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湛江电厂2300MW火力发电机组汽轮机

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湛江电厂2300MW火力发电机组汽轮机数字电液(DEH )控制系统应用方案一项目概述能源是发展国民经济的基础工业火力发电是我国开发能源的主要形式300MW机组是我国当前及今后相当长一段时间火力发电的主力机组为300MW机组装备自动化系统提高机组的自动化运行水平是提高机组安全与经济运行的重要手段DEH系统是目前监视与控制机组安全与经济运行的计算机自动化系统中的一个重要系统属电力部立项的重点开发研制的热控自动化重大技术装备项目为了提高DEH的技术指标与性能特别是为了制造真正能实用的DEH系统并降低造价电力部提出并组织由东方汽机厂太极计算机公司与西安热工所联合设计合作开发电液并存型系统安排湛江电厂的试点于1994年9月成功地完成了试运行经过一年的长期运行考核于1996年1月通过了机械部电力部电子部三部联合评审与鉴定结论是具有80年代末期世界先进水平二方案设计1设计目标300MW火力机组的DEH系统属大型火力发电汽轮机组计算机闭环控制系统由于被控对象为极高速运转的巨大的动力机械一旦控制失误就会造成不堪设想的后果因此无论从对DEH的总体功能品质可靠性以及对闭环系统的软硬件技术要求其难度与责任都是极高的设计的目标是以传统的液压系统保证机组安全可靠地运行电调控制系统则用来提高机组的动态品质和自动化水平两套系统可独立地对汽轮机进行全过程的控制正常运行时由电调控制液调系统自动跟踪电调故障时无扰切换到液调系统以保证连续可靠地对汽轮机的控制当电调正常时可再由液调切至电调2总体设计思想DEH系统的设计是紧紧围绕可靠性和控制品质两个方面进行的这体现在如下三个方面1多种工作方式的设计- 基本控制方式BTCBasic Turbine Control由微机控制机组转速和负荷在机组未并网时BTC将实际转速与设定值比较对偏差值进行PID计算送出控制信号驱动电液转换器控制汽轮机转速在机组并网后BTC将转速反馈信号作为机组一次调频信号BTC同时接收功率信号把实际功率与负荷设定值进行比较其偏差经PID计算送出控制信号驱动电液转换器控制机组负荷- 手动控制方式MTCManual Turbine Control由手动控制模板和操作盘代行微机功能控制机组转速与负荷- 自动控制方式ATCAutomatic Turbine Control是比BTC更高一级的控制方式以汽轮机发电机组运行参数为依据汽轮机转子热应力和寿命管理为核心实现启停及变负荷全过程自动控制2硬件的全冗余设计- BTC方式采用双机全冗余设计基本控制配有AB双机AB机各有自己独立的IO通道全冗余结构- 控制逻辑控制回路和自动控制方式下的硬件系统的电源采用双电源并联供电具有热备用功能3多种硬件质量保证措施- 元器件老化筛选- 防静电的安装与操作- IO模板直流电源电源拉偏检验- 全系统高温高湿强化老化三系统组成1DEH控制系统硬件配置DEH控制系统由ABC机组成由BITBUS局域网联接为专用型分散式控制系统DEH的IO容量如下- A机模入量32路模出量8路开入量48路开出量32路计数输入量3路- B机同A机- C机模入量96路开入量32路开出量32路中断量16路2DEH具有10种功能- 从冲转开始完成自动升速长负荷- 根据汽轮机热应力和寿命损耗的要求自动选择升速率升负荷率- 汽轮机运行过程监视- 主汽压力保护快卸负荷功能- 与同期装置配合实现同期并网- 与协调控制系统配合实现机炉协调控制- OPC超速保护功能- 阀门活动试验功能- 备用控制系统自动跟踪在线控制系统功能- 参数越线报警事故追忆功能3DEH控制系统技术指标- 空负荷时转速波动0.1- 额定负荷时负荷波动1MW- 机组速度不等率36范围内可调- 油动机行程波动1.5- 额定参数下甩负荷的动态超速< 9机组能维持空转- 迟缓率0.1- 控制系统切换时油动机行程波动1.5- 图象站画面转换时间< 1秒四系统运行结果1994年9月DEH系统在湛江电厂1300MW机组上一次投运成功并于1994年12月通过了168小时试运行后随机组长期投入生产运行2300MW机组DEH系统于1995年10月投运1300MW机组DEH系统为国产
第一套投运的DEH系统并能在任何状态冷态温态热态极热态下顺利启机升速并网带负荷是第一套与机组协调控制系统配合投运实现机炉协调控制的系统于1996年1月通过了机械部电力部电子部三部联合鉴定具有八十年代末期世界先进水平现正在机械部申请科技进步奖五市场情况湛江电厂两套300MW机组DEH系统的成功带来如下市场效果1签约太原第一热电厂安阳发电厂鹤壁发电厂以及湛江发电厂34机共8台300MW机组DEH系统合同2签约出口伊朗ARAK电厂4套325MW机组DEH系统合同六用户报告东方汽轮机厂太极计算机公司和西安热工所合作开发设计生产的300MW机组中压抗燃油电液并存型DEH数字电液控制系统首次用于我厂12机组分别于1994年12月19日1995年11月28日通过168小时考核移交生产1机组94年夏天处理完现场问题及完成基础调试后我们对DEH系统的IP组件进行了硬件测试其结果精度都保证在0.3范围内达到了设计要求接着用仿真器对DEH进行了系统功能测试除自动挂闸制造厂从安全考虑取消外各功能正常符合设计要求1机第一次试运行就用电调运行升速并网带负荷情况都较好转速和功率和稳定性升速率和升负荷后的空转稳定性以及操作的简捷等均得到了我们的认可在一年多的正常运行中解决了转速通道全故障切液调打闸信号未进DEH导致不清零等缺陷满足了机组的长期运行的需要

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