DEH NTK數字電液調節系統說明書

2022-09-13 19:21:04 字數 3885 閱讀 4284

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說明書南京汽輪電機(集團)有限責任公司

編制付健 2014.1

校對毛文暄 2014.1

審核湯繼星 2014.1

會簽華寧芳 2014-1

標準審查郝思軍 2014.1

審定張靜 2014.1

批准deh-ntk數字電液調節系統是南汽自主開發的一種經過實踐執行考核的成熟的電調系統,其效能指標和功能充分滿足使用者需求。其數字電子部分由乙個電子控制櫃及操作員站等組成,該系統裝置將deh、ets一體化設計供貨,運轉層上汽機訊號的監測控制和保護全部進入deh系統從而實現控制、監測和保護一體化,同時控制系統重要引數**可調,極大方便了執行人員。說明書詳細介紹了deh系統及熱工系統,並對其工作原理、功能、操作、調整與試驗等進行介紹;在使用說明書時,還需要隨時參考本機組的其他有關檔案和圖紙。

deh-ntk汽輪機數字式電液控制系統,由數字電子部分和液壓部分組成。系統控制精度、自動化水平高,它能實現公升速(手動或自動),配合電氣併網,電負荷控制(閥位控制或功率控制)及其它輔助控制,並與dcs通訊,控制引數**調整和超速保護功能等。能使汽輪機適應各種工況並長期安全執行。

deh是乙個實時分散控制系統,其採用高可靠性冗餘的高速資料通訊網路,兩條高速資料通訊網路同時執行,以保證即使一條出故障時,資料通訊保持暢通。

deh裝置的硬體可分為:冗餘控制器(dpu)、相關輸入輸出卡件、控制機櫃、冗餘電源、、後備手**、印表機、操作員站和工程師站。

deh裝置將現場訊號**速、壓力、行程等)通過輸入卡件處理後送到dpu進行運算,並將運算的結果通過輸出卡件送到現場裝置完成控制任務。

由於採用純數字電液調節系統,故能滿足汽輪機控制的高可靠性要求。deh通過對調門、旋轉隔板(適用於可調整抽汽機組)及補汽閥(適用於補汽機組)的開度調節,應用比例和積分的閉環控制對轉速和負荷進行可靠準確地控制。

deh控制系統的主要目的是控制汽輪發電機組的轉速和功率,從而滿足電廠供電的要求。適用於供熱機組deh控制系統還將控制供熱壓力或流量。

deh系統設有轉速控制迴路、負荷控制迴路、抽汽控制迴路(適用於可調整抽汽機組)、背壓控制迴路(適用於背壓機組)、主汽壓控制迴路、超速保護迴路等基本控制迴路以及同期、調頻限制、解耦運算、訊號選擇、判斷等邏輯迴路。

deh系統通過電液伺服閥分別控制高、低壓閥門(適用於可調整抽汽機組),從而達到控制機組轉速、功率、背壓(適用於背壓機組)及抽汽壓力(適用於可調整抽汽機組)的目的。

機組在啟動和正常執行過程中,deh接收ccs指令或操作人員通過人機介面所發出的增、減指令,採集汽輪機發電機組的轉速和功率以及調節閥的位置反饋等訊號,進行分析處理,綜合運算,輸出控制訊號到電液伺服閥,改變調節閥的開度,以控制機組的執行。

機組在公升速過程中(即並網前),deh控制系統通過轉速調節迴路來控制機組的轉速,功率控制迴路不起作用。在此迴路下,deh控制系統接收現場汽輪機的轉速訊號,經deh三取二邏輯處理後,作為轉速的反饋訊號,與轉速設定值進行進行pid運算,輸出油動機的開度給定訊號到伺服卡。此給定訊號在伺服卡內與油動機位置反饋進行比較後,輸出控制訊號到電液伺服閥,調整油動機的開度改變進汽量,從而控制機組轉速。

在此過程中,操作人員可設定目標轉速和公升速率。

機組並網後,系統便切到負荷控制迴路,汽機轉速作為一次調頻訊號參與控制。負荷控制有兩種調節方式:

(1) 閥位控制方式(即功率反饋不投入):

在這種情況下,負荷設定是由操作員設定百分比進行控制。設定所要求的開度後,deh輸出閥門開度訊號到伺服卡,調整油動機的開度,改變進汽量。在這種方式下功率是以閥門開度作為內部反饋的,在實際執行時可能有誤差,但這種方式對閥門特性沒有高的要求。

注意抽汽機組在冷凝執行時閥門最大開度由工況圖確定。

(2) 功率控制方式:

這種情況下,負荷迴路調節器起作用。deh接收現場功率訊號與給定功率進行比較後,送到負荷迴路調節器進行差值放大,綜合運算,輸出閥門開度訊號到伺服卡,調整機組的進汽量,滿足功率的要求。

以上兩種調節方式可以在執行中根據需要進行切換。需要注意當採用功率控制方式時,需要汽輪機調節汽閥具備合適的流量特性。

當汽輪機調節閥的流量特性非線性時,可以通過在deh內部修正來補償現場調節閥的非線性。

機組跳閘時,置閥門開度給定訊號為0,關閉所有閥門。

deh控制系統設有opc保護,閥位限制和快減負荷等多種保護。

一次調頻的閾值(死區)、上下限範圍、調速不等率可**調整。

孤網控制

deh控制系統有汽機遠控,汽機自動和汽機手動三種執行方式。

(3) 抽汽控制迴路(適用於可調整抽汽機組)

deh系統中設有抽汽控制迴路。它以操作員設定壓力作為給定,以實際抽汽壓力作為反饋,通過pid調節器控制抽汽壓力,其輸出與功率調節器的輸出一同送到牽連解耦運算邏輯進行解耦運算,實現熱電聯調與靜態自整。其耦合關係根據主機熱力特性及邊界條件對各調節閥開度進行解耦運算得到。

(4) 背壓控制迴路(適用於背壓機組)

deh系統中設有背壓控制迴路。它以操作員設定壓力作為給定,以實際排汽壓力作為反饋,通過pid調節器控制排汽壓力,背壓控制投入時,功率控制退出並處於跟蹤狀態。在背壓控制投入時,抽汽控制可以投入並與背壓耦合控制。

(5) 主汽壓控制迴路

作為deh的輔助控制迴路,以操作員設定值作為給定,以實際主汽壓作為反饋,通過pi調節器對機側主汽壓進行閉環控制。在母管制執行的機組建議該功能不必投入。

deh有如下幾種執行方式:

1.1.3.1 操作員控制

這是最常用的執行方式。這種執行方式下可以進行以下操作:轉速控制、功率控制或閥位控制、主汽壓力控制、抽汽控制(適用於可調整抽汽機組)、背壓控制(適用於背壓機組)等。

1.1.3.2 手**手動

手**手動執行方式是緊急狀態下手**通過硬接線(開關量)控制伺服卡最終控制閥門開度。

1.1.3.3 協調控制

協調控制執行方式是deh在閥位方式下接受協調指令開關調門脈衝(或模擬量)的控制方式。

關於這幾種控制方式的詳細說明,請參見後面相關章節。

ets即汽輪機緊急跳閘保護系統,用來監視對機組安全有重大影響的某些引數,以便在這些引數超過安全限值時,通過該系統去關閉汽輪機的全部進汽閥門,實現緊急停機。

ets系統具有各種保護投切,自動跳閘保護,首出原因記憶等功能。

當任一停機條件出現時,ets可發出汽機跳閘訊號,使ast電磁閥動作,實現緊急停機。

注意:在執行過程中ets系統重要保護專案不得撤除並且在切斷主汽門前蒸汽通道之前不得切除ets電源。

tsi汽輪機監視儀表系統,用來**監測對機組安全有重大影響的引數,以便在這些引數超過安全限值時,通過deh和ets控制汽機實現安全停機。

tsi系統的監視引數參見機組的tsi圖紙。

deh-ntk系統對tsi系統有兩種處理方式,一種是採用專用卡件可接受tsi感測器訊號並通過軟體進行分析處理用於測量顯示和報警保護。另外一種是通過deh的ai和di通道採集獨立的tsi系統的模擬量和開關量輸出。隨機出廠的deh系統採用何種方式處理tsi系統可在deh接線端子圖中查閱。

本系統中的deh和ets部分均採用英維思公司的nt6000分散控制系統的硬體平台。

硬體配置主要由以下部分組成:乙個控制機櫃,一台操作員站,一台工程師站,一台彩色噴墨印表機 。

deh系統配置一對dpu及io卡件。

ets系統配置一對dpu及io卡件。

dpu通過乙太網與操作員站和工程師站相連,完成操作指令、基本控制資料、組態資訊的通訊。

deh和ets系統均採用兩層網路結構。第一層為enet控制網路,完成dpu之間及dpu和mmi站之間的資料通訊。enet是高可靠性的冗餘對等網路,採用實時乙太網技術,通訊速率為100m/1000m,基於兩套相互獨立的工業乙太網交換機,在傳輸層通過兩套獨立的物理層發出兩套同時執行的資料會話過程來實現網路冗餘。

第二層網路為ebus匯流排,完成dpu與i/o卡件之間的資料掃瞄。ebus為精簡結構的主從式高速冗餘通訊匯流排,通訊速率為3.125mbps,最小週期為5ms,被分為12段物理隔離的分支,每段有兩個獨立的通訊介面分別通過獨立的匯流排同時對i/o卡件進行直接掃瞄。

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