《数字电液控制系统知识点解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电液控制系统知识点解析（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 汽轮机数字电液控制系统汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control SystemDigital Electro-Hydraulic Control System for for Steam TurbinesSteam Turbines 南京工程学院能动院南京工程学院能动院 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 1.1汽轮机控制的基本概念 一、 汽轮机控制的发展过程 1.机械、液
2、压调节系统 （MHC-Mechanical Hydraulic Control）最早 2.电液调节系统 （EHC-Electro-Hydraulic Control） EHC与MHC并存, 60年代初。 3.模拟电液系统 (AEH-Analog Electro-Hydraulic Control) 纯电调, 60年代中,(60年代末以模拟电路为主) 4.数字电液控制系统 (DEH-Digital Electronic Hydraulic Control ) 早期的DEH系统多以小型计算机为核心 构成。当微机为基础的DCS分散控制系 统出现后，DEH就逐渐转向由DCS组成。 第一章 概论 汽轮机
3、数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 二、汽轮机控制的内容 一个完善的汽轮机控制系统应包括的功能系统 1、监视系统：监视系统是保证汽轮机安全运行的必不可少的设备，它能够连 续监测汽轮机运行中各参数的变化。汽轮机的参数监视通常由DAS系统实现 ，测量结果同时送往调节系统作限制条件，送往保护系统作保护条件，送往 顺序控制系统作控制条件。 2、保护系统：保护系统的作用是，当电网或汽轮机本身出现故障时，保护装 置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护 ，以防止事故扩大或造成设备损坏。 3、调节系统：汽轮机的闭环自动
4、调节系统包括转速调节系统、功率调节系统 、压力调节系统。 4、热应力在线监视系统：运行中监视转子热应力不超过允许应力。转子热应 力无法直接测量，通常是用建立模型的方法通过测取汽轮机某些特定点的温 度值来间接计算转子热应力。 5、汽轮机自启停控制系统 汽轮机自启停控制（Automatic Turbine Control, ATC)能够完成从盘车、升速并网、带负荷、甩负荷、停机的全部过程自动 控制。其中一种是模仿人的操作过程，按事先规定的步骤和时间完成；另一 种是考虑热应力控制的自动启停过程。 6、液压伺服系统：液压伺服系统包括汽轮机供油系统和液压执行机构两部分 。供油系统向液压执行机构提供压力油
5、。液压执行机构由电液转换器、油动 机、位置传感器等部件组成，其功能是根据电调系统的指令去操作相应阀门 的动作。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 三、汽轮机自动控制的基本原理 1、汽轮机调节系统静态特性 转速不等率（ ，速度变动率） 速度变动率（也称转速不等率）代表 汽轮机的静态调速特性，是汽轮机调节 过程中一个重要参数，它是指汽轮机空 负荷时所对应的最大转速和额定负荷时 所对应的最小转速之差，与汽轮机额定转速之比，即 一次调频：对并列运行的机组，当外界负荷变动引起电网频率变动时，电 网中各机组的调速系统动作、负荷就自动增
6、减，以适应外界负荷变化的需 要。这种由调速系统自动控制机组负荷的增减，以减小频率变化幅度的方 式，称为一次调频。 承担尖峰及变动负荷的机组,其速度变动率应较小些，取为34%；带基本 负荷的机组，则速度变动率应大些，取46% 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 迟缓率 迟缓现象：调速系统各部套间存在间隙、摩擦力、 错油门存在重叠度，造成静态特性在加/减负荷中 曲线不重合。在调速系统调节过程中,存在着迟缓 现象,使得调速系统的静态特性线不再是一根,而是 一条带状区域。 迟缓率：表示迟缓程度的大小： 迟缓对机组运行的影响： 单机运
7、行：转速自发飘动n=n0 并网运行：负荷自发摆动P/Pelr=/ 希望迟缓率越小越好。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 静特性平移和同步器 I.作用 在单机运行时，使用同步器可以保证机组在任何负荷下保持转速不变。 在机组并网运行时，通过同步器可以改变汽轮机的功率，使各台机组承 担给定负荷，调整电网频率，以维持电网周波稳定二次调频。 在机组并网前，用同步器可改变汽轮机的进汽量来调整汽轮机的转速， 使发电机与电网同步并列。正由于有此用途，故称其为同步器。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraul
8、ic Control System II.一次调频与二次调频概念区别 一次调频是按并列运行机组的静态特性自动分配负荷，而二次调频要靠 同步器人为地进行； 并列运行的机组通常都参与一次调频，但一次调频通常不可能保持电网 周波不变而只能减小周波变化的程度； 一次调频可以认为是暂态的。即当电网负荷变化后，二次调频来不及立 即保证电网有功功率的供求平衡，暂时由一次调频来维持电网周波不致 有过大变化而造成严重后果，当二次调频使周波恢复正常后,一次调频作 用便消失。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 2、汽轮机调节系统的动态特性 动态
9、特性评价指标 稳定性： 汽轮机运行时，当负荷或蒸汽压力变化时，通过调 节系统会很快过度到新的稳定工况。 动态超调量： 为汽轮机最大飞升转速，为了不引起危急遮断器动作停机（110112% n0 ），一般取107%109% n0 静态偏差： 对有差调节系统为 动态调节时间： 取 ，一般为几秒到几十秒，最大不超过一分钟。 振荡次数 在调节时间内被调节的振荡次数，明显的振荡不超过23次。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 影响动态特性的主要因素 转子飞升时间：额定主力矩作用下，转速由零至额定转速所用时间Ta。即 转子转动惯量越小、
10、转矩越大、转子飞升时间越短，越容易超速。小机组 Ta =1114秒，大机组58秒。 中间容积常数：调节阀后蒸汽通流部分存在蒸汽容积，当蒸汽流量改变时 ，驱动力矩并不立即变化，而存在延时，且容积压缩/膨胀过程易引起调 节阀过调、转速波动；甩负荷中间容积继续作功，使超速加剧。 转速不等率影响： 大，动态、静态偏差大；稳定性好；动态过程振荡小 。 油动机时间常数：油动机活塞行程时间大，动态偏差大，过渡过程时间长 ，控制品质差。 迟缓率：死区使动态偏差加大。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 1.2 中间再热机组的调节 一、中间再
11、热机组的调节特点 1.中低压缸功率滞后 负荷变化时，由于中低压缸功率的滞后，降低了一次 调频能力，但可以采用高压汽门动态过开来补偿。 2.甩负荷时超速 甩负荷时，为防止再热器蓄汽量使汽轮机超速，应同时关 闭高、中压汽门。 3.机炉协调控制 单元制、机炉动态特性差异。单元制机组负荷适应性的提高主要取决于对 锅炉蓄存能量的利用程度，而汽轮机、锅炉的控制方式关系到锅炉蓄存能 量的利用，目前采用的机组控制方式有以下几种： 汽轮机跟随控制方式 当汽轮机定压运行时(图a)，外界负荷改变的讯号选送给锅炉,待锅炉出力改 变使新汽压力改变后,汽轮机根据新汽压力的改变再相应改变负荷。这种方 式可维持新汽压力不变，
12、当新汽压力有微小改变时，压力调节器即改变调 节阀的开度，使流量(功率)改变。当汽轮机滑压运行时，调节阀全开，功 率(流量)将随新汽压力的增减而变化，如图(b)所示。这种控制方式因锅炉 燃烧过程的迟滞将使机组功率的响应延滞。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 锅炉跟随控制方式 汽轮机根据功率讯号增加 负荷，此时蒸汽流量的增 大使新汽压力降低，锅炉 根据流量、压力的变化讯 号控制燃烧调节系统,以维 持新汽压力不变。这种控 制方式的特点是暂时利用 锅炉的蓄存能量以适应外 界负荷的变化。当负荷变 化较小时，能实现快速响 应,可参加
13、一次调频,但在负 荷变化较大时,由于锅炉燃 烧的迟滞时间较长，主蒸 汽压力的变化较大。 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 机炉协调控制方式 这种控制方式综合了前两种控制方式的特点，将功率变化指令同时发给锅 炉及汽轮机控制系统，对调节阀开度及锅炉燃烧进行同步调整，协调控制。 其特点在于它一方面可利用锅炉蓄存能量，使汽轮机出力迅速作出调整；另 一方面又可同时改变锅炉的出力，共同适应外界负荷变化的要求，使新汽压 力波动较小。这种控制方式如果在主蒸汽压力偏差运行范围内，则蒸汽调节 阀与压力偏差无关，它是根据功率偏差来进行控制的；一
14、旦压力偏差超出允 许范围时，这个偏差就用来修正调节阀的控制 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 二、中间再热机组调节系统简介 1.再热汽轮机液压调节系统 2.再热汽轮机功率-频率调节系统 3.再热汽轮机数字电液调节系统 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 第一章思考题 汽轮机调节系统经历了哪几个发展阶段？ 一个完善的汽轮机控制系统应包括哪些功能系统？ 一次调频与二次调频有什么不同？ 中间再热式机组的调节有什么特点？ 汽轮机数字电液控制系统 Digital
15、Electro-Hydraulic Control System 一、DEH控制系统的组成 数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System, DEH-C。 电子控制器 计算机、混合数模卡件、接口和电源等。6个控制 柜，用于给定、接受反馈、逻辑运算和发出指令等。 操作系统 操作盘、图像、显示器和打印机等为运行人员提供 运行信息、监督、人机对话和操作等服务。 EH供油系统 EH高压油泵、油再生装置、冷油器等为控制系 统提供控制与动力用油 。 电液伺服执行机构 电液伺服阀、快速卸载阀、液压马达、位 置反馈传感器等负责执行高压主汽阀、高压调节汽阀和中
16、压主 汽阀、中压调节汽阀 的开度指令。 保护系统 OPC、AST电磁阀、隔膜阀等在危急情况下遮断和 手动停机之用 。 第二章 汽轮机数字电液控制（DEH)的基本原理 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 二、数字电液控制系统方框图 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control System 再热汽轮机DEH系统的调节原理图。图中的输出是转速，外扰是负荷变 化R，内扰是蒸汽压力p，n 和P分别由转速和功率给定。调节对象考虑了 调节级压力特性、发电机功率特性和电网特性，与此相关，设置
