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1、第第5 5讲讲 汽轮机转速控制汽轮机转速控制 汽汽轮轮机机启启动动过过程程中中的的转转速速控控制制，是是由由运运行行人人员员在在操操作作员员站站或或由由ATC装装置置设设定定转转速速目目标标值值和和升升速速率率，由由给给定定值值处处理理程程序序计计算算出出给给定定值值，通通过过高高压压主主汽汽门门TV控控制制汽汽轮轮机机升升速速至至2900r/min，进进行行TVGV切切换换，最最终终由由高高压压调调节节阀阀门门GV控控制制汽汽轮轮机机升升速速到到3000r/min的的 额额 定定 转转 速速 来来 实实 现现 的的 ， 其其 原原 理理 如如 下下 图图 所所 示示 ：5.1 转速信号的测量
2、及逻辑判断转速信号的测量及逻辑判断 由测速传感器测量得到的交流信号，经过转换板变为脉冲信由测速传感器测量得到的交流信号，经过转换板变为脉冲信号，再经过输入隔离元件后送往计算机，由计数器处理后产生转号，再经过输入隔离元件后送往计算机，由计数器处理后产生转速信号，信号转换过程如下图所示：速信号，信号转换过程如下图所示：（1 1转速控制系统中的转速控制系统中的PIPI调节器一般为纯积分作用。调节器一般为纯积分作用。（2 2转速控制系统的输出端设有限制器，以防止汽轮机超速。转速控制系统的输出端设有限制器，以防止汽轮机超速。（3 3在手动方式时，转速控制系统跟踪实际阀位。在手动方式时，转速控制系统跟踪实
3、际阀位。（4 4转速超过转速超过103103额定转速时或在机组并网运行额定转速时或在机组并网运行BR=1BR=1时，时， 转速控制系统的输出等于转速控制系统的输出等于0 0。汽轮机汽轮机DEHDEH控制系统中的转速控制系统具有以下特点：控制系统中的转速控制系统具有以下特点： 汽轮机转速是汽轮机控制中的一个重要信号，为提高转速测量信号的可靠性，在DEH转速测量系统中采用三个独立的转速传感器对汽轮机转速进行测量，并通过 “三选二逻辑对转速信号进行选择与判断，其原理如下图所示： 转速测量信号的转速测量信号的“三选二逻辑判断三选二逻辑判断5.2 转速目标值、升速率、给定值的处理转速目标值、升速率、给定
4、值的处理 （1转速目标值的设定与处理转速目标值的设定与处理 汽轮机启动升速过程中，转速目标值可由运行人员在操作员汽轮机启动升速过程中，转速目标值可由运行人员在操作员站或由站或由ATC装置设定，一般包括以下几个转速：装置设定，一般包括以下几个转速： l 摩擦检查转速：摩擦检查转速：600r/min l 暖机转速：暖机转速：2040r/min l 阀门切换转速：阀门切换转速：2900r/min l 额定转速：额定转速：3000r/min u 转速目标值有效性判断转速目标值有效性判断 由运行人员设定的转速目标值首先要经过目标值有效性判断功能单元进行判断，其原理如下图所示： 启启动动方方式式选选择择单
5、单元元可可以以根根据据不不同同启启动动方方式式在在由由运运行行人人员员设设定定的的经经过过有有效效性性判判断断的的转转速速目目标标值值T TA AR RG GE ET T3 3或或由由A AT TC C装装置置自自动动设设定定的的转转速速目目标标值值D DE EH HD DM MD D之之间间进进行行选选择择，其其原原理理如如下下图图所所示示：u 启动方式选择启动方式选择u 转速目标值过临界处理转速目标值过临界处理 汽轮机升速过程中当转速目标值汽轮机升速过程中当转速目标值ODMD3ODMD3处于临界转速区处于临界转速区时，时，DEHDEH转速控制系统会通过转速控制系统会通过“转速目标值过临界处
6、理单元转速目标值过临界处理单元自动对转速目标值自动对转速目标值ODMD3ODMD3进行修改，防止汽轮机转速停留进行修改，防止汽轮机转速停留在临界转速区，其原理如下图所示：在临界转速区，其原理如下图所示：启动方式选择单元启动方式选择单元（2升速率的选择与处理升速率的选择与处理转速目标值过临界处理单元转速目标值过临界处理单元 升速率用于在汽轮机启动升速过程中对转子转速的变化率进升速率用于在汽轮机启动升速过程中对转子转速的变化率进行控制，一般由运行人员或行控制，一般由运行人员或ATCATC装置进行设定，但在汽轮机启动升装置进行设定，但在汽轮机启动升速的不同阶段，也会根据需要由速的不同阶段，也会根据需
7、要由DEHDEH转速控制系统自动选择不同的转速控制系统自动选择不同的升速率：升速率：l 运行人员设定的升速率范围限定在运行人员设定的升速率范围限定在0 0300r/min300r/min以内；以内；l 当汽轮机处于摩擦检查阶段时，升速率自动切换为当汽轮机处于摩擦检查阶段时，升速率自动切换为100r/min100r/min；l 当当汽汽轮轮机机转转速速给给定定值值达达到到 2 29 95 50 02 29 99 99 9 r r/ /m m i in n的的范范围围以以内内时时，升升l 速速率率自自动动切切换换为为 5 5 0 0 r r / / m mi i n n。l 当当转转速速处处于于临
8、临界界转转速速区区时时，为为了了减减轻轻转转子子共共振振升升速速率率将将自自动动设设l 定定 为为 3 30 00 0r r/ /m m i in n，以以使使汽汽轮轮机机转转子子快快速速通通过过临临界界转转速速区区。l 当当汽汽轮轮机机处处于于 A AT TC C 方方式式时时，由由 A AT TC C 装装置置根根据据转转子子热热应应力力限限制制l 的的需需要要自自动动设设定定升升速速率率。 升速率选择单元升速率选择单元 由于新华公司的由于新华公司的DEHDEH控制系统中每个分散控制单元控制系统中每个分散控制单元DPUDPU的运算的运算周期为周期为200ms200ms，即每秒进行，即每秒进
9、行5 5次运算，因此每分钟进行次运算，因此每分钟进行560560300300次运算，所以升速率最后要经过除法器次运算，所以升速率最后要经过除法器DivDiv除以除以300300后才能得后才能得到控制升速的升速率增量信号。到控制升速的升速率增量信号。 升速率增量信号送往升速率处理单元进行正、负号处理，最升速率增量信号送往升速率处理单元进行正、负号处理，最终得到升速率控制信号，处理过程如下图所示：终得到升速率控制信号，处理过程如下图所示：（3转速给定值的处理转速给定值的处理 在转速给定值处理单元中采用将升速率控制信号在转速给定值处理单元中采用将升速率控制信号RATERATE与与转速给定值在给定值运
10、算模块中相加，并经过相应模块处理后再转速给定值在给定值运算模块中相加，并经过相应模块处理后再次次返返回回给给定定值值运运算算模模块块的的“循循环环增增量量法法” 对对负负荷荷给给定定值值进进行行处处理理，使使其其最最终终等等于于设设定定的的转转速速目目标标值值，进进而而控控制制汽汽轮轮机机的的升升速速过过程程，其其主主要要处处理理流流程程如如下下图图所所示示：给定值处理流程给定值处理流程u 给定值运算模块给定值运算模块u 给定值选择模块给定值选择模块u 给定值切换模块给定值切换模块5.3 高压主汽门高压主汽门TV控制控制 高压主汽门高压主汽门TV控制单元的功能为在汽轮机启动升速阶段通过调节两个
11、高压主控制单元的功能为在汽轮机启动升速阶段通过调节两个高压主汽门汽门TV开度对汽轮机转速以及阀门切换过程进行控制，并在运行过程中对两个高压开度对汽轮机转速以及阀门切换过程进行控制，并在运行过程中对两个高压主汽门主汽门TV的阀门试验过程进行控制，其控制原理如下图所示：的阀门试验过程进行控制，其控制原理如下图所示： 并网并网TV开启开启TV全开全开汽机手动汽机手动跳机或阀门试验跳机或阀门试验汽机手动汽机手动 在汽轮机启动升速过程中，高压主汽门在汽轮机启动升速过程中，高压主汽门TV程序控制流程如下图所示：程序控制流程如下图所示： 5.4 TVGV阀门切换控制阀门切换控制 当汽轮机在启动升速阶段转速达
12、到2900r/min并且运行人员按下高压调节阀门控制GC按钮后，由高压主汽门TV控制切换到高压调节阀门GV控制的阀门切换过程开始，切换过程如下图所示： 5.5 高压调节阀门高压调节阀门GV转速控制转速控制 在在 汽汽 轮轮 机机 启启 动动 升升 速速 过过 程程 中中 ， 高高 压压 调调 节节 汽汽 门门 G V 转转 速速 控控 制制单单元元的的功功能能为为在在高高压压主主汽汽门门控控制制TC阶阶段段开开启启高高压压调调节节阀阀门门GV至至全全开开，当当转转速速达达到到2900r/min后后进进行行TVGV阀阀门门切切换换，然然后后由由高高压压调调节节阀阀门门GV对对汽汽轮轮机机转转速速
13、进进行行控控制制，其其控控制制原原理理如如下下图图所所示示： GV流量值经过流量阀位转换后最终通过GV伺服系统调节各高压调节阀门GV的开度，对汽轮机转速进行控制。 高压调节阀门高压调节阀门GV转速控制转速控制 5.6 进展进展GO与保持与保持HOLD逻辑逻辑 当运行人员输入新的目标值后，只有当进行当运行人员输入新的目标值后，只有当进行GO)GO)的逻辑值的逻辑值GOGO1 1时，控制系统才能使给定值按设定的速率趋向目标值，当保时，控制系统才能使给定值按设定的速率趋向目标值，当保持持HOLDHOLD的逻辑值的逻辑值HOLDHOLD1 1时，控制系统禁止对给定值进行调整，时，控制系统禁止对给定值进行调整，运行人员输入的目标值无效。运行人员输入的目标值无效。（1GO1的条件的条件l 系统处于自动方式或维修测试方式，且不处于远方控制方式；l 机组运行状态允许运行人员调整目标值；l 运行人员按下进行GO按钮。（2HOLD1的条件的条件l 系统处于快速返回RUNBACK状态；l 给定值等于设定的目标值；l 运行人员按下保持HOLD按钮。
