1、一一. .汽輪機調節系統的發展汽輪機調節系統的發展電力行業（一）（一）. .機械液壓式調速系統機械液壓式調速系統（三）（三）. .模擬式電液調速系統模擬式電液調速系統（二）（二）. .全液壓式調速系統全液壓式調速系統（四）（四）. .電液并存式調速系統電液并存式調速系統（五）（五）. .數字式電液調速系統數字式電液調速系統二二. .汽輪機制造廠家汽輪機制造廠家電力行業三三. .汽輪機應用的領域汽輪機應用的領域電力行業發電機組 驅動鼓風機、給水泵、 工業驅動（變轉速）汽輪機， 按用途分類熱電聯供機組 渦輪推進器垃圾電站、垃圾電站、TRTTRT余壓發電（鋼廠）、余熱發電（水余壓發電（鋼廠）、余熱發

2、電（水泥廠、鋼廠）、化工廠、自備電廠等等泥廠、鋼廠）、化工廠、自備電廠等等配汽機構配汽機構油動機油動機1配汽機構配汽機構油動機油動機配汽機構配汽機構油動機油動機DEH控制集成塊控制集成塊濾油器濾油器四四. .汽輪機主要分類汽輪機主要分類電力行業汽輪機調節閥主汽閥凝汽器發電機自動關閉器油動機配汽機構DEHETSAST汽輪機調節閥主汽閥凝汽器發電機旋轉隔板抽汽自動關閉器油動機油動機配汽機構DEHETSAST汽輪機調節閥主汽閥凝汽器發電機旋轉隔板抽汽自動關閉器油動機配汽機構DEHETSAST抽汽油 動 機油 動 機汽輪機調節閥主汽閥發電機自動關閉器油動機配汽機構DEHETSAST熱用戶凝汽式凝汽式N

3、單抽式單抽式C雙抽式雙抽式CC背壓式背壓式B拖動式拖動式中間再熱中間再熱母管制母管制 單元制單元制汽輪機調節閥主汽閥凝汽器壓氣機自動關閉器油動機配汽機構DEHETSASTI=0鍋爐鍋爐鍋爐抽汽母管蒸汽母管負載25MW負載I=0鍋爐抽汽管蒸汽管25MW負載負載TVB過熱器再熱器HBPVHP小汽機GVIPGVLBPVTVIVSVLP高加給水泵除氧器低加前置泵G循環泵蒸 汽水信號線及執行器控制器1余壓發電機組余壓發電機組化學能轉變化學能轉變為蒸汽勢能為蒸汽勢能蒸汽勢能轉蒸汽勢能轉變為機械能變為機械能機械能轉變機械能轉變為電能為電能蒸汽回路蒸汽回路 水回路水回路 汽輪機調節閥主汽閥鍋爐凝汽器發電機給水

4、泵自動關閉器油動機配汽機構DEHETSAST燃料空氣1蒸汽汽輪機凝汽器發電機靜葉動葉操縱座調節閥靜葉動葉IIIIIII-蒸汽相對與動葉II-動葉相對于靜葉III-蒸汽相對與靜葉IIIIIIUaUbUc勵磁電流勵磁電流+-轉子轉子定定子子發電機轉速發電機轉速n=3000轉轉/分分電網周波電網周波 f=50HZ發電機工作原理簡單說明發電機工作原理簡單說明說明：說明：定子線圈的三個定子線圈的三個繞組在繞組在空間位置空間位置上相差上相差120， 因此產生的三相因此產生的三相電動勢（三相電電動勢（三相電壓和電流）也都壓和電流）也都相差相差120。電磁感應定律：電磁感應定律： 導線在磁場中沿著切導線在磁場

5、中沿著切割磁力線方向運動，導割磁力線方向運動，導線的兩端就會產生感應線的兩端就會產生感應電動勢。或者說：電動勢。或者說： 磁通的變化在線圈磁通的變化在線圈內會產生感應電動勢。內會產生感應電動勢。 五五. .汽輪機調節保安的重要性汽輪機調節保安的重要性 (1) 汽輪機汽輪機是一個是一個高溫、高壓、高速旋轉和自平衡能力很低的龐大機高溫、高壓、高速旋轉和自平衡能力很低的龐大機械械。在電站的發電工藝流程起著將蒸汽勢能。在電站的發電工藝流程起著將蒸汽勢能轉換轉換為轉子動能的作為轉子動能的作用。用。汽輪機：從冷態熱態汽輪機：從冷態熱態 靜態靜態（n=0） 動態動態（n=3000轉分）轉分）的運行過程中需要

6、解決下面的一些控制問題：的運行過程中需要解決下面的一些控制問題：高溫、高壓高溫、高壓高速旋轉高速旋轉自平衡能力低自平衡能力低 并網運行并網運行熱應力問題熱應力問題離心力問題離心力問題甩負荷后轉甩負荷后轉速超調問題速超調問題各機負荷分各機負荷分配問題、頻配問題、頻率調整問題率調整問題 對對dn*/dt、dN*/dt進行控制進行控制 除了調節閥外還要除了調節閥外還要設主汽設主汽閥、閥、ETS、AST、危急保安、危急保安 汽輪機控制規律：汽輪機控制規律：一次調頻、二次調頻一次調頻、二次調頻 設轉速調節器，改善汽輪設轉速調節器，改善汽輪機的自平衡能力、機的自平衡能力、OPC、f1*NN (2) 火力發

7、電工藝流程中的設備主要有三大部分火力發電工藝流程中的設備主要有三大部分鍋爐、鍋爐、汽輪機和發電機。汽輪機和發電機。 電站的穩定運行及電網的穩定運行主要是體現在電站的穩定運行及電網的穩定運行主要是體現在 鍋爐主汽壓力鍋爐主汽壓力0的穩定和電網頻率的穩定和電網頻率f0的穩定。的穩定。 由于外界負荷的隨時變化，要求上述對應的參數適時變化，由于外界負荷的隨時變化，要求上述對應的參數適時變化，但兩種穩定的動態反應過程但兩種穩定的動態反應過程在時間上相差上千倍。在時間上相差上千倍。 汽輪機作為中間環節起著承上（鍋爐汽壓）啟下（發電機汽輪機作為中間環節起著承上（鍋爐汽壓）啟下（發電機發電量）的作用，因此汽輪

8、機的調節控制系統肩負著關鍵的協發電量）的作用，因此汽輪機的調節控制系統肩負著關鍵的協調任務調任務. 110kv/220kv110MW110MW多多機機多多爐爐母母管管制制機機組組協協調調控控制制方方框框圖圖 轉速轉速n 功率功率 N 機前壓力機前壓力P0 調節閥開度調節閥開度 升速率（升速率（dn/dt） 升負荷率（升負荷率（dN/dt） 液壓調節系統液壓調節系統HC 電液調節系統電液調節系統DEH EH油壓過低油壓過低 軸承潤滑油壓過低軸承潤滑油壓過低 凝汽器真空過低凝汽器真空過低 軸向位移過大軸向位移過大 轉速轉速110%n0 轉速監視轉速監視 轉子軸向位移監視轉子軸向位移監視 轉子與汽缸

9、的脹差監視轉子與汽缸的脹差監視 汽輪機熱膨賬監視汽輪機熱膨賬監視 汽輪機振動監視汽輪機振動監視 主軸彎曲（偏心度）監視主軸彎曲（偏心度）監視 危急遮斷撞擊子指示監視危急遮斷撞擊子指示監視 1根據汽輪機的控制需求，汽輪機的控制裝置應有兩部分：根據汽輪機的控制需求，汽輪機的控制裝置應有兩部分： 不可分割的重要的組成部分,經歷的系統有:轉速測量裝置：轉速測量裝置：轉速給定裝置轉速給定裝置（同步器）：（同步器）：閥門開度給定裝置閥門開度給定裝置（同步器）（同步器）轉速調節器：轉速調節器：配汽機構配汽機構操縱機構操縱機構調節閥調節閥啟機轉速開環控制：啟機轉速開環控制：快關控制快關控制危急遮斷器撞擊子：危

10、急遮斷器撞擊子：危急遮斷器滑閥：危急遮斷器滑閥：掛閘控制：掛閘控制：開主汽門控制：開主汽門控制：遮斷控制遮斷控制噴油試驗控制噴油試驗控制電信號 液壓執行機構 DEH是一種電子液壓聯合控制裝置是一種電子液壓聯合控制裝置,其英文名為：其英文名為：Digital Electro-Hydrolic controll system 。DEH電液控制裝置取了電和液兩種控制裝置的優點電液控制裝置取了電和液兩種控制裝置的優點： 電子控制裝置優點電子控制裝置優點- 信號測量方便、靈敏、線性、靈活、動態響應快、適合信號測量方便、靈敏、線性、靈活、動態響應快、適合各種復雜的運算等。各種復雜的運算等。 液壓控制裝置優

11、點液壓控制裝置優點- 力大、線性、體積小、剛度好、快捷。力大、線性、體積小、剛度好、快捷。 開關量：電磁閥模擬量：電液轉換器現場參數電信號各種發訊器傳統的液壓調節保安系統，它的參數測量、運算放大基本上都是機械液壓式的，在測量傳統的液壓調節保安系統，它的參數測量、運算放大基本上都是機械液壓式的，在測量的精確性、方便性、靈活性、線性度和運算邏輯的復雜性等方面都遠遠不及電子裝置。的精確性、方便性、靈活性、線性度和運算邏輯的復雜性等方面都遠遠不及電子裝置。 （二）（二）. DEH控制系統控制系統4 汽系統參數汽系統參數 水系統參數水系統參數 油系統參數油系統參數 本體參數本體參數(TSI) 工藝流程圖

12、上工藝流程圖上 對狀態參數的對狀態參數的 集中顯示、報集中顯示、報 警和監視警和監視 轉速轉速n 功率功率 N 機前壓力機前壓力P0 調節閥開度調節閥開度 升速率（升速率（dn/dt） 升負荷率（升負荷率（dN/dt） 準確的閉環控制。準確的閉環控制。 保安限制保安限制 遮斷控制遮斷控制超限危及機組（包括鍋爐、發電機）安全時超限危及機組（包括鍋爐、發電機）安全時需實行在線需實行在線試驗控制。試驗控制。主控主控I/O模塊測速板處理通用標準信號處理通用標準信號AI、DI、AO、DO、PI等等等等控制柜控制柜DEH專用伺服模塊專用伺服模塊LVDT反饋反饋電液轉換器電液轉換器（DDV閥）閥）操作員站操

13、作員站工程師站工程師站DEH專專用用測測速速模模塊塊液壓液壓油路油路系統系統電子電子控制控制裝置裝置與電液轉換裝置和執行部與電液轉換裝置和執行部 件構成伺服油動機件構成伺服油動機DDVvoithRexA配汽機構配汽機構油動機油動機軟軟件件手操盤 功放伺服模塊turbin 80年代后期引進美國西屋數字式電 調GDI冗余主控單元DO測速伺服繼電器盤 操作盤DPUDPU操作員站工程師站AIA0冗余現場總線Profibus-DP以太網去CCS 油動機關閉器集成塊AST電磁閥集成塊電液 轉換器OPC電磁閥油開關轉速探頭主汽壓力發訊器功率發訊器DEHDEH調節系統的介紹調節系統的介紹( (DEHDEH系統

14、圖系統圖) ) 調節部分： 油動機改造 保安部分： 主汽閥的自動控制 掛閘（復位） 建立安全油、開主汽門 快關（OPC）油控制 遮斷（AST）油控制常規五大類控制功能常規五大類控制功能 第一類：自動調節控制功能第一類：自動調節控制功能 大范圍自動升速、自動同期、并網帶初負荷、升負荷、閥大范圍自動升速、自動同期、并網帶初負荷、升負荷、閥控方式、功控方式、壓控方式、控方式、功控方式、壓控方式、CCS方式、一次調頻。方式、一次調頻。第二類：限制控制功能第二類：限制控制功能 具有自動負荷及閥位限制、主汽壓力低限制、低真空限制、具有自動負荷及閥位限制、主汽壓力低限制、低真空限制、快卸負荷、快卸負荷、OP

15、C限制超速控制等功能。限制超速控制等功能。第三類：試驗控制功能第三類：試驗控制功能 可自動完成假網試驗、超速試驗、閥門嚴密性試驗等功能、可自動完成假網試驗、超速試驗、閥門嚴密性試驗等功能、仿真試驗。仿真試驗。第四類：保護控制功能第四類：保護控制功能 備有緊急手動、系統狀態監視、超速遮斷保護、備有緊急手動、系統狀態監視、超速遮斷保護、DEH裝置裝置故障保護等功能。故障保護等功能。第五類：監視及提高自動化水平功能第五類：監視及提高自動化水平功能 具有自動完成抄報表、歷史數據記錄、具有自動完成抄報表、歷史數據記錄、SOE記錄等功能記錄等功能。 中間再熱機組，中間再熱機組，DEH解決方案解決方案 熱電

16、聯供汽輪機的熱電聯供汽輪機的DEH解決方案解決方案 垃圾電站汽輪機的垃圾電站汽輪機的DEH解決方案解決方案 聯合循環汽輪機的聯合循環汽輪機的DEH解決方案解決方案 空冷機組汽輪機空冷機組汽輪機 的的DEH解決方案解決方案 單機或孤網中汽輪機的單機或孤網中汽輪機的DEH解決方案解決方案 多爐、多機母管制運行的汽輪機多爐、多機母管制運行的汽輪機DEH解決方案解決方案 拖動風機和給水泵的汽輪機拖動風機和給水泵的汽輪機DEH解決方案解決方案 高壓抗燃油一閥一機的高壓抗燃油一閥一機的DEH解決方案解決方案 技術方案適合電廠的要求技術方案適合電廠的要求 孤網運行的軟、硬件及控制策略孤網運行的軟、硬件及控制

17、策略 多機多爐協調控制多機多爐協調控制 主汽閥控制升速時，當主、調門切換時轉主汽閥控制升速時，當主、調門切換時轉速的波動小速的波動小 甩負荷時超調量小甩負荷時超調量小新華 DEH可靠性設計要求：可靠性設計要求：l 電液轉換器采用直接驅動式電液伺服閥即電液轉換器采用直接驅動式電液伺服閥即DDV閥閥,此閥抗污染能力強、無卡澀、運行穩定。此閥抗污染能力強、無卡澀、運行穩定。l 測速模塊采用三選二冗余方式。測速模塊采用三選二冗余方式。l LVDT采用雙冗余高選。采用雙冗余高選。l 控制部分的主控單元、系統網絡、電源模塊采用冗控制部分的主控單元、系統網絡、電源模塊采用冗 余配置。余配置。l I/O模塊、

18、主控單元、電源可以帶電插拔。模塊、主控單元、電源可以帶電插拔。l 所有所有I/O模塊均為智能化設計。模塊均為智能化設計。DEH與DCS一體化的優勢 硬件平臺一致，備件一致，即備件種類減少，管理方便硬件平臺一致，備件一致，即備件種類減少，管理方便 軟件平臺一致，減輕了管理及操作人員的多種軟件的學習軟件平臺一致，減輕了管理及操作人員的多種軟件的學習負擔。負擔。 由于一體化，系統網絡無縫連接，使實時性數據信息共享性由于一體化，系統網絡無縫連接，使實時性數據信息共享性高。高。 DEH操作員站與操作員站與DCS操作員可以互為備用，互為冗余，提高操作員可以互為備用，互為冗余，提高了運行可靠性，并減少了操作

19、人員的崗位設置。了運行可靠性，并減少了操作人員的崗位設置。 管理者通過管理者通過CRT畫面調看各個生產和管理環節及運營的情畫面調看各個生產和管理環節及運營的情況，有針對性的發出決策性的指令。達到了扁平化管理。況，有針對性的發出決策性的指令。達到了扁平化管理。 DCS電調（DEH）與505的比較DEH505組成組成操作員站操作員站 工程師站工程師站I/O控制站控制站 后備手操后備手操油動機為伺服油動機油動機為伺服油動機由伺服由伺服板、伺服閥、油動機、板、伺服閥、油動機、LVDT組組成一個電液隨動系統，反應快、成一個電液隨動系統，反應快、靈敏。靈敏。由由505裝置構成：一個裝置構成：一個暗盒子。暗

20、盒子。液壓部分液壓部分2種形式：種形式：TM25，獨立油源；，獨立油源；CPC，無，無LVDT反饋反饋油動機為電液放大式油油動機為電液放大式油動機動機利用油動機的利用油動機的自反饋，環節多，反應自反饋，環節多，反應慢。慢。電電子子部部分分3種種形形式式505（凝汽）：控制器（凝汽）：控制器（PLC），可另加操作站及打印機），可另加操作站及打印機505E（單抽）：控制器（單抽）：控制器（PLC），可另加操作站及打印），可另加操作站及打印機機MIC3000（雙抽）帶操作站和打印機，與我們的配置相同。（雙抽）帶操作站和打印機，與我們的配置相同。配置特點配置特點網絡、電源、主控冗余，工程師站與操作網絡、電源、主控冗余，工程師站與操作站互為熱備份。濾油器冗余。站互為熱備份。濾油器冗余。不冗余，用戶無要求時不配操作站和打印機。控制器為不冗余，用戶無要求時不配操作站和打印機。控制器為PLC。MIC3000與我們配置相同，是與我們配置相同，是DCS。維護維修維護維修任一模塊均