关于汽轮机控制系统的优化设计

张淑娟

摘  要：火电厂作为电能生产的重要场所，对于具有大容量、高参数的火电机组，汽轮机是其关键动力设备，在实际运行中汽轮机表现出了转速高、热力参数以及转速变化范围大的特点。随着热控设备相关技术的不断发展，汽轮机组在不断进行自动化改造的过程中，DCS控制技术被广泛的应用到汽轮机系统中，有效的提高了机组整体的可控性，从而保證机组能够安全运行以及机炉的协调工作。文章对火电厂中汽轮机控制系统进行了介绍，并分析了汽轮机控制系统中DCS控制技术的应用，探讨了DCS控制以及DCS与DEH.ETS间的控制关系。

关键词：汽轮机;控制系统;DCS;DEH;优化设计

中图分类号：TM621        文献标志码：A             文章编号：2095-2945（2019）17-0088-02

Abstract： As an important place of electric energy production， steam turbine is the key power equipment for thermal power units with large capacity and high parameters. In the actual operation， the steam turbine shows the characteristics of high speed， thermal parameters and wide range of speed variation. With the continuous development of related technology of thermal control equipment， in the process of automatic transformation of steam turbine unit， DCS control technology is widely used in steam turbine system， which effectively improves the controllability of the whole unit， in order to ensure the safe operation of the unit and the coordination of the machine and furnace. In this paper， the steam turbine control system in thermal power plant is introduced， the application of DCS control technology in steam turbine control system is analyzed， and the DCS control and the control relationship between DCS and DEH.ETS are discussed.

Keywords： steam turbine; control system; DCS; DEH; optimization design

引言

汽轮机在传统的运行状态下是根据相应的规程来进行的，监控汽轮机运行的状态，还主要靠运行人员的工作经验，传统的控制系统存在一定的缺点，比如调节精度低和自动化程度低，汽轮机在运行的过程中，需要通过采用安全有效的措施进行保护。汽轮机在运行时，转子转动产生的负载做功会影响到转速的变化，凝结水温度以及真空的变化也会影响到转速的变化，将DCS控制技术应用在汽轮机系统中，能够有效的控制和管理汽轮机的运行。

1 DCS控制系统对汽轮机的控制和保护

设计汽轮机DCS控制系统，需要加强汽轮机运行参数的监视，完善相应工作的的记录，并分析汽轮机组安全运行和在线状态。在汽机热工系统中，使用硬接线进行信息传递，能够有效保护热控系统的相关备件的安全，将计算机高级语言应用在传感器与控制器的连线和检测点的分布上，操作和管理DCS系统的相关数据。

1.1 自动控制系统

在汽轮机控制系统中，汽轮机DCS系统中调速系统是主要的功能，通过人机界面相关操作人员可以直接输入转速设定值，再经过模拟量输入模块的作用，将实际转速值与转速设置值进行比较，从而控制汽轮机的转速。通过利用变频器控制汽轮机的转速，将控制水位调节好，并通过上位机对按钮进行控制，从而使汽轮机设备停止运行。系统工程师通过与DEH系统的人机界面作用，当按下相应的按钮时，能够控制汽轮机的阀门控制指令到执行机构的输出过程，通过操作员的其他控制指令来完成供油系统调节汽轮机各个蒸汽进气阀的开度。

汽轮机DCS系统的数据采集是进行相应工作的主要依据，通过利用压力、温度传感器和变送器将相应的信号输入到输入模块，计算机会对数据进行相应的存储和管理，并通过相应的软件来完成设计工作，实现远程控制系统的操作。

1.2 紧急跳闸保护系统

通过设置相应的保护措施，当DCS系统设备出现一些问题时，相应的保护措施可以有效的将过载电流导入大地，从而保障控制系统的安全。两路电源供电相互独立的，在开关量输入卡件时，采用跳闸失电跳闸和两路电源供电两种动作方式，可以避免出现拒动和误动的问题。采用失电跳闸的保护方式要对输出卡件分布设置，各层供电装置也要保持相互独立，防止出现汽轮机跳闸保护的拒动和误动的现象，保障系统的正常运行。

1.3 汽轮机控制算法以及策略组态

通过对控制算法的应用，工程师可以快速的查找到对应的变量位号和操作画面，通过利用项目树对程序进行作用，使其变成灵活统一的系统全局数据库，从而完成策略组态。PC机上运行的生产数据可靠性也比较高，具有广泛的用途。系统控制中的速度被作为主控参数和干扰因素，当对机械的输出功率不能够及时进行调节时，在空载或者满载的额定转速下可以保证汽轮机的稳定运行。通过驱动调节进气调节汽阀的开度，可以对发动机的输出功率进行调节，通过对功率反馈通道进行调整，可以对控制回路进行改造。