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1、1NZ9-0.689/0.137 型9MW 补汽冷凝式汽轮机调节系统说明书南京汽轮电机（集团）有限责任公司2目 录1 前言1.2 调节保安系统的主要技术规范1.3 调节系统的工作原理和系统介绍1.3.1 DEH 装置1.3.2 DEH 基本工作原理1.3.3 运行方式1.4 ETS 保护系统工作原理1.5 TSI 系统工作原理2 系统配置2.1 DEH-NK 网络结构2.2 DEH-NK 控制柜2.3 电源分配系统2.4 控制器和 IO 模件2.4.1 DEH 系统2.4.2 ETS 系统2.4.3 DEH 专用 I/O 模件功能介绍2.5 端子单元2.6 操作员站2.6.1 显示2.6.2
2、报警2.6.3 趋势图2.6.4 系统配置2.6.5 测点信息2.6.6 历史曲线2.7 工程师站2.8 DEH-NK 的通讯3 DEH-NK 系统软件3.1 DEH-NK 软件平台3.2 DEH-NK 应用软件3.3 DEH-NK 工具软件4 DEH 控制系统主要功能4.1 挂闸4.1.1 自动挂闸4.1.2 界面手动挂闸4.2 整定伺服系统静态关系4.3 启动前的控制4.4 升速控制4.5 负荷控制4.5.1 并网、升负荷及负荷正常调节34.5.2 负荷控制方式4.5.3 负荷限制4.6 主汽压控制4.6.1 主汽压力控制投入需同时满足4.6.2 主汽压力控制切除仅需满足任一下列条件4.7
3、 主汽压保护4.7.1 主汽压力保护允许投入条件4.7.2 主汽压力保护切除条件4.7.3 主汽压力高保护动作4.7.4 主汽压力底保护动作4.8 补汽压力控制4.9 超速保护4.9.1 超速限制4.9.1.2 103%超速4.9.2 超速保护4.10 在线实验4.10.1 主汽门严密性试验4.10.2 高压调门严密性试验4.10.3 喷油试验4.10.4 调门活动试验4.10.5 超速保护试验5 DEH 系统操作说明5.1 基本操作说明5.1.1 操作画面介绍5.1.2 操作说明5.2 DEH 启动控制5.2.1 拉阀试验5.2.2 挂闸5.3 启动升速5.4 自动同期5.5 并网、带负荷5
4、.5.1 阀位闭环控制5.5.2 功率闭环控制5.6 一次调频5.7 补汽控制5.8 CCS 控制5.9 负荷限制5.10 阀位限制5.11 主汽压力控制5.12 主汽压力保护5.13 快减负荷46 调节保安系统6.1 主汽门自动关闭器及危急遮断复位装置6.2 伺服执行机构6.3 保安系统6.3.1 机械超速保护装置6.3.2 危急遮断装置6.3.3 电磁保护装置6.3.4 其它保护装置6.4 机组的紧急停机7 供油系统7.1 低压供油系统7.2 电液驱动器供油系统8 汽轮机监测保护系统9 DEH 系统及保安部套的安装要求9.1 机械超速部套安装要求9.2 汽轮机监测保护装置的安装9.3 DE
5、H 系统的安装9.3.1 到货开箱9.3.2 设备安装9.3.3 系统接地9.3.4 电源分配系统9.3.5 外部信号连接9.3.6 检测与调试9.3.7 故障分析及处理10 ETS 系统11 调节保安系统的调整与试验11.1 汽轮机静止状态下的试验11.2 汽轮机运转状态下的试验11.3 汽轮机静态下调试11.3.1 手拍危急遮断装置试验11.3.2 危急遮断油门试验及复位试验11.3.3 调节系统 DEH 的阀位标定11.4 汽轮机运行状态下调试11.4.1 启动11.4.2 运行时主要参数的考核和整定11.4.3 液压保护系统试验12 DEH-NK 系统运行注意事项51 前言DEH-NK
6、 数字电液调节系统时南汽自主开发的一种经过实践运行考核的成熟的电调系统，其性能指标和功能充分满足用户需求。其数字电子部分由一个电子控制柜及操作员站等组成，该系统设备将DEH、ETS 一体化设计供货，运转层上汽机信号的检测控制和保护全部进入 DEH 系统从而实现控制、监测和保护一体化，同时控制系统参数在线可调，极大方便了运行人员。液压部分由伺服执行结构、保安系统、及供油系统组成。电液调节系统各执行机构均由电液转换器及油动机组成，完成控制器的指令控制相应阀门开度；保安系统完成手动停机、机械超速及接受ETS 保护电磁阀停机；供油系统包括低压主油泵供油系统及伺服阀专用供油系统；低压供油系统提供润滑、保
7、安部套及油动机动作的供油，伺服专用供油系统向伺服阀供油。1. 2 调节保安系统的主要技术规范汽机调节保安系统的主要技术规范见下表，注意加*的参数不同型号的机组可能不同。序 号 项目 单位 技术规范 备注1 汽轮机额定转速 r/min 30002 主油泵进口油压 MPa 0.10.53 主油泵出口油压 MPa 1.27 *4 转速不等率 % 365 迟缓率 % 0.26 油动机最大行程 mm 210 *7 危急遮断器动作转速 r/min 330033608 危急遮断器复位转速 r/min 3055159 喷油试验时危急遮断器动作转速 r/min 29203010 TSI 超速保护（停机） r/m
8、in 330011 转子轴向位移报警值（付推定位） mm +1.0 或-0.6 负为反向612 转子轴向位移保护值 mm +1.3 或-0.7 停机值13 润滑油压降低报警值 MPa 0.050.05514 润滑油压降低报警值 MPa 0.0415 润滑油压降低保护值（停机） MPa 0.020.0316 润滑油压降低保护值（停盘车） MPa 0.01517 润滑油压升高报警值（停电动泵） MPa 0.1618 主油泵出口油压低报警值 MPa 1.019 轴承回油温度报警值 6520 轴瓦温度报警值 10021 冷凝器真空降低报警值 MPa -0.08722 冷凝器真空降低保护值（停机值） M
9、Pa -0.06123 轴承座振动报警值 mm 0.0624 DEH 控制器超速停机值 r/min 33001.3 调节系统的工作原理和系统介绍DEH-NK 汽轮机数字电液控制系统，由计算机控制部分（也称数字控制系统）和 EH 液压执行机构组成，系统控制精度、自动化水平高，它能实现升速（手动或自动） ，配合电气并网，电负荷控制（阀位控制或功频控制） ，及其他辅助控制，并与 DCS 通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等，能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。1.3.1 DEH 装置电调控制系统（DEH）能满足可户的高可靠性要求。通过对调门、补汽阀的开度调节，应用比例和积分的闭环控制对转速和负荷
10、进行可靠准确地控制。DEH 使一个分散型处理系统，采用高可靠性冗余地高速数据通讯网络，两条高速数据通讯网络同时运行，以保证即使一条出故障时，数据通讯照样畅通无阻。7DEH 系统的硬件可分为：分散型处理单元（DPU）即“处理站” 、相关 I/O 输入输出卡件、端子板、冗余电源、操作员站、后备手操盘。每个 DPU 可以独立于总线高速公路。使用 EEPROM 存储 DPU 的应用程序，一旦发生断电，可以保存存储器中软件，使系统尽快恢复。DPU 中的应用软件是以功能块形式编制，类似于功能框图，且完全透明，这种程序使控制工程师能够很方便的修改程序以满足不同的要求。操作员站作为操作员和系统之间的主要接口，
11、通过标准键盘和鼠标器来控制 LCD 的显示软件输入数据，能在 LCD 上获得运行数据和信息，在系统出现报警时可把报警数据和信息打印记录下来。工程师站与操作员站除有相同的功能外，还可用来装载各种支持系统的数据库文件以及高速数据通讯网络上各站的图表，电厂工作人员可以从工程师站获得所有应用程序，并拷贝在软、硬盘上存储起来，必要时可按需要对程序修改或删除，同样用户图形也可以修改、删除或按需建立新图。操作员站与控制 DPU 通过数据高速公路相连。I/O 卡与控制 DPU之间，通过 I/O 网相连，当控制 DPU 以上的设备发生故障时，均可由后备手操作盘直接控制阀门位置，手动/自动之间的切换，对系统的控制
12、来说均时无忧的。在自动情况下，操作员主要通过操作员站的鼠标和键盘，进行各种控制操作和画面操作，操作员指令传到控8制 DPU，由 I/O 卡执行输出控制。DEH 系统现场信号如转速、压力、行程等通过输入、输出卡送到控制处理器进行运算，运算的结果通过输入、输出卡件送到现场设备完成控制任务。由于采用数字控制，因此控制任务的实现是在计算机上进行编程来解决。信息的显示是以图形或报表的形式出现，十分直观。数字控制系统包括数据采集（DAS） 、数字电液调节系统（DEH） 、汽机跳闸保护系统（ETS） 、汽轮机安全检测系统（TSI） 。采用以LCD 为中心的操作和控制方式。数字控制系统设置有完善的系统引导，操
13、作员站上电后，系统无需运行人员干预即可正常启动至控制画面。由于对系统所有热键都进行了可靠的屏蔽，因此，不应进行任何使系统退出的尝试。注：系统是否包括工程师站在用户订货时确定，在 DEH 系统硬件与 DCS 系统一体化时不供后备设备手操盘。另外 TSI 系统是否包括在 DEH-NK 系统中由用户在订货时确定，当 TSI 不包含在 DEH-NK 系统中时，TSI 将采用常规供货方式，包含一次元件及二次表，但 TSI信号的输出仍进入 DEH 系统。1.3.2 DEH 基本工作原理DEH 控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。对于供热机组 DEH 控制系统还将控制供
14、热压力或流量。DEH 系统设有转速控制回路、电功率控制回路、主汽压控制回9路、超速保护回路等基本控制回路以及同期、调频限制、解耦运算、信号选择、判断等逻辑回路。DEH 控制通过 DDV 伺服阀控制高压阀门，从而达到控制机组转速、功率的目的。机组在启动和正常运行过程中，DEH 接收 CCS 指令或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令，采集汽轮机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。机组在升速过程中（即机组没有并网） ，DEH 控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。在此回路下
15、，DEH 控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经 DEH 三取二逻辑处理后，作为转速的反馈信号，此信号与 DEH 的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，PID 调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。此给定信号在伺服卡内与现场 LVDT 油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。升速时，操作人员可设置目标转速和升速率。机组并网后，DEH 控制系统便切换到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。在此回路下有两种调节方式：（1） 功率反馈不投入，阀位控制方式：在这种情况下，负荷设定是由操作员设定百分比
16、进行控制。设10定所要求的开度后，DEH 输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，以满足要求的阀门开度。在这种方式下功率时以阀门开度作为内部反馈的，在实际运行时可能有误差，但这种方式对阀门特性没有高的要求。注意抽气机组在冷凝运行时阀门最大开度由工况图确定。（2） 功率反馈投入这种情况下，负荷回路调节器起作用。DEH 接收现场功率信号与给定功率进行比较后，送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID 调节输出阀门开度信号送到伺服卡，与阀门反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门开度，满足要求的功率。投入功率控制要求阀门流量特性必须好。对汽机发电机组来讲，调节阀的开度同蒸汽流量存在非线性关系，因此要进行阀门的线性修正，DEH 控制系统设计了阀门修正函数，F（X）来进行阀门的线性修正。机组跳闸时，置阀门开度给定信号为 0，关闭所有阀门。DEH 控制系统设有 OPC 保护，阀位限
