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1、60MW双抽汽轮机DEH介绍发表时间:2002-8-21作者：摘要：1概述 双抽汽轮机大量用于石化等需要工业用汽的行业。目前使用的双抽汽轮机，大多采用液压调节系统实现汽轮机转速、功率、抽汽压力的调节。传统的液压调节系统除了其本身固有的缺陷外，如同步器易打滑、系统迟缓率大、调整复杂、不能实现单/多阀切换等，在抽汽特别是双抽机组中，由于各参数之间耦合关系复杂，液调系统难于实现大范围的解耦调节。因而，采用计算机控制系统-DEH来实现对双抽机组的复杂控制就十分必要。 扬子石化热电厂2#双抽机组，汽机增容改造后，型号为CC60-8.83/4.12/1.47。锅炉采用母管制供汽，母管压力一般在9MPa左右
2、，汽机中、低压抽汽压力为3.8MPa和1.3MPa。汽轮机组采用全液压式调速系统，运行使用中存在汽、电负荷骤变及原因不明的调速系统摆动。电厂利用机组大修时间，将该机组的液调系统改为新华公司的高压抗燃油DEH-IIIA控制系统，机组在2000年10月开始大修，并进行DEH改造，2000年11月20日启动。投运至今，DEH系统运行正常、可靠，达到了满意的控制效果。实际运行中，功率回路、中抽压力回路、低抽压力回路均同时投入运行，实现了解耦控制，控制精度如下： 转速控制精度1r/min 功率控制精度0.3MW 中抽压力控制精度0.02Mpa 低抽压力控制精度0.01MPa2DEH系统设计 抽汽机组的一
3、般功能与纯冷凝机组类似，其特殊性在于增加了抽汽控制回路，且功率与抽汽之间相互影响。DEH的一个主要目标就是要实现功率与抽汽的解耦调节。 60MW双抽汽轮机共有10个阀门：1个高压主汽门、4个高压调门、4个中压调门及1个低压抽汽门。将原液调系统改为高压抗燃油纯电调DEH，需将原所有的液压调节系统拆除。拆除原先的低压油油动机，每个阀门加装一个高压抗燃油油动机及弹簧操纵座，油动机与阀门采用一对一方式。原液压调节保安系统中转速变送器、放大器、中压调节器、低压调节器取消，保留旋转阻尼及危急遮断器、主油泵、滤油泵、危急遮断及复位装置、危急遮断油门、喷油试验装置。EH系统增加四个串并联结构的AST电磁阀（工
4、作在失电停机方式），增加2个并联的OPC电磁阀，一个隔膜阀。低压安全油通过隔膜阀与EH系统高压安全油相连，低压安全油动作时，隔膜阀失压动作，泄去EH系统的AST安全油，关闭所有阀门，停机。OPC电磁阀由DEH控制，在103%超速及甩负荷时，OPC电磁阀动作，快速关闭阀门。AST电磁阀由ETS控制。EH系统采用独立的供油装置供油，保证供油稳定和清洁。 在DEH改造前，电厂一般采用主汽门旁通阀冲转。所以，改造方案中，将高压主汽门设计成伺服型执行机构，考虑冲转中用主汽门启动，并网带负荷后再切到调门控制。在实际机组启动中，在主汽压力高至为9.3MPa时，用高压调门控制冲转，在单阀情况下能稳定地控制转速
5、，因而，未采用主汽门启动方式。建议以后类似机组改造时，设计成调门冲转，将主汽门油动机改为开关型即可。在其它类似机组改造中，主汽门均改为开关型。如马钢热电厂1#、2#机，大庆石化1#机等。 扬子石化2#机DEH配置2个机柜（1个控制柜、1个端子柜）。控制柜中放一对冗余的DPU，1个阀门控制（VCC）站，3个基本控制I/O站，1个超速保护（OPC）站。VCC站共配10块VCC卡，对应10个阀门伺服机构。另配一个操作员站，一个工程师站。配一个硬件后备手操盘，作为DEH故障情况下应急操作。DEH与DCS具有MODBUS通讯接口，实现数据共享。DEH与电气远操和微机负荷控制、电气自同期装置，通过硬接线接
6、口，以实现DEH的远方控制。DEH与ETS通过硬接线接口。在OPC动作或110%超速动作时，通过ETS联跳所有抽汽逆止门。在机组甩负荷时，抽汽机组抽汽逆止门对机组的超速影响较大。因而，除保证可靠联跳抽汽逆止门外，抽汽逆止门关闭速度及其关闭严密性是非常重要的。双抽机组DEH调节系统主回路如图1。 这是一个3输入3输出的多变量线性系统。为简化控制系统设计，将对象作线性系统考虑。阀门管理程序将阀门流量指令转化为每个阀门对应的开度，使该环节线性化。这样，在控制系统中，解耦系数C11、C12、C13、C21、C22、C23、C31、C32、C33均为常数，其理论值可根据汽轮机的抽汽工况及特性求得。实际运
7、行中，因影响负荷、抽汽之间关系的因素很多，所以，实际的解耦系数还应根据机组运行实际作一些修正，其修正过程基本上是在理论值附近适当调整，以达到最付佳的解耦效果。 在双抽机组中，在满足一定的逻辑（条件）后，中、低压抽汽可以投入。如60MW机组一般在负荷大于30MW以后才能投抽汽。在汽轮机正常抽汽工况范围内，功率、中抽压力、低抽压力回路均可投入。在边界情况下，功率回路自动切除，机组按以热定电方式运行。在抽汽工况范围内，这三个回路也可独立选择投入（闭环）或切除（开环）运行。并且，为运行人员操作方便，对中抽、低抽操作，在CRT上增加了软手操，直接操作中，低压调门的增/减。另外，与其它机组DEH-IIIA
8、系统一样，双抽机组DEH中，设计有硬件手操盘，可在冗余DPU均故障时，手动操作VCC卡件，通过硬件增减各阀门。可以看出，双抽机组在并网后，因各抽汽回路独立投、切，中、低压抽汽也可独立选择供汽（投抽汽）或不供汽，并可选择各种手操方式，其运行组合方式就很复杂。为保证各种运行方式转换时，功率、抽汽不产生扰动，DEH的跟踪回路非常重要，在回路投切或手、自动切换时，保证各阀门阀位不变。在抽汽投入或切除时，抽汽调节门缓慢运动到工作位置或全开位置。3调试与投运 扬子石化2#机DEH 2000年10月10日现场开箱，11月5日通电，11月16日与EH系统联调试验，11月20日机组启动，到11月23日，机组满负
9、荷，抽汽投入。12月1622日，进行中、低抽回路参数调整及试验，并投入功率、中抽压力、低抽压力回路。至此，投入了DEH的所有功能。实际机组运行中，在功率、中抽压力、低抽压力回路同时投入的情况下，分别进行了负荷扰动试验。扰动试验的结果表明，DEH-IIIA在各种工况下，均达到了较理想的解耦控制效果。图2为功率扰动时的情况。由电气以12MW/分的速率快减负荷及快增负荷。快减负荷为9MW，快升负荷为11MW。在快减负荷时，由于在中间停顿了约1分钟，连续负荷扰动量只有45MW，整个过程中，中抽压力、低抽压力均无扰动。在快升负荷中，由于扰动量较大，达11MW，中抽压力扰动了0.03MPa，低抽压力扰动了0.03MPa。其解耦效果令人满意。4结论 双抽汽轮机液压调节系统改为高压纯电调DEH-IIIA，除具有一般冷凝机组的优点外，突出的优点是能利用计算机的复杂算法，实现功率、中抽、低抽的解耦调节。扬子石化2#机60MW双抽汽机组DEH-IIIA的成功投运，可为类似的机组提供借签。E-2001-9
