汽轮机保护系统发出的指令，当DEH发出超速控制信号时，紧急关闭调节阀；当汽轮机保护系统发出停机信号或机械超速等动作引起汽轮机安全油泄去时，危急遮断系统紧急关闭全部汽轮机蒸汽进汽门，使机组安全停机。