1、 渤海電廠MEH渤海電廠2*300MW工程給水泵汽輪機控制MEH 設計說明2014年9月1日目錄1、系統配置/組成2、操作員站3、設計原則4、控制功能描述5、系統啟動及操作6、操作指導1 系統配置/組成 華潤渤海2×300MW機組給水泵汽輪機控制系統均采用了ABB貝利公司的Symphony Plus系統，實現了DCS一體化，MEH是一體化DCS的一個組成部分，是機組控制環路上的一個節點。MEH的功能模件組成一個過程控制單元（PCU），它在控制環路上的代號為PCU180（MEHA）， 渤海電廠MEH由一個柜子組成。系統分為三種控制運行方式：手動控制方式、自動控制方式和鍋爐控制方式，A機

2、控制功能由一對互為冗余的控制器（HPC）和相應的功能子模件完成，B機同樣。 人機接口（操作員站）是DELL高性能通用個人計算機，它通過PNI接入控制環路。操作員站的工作環境為英文版Microsoft Windows 7 S+ operation 2.0。 渤海電廠MEH，A小機共配置了15塊功能子模件， 2塊為冗余的控制器。B小機相同。模件數量名稱用途HPC800K022冗余的控制器模件、端子、電纜控制主模件PIO800K022Profibus接口主模件、端子網絡處理主模件CI8402Profibus接口模件、端子網絡接口子模件AI810(8)2模擬量輸入模件、端子板，8點模擬量輸入AI830

3、(8)2RTD模擬量輸入模件、端子板，8點RTD模擬量輸入AI835(8)1TC模擬輸入模件、端子板， 8熱電偶測量AO810(8)1模擬量輸出模件、端子板，8點模擬量輸出（420mA）DI811(16),48VDC3數字量輸入模件、端子板，48VDC，16點數字量輸入DO810(16)2數字量輸出模件、端子板，16點，交流繼電器控制電液伺服閥VP8001閥門定位模件控制電液伺服閥TP8003超速保護模件轉速測量, 超速保護2 操作員站渤海電廠MEH操作員站為S+ OPERATION，是基于Windows 7環境下的人機系統（HIS），具有操作方便、界面友好的特點。由于S+ OPERATION

4、運行在Windows環境下，硬件平臺為高性能通用PC兼容機，有利于運行人員在短時間內熟悉和掌握。運行人員通過操作員站實現對汽輪機的控制。針對渤海電廠MEH的特點，設計了7幅畫面，包括總貌、A,B小機自動控制，超速試驗，閥門校驗， ETS首出信息等，不僅為運行人員提供了操作手段，還可以通過畫面監視汽輪機的運行狀態。畫面名稱：小機總貌畫面名稱：BH_MEH_OVERVIEW該畫面顯示了MEH許多重要的參數，如轉速、各蒸汽閥門開度/狀態等，還有MEH控制超速試驗投/切狀態、操作方式、汽機狀態。通過總貌，運行人員對汽機運行狀態基本上一目了然。閥門狀態：低主汽門：開（紅），關（綠）。低調門：閥門開度小于

5、3%（綠），閥門開度大于98%（紅），中間開度（橙）。畫面名稱：A小機自動控制畫面名稱：BH_BFPTA_CONTROL 該畫面為運行人員提供主要的操作手段，并且用棒圖和數字顯示調閥開度，對重要控制參數進行趨勢顯示，同時對各種控制狀態給予顯示。這些操作包括：復置汽機開低壓主汽門手/自動切換自動沖轉手動沖轉投鍋爐遙控畫面名稱：B小機自動控制畫面名稱：BH_BFPTB_CONTROL畫面風格、操作與A機相同。畫面名稱：超速試驗畫面名稱：BH_MEH_OVERSPEED_TST.UCBG 畫面名稱：閥門校驗畫面名稱：BH_MEH_VALVE_CAL.UCBG畫面名稱：跳機首出畫面名稱：BH_MEH_

6、TRIP_OUT_A, BH_MEH_TRIP_OUT_B在這可以看到MEH的跳機首出并能進行復位,并能進行投入切除保護.3 設計原則系統符合“故障-安全”設計準則，對可能的誤操作應采取有效的防范措施。系統具有自診斷、自恢復和抗干擾能力。冗余的高速通訊網絡保證信息通暢。除滿足機組啟動運行控制要求外，系統具有足夠的I/O裕量和能力以便未來進行功能擴展。硬件選擇力求可靠、先進。功能設計應符合標準化、通用化、模塊化的原則。操作站設計符合人機工程學要求，人機界面友好，信息豐富，操作簡便可靠。4 控制功能描述 MEH主要控制給水泵汽輪機轉速，主要有三種運行控制方式：手動控制方式、自動控制方式、鍋爐控制方

7、式。41控制運行方式411手動方式 手動是一種開環控制方式，操作人員可通過操作員站(OIS)設定閥位總開度直接控制高、低調門的開度。412自動控制方式 轉速控制方式是自動調節常用的方式之一，通過OIS設定目標轉速，系統根據升速率的大小,計算出設定點,然后對給定轉速和實際轉速的差值進行PID運算，去控制閥門的開度,實現控制機組轉速的目的。在轉速自動方式下，操作員可以通過OIS來改變目標轉速，給定轉速將跟隨著目標轉速的變化而變化。為了保證信號的可靠性，系統將對從現場轉速傳感器測到的轉速信號進行三取 二處理，得到一個可靠、準確的實際轉速信號，若三路轉速中有兩路轉速信號故障，將判定為系統轉速故障。轉速

8、信號送到頻率計數模件FCS01后，進行信號處理，轉變為數字量信號送到控制回路，在控制回路內，作為實際轉速輸入信號-實際轉速與給定轉速比較后得到一個差值，經過PID運算后，輸出閥位指令控制信號改變閥位。變化后的實際轉速值重新與給定轉速比較，進行PID運算，直到偏差為零，轉速穩定。413鍋爐控制方式 鍋爐自動控制方式 要投入鍋爐自動控制方式，必須滿足下列條件： MEH處于轉速自動控制方式； 給水泵汽輪機轉速在一定范圍,轉速大于3000r/min（具體值見制造廠相關資料）； 給水泵汽輪機實際轉速和鍋爐控制系統的目標轉速相差在25r/min內； 鍋爐控制系統來的信號沒有故障； 鍋爐自動控制允許。 當上

9、述條件滿足，通過OIS投入“鍋爐自動控制”，即可投入鍋爐自動控制方式。在鍋爐自動控制方式下，MEH接受來自鍋爐控制系統的420mA控制信號，對應的轉速為3000r/min-5081r/min（具體值見制造廠相關資料）。控制回路對上面提到的條件進行邏輯判斷后，就可以通過OIS投入鍋爐自動控制方式，但是，上述的條件若任意一個不滿足，將切到轉速自動控制方式。MEH向鍋爐控制系統輸出一個420mA信號作為其轉速反饋信號,主要是保證鍋爐控制投入時控制平穩, 鍋爐控制系統向MEH輸出的420mA信號將作為一個轉速控制信號,此時，MEH僅僅作為一個執行機構，MEH接受到鍋爐自動控制系統的信號后，直接送到控制

10、回路，作為控制轉速的給定值；當達到這個給定值時，給水泵汽輪機轉速保持穩定，轉速隨著鍋爐控制系統信號變化而變化。鍋爐自動控制方式是一種更加完善的控制方式，它同時考慮了汽輪機和鍋爐的控制，它將整個電廠作為一個系統來控制，可以使控制過程更加趨于合理化。如果通過OIS投入轉速自動控制或手動方式信號時，將切除鍋爐自動控制方式。4.2自動整定伺服系統靜態關系 整定伺服系統靜態關系的目的在于：使油動機在全行程內均能被伺服閥控制，閥位給定信號與油動機行程的關系為： 給定閥位:0100實際行程:0100 為了保證此對應關系有良好的線性度，要求油動機的LVDT在安裝時，應使LVDT鐵芯盡可能在中間線性段工作。 油

11、動機整定的循環次數和速率可選，在OIS上選擇，速率有以下兩種： 30、60秒 汽輪機整定條件為： 汽輪機已掛閘； 轉速小于100r/min。4.3升速 給水泵小機的調節實際就是轉速的調節，給定轉速與實際轉速的差值經過PID運算后，輸出信號改變調節閥門開度，使實際轉速跟隨給定轉速變化。目標轉速： 操作員通過OIS設置目標轉速,正常控制過程目標轉速范圍為0 5200r/min（具體值見制造廠相關資料）。設定目標值超限時，被視為無效，需要重新設定目標值。升速率： 操作員通過OIS設定速率，范圍為0 2000r/min/min。 自動過臨界轉速區，該機組的臨界區為18003000r/min（具體值見制

12、造廠相關資料），司機設定的目標轉速在此區間內時，目標將自動修改為低于其下限的某一值，如：1780r/min。實際轉速到達臨界轉速區時，自動將升速率改變為1200r/min/min（具體值見制造廠相關資料），過臨界后自動回到前值。4.4 鍋爐自動控制 鍋爐自動控制投入條件為： 見“鍋爐控制方式”。 當上述條件滿足，在OIS上投入“鍋爐自動控制”，即可投入鍋爐自動控制方式。4.5 超速保護和超速試驗4.5.1超速保護 MEH在汽機的正常運行中，控制系統有超速保護邏輯，若運行時汽輪機的實際轉速超過設定值（6370r/min（具體值見制造廠相關資料）時，汽機MEH控制柜發出超速脫扣信號，通過繼電器輸出

13、干結點到汽機保護裝置，泄掉安全油壓，使主汽閥和調節閥迅速關閉，蒸汽將無法進入汽機，保證了汽輪機的安全。4.5.2超速試驗4.5.2.1機械超速試驗 司機通過操作站選擇機械超速試驗，即可通過設置目標以提高汽輪機的轉速；給水泵汽輪機轉速到達一定值時，危急遮斷器的撞擊子飛出，危急遮斷器動作，泄掉安全油壓，快關主汽門和調節汽門。4.5.2.2電氣超速試驗 司機通過操作站選擇電氣超速試驗，即可通過設置目標提高汽輪機的轉速；給水泵汽輪機轉速到達6370r/min（具體值見制造廠相關資料）時，MEH發出超速脫扣信號；機械超速實驗時，給水泵汽輪機轉速到達6485r/min（具體值見制造廠相關資料）時機械飛錘還

14、未使機組跳閘，MEH發出超速脫扣信號。通過繼電器輸出干結點到汽機保護裝置，泄掉安全油壓，使主汽閥和調節閥迅速關閉，蒸汽將無法進入汽機，保證了給水泵汽輪機的安全。4.6 停機保護輸出· 汽機超速跳機 汽機轉速超過設定值（6370r/min（具體值見制造廠相關資料）時MEH發出跳機信號。· 閥門校驗時轉速大于100r/min。5 系統啟動及操作· 啟動MEH控制系統和操作站。· 在掛閘前，應先在各自的首出畫面上點擊METS的小機復位按鈕；確保兩個掛閘/打閘電磁閥未接收打閘指令；· 通過從OIS站“自動控制”畫面上的“復置汽機”，程序動作兩個串聯的開

15、主汽門電磁閥（掛閘/打閘電磁閥），打開高低壓主汽門，實現機組的掛閘和復位。 從OIS站“自動控制”畫面上的“手/自動”將控制系統置于自動。從OIS站“自動控制”畫面上的“目標”鍵入期望的轉速。通過OIS“自動控制”畫面上的“升速率”可改變目前的升速率。· 當鍋爐自動控制條件允許,操作“鍋爐自動”按鈕,進行運行方式的切換。· 如果需要在手動方式下操作,則通過OIS上“自動控制”畫面的“手/自動”將系統切至手動方式時,可通過畫面上的“手動參考”進行閥位的控制。· 超速試驗啟動給水泵汽輪機。在操作站上設置 “電氣超速試驗”。將系統升速到接近6370r/min（具體參考值

16、見制造廠相關資料）。如果汽輪機在6370RPM（具體值見制造廠相關資料）時跳機保護沒有動作,則進行手動打閘。啟動給水泵汽輪機在操作站上設置 “機械超速試驗”將系統升速到6485RPM（具體參考值見制造廠相關資料）附近,如果汽輪機在6485RPM時跳機保護未動作,則進行手動打閘。· 閥門靜態關系整定只能通過OIS站在OIS站上將操作畫面切換至“閥門校驗”鍵入校驗速率6 操作指導（A、B機操作相同，以A機為例）ETS復位打開畫面BH_MEH_ETS_OUT，打開RCM操作面板“A小機復位”，點擊“YES”，按鈕變黃并閃爍，點擊“OK”確認，關閉面板，首出應消失;如跳機信號一直存在，則不允

17、許復位操作.復置汽機打開畫面BH_BFPTA_CONTROL，打開RCM操作面板“復置汽機”，點擊“ONE”，按鈕變黃并閃爍，點擊“OK”確認，關閉面板。BH_BFPTA_CONTROL畫面上汽機狀態由“跳機”變為“已掛閘”。點擊復置汽機同時程序自動將主汽門打開；.手/自動切換 小機沖轉默認在手動，自動需要操作員手切，打開畫面BH_BFPTA_CONTROL，打開RCM操作面板“手/自動”，點擊“AUTO”，按鈕變黃并閃爍，點擊“OK”確認，關閉面板。顯示“自動”，表示已經切至自動模式。設定目標值打開畫面BH_BFPTA_CONTROL。點擊“目標”按鈕，打開REMSET操作器。通過鍵盤輸入目

18、標值，關閉REMSET操作器；BH_BFPTA_CONTROL畫面中“目標”小窗口顯示剛才輸入的目標值。轉速在臨街轉速區不能設定，將自動設定為臨界轉速區以下某一轉速值。設定目標值超限時，被視為無效，需要重新設定目標值。設定升速率打開畫面BH_BFPTA_CONTROL。點擊“升速率”按鈕，打開REMSET操作器。通過鍵盤輸入升速率，關閉REMSET操作器；BH_BFPTA_CONTROL畫面中“升速率”小窗口顯示剛才輸入的升速率。高、低主汽門試驗汽機復位后，打開畫面BH_MEH_OVERSPEED_TST，打開RCM操作面板 “高主門試驗”或“低主門試驗”，點擊“YES”，按鈕變黃并閃爍，點擊“OK”確認，關閉面板。電氣超速試驗轉速大于4450RPM（具體參考值見制造廠相關資料）后，打開畫面BH_MEH_OVERSPEED_TST。點擊“電氣超速實驗”按鈕，打開RCM操作面板；點擊“ONE”，按鈕變黃并閃爍，點擊“OK”確認，關閉操作面板。點擊“目標”按鈕，設定目標轉速為6370RPM（具體參考值見制造廠相關資料）；點擊“升速率”按鈕，設定升速率為200rpm/min/min（具體參考值見制造廠相關資料）。轉速大于6370RPM（具體參考值見制造廠相關資料）時AST電磁閥動作，汽機跳閘，試驗結束。機械超速試驗轉速大于4450RPM（具體參考值見制