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1、汽轮机综合控制系统说明书（DEH、ETS、TSI）南京科远自动化集团股份有限公司目录第一章 汽轮机综合控制系统技术说明书31.1 系统概述 31.2DEH-NK 汽轮机数字电液调节系统简述 41.3DEH-NK 汽轮机数字电液调节系统的技术指标 41.4 汽轮机数字电液调节系统主要功能 51.4.1 DAS 功能51.4.2 自动控制系统51.4.3、汽机跳闸保护系统（ETS） 71.4.4、汽轮机安全监测仪表（TSI） 71.5. DEH-NK 汽轮机数字电液调节系统电子部分构成 81.5.1. DEH系统的电子部分81.6. DEH-NK 订货型号 11第二章 汽轮机综合控制系统逻辑设计说
2、明 113.1. DEH-NK 系统主要功能 173.2. DEH-NK 系统设计说明 183.2.1 阀位标定183.2.2 启动方式选择183.2.3 转速的进行保持183.2.4 摩擦检查183.2.5 严密性实验 193.2.6 超速保护实验 193.2.7 自动同期控制 193.2.8 功率闭环控制 193.2.9 背压控制 203.2.10 背压保护 203.2.11 抽汽控制 203.2.12 一次调频 213.2.13 快减负荷功能 213.2.14 协调控制 213.2.15 超速保护 223.2.16 活动实验 223.2.17 阀位限制 223.2.18 ETS 保护22
3、3.2.19 TSI 参数监测 233.3. DEH-NK 系统画面介绍 233.4. DEH-NK 系统的操作 243.4.1 并网前操作 243.4.2 并网后操作 303.5 其它画面操作 33第一章汽轮机综合控制系统技术说明书1.1 系统概述近年来随着计算机技术的发展及用户对自动化要求的不断提高，中小汽轮机（特别是 抽汽机组及联合循环机组）也陆续开始应用数字电液控制系统。中小汽轮机以供热机组为 主，从控制系统角度讲即调节系统为多变量控制系统，采用液压调节系统其控制品质不高， 例如热电负荷调节产生耦合，自整性不够，调节系统仅为比例调节，调节精度不高，超调 量大，调节时间过长，高低压油动机
4、不同步等，且调节参数制造厂内一经整定后，现场很 难改变，这在抽汽汽轮机中尤为突出，用户运行使用难度大；全液压调节机组由于只能实 现比例调节，同时同步器调节范围有限（一般96%-106%）,在高压机组（50MW以内9MPa 进汽参数）常出现滑参数启动整定的调节参数不能满足额定初终参数下运行需要，例如表 现为加不满负荷或减不完负荷。与传统的液压控制系统相比，数字电液控制系统由于使用数字计算机技术为基础作为 调节器来实现回路变量调节和系统静态自整等，控制规律及参数（如解藕系数等）用软件 实现，精确度高，能够实现完全静态自整，采用比例积分及微分（PID）调节器，使系统 静态和动态性能都得到很大的改善，
5、使得系统的过调量下降，稳定性增强，过程时间缩短。DEH-NK汽轮机控制系统，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。DEH-NK控制系 统包括数据采集（DAS）、数字电液调节系统（DEH）、汽机紧急跳闸系统（ETS）和汽轮机 监测保护仪表系统（TSI）,采用以显示器为中心的操作和控制方式。DEH-NK控制系统设置有完善的系统引导，操作员站上电后，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。DEH-NK系统结构组成主要包括冗余电源、一对控制器DPU、I/O卡件（AI卡件，RTD 卡件，TC卡件，PI卡件,A0卡件，D
6、I卡件，DO卡件）、后备手操盘、特殊信号处理装置（伺 服放大，超速保护，振动，差胀，轴向位移，OPC等）、一台操作员站（包括打印机）。操作员站与控制器DPU通过数据高速公路相连，I/O卡与控制DPU之间，通过高速现 场总线相连，当控制器DPU以上的设备发生故障时，可由后备手操盘直接控制阀门位置。在“操作员自动”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，操作员指令传到控制DPU，由I/O卡执行输出控制。1.2DEH-NK 汽轮机数字电液调节系统简述 汽机复位（挂闸）：通过操作员站控制启动阀电机，建立安全油压，打开自动主汽门。 三种启动方式（手动升速 / 自动升速
7、/ 经验曲线升速）供选择。 摩擦检查。 主汽门严密性实验、调门严密性实验。 103% 超速保护试验、电超速保护试验、机械超速保护试验。 自动同期 （ 提供与同期装置的接口 ） 。机组并网后，DEH将自动带初负荷以防止逆功率运行。 阀位闭环负荷控制。 功率闭环负荷控制。 背压闭环控制。 DEH 可按运行人员给定的目标值及负荷变动率自动调节机组的电负荷。 抽汽控制。 背压保护。一次调频。 协调控制。 故障诊断报警。 主汽门活动试验、调门活动试验。超速保护功能（103%nH，关调门；110%nH，关所有阀门，停机）。 RUNBACK 功能。和其它系统（如DCS）具有良好接口。 与外部通讯（ RS-2
8、32， Modbus RTU）。1.3DEH-NK 汽轮机数字电液调节系统的技术指标转速控制范围：4转/分3400转/分，精度（1转/分）;负荷控制范围：0115%，精度0.5%； 转速不等率：36%连续可调； 升速率控制精度： （1 r/min）; 甩额定负荷时转速超调量： （ 7%额定转速）；调节系统的迟缓率0.2%； 抽汽压力不等率： 010%； 系统平均无故障时间： MTBF20000 小时； 系统可用率： 99.9% 。共模抑制比应$90dB，差模抑制比应$60dB。 DEH系统能在环境温度050C、相对湿度1095%（不结露）的环境中连续运行。1.4 汽轮机数字电液调节系统主要功能
9、1.4.1 DAS 功能1.4.1.1 DEH 系统的操作员站的基本功能如下： 监视系统内每一个模拟量和数字量 显示并确认报警 显示操作指导 建立趋势画面并获得趋势信息 控制驱动装置 控制方式选择 控制方式选择 调整过程设定值等显示器画面对键盘操作指令的响应时间：一般画面不大于1S,复杂画面不大于2S。 显示器画面上数据的刷新周期小于1s。调用任一画面的击键次数，不多于二次。1.4.1.2 趋势曲线DEH-NK 控制系统对趋势曲线的数量没有限制，可以对所有的 I/O 测点都设置趋势曲线 显示。1.4.1.3 棒状图 将测点用垂直棒状排列在一起、形象显示数值大小和越限情况，每个棒均有刻度比例 尺
10、和越限标记，用不同颜色区别正常与越限。1.4.2 自动控制系统1.4.2.1、转速控制和程序启动方式 机组并网前，控制系统工作在转速控制运行方式，此时，压力、功率调节器处于跟踪 状态。系统升速可有三种方式：就地启动、高调门手动启动、高调门曲线启动。三种启动方 式互为闭锁，即在某一状态下，机组只能由其中一种方式启动。转速控制回路能保证机组自动迅速地冲过临界转速区。DEH 系统具有与自动同期装置的接口, 借助于自动同期装置，进行发电机自动同步调 节，使汽轮机转速与电网频率相适应，从而实现发电机的自动同步并网，或由操作人员在 同期指示器的帮助下同步并网。1.4.2.2、功率闭环控制方式机组并网后，机
11、组运行工况稳定且功率变送器可靠时，可以投入功率闭环运行。1.4.2.3、背压控制方式当要求由DEH系统来实现机组协调控制和汽机跟随方式下的汽压调节任务时，系统中 设置的背压控制回路，根据给定与背压偏差调节高调门开度维持排汽压力稳定。1.4.2.4 阀门试验和阀位限制为保证发生事故时阀门能可靠动作, DEH 系统具备对调门进行在线试验的功能（这里 主要是指进行活动性试验和严密性试验），包括主汽门和调门。做调门严密性试验时，所有调门全关，主汽门全开；主汽门严密性试验时，所有调门 全开，主汽门关闭；。这些试验均通过操作员站在显示器上完成，在进行阀门在线试验时, 汽轮机的运行不 受影响。DEH-NK
12、系统还提供了阀位限制和拉阀试验功能。阀位限制是指在正常运行过程中操作 员可以修改高调门、中抽门和低抽门的最大、最小开度；拉阀试验功能是指在机组启动前 ，提供了调门的整定功能。1.4.2.5 超速保护功能当汽轮机转速超过额定转速的 103时， OPC 动作系统快关调门，当转速达到额定转 速的 110时，超速保护系统发出停机指令，关闭自动主汽门及全部调门，使机组停机。1.4.2.6 甩负荷保护运行中的汽轮机由于电力系统故障导致发电机跳闸或电网解列时， DEH 系统立即关闭 高压调节阀和中、低抽调门，并在延时一段时间后，再自动将调节阀重新开启，维持汽轮 机在同步转速下空转，保证汽机能迅速重新并网。当
13、 DEH 接收到 DCS 来的 Runback 信号，系统自动把负荷降低到预先的设定值。1.4.2.7 超速试验超速试验分为 103%超速试验、电超速超速试验和机械超速试验。OPC组件在机组正常运行时OPC定值为3090rpm；电超速定值为3300rpm；电超速超速试验时，OPC和电超速定值均为3302rpm； 做机械超速试验时， OPC 和电超速定值均为 3362rpm；103%超速试验和 110%超速试验均通过操作员站的显示器上软手操键来完成。1.4.2.8 控制回路联锁保护 机组的局部故障时闭锁负荷增 当发生下述之一情况时闭锁负荷增电功率达上限；背压高于上限；当发生下述之一情况时负荷减（
14、调门关）背压高于上限；背压保护回路在转速和功率调节方式时，转速或负荷指令改变后，调速汽门动作，必然引起排汽压 力变化，为避免背压变化过大，设置了背压保护回路，限制排汽压力在设定的压力范围内 变化。功率回路的一次调频信号DEH-NK系统设置了一次调频回路。当一次调频投入，在设定的转速变化范围内系统将 自动改变一部分负荷，以适应电网频率的的变化。1.4.2.9、抽汽压力控制及限制。在机组满足投入抽汽运行条件时，运行人员可通过操作员站投入抽汽压力控制，通过 抽汽压力反馈，控制抽汽阀的开度。同时通过解耦控制，在抽汽量变化时满足机组电负荷基本保持不变，在发电量变化时 满足抽汽压力基本保持不变。1.4.3
15、 、汽机跳闸保护系统（ ETS）当下列任一情况出现时， ETS 发出汽机跳闸指令，同时发出报警信号并在汽机监视保 护系统操作面板上有首跳闸原因显示及记忆。 汽机转速3300 转/分 轴向位移过大 胀差过大润滑油压W0.02MPa （三取二）支持轴承温度110 C（或）推力瓦温度110C（或） 排汽压力高 发变组故障 手动停机保护 其他当 ETS 动作时，立即关闭自动主汽门、调速汽门和抽汽调门。1.4.4 、汽轮机安全监测仪表（ TSI）监测仪表系统，在汽机盘车、启动、运行和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，并在超出预置的运行极限时发出警报，当超出预DEH-NK系列汽轮机综合控制系统说明书 置的危险值时使机组自动停机。就地安装的 TSI 电涡流传感器、磁电式振动传感器、差动变压器或差动电感传感器和
