上汽百万机DEH系统改进与应用

高健

摘 要：我公司汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、九级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机。汽轮机型号：N1013-28.0/600/620，设计额定主汽压力28.0MPa、主汽温度600℃、再热蒸汽温度620℃。

关键词：技术;工艺;材料;设备

【中图分类号】 TK39 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0161-01

DEH系统即数字电液控制系统，其任务是对汽轮机的转速、负荷进行调节，同时还参与电网的一次调频。DEH采集汽轮机及其相关设备的状态，接受来自汽轮机组的反馈信号（转速、功率、主汽压力等）及运行人员的指令，经过计算机控制系统组态软件的判断和分析，而后发出控制指令，发出输出信号至伺服油动机，通过电液转换器（伺服阀、伺服放大器）将指令信号转换为液压执行机构能够执行的液压信号，改变主汽阀和调节汽阀的位置，从而改变进汽量，完成对汽轮机的控制。

1 DEH系统硬件组成及技术特点

1.1 DEH系统硬件系统组成

主要采用的是艾默生公司的Ovation硬件系统。系统三大部分的组成：

1）网络部分：由互为冗余网、数据交换站以及操作员站、工程师站、历史站、控制器等各节点构成。

2）工作站：根据站的使用功能不同分为几种不同功能站，包括：数据库服务器、工程服务器、操作员站、历史报表站、以及其它功能站。

3）控制器：作为控制中心，控制器采用了冗余的方式达到最大的可靠性、安全性。控制器采用与PC兼容的实时操作系统，以及标准的PC结构和无源的PCI/ISA总线接口。

2 DEH系统主要功能

DEH系统分为三个部分：汽机控制系统、汽机保护系统、汽机监视系统。系统的功能概貌如图1所示。

3 汽轮机控制系统

数字式汽轮机控制系统控制通过汽轮机调节阀的蒸汽流量。根据运行的要求，不同的工况下控制系统的控制对象可以改变，不同的控制对象有相应的控制逻辑。这些控制对象主要包括：转速、负荷、主汽压力。

3.1 转速控制

汽轮机转速调节系统主要包括实际转速测量和处理以及转速调节器两部分。其作用是根据汽轮机自启动控制程序设定的目标转速，完成汽轮机从启动到低速暖机、冲转至额定转速暖机到同期并网的转速控制。在这过程中，为了限制汽轮机的热应力，机组转速的升降速率取决于热应力评估TSE模块的计算结果，运行人员无法手动干预。另外，根据工频一致原理，机组并网期间也可通过转速控制达到负荷控制的目的。

3.2 负荷控制

汽轮机负荷调节回路主要包括实际负荷信号处理、负荷调节器。一般情况下，负荷设定值与被控制量实际负荷之间的偏差是负荷调节器的主要调节对象。同时，根据功频一致的原理，负荷控制也可以通过转速偏差来实现。机组对电网频率偏差响应的一次调频回路就是将频率偏差转换为负荷偏差叠加到负荷调节器的输入中，达到调频目的。为了实现不同控制方式下的无扰切换，在转速/负荷调节器中设置了较多的切换和跟踪回路。

3.3 高压进汽压力（叶片级）控制器

在带有旁路系统的再热汽轮机启动时，高压调节阀先打开，汽轮机高压缸接收蒸汽流量。最初的蒸汽凝结加热阶段，在饱和蒸汽温度下产生强烈的热交换。饱和蒸汽温度则与蒸汽的压力相关。但是，如果冷再热蒸汽压力（高压缸的背压）已经异常的高了（相应的饱和蒸汽温度也高），则会在受监视的部件中发生不允许产生的温度梯度。为了限制饱和蒸汽的温度发生如此变化，需要通过压力限制控制器的控制，在适当的压力下进行加热。因此，高压叶片级压力控制器就用作压力限制控制器，在蒸汽开始进入高压缸及加速到暖机速度期间，它通过阀位设定值组成对各高压调节阀进行限制。该控制器有一变化的压力设定点，它是高压缸部件平均温度和许用温差的函数，随着温度的升高，它的作用逐渐减少。

3.4 汽轮机自启动

汽轮机自启动功能由汽机主控程序（SGC Steam Turbine）实现。汽机主控程序在汽轮机启动冲转及带负荷工程中，监视汽輪机的状态，如蒸汽温度、阀门及汽缸的金属温度，并判断是否满足机组启动冲转的条件（X准则）。在启动过程中在适当的时机向汽轮机辅助系统及其它相关系统发出指令并从这些系统接受反馈信号，使这些系统的状态与汽轮机启动的要求适应。

4 可变的温度准则（X准则）

X准则其实质就是变温度准则，就是根据汽轮机金属部件不同的温度，确定不同的蒸汽温度，并使之与汽轮机金属部件温度匹配，温差控制在TSE差值内，从而实现汽轮机在启动过程中的热应力控制，在最短的时间内完成启动过程。

X准则详细说明了允许下面的动作实现的蒸汽条件：

1）开启高压主汽门，加热主蒸汽管道和阀体。

2）开启调门，汽轮发电机带蒸汽冲转。

3）汽轮发电机组加速到额定转速。

4）汽轮发电机并网带负荷。

X准则按照功能可以分为三个不同的部分：

1）最低蒸汽温度的限定，避免热部件不必要的冷却。

2）蒸汽与金属部件的温差，限制热应力。

3）在汽轮机用蒸汽冲转之前过热度的限定。

结束语：

DEH系统常见故障非常复杂，出现故障时将危及汽轮机的安全运行。因此相关人员在故障的解决过程当中需要从多角度进行分析，对DEH系统的常见故障进行合理分析并提出科学的处理方法，不断的消除系统中大大小小的故障，这样才能良好的维护电厂的安全可靠性。

参考文献

[1]何映霞，张家琛，乐景.基于感知器算法的DEH系统故障诊断方法[J].中国电力，2008，（15）.

[2]潘志明.某电厂汽机DEH系统故障分析[J].广东科技，2008，（16）.