开yun体育官网入口下载安装 汽轮机DEH系统与汽轮机自启停介绍

一套完整的汽轮机DEH系统由监控系统、调节系统、应力控制系统、保护系统、液压伺服系统和汽轮机自动启停控制系统组成。本文，昌辉仪表对DEH系统各组成系统的功能及汽轮机自动启停控制系统进行了科普介绍。

数字电液控制系统（DEH）是保证汽轮机经济运行不可缺少的条件。汽轮机DEH的任务是按照控制指令（目标转速、负荷及其变化率）对运行方式、阀门试验方式、机组状态参数及转速、发电机功率等被控量进行控制，通过数字控制器输出控制信号，与反馈信号比较后其偏差经伺服放大后送至电液转换器，在转速变化不大的情况下自动控制进汽量来改变蒸汽扭矩，达到新的平衡，以适应外界负荷或蒸汽状态的变化。

1、汽轮机DEH系统的组成

完整的汽轮机DEH系统由监控系统、调节系统、应力控制系统、保护系统、液压伺服系统、汽轮机自动启停控制系统等组成，如图1所示。

图1 DEH系统结构图

监视系统能保证汽轮机安全运行，连续监视汽轮机运行过程中各种参数的变化情况。调节系统实现大范围的转速控制、负荷控制、异常情况下的负荷限制、主蒸汽压力控制和阀位控制。应力控制系统主要对高压缸调节级和中压缸第一级转子及汽缸的热应力进行监视，计算温度裕度，限制应力。当汽轮机出现危险情况时，保护系统迅速关闭所有进汽阀门，防止发生重大事故，保护汽轮机设备的安全，同时提供阀门试验功能。汽轮机DEH保护系统的基本思想是“宁可误操作，也不可拒绝操作”。液压伺服系统由供油系统和电液执行机构系统两部分组成。供油系统为独立的高压抗燃油系统，为电液执行机构提供12-16MPa的稳定压力油。 电液执行机构由油马达、阀位检测器、测试电磁阀和控制阀门的电液转换器等组成。

汽轮机的参数监测通常采用DAS和TSI（汽轮机监控仪）系统实现，测量结果作为限制条件送至调节系统，作为保护条件送至保护系统，作为控制条件送至顺序控制系统。机械参数主要有汽轮机转速、轴振动、轴承振动、转子轴向位移、转子与汽缸相对膨胀、汽缸热膨胀、主轴偏心、油马达行程等；热参数主要有主蒸汽压力、主蒸汽温度、凝汽器真空、高压缸转速级后压力、再热蒸汽压力及温度、汽缸温度、润滑油压力、调节油压力、轴承温度等。

转速控制可实现大范围的自动调速，使汽轮机转速由起动转速逐步升至并网前的转速。调速范围为50～3300r/min，调节精度为±(1～2)r/min。多数电控系统以实际转速作为测量信号，与转速设定值进行比较，将转速偏差送入转速控制环进行运算，经负荷控制环输出阀位控制指令。阀位指令作用于阀门控制环，操作蒸汽阀门的开启和关闭，达到调速的目的。汽轮机在升速过程中，转速设定值有一个预定的连续变化的、为一条随时增大的直线的升速率。升速率的数值由汽轮机制造厂以函数数据形式提供，运行人员可根据汽轮机热态选择，也可由控制系统自动选择。

有些电控系统以转速递增率为控制量，实现汽轮机升速过程的转速控制。对测量到的实际转速进行微分，得到实际转速递增率信号，将该信号与给定转速递增率进行比较，得到转速递增率信号。此信号送至低选环节，该环节同时接收转速偏差信号，取两个偏差值中较小值作为转速控制信号。机组升速过程中，由于转速偏差值很大，汽轮机按给定转速递增率控制升速。转速递增率可由运行人员选择，也可根据机组热态由电控系统自动选择。当汽轮机转速接近目标转速时，转速偏差小于转速递增率偏差，低选环节选择转速偏差作为控制信号，此时汽轮机转速很快稳定在目标转速上。

针对以上两种情况，转速控制也必须采取一定的技术措施，确保汽轮机的安全。首先，当汽轮机在升速过程中出现异常工况，如振动过大等时，应锁定升速，待工况恢复正常后再继续升速。当汽轮机超过临界转速时，电控系统应能自动提高升速速率，使汽轮机迅速通过临界转速。

负荷控制在汽轮机启动提速过程结束、机组完成并网任务后开始工作。负荷控制的作用是通过开环或闭环工作方式控制汽轮发电机的负荷。闭环工作时，以发电机实际功率值与功率设定值进行比较作为测量信号，经负荷控制环运算后得到功率偏差值，控制调节阀门开度，达到调节功率的目的。开环工作时，负荷控制环根据功率设定值和频差信号直接给出阀门开度指令，无论采用哪种方式，汽轮机实际功率最终都要达到功率设定值。功率设定值环与转速设定值环类似，也是根据目标负荷和变负荷率给出连续变化的负荷增加指令。变负荷率通常由运行人员在（0.5%～10%）/min范围内选取。具有热应力限制功能的电控系统可根据热应力在线计算值限制变负荷率的大小。

当机组并网发电时，调速环的转速偏差实际上反映的是电网实际频率与额定频率的差值。当出现频差信号时，为了调整电网频率维持在额定频率（50Hz），就可以根据汽轮机静态特性曲线，将转速偏差换算成功率偏差，再通过负载电路调节机组的实际功率，使机组参与频率调节。

2.汽轮机启动曲线

汽轮机的启动过程分为几个过程：提速-暖机-提速-暖机-提速-冲速-提速-暖机到一定转速。可以看出汽轮机的启动有点像爬山，起动装置带动汽轮机启动后，打开主汽门，以高温高压蒸汽为源动力，推动汽轮机运转。达到一定转速后，通过跳闸装置使汽轮机与起动装置脱开，冲速启动。在这个过程中，需要监测汽轮机是否有异常噪音。达到500r/min后，汽轮机维持这个转速一段时间，这段时间叫做暖机。

图2 汽轮机启动曲线

①热身

暖机的主要目的是慢慢增加涡轮内部的机械强度、各方向的应力、部件的热膨胀和热变形。然后重新设定加速度率和目标转速，向下一个转速1500r/min前进。同样，达到目标转速后，匀速运行一段时间，设定下一个目标转速2500r/min。在达到这个转速之前，会经历一个临界转速，系统程序会自动设定一个更高的转速来冲过这个区域，这个过程就叫冲。

②什么是临界转速？

转子在运转过程中会产生振动，转子的振幅随转速的升高而增大，当达到某一转速时，振幅达到最大值（通常称为共振），超过此转速后kaiyun官方网站下载入口，随转速升高，振幅逐渐减小，并稳定在一定范围内。转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。当达到2500r/min时，需预热一段时间，然后按曲线达到3000r/min，这个过程称为恒速。

根据汽轮机所处的状态不同，如冷态、温态、热态，各过程的升温速率和暖机时间都会有不同的设定值，这样既保证了设备的安全运行，又节省了启动时间。汽轮机从冷态启动到正常运行所需的时间与机组大小密切相关开运 com，约为3-6小时。在并网要求下达后Kaiyun官方正版下载，汽轮机DEH系统接收自动准同期装置的指令，将转速控制移交给自动准同期装置，实现并网后，DEH根据负荷要求继续调节汽轮机的转速，以达到（3000±2）r/min的汽轮机运行转速要求。

这里只描述了汽轮机启动的大致过程，实际使用中需要注意的参数和系统情况很多，需要十分小心。