DEH简介要点
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deh工作原理
1. DEH(Disproportionate Excitation of Hydrogen)工作原理是通过在两极之间施加高频交流电压,实现氢气与氧气的进一步电离和激发。
2. 当氢气通过DEH时,氢分子会受到电场作用力,因而被分解成两个氢离子(H+)和两个电子(e-)。
3. 进一步的电离过程将产生更多的氢离子和氧气分子。
氢离子与氧气分子之间会发生化学反应,产生水和释放出能量。
4. 这种释放的能量可以被用作动力源,如产生电力或直接驱动机械设备。
5. DEH工作时需要消耗电能来提供高频交流电压,以维持氢气和氧气的电离状态,保持反应继续进行。
6. DEH工作原理与燃烧引擎不同,它通过电离和化学反应直接转化能量,而不是通过燃烧产生的热能转化。
这使得DEH 相对来说更加高效和环保。
一、DEH调节系统的组成•DEH系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。
汽轮机控制系统的任务是实现汽轮机的转速/负荷调节,是DEH系统的最主要部分;•汽轮机安全系统的任务是实现汽轮机的保护跳闸以及保护试验、阀门试验等功能;•汽轮机监视系统的任务则是实现对汽轮机转速、振动、轴向位移、蒸汽温度/压力、汽轮机金属温度等一些重要参数的测量、监视功能。
•汽轮机组的转速和负荷是通过改变主汽阀和调节汽阀的位置来控制的。
汽轮机控制系统DEH将要求的阀位信号送至伺服油动机,并通过伺服油动机控制阀门的开度来改变进汽量。
DEH接受来自汽轮机组的反馈信号(转速、功率、主汽压力等)及运行人员的指令,进行计算,发出输出信号至伺服油动机。
二、升速控制•转速闭环控制是DEH的基本控制功能,其中有转速给定控制逻辑、暖机控制逻辑、临界转速识别与控制逻辑、超速试验控制逻辑等。
在升速过程中,DEH将转速给定与测速模件采集到的实际转速进行比较,如果有偏差,转速PI调节器便产生一个阀位指令,电液转换器控制调节汽门开度发生改变,使汽轮机实际转速逐渐与给定值相等,消除转速偏差。
•DEH控制系统具有自动和手动两种升速方式。
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,自动冲临界,直到3000rpm定速。
手动升速是指运行人员根据经验自行判断机组的温度状态,然后通过操作员站设定目标转速和目标升速率。
当运行人员设定的目标转速接近临界转速区时,DEH程序将自动跳过临界区,即运行人员无法将目标转速设定在临界区内。
手动升速时低速和中速暖机点及暖机时间由运行人员决定。
自动和手动升速可根据需要随时进行切换。
•安装了三个测速探头,三路转速测量信号经测速模件内部三选二逻辑处理后,得到DEH所需的转速反馈信号。
根据汽轮发电机组的运行规程要求,系统设定了升速暖机点。
汽轮机数字电液控制系统DEH介绍及控制方式讨论一、DEH系统介绍1、DEH系统各部分介绍1.1、DEH系统慨述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。
1.2 、DEH系统计算机控制部分硬件配置(1)基本控制计算机柜主要由电源、1对冗余DPU、3个基本控制I/O站、1个OPC超速保护站及1个伺服控制系统站组成,完成对汽轮机的基本控制功能。
转速测量卡(MCP卡)、模拟量测量卡(AI卡)、开关量输入卡(DI卡)、回路控制卡(LC卡)、开关量输出卡(DO卡)组成基本控制的信号输入部分。
输入I/O卡件及重要信号均采用三选二冗余配置。
由三块测速卡(MCP卡)和OPC卡组成超速保护控制功能块,基本控制DPU软件中,同时也具有OPC控制功能,达到硬件、软件的双重保护。
由多块阀门控制卡(VCC卡)组成阀门伺服控制系统部分,每一块VCC卡用于一个阀门的控制,相互独立,在VCC卡件的设计上保证了即使在主机故障情况下,也能通过后备手操盘,手动控制机组阀门开度。
DPU主控制机是2台完全相同的、互为冗余的计算机组成。
DPU的整机面板如下图所示:每台计算机有五个指示灯和一个电源钥匙开关,说明如下:电源指示灯:接上电源,该灯亮,否则暗。
主控指示灯:当系统正常运行时,此时电源灯和运行灯都亮,如该机处于主控状态,主控灯亮;如处于跟踪和初始状态,主控灯暗。
运行指示灯:当计算机正在运行应用程序时,该灯亮。
停机指示灯:当应用程序出现故障或人为地不运行应用程序时,停机指示灯亮,运行指示灯暗。
DEH概述1)汽轮发电机组在脱扣停止进汽后,转子依靠自己的惯性继续转动的现象称为惰走。
从脱扣到转子完全静止的这段时间呈惰走时间。
在惰走时间内,转子与时间的关系曲线称为惰走曲线。
转子惰走曲线汽轮机打闸后,由于惯性作用,转子仍要继续转动一段时间,从主汽门和调速汽门关闭起,到转子完全静止的所需的时间称为转子的惰走时间。
转子惰走时间与转速下降的关系曲线称为转子惰走曲线。
汽轮机停机转子惰走曲线分为三段:第一段为刚停止送汽时,其转速较高,鼓风摩擦损失很大(与转速三次方成正比),主油泵在低压油泵起动之前往油系统供油,使转速由3000r/min急剧下降到1500r/min左右,故曲线较陡。
第二段是在1500r/min的较低转速下,鼓风摩擦损失显著降低,主油泵停止向外输油,转子能量损失主要消耗在克服调速器、轴承和传动齿轮等摩擦阻力上,这些损失与高速下的鼓风摩擦损失和主油泵往油系统供油相比要小得多,故转速降落较慢,曲线平坦。
第三段表示转速下降到某一定值后,因轴承润滑油膜破坏,摩擦阻力迅速增大,转速迅速下降到零,故曲线较陡.新机组投运一段时间,各部工作正常后,即可在停机期间,测绘转子的惰走曲线,以此作为该机组的标准惰走曲线。
发电机解列、汽轮机脱扣后,转子在惯性作用下仍然继续转动一段时间才能静止下来。
从主汽门、调门关闭时起到转子完全静止的这段时间称转子的惰走时间,表示转子惰走时间与转速下降关系的曲线称转子惰走曲线。
利用它可以判断汽机设备的某些性能,并可以检查设备的某些缺陷。
当按同样真空变化规律停机时,如果惰走时间比标准时间短,可能是机组的动静部分发生磨擦,或某个轴承已经磨损,油温调整不当或真空调整不当等因素。
如惰走时间增长,则说明有外界汽源漏入(主汽门、调门、高排逆止门不严)汽缸或真空及油温调整不当。
转速不等率当汽轮机单机运行时,空负荷(N=0)转速n1与满负荷(N=N0)转速n2之差与额定转速n0比值的百分数称为调节系统的转速不等率。
.什么是DEHDEH( Digital Electric-Hydraulic Control)汽轮机数字电液调节系统2.什么是ETSETS(Emergency Trip System), 汽轮机紧急跳闸系统3.什么是TSITSI(Turbine Supervisory Instrumentation System),汽轮机仪表监测系统4.DEH的主要功能是什么DEH的主要功能是由操作员通过LCD、键盘、鼠标等人机接口控制汽轮机冲转、升速、并网、带负荷、抽汽。
5.ETS的主要功能是什么用来监测对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,实现紧急停机。
6.TSI的主要功能是什么在汽轮机盘车、启动、运行、超速试验以及停机过程中可以连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数、并在超出预置的危险值时发出停机信号7.液压调节系统的特点液压调节系统仅为比例调节,自整性不够,调节精度低,反应速度慢,超调量大,运行时的工作特性固定,调节品质差,但由于它的工作可靠性高而且能满足运行调节的基本要求,至今仍有一定的实用价值。
8.电液调节系统的特点数字电液控制系统(DEH)以数字计算机技术为基础,采用比例积分及微分(PID)调节器,调节精确度高,系统的过调量下降,稳定性增强,过程时间缩短,系统静态和动态性能都得到很大的改善。
DEH调节系统逐渐取代液压调节系统和模拟电调系统成为机组调节系统的主流。
9.电液调节系统的适用范围DEH目前能够适用于蒸汽燃气联合循环、纯凝、单抽、双抽、背压、抽背、补汽类型的机组,涵盖了目前国内常用的所有机组类型。
10.转速不等率:3~6%连续可调当汽轮机单机运行时,空负荷(N=0)转速n1与满负荷(N=N0)转速n2之差与额定转速n0比值的百分数称为调节系统的转速不等率(或称不均匀度,速度变动率等),以符号δ表示,即一般δ的范围为3~6%,常用的为4.5~5.5%。
一、DEH调节系统的组成•DEH系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。
汽轮机控制系统的任务是实现汽轮机的转速/负荷调节,是DEH系统的最主要部分;•汽轮机安全系统的任务是实现汽轮机的保护跳闸以及保护试验、阀门试验等功能;•汽轮机监视系统的任务则是实现对汽轮机转速、振动、轴向位移、蒸汽温度/压力、汽轮机金属温度等一些重要参数的测量、监视功能。
•汽轮机组的转速和负荷是通过改变主汽阀和调节汽阀的位置来控制的。
汽轮机控制系统DEH将要求的阀位信号送至伺服油动机,并通过伺服油动机控制阀门的开度来改变进汽量。
DEH接受来自汽轮机组的反馈信号(转速、功率、主汽压力等)及运行人员的指令,进行计算,发出输出信号至伺服油动机。
二、升速控制•转速闭环控制是DEH的基本控制功能,其中有转速给定控制逻辑、暖机控制逻辑、临界转速识别与控制逻辑、超速试验控制逻辑等。
在升速过程中,DEH将转速给定与测速模件采集到的实际转速进行比较,如果有偏差,转速PI调节器便产生一个阀位指令,电液转换器控制调节汽门开度发生改变,使汽轮机实际转速逐渐与给定值相等,消除转速偏差。
•DEH控制系统具有自动和手动两种升速方式。
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,自动冲临界,直到3000rpm定速。
手动升速是指运行人员根据经验自行判断机组的温度状态,然后通过操作员站设定目标转速和目标升速率。
当运行人员设定的目标转速接近临界转速区时,DEH程序将自动跳过临界区,即运行人员无法将目标转速设定在临界区内。
手动升速时低速和中速暖机点及暖机时间由运行人员决定。
自动和手动升速可根据需要随时进行切换。
•安装了三个测速探头,三路转速测量信号经测速模件内部三选二逻辑处理后,得到DEH所需的转速反馈信号。
根据汽轮发电机组的运行规程要求,系统设定了升速暖机点。
当汽轮机转速达到暖机转速时,DEH自动发出转速保持指令,使汽轮机转速停留在暖机转速上。
暖机时间长短可由运行人员选择三、汽压保护•汽压保护不同于汽压控制,它实际上是一种单向的汽压限制功能,并不对汽压进行调节,正常运行过程中当机前主蒸汽压力由于某种原因降低到汽压保护限值以下时,DEH将强迫高压调节阀关小,使汽压得以恢复;当汽压恢复到保护限值之上时(主蒸汽压力大于限值1MPa),调节阀便不再关小,DEH继续原先的调节控制。
•汽压保护动作期间,高压调节阀关小,汽轮机负荷必然也随之减小,出现实际负荷小于给定的现象。
为了避免因汽压保护动作使阀门完全关闭,当通过高压调节阀的蒸汽流量小于额定流量的10%时,自动解除汽压保护动作,即阀门不再继续关小,维持10%流量的开度。
运行人员可以根据实际需要决定是否投汽压保护,或者限值设定到多少比较合适。
正常滑参数停机时建议切除汽压保护功能或降低汽压保护限值。
四、汽轮机热应力评估器•TSE计算及监视汽轮机热应力,通过温差来决定相应部件的热应力,将此温差与允许温差比较来计算允许的温升率。
这样,可以在透平材料应力与最大的运行灵活性进行最优化控制,所有测量的温度及计算的温度余度均进行指示及记录。
进行下列部件的监视:HP主汽门阀壳,HP调节门阀壳,HP汽缸,HP转子,IP转子。
•在起动时及带负荷时防止汽轮机热负荷超过,测量汽缸中部、端部上、下缸温差,TSE根据所测的温差计算余量,然后作用于控制设定值,在起动时为转速设定值,在带负荷时为负荷设定值,TSE可在控制室进行投入或切除五、电网频率以下列2种方式作用于DEH。
•限止频率作用:频率作用的限制是在频率作用中设定死区,当电网频率变化时起作用,在孤网运行时,此作用不能切除。
•频率作用:频率作用是支持电网频率,如果电网频率太低,则汽轮机多带负荷,如果电网频率过高,则汽轮机少带负荷,此作用可在控制室中投/切。
六、压力控制器以下列两种方式起作用。
1.压力限制方式在压力限制方式时,负荷控制起作用,压力控制器仅是作为限制器,在主蒸汽压力降低时支持锅炉压力控制,如果主蒸汽压力低于某个可调限制值,如低于正常压力10bar,汽轮机调节阀将节流防止主蒸汽压力进一步降低,在此方式压力会很快恢复。
2.初始压力方式当从压力限制方式切到初始压力方式,转速/负荷控制器切换到压力控制器,此时负荷保持不变,在初始压力方式,HP压力由调节阀控制维持在某个设定值,即锅炉负荷的变化使汽轮机调节阀位变化。
七、三个主要调节支路:转速支路、功率支路、压力支路1.转速支路指令输出:根据转速设定值、实际值偏差经PID计算得出。
速度设定值由特定的步序给定,定速后可以在DEH手动设定;速度变化率不能手动设置,由主机各金属部件中最小热应力裕度的金属部件温差裕度自动计算得出。
2.功率支路指令输出:根据负荷设定值、负荷实际值偏差经PID计算,与DEH侧最大负荷限制比较后得出。
负荷设定值可以在DEH手动设定,也可以投入外部功率设定SLC后由DCS送入;负荷变化率在DCS 手动设定,并投入负荷变化率SLC使之有效;负荷变化率同时还受到主机最小热应力裕度的金属部件温差裕度限制。
3.压力支路指令输出:切至压力模式下,根据压力设定值、压力实际值偏差经PID计算得出。
压力设定值可以在DEH手动设定,也可以投入外部压力设定SLC后由DCS送入。
主机冲转中、以及定速状态下,高、中压调门接受DEH转速控制支路指令,同时受到压力支路输出以及TAB输出限制;并网后,功率模式投入时,高、中压调门指令接受DEH功率控制支路输出,同时受到压力支路输出以及TAB输出限制;撤出限压模式SLC时,汽机切至压力模式,高、中压调门指令接受压力控制支路输出,同时受到转速/功率支路输出以及TAB输出限制。
TAB----汽轮机启动和升程限制器最终,高、中压调门指令取决于TAB支路输出、转速/功率支路输出、压力支路输出三者中最小值。
并受到高压叶片压力控制模块输出、高压缸压比控制模块输出、高压缸叶片温度控制模块输出影响。
各个调门本身还有其阀限设定,可以在DEH手动设定。
八、TAB数值对应的状态九、汽轮机ETS跳闸条件表一:凝汽器背压高保护定值低压进汽压力(bara )凝汽器压力(b a r a )不允许无限制允许此区域内任何情况下运行上限5分钟;末级叶片使用寿命之内累计不超过300分钟。
图例跳闸报警表二:高压缸排汽温度保护定值十、 汽机手动脱扣条件十一、汽机禁止启动项目1.汽机主要保护不能正常投运。
2.DEH、DCS等系统工作不正常,影响机组启停或只能在手动的方式下运行。
3.主要监视仪表不能投入或指示不正确,仪用气源不正常。
4.盘车设备故障,盘车时汽轮发电机组动静部分有明显摩擦声。
5.机组发生“汽机跳闸”,原因未查明或缺陷未消除。
6.高、低压旁路系统不能正常投入。
7.汽机高、中压主汽门、调门、抽汽逆止门卡涩,关不严。
8.转子偏心度偏离原始值0.05mm 以上。
9.轴向位移超过跳闸值±1.0。
10.电超速保护不能正常投用。
11.汽缸上下温差>±55℃。
12.交、直流油泵及控制油系统之一工作不正常。
13.主油箱油温低于35℃或油位低,油质不合格。
14.发电机氢气纯度<95%。
15.发电机定子水系统异常或水质不合格。
十二、阀门严密性试验在下列情况下应做此项试验1)机组大修后。
2)机组甩负荷试验前。
3)机组每年进行一次。
4)主汽门、调节汽门解体检修后,机组启动前。
试验目的检验各个阀门的严密程度,确认汽轮机的高、中压主汽门和高、中压调门严密性符合设计要求,能满足机组安全、稳定运行的需要。
试验应具备的条件及准备工作1)原则上应在额定汽压、正常真空和机组空负荷运行时进行汽门严密性试验。
2)主汽压力压力达不到额定汽压但符合机组安全运行要求时,亦可做该试验,但结果需折算。
高、中压主汽门严密性试验步骤1)确认机组运行状态符合严密性试验要求。
2)通过调整燃烧和高旁开度将主汽压力调至13.5MPa。
3)在DEH 操作员站LCD上ATT画面中选择“ESV LEAKAGE TESTSLC”按钮,按下ON,然后按EXECUTE,观察高、中压主汽门全关,高、中压调门全开。
4)监视机组转速,要求小于转速500rpm,主汽门严密性合格。
高、中压调门严密性试验步骤1)主汽门严密性试验后可进行本项试验。
2)汽机打闸,重新复位汽机,并冲转至3000r/min。
3)确认机组运行状态符合严密性试验要求。
4)通过调整燃烧和高旁开度将主汽压力调至13.5MPa。
5)在DEH 操作员站LCD上ATT画面中选择“ESV LEAKAGE TESTSLC”按钮,按下ON,然后按EXECUTE,观察高、中压调门全关,高、中压主汽门全开。
6)监视机组转速,要求小于转速500rpm,调门严密性合格。
十三、阀门在线活动试验在下列情况下应做此项试验:每两个月进行一次。
试验目的:通过试验,检验阀门及执行机构的灵活程度,防止卡涩,能满足机组安全、稳定运行的需要。
试验内容:对高、中压阀门组、高排逆止门和高排泄放阀分别进行试验,对于每组阀门,试验过程分为阀门试验关闭和阀门恢复两个阶段,阀门试验全过程约20分钟。
当被试验阀门的开度指令与试验前的指令相同时,试验结束。
试验应具备的条件及准备工作1)试验前首先应征得调度同意。
2)负荷小于800MW额定负荷。
3)汽机处于自动控制方式。
4)协调控制切除。
5)发生下列情况,ATT试验中断6)汽轮机脱扣。
7)高压汽轮机排气保护动作。
8)由于试验关闭时间超限而中断试验,故障阀组选择已经被取消后,其他阀组试验正在继续。
在所有其它阀组已成功试验后,故障阀组必须重新试验。
9)如果阀门试验故障,调门单个关闭后不能正常开启情况时,汽轮机自动试验不能进行。
试验要中断。
汽轮机组必须停机。
10)如果高排逆止门或高压排汽阀正在试验时,出现故障,试验也要中断。
然后,逆止阀或高压排汽阀的试验也要重新进行。
重新试验是手动进行。
如果重新试验再出现故障,汽轮机必须停机。
试验步骤:在ATT画面,启动ATT阀门试验SGC主汽门、调门试验1)记忆高调门及中调门的开度。
2)高压调门A缓慢关闭。
3)高压主汽门A #1快关电磁阀动作,高压主汽门A关闭。
4)高压主汽门A #1快关电磁阀恢复,高压主汽门A打开。
5)高压主汽门A #2快关电磁阀动作,高压主汽门A关闭。
6)高压调门A打开到10%。
7)高压调门A #1快关电磁阀动作,高压调门A关闭。
8)高压调门A #1快关电磁阀恢复,高压调门A恢复到10%开度。
9)高压调门A #2快关电磁阀动作,高压调门A关闭。
10)高压主汽门A #2快关电磁阀恢复,高压主汽门A打开。
11)高压调门A #2快关电磁阀恢复,高压调门A恢复到试验前开度。