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1、山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 1 页 共 42 页L1. 工程概况山西大同第二发电厂 2660MW 空冷超临界机组系哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的国内 CLNZK660-24.2/566/566 型汽轮机、 一次中间再热、三缸四排气、单轴、双背压、空冷式汽轮发电机组 。山西大同电厂 2660MW 汽轮机采用高中压联合方式启动，高压主汽门方式冲转，转速达到 2900RPM 时切换 到高压调门控制升速、 带负
2、 荷。每台机 组配有两个高压主汽门（TV ）、四个高压调门（GV）、两个中 压主汽门（RSV ）和四个中压调门（IV ）。机组启动运行方式： 定滑定运行，高中压缸联合启动周波变化范围： 48.550.5Hz机组额定出力： 660MW主汽门前蒸汽压力： 24.2MPa主汽门前蒸汽温度： 566机组工厂编号： CLNZK-01山西大同第二发电厂 2660MW 汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统（简称 DEH），电子设备采用了国电智深控制技术 有限公司开发的 EDPF-NT 系统，液压系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油 EH 装置。本说明书仅涉及山西大同第二发电厂 DE
3、H 电气部分，液压部分请参考相关资料。2. 系统配置及组成山西大同第二发电厂热工控制系统均采用了国电智深控制技术有限公司系统，实现了 DCS 一体化，DEH 是一体化 DCS 的一个组成部分，是机组控制环路上的一个节点。DEH 的功能模件组成一个过程控制单元（PCU），它在控制环路上的代号为PCU30。山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 2 页 共 42 页山西大同第二发电厂 DEH 由三个控制柜组成。2 个模件
4、柜，一个继电器柜。从功能上分为三个部分：超速保护（OPC）、汽机基本控制（BTC）和汽机自启停（ATC），分别由两对互为冗余的控制器和相应的功能子模件完成。山西大同第二发电厂 DEH 硬件配置示意图如下所示：TU TUTUNIS&NPMNIS&NPMICComposer工 程 师 站BRC10BRC10 BRC10BRC10 BRC10BRC10SD012SD03TU TUTUTUTUTUTUTUTU TUTU TU现 场 各 种 类 型 信 号超 速 保 护OSP 基 本 控 制BTC 自 动 启 停ATC21TUVMS操 作员 站AI01 DI01 21AI01 DI01图 1.1 DEH
5、 系统结构配置山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 3 页 共 42 页2.1 模件山西大同第二发电厂 DEH 一共配置了 44 块模件，其中 4 块为多功能处理器，其余 40 块为功能子模件。这些模件安装在两个机柜的模件安装单元（MMU）中。模件 数量 名称 用途DPU 4 桥式控制器 控制主模件SD 3 频率计数子模件 转速测量DI 6 开关量输入子模件 开关量输入DO 5 开关量输出子模件 开关量输出AI 9
6、 模拟量输入子模件 模拟量输入（420mA）VC2 10 液压伺服子模件 控制电液伺服阀AIR 4 模拟量输入子模件 温度信号输入（RTD）AO 2 模拟量输出子模件 模拟量输出（420mA）DCI 1 协调控制模件 协调SD 是 DEH 专用的转速测量子模件，它将安装在汽轮机前箱内磁阻式转速探头测量出来的脉冲信号调制、整形、采样后变换成电信号， 经过控制总线送给控制器。每块IMFCS01 接受一路 转速脉冲信号，因此山西大同第二发电厂 DEH 配置了三块 SD 子模件。VC2 是 DEH 专用的 阀门伺服子模件，它实际上是一块智能 I/O 模件，通过卡上的处理器完成蒸汽阀门的精确定位控制。每
7、块 VC2 控制一个可调蒸汽阀门（modulated steam valve），因此山西大同第二发电厂 DEH 配置了 10 块 VC2：TV2、GV4、 IV4。2.3 操作员站山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 4 页 共 42 页山西大同第二发电厂 DEH 操作员站为 DEH 操作画面提供了方便的手段。运行人员通过操作员站实现对汽轮机的控制。针对山西大同第二发电厂 660MW 汽轮机 DEH 的特点，设计了
8、如下画面，包括总貌、棒图、趋势、报警信息、操作面板等，不仅为运行人员提供了操作手段，还可以通过画面监视汽轮机的运行状态。2.3.1 自动控制画面名称：自动控制图 2.1 自动控制画面该画面为运行人员提供了主要的操作手段，并且用棒图和数字显示 TV/GV/IV 开度。山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 5 页 共 42 页是汽机运行时操作人员主要面对的画面，这些操作包括： 汽机远方挂闸 启动方式选择 运行 自动手动
9、选择 ATC 投入/切除 自动同期投入/切除 功率闭环投入/切除 调节级压力闭环投入/切除 主蒸汽压力限制投入/切除 CCS 方式投入/切除 目标值设定 升速率设定 负荷率设定 TV/GV 阀门切换 单阀/顺序阀切换 旁路投切 阀位限制 超速试验 主汽门严密性试验 调门严密性试验 阀门活动试验山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 6 页 共 42 页2.3.2 高/中压汽缸温度画面名称：TEMP山西大同第二发电厂
10、2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 7 页 共 42 页图 2.2 高/ 中压温度该画面显示了高/中汽缸上主要的温度测点分布及实际测量值。山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 8 页 共 42 页2.4 系统软件国电智深控制技术有限公司系统是一个优秀的集
11、散控制系统，它的系统软件以多功能处理器）为核心，具有使用方便、便于调试、容易理解，充分适应了其硬件设计的特点，既满足了从简单到复杂的控制回路、 顺控、优化控制的有关策略，便于对控制对象进行设计和组态。EDPF-NT 系统是专门为过程控制设计的，它以生产过程中多种控制工艺流程和算法、控制技术为依据，经过国电智深控制技术有限公司公司不断优化完善，形成了特殊的功能码。功能码内存放了大量算法和相关参数。功能码是一种标准的子程序，按照职能可划分为以下几种： 函数运算类 常数设定类 控制算法类（PID） 信号转换和选择类 硬件接口类 I/O 类 脉冲与定时器类 模件控制类 通讯类 其它类对多功能处理器的组
12、态，可使用这些功能码，利用运行在 Windows NT 环境下的 r组态工具，实现 DEH 控制功能。山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 9 页 共 42 页3. 系统设计原则 系统符合“ 故障-安全”设计准则，当系 统失电时保证可靠停机，并对可能的误操作应采取有效的防范措施。 系统具有自诊断、自恢复和抗干扰能力。 控制系统依据分层、分散控制原则，除了控制器冗余外， 对重要的 I/O 信号和 I/O模件也进行冗余
13、配置。 冗余的高速通讯网络保证信息通畅，并具有与 DCS 的通讯接口。 除满足机组启动运行控制要求外，系统具有足够的 I/O 裕量和能力以便未来进行功能扩展。 硬件选择力求可靠、先进。 功能设计应符合标准化、通用化、模块化的原则。 操作站设计符合人机工程学要求，人机界面友好，信息丰富，操作简便可靠。山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 10 页 共 42 页4. 控制功能DEH 主要控制汽轮机转速和功率，即从汽机挂
14、闸、冲转、暖机、进汽阀切换、同期并网、带初负荷到带全负荷的整个过程，通 过 TV、GV、IV 和 RSV 实现，同时具备防止汽机超速的保护逻辑。山西大同第二发电厂 DEH 控制功能分 别由三对冗余的 BRC100控制器实现，即超速保护、基本控制和自启停（包括转子应力计算）。 这三部分既相互独立，同时又通过控制总线交换控制信息或状态。4.1 超速保护部分超速保护部分的主要作用是提供转速三选二、油开关状态及汽机自动停机挂闸（ASL）状态三选二、超速保护逻辑、超速试验选择逻辑以及 DEH 跳闸逻辑，它控制着OPC 电磁阀，同时汇总 DEH 相关跳闸信号后通过硬接线送 ETS，没有 转速和负荷调节控制
15、。4.1.1 系统转速选择转速三选二实际上是三取中逻辑，即由三路转速信号中的两路先分别大选，然后再对三个大选结果进行小选。图 4.1 三选二逻辑山西大同第二发电厂 2660MW超临界空冷机组 DEH说明书文档编号：DEH-0022-2T-01 签发日期：2017-05-13哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 自 动 控 制 工 程 分 公 司 工程部 文档版本：A 第 11 页 共 42 页当出现以下情况时认为系统转速信号故障： 任意两路转速故障 一路转速故障，另外两路转速偏差大 三路转速互不相同 转速给定大于 500RPM 时，系统转速与给定相差 100RPM发生系统转速故障后，DEH 自动将系统转速设定为一个很大的数值，这样将产生超速跳闸命令。4.1.2 油开关状态DEH 判断机组是否并网的唯一根据是油开关状 态，因此 该信号的重要性不言而喻。在进行电气假并网试验时，为防止汽机超速要求在程序里对合闸信号进行强制。试验完毕后要将油开关信号进行恢复。基于同样的原因，DEH 判断汽机是否挂闸也是通过对 AST 母管压力的三取二实现的。4.1.3 超速保护超速保护（OPC）通过控制 OPC 电磁阀快速关闭 GV
