汽轮机数字电液调节系统
汽轮机数字电液控制系统
第六章汽轮机数字电液调节系统DEH（digital electric hydraulic control system）即汽轮机数字式电液控制系统，是目前大型电站汽轮机普遍采用的控制装置，它主要完成机组在启停及正常运行过程中对汽轮机转速和功率的控制功能、汽轮机的超速保护功能，以及对汽轮机的进汽和排汽参数、缸温、轴承温度及转速、发电机功率等重要参数的监视。
第一节 汽轮机自动调节系统的发展汽轮机是电厂中的重要设备，在高温高压蒸汽的作用下高速旋转，完成热能到机械能的转换。
汽轮机驱动发电机转动，将机械能转换为电能，电力网将电能输送给各个用户。
为了维持电网频率，要求汽轮机的转速稳定在额定转速附近很小的一个范围内，通常规定此范围为±1.5~3.0r/min。
为了达到此要求，汽轮机必须配备可靠的自动调节系统。
汽轮机自动调节系统的发展经历了以下几个阶段：一、机械液压式调节系统（MHC）纯液压式（同步器、伺服马达、油动滑阀）早期的汽轮机调节系统是由离心飞锤、杠杆、凸轮等机械部件和错油门、油动机等液压部件构成的, 称为机械液压式调节系统 (mechanical hydraulic control, MHC), 简称液调。
这种系统的控制器是由机械元件组成的, 执行器是由液压元件组成的。
由汽轮机原理知道，MHC仅具有窄范围的闭环转速调节功能和超速跳闸功能, 其转速—功率静态特性是固定的, 运行中不能加以调节。
但是由于它的可靠性高, 并且能满足机组运行的基本要求, 所以至今仍在使用。
精度差二、电气液压式调节系统（EHC）电液并存（相互跟踪不便、振荡）随着机组单机容量的增大和中间再热机组的出现, 单元制运行方式的普遍采用以及电网自动化水平的提高, 对汽轮机调节系统提出了更高的要求, 仅依靠机械液压式调节系统已不能完成控制任务。
这时产生了电气液压式调节系统 (electric hydraulic control, EHC), 简称电液调节。
汽轮机数字电液控制系统
汽轮机数字电液控制系统本文档是关于汽轮机数字电液控制系统的详细说明和操作指南。
本文档将从介绍数字电液控制系统的基本原理开始，然后逐步介绍系统的组成、工作流程、操作方法以及故障排除等内容。
希望本文档能够对用户正确使用和维护数字电液控制系统提供帮助。
请阅读本文档前，请务必仔细阅读以下内容：⒈数字电液控制系统基本原理⑴数字电液控制系统的定义⑵传统液压控制系统与数字电液控制系统的区别⑶数字电液控制系统的工作原理⒉数字电液控制系统的组成⑴主控制器⑵传感器⑶执行器⑷液压元件⒊数字电液控制系统的工作流程⑴传感器信号采集⑵主控制器信号处理⑶控制指令⑷执行器控制⑸反馈信号处理⒋数字电液控制系统的操作方法⑴系统开机操作⑵参数设置与调整⑶控制模式切换⑷故障报警与处理⒌数字电液控制系统的故障排除⑴常见故障及排除方法⑵故障诊断与修复流程⑶故障记录与分析⒍附件⑴数字电液控制系统操作手册⑵数字电液控制系统维护手册⑶数字电液控制系统技术规范法律名词及注释：- 汽轮机：指利用汽轮机原理进行工作的机器，其中通过燃烧燃料产生高温高压气体，再通过汽轮机的叶轮转动产生动力。
- 数字电液控制系统：指以数字信号进行控制的液压系统，通过数字信号控制液压元件的工作状态。
本文档涉及的附件：- 数字电液控制系统操作手册：详细介绍了如何正确操作和使用数字电液控制系统的手册。
- 数字电液控制系统维护手册：详细介绍了如何进行数字电液控制系统的日常维护和保养。
- 数字电液控制系统技术规范：详细说明了数字电液控制系统的技术要求和性能指标等。
汽轮机数字电液控制系统的组成及功能课件
汽轮机数字电液控制系统的基本控制逻辑
01
02
03
转速控制
通过调节汽轮机的进汽量 ，控制汽轮机的转速，以 达到额定转速下的稳定运 行。
负荷控制
通过调节汽轮机的进汽量 ，控制汽轮机的出力，以 达到电网负荷需求的变化 。
温度控制
通过调节汽轮机的进汽量 ，控制汽轮机的排汽温度 ，以达到安全运行的要求 。
汽轮机数字电液控制系统的复杂控制逻辑
处理。
组成
控制器主要由控制单元、输入输 出接口、通讯接口等组成。
执行器
定义
执行器是汽轮机数字电液控制系 统中的执行机构，负责将控制器 的控制指令转化为具体的机械动
作，实现对汽轮机的控制。
功能
执行器一般具有高精度、高响应速 度、高稳定性等特性，能够实现对 汽轮机的快速、准确控制。
组成
执行器主要由液压缸、电动缸、位 移传感器等组成。
保护系统则是在汽轮机出现异常时，及 时进行保护动作，避免事故发生。
执行器根据控制指令调节汽轮机的运行 参数，如调节阀门的开度、蒸汽温度等 。
传感器负责监测汽轮机的运行状态，如 转速、压力、温度等参数。
控制器是系统的核心，它接收传感器信 号，根据预设的控制逻辑进行处理，然 后输出控制指令。
汽轮机数字电液控制系统的功能
应用案例二：优化汽轮机的运行参数
总结词
汽轮机数字电液控制系统有助于优化汽轮机的运行参数。
详细描述
数字电液控制系统可以实时监控汽轮机的运行状态，并根据实际需求调整各种 参数，如压力、温度和转速等。这有助于确保汽轮机在最佳状态下运行，提高 其稳定性和可靠性，延长其使用寿命。
应用案例三：实现汽轮机的远程监控与管理
自适应功能：系统可以根据汽轮 机的实际运行情况，自动调整控 制策略，以适应不同的运行条件 和环境。
汽轮机数字电液控制系统的组成及功能
曲线校正后形成各 个阀门的开度指令， 阀门同时开启，对 应于4组喷 嘴同时进汽。
说出上图的在本教材中的图号，并说明阀特性曲线的特点 （快开、直线、抛物线、等百分比）
⑵喷嘴调节 在正常（额定）负荷范围内采用喷嘴调节变压 运行方式，可使机组有最好的热经济性和运行灵活性。
采用喷嘴调节、部分进汽时，当I、Ⅱ号调节阀阀杆开启到 24.6m时，Ⅲ号调节阀开启；当Ⅲ号调节阀阀杆行程达到 15.8mm时，Ⅳ号调节阀开始开启。
冷态启动：温度小于150℃。 温态启动：150～300℃。 热态启动：300～400℃。 极热态启动：温度大于400℃。 2．启动方式
本机组具有中压缸启动和高中压缸联合启动两种方式。
中压缸启动方式，具有降低高中压转子的寿命损耗、改 善汽缸热膨胀和缩短启动时间等优点。
中压缸启动时，在机组冲转前、锅炉点火升温时，蒸汽通过高压旁路，倒暖阀RFV进入 高压缸，对高压缸预暖，同时对高压主汽管、高压主汽调节阀和再热器、中压联合 汽阀进行加热；
⑴滑压控制
⑵这种运行方式能够提高机组变工况运行时的热经济性，减少 进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低了机组 的低周热疲劳损伤。
采用滑压运行能改变机组在变工况运行时的热应力和热变形， 使机组启停时间缩短，减小节流损失，降低给水泵功率消耗， 提高机组效益。
⑶μT= μT0 ⑷变化
⑸根据机组运行方式
（即定压运行还是滑
压运行）产生压力设
定值P0 ⑹
⑺试在定-滑-定曲线上画出相应的μT曲线 ⑻ECR/MCR-额定功率/最大功率
⑼定压运行允许的最大 负荷变化率为 3％ECR／min。 ⑽滑压运行时允许的 最大负荷变化率为 5％ECR／min。
汽轮机数字电液调节系统安全问题分析
汽轮机数字式 电液控制系 统 Ｄ Ｈ是 电站汽 轮发 电机 组不 Ｅ 可或缺 的组成部分 ， 是汽轮机启动 ， 停止、 正常运 行和事故 工况 下的调节控制器。 Ｅ Ｄ Ｈ系统与 Ｅ Ｈ油系统组成 的电液控制系统 ， 通过控制汽轮机主汽 门和调 门的开度 ， 实现对汽轮机 的转速 、 负 荷、 压力等的控制 。目前 电厂的汽机 电液调节系统出现过较多的 故障 ， 本文就此展开分析。
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间隙在 ０ ３ ． ｍｍ左右 ， ０ 当油中有颗粒卡在当 中时 ， 就会使挡板始 终靠近 １ 个喷嘴且反馈 杆无法将其拉 回，主 阀芯两端 的压差始
图 ２ 喷嘴挡板式伺服 阀的工作原理
位移传感器 Ｌ Ｄ Ｖ Ｔ是一种 电气机械式传感器，它产生与其 铁芯位移成正 比的电信 号。 传感器的外壳固定不动 ， 芯与油动 铁 机活塞杆相连， 随活塞的运动而上下移动 （ 传感器是这样一种装 置， 它感受物理量 ， 并将 它转化成用于测量的电信号） 它由三个 。 等距分布在 圆筒形线圈架上线 圈所组成 ，铁芯是沿轴 向放置在 线 圈组件 内， 并且形成一个连 接线圈的磁 力线通 路， 中央 的线 圈 是初 级， 是 由交流 电进行激励 的， 它 这样 ， 在外面 的两个 线圈就 感 应 出 电压 ， 两 个 外 面 的线 圈 （ 级 ） 反 向 串接 在 一 起 ， 这 次 是 因
而， 次级线圈的两个 电压相位是相反的， 变压器 的净输 出是此两 个 电压差 ， 铁芯在 中间位置， 出为零 ， 输 这就称作零位 ， 零位是机
械地调整在油动机行程 的中点，Ｖ Ｔ是输出是交流的，它必须 ＬＤ 由一介调器进行整流， 以便与要求 的油动机位置信号相加 。
火力发电厂135MW汽轮机数字电液调节系统研究
汽 轮机 数字电液调节系统 的改造 方案， 不仅满足 了现代汽轮机控制系 统的要求 ， 而且在 系统的安全性 、 可靠性 方面得到 了显著提 高。
关键 词 ： 力 发 电 厂 ： 轮 机 ； 字 电 液 调 节 火 汽 数
１ 汽 轮机 自动调 节 的基 本 内容
汽 轮机 是大 型 高速 运 转 的 原 动机 ， 常在 高温 、 通 高压 下 工 作 ， 它是 火 电厂 中最 主要 的 设备之 一 。汽 轮机 往 往具 有相 当完 善 的 自 动控 制系 统 ， 这些 系统 所包 含 的 内容 大体 可 分成 以下 几 个方 面 ：
图 ３ 上海 闵行发 电广采 用同步 器方案的 ＤＥ Ｈ调节系统框图 ３２ 低压 纯 电调 方案 ．
２ 机械 调节 系统与 数字 式 调节 系统
汽轮 机 的 自动 调 节系 统 已经 有 了相 当长 的历 史 ， 以说 ， 可 汽轮
低压 纯 电 调改造 方 案 的关 键 部套 是 屯液转 换 器 的选 用 ；上 海
１２ ． 自动 保护 系统 调 节 系统 框 图 。 为 了保 证机 组 的安 全运 行 ，在 汽轮 机上 一 般 设置 了各种 自动
保 护 设备 。 当汽轮 机 的运 行参 数超 出正常 范 围 时， 自动保 护 设备 将 根 据情 况及 时动 作 ， 出警 报 ， 醒 运行 人 员及 时 采取 措 施或 自动 发 提 采 取措 施 。 运行 参数 超 过机 组 安全 运行 允许 的范 围时 ， 当 它将 及 时 动 作 ， 汽 轮机 自动 停机 ， 免 事 故的进 一 步扩 大 。 使 避
１３ ． 自动 调节 系统
汽 轮机 带动 发 电机 向外 供 电 ，由于 电力 用 户要 求 提 供足 够 数 量 的 电能 ， 保证 供 电质 量 ， 此汽 轮 机 必 须设 置 自动 调节 系 统 。 并 因
汽轮机数字电液调节系统在化工企业自备电站中的应用
２６
中 国 氯碱
Ｃｈ ｎ ｌ ｒ ｋａｉ ｉ ａ Ｃｈ ｏ －Ａｌ ｌ
ＮＯ２ ．
２ １ 年 ２月 ００
Ｆ ｂ ．０１ ｅ． ２ ０
汽 轮机 数 字 电液 调 节系统 在 化 工企 业 自备 电站 中 的应 用
尹 静 （ 宝硕 氯碱 分 公 司 ， 北 保 定 ０ １ ５ ） 河 ７ ０ １
１ 汽轮机数字 电液调节系统综述
汽 轮 机 数 字 电 液 调 节 系 统 （ ｉ ｔ ｌｃ ｉ— Ｄ ｇ ａ Ｅｅｔ ｃ ｉｌ ｒ
（） 服 阀 （ １伺 电液 转换 器 ） 电气信 号转 换 为与 将 之 对应 的液 压信号 ． 与伺服 控制单元 、 油动机等结 合
完成 电压位 置随动 控制 。 （ ） 阀将 油 压 、 口开度 等 信 号进 行 综 合放 ２滑 油
Ｙ Ｎ ．ｎ Ｉ ｒｇ ｉ
（ａｄｎ ｌｃ ｏｈｍｉ ｌ ｌ ｔＢ ｏ ｉｇ ７ Ｃ ｉａ Ｂ ｏ ｉｇ ｅｔ ｃ ｅ ｃ ａ ， ａｄｎ ５ ， ｈｎ） Ｅ ｒ ａＰ ｎ ０１ １ ０
Ａｂｓｒ ｃ ： ｓ ｄＯ３ＨＯＬＬ ＡＳ－ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ １ Ｉ ＤＥＨ， ｈｅｃ ｍｐ ｓｔｏ ，ｃ ｎ ｒｌｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｆ ｎｃｉｎ ｆＤＥＨ ｙ ｔｍ ｎ ｔ ｔ ｏ ｏ ｉｉｎ ｏ ｔｏ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｕ ｔｏ ｓｏ ｓ ｓｅ ａ ｄｉｓ ａ ｌｃ ｔ ｎ ｉ ｅｆ ｕ ｐ ｙ ｐ ｗｅ ｅ ｒ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ． ｅ ｓ ｓｅ ｗａ ｔｂ ｅ ｓ ｆ ｎ ｉｈ ｅ ｃ ｅ ｔｆ ｒｓ ｌ－ ｐｐ ｉａｉ ｎ ｓ ｌ－ｓ ｐ ｌ ｏ ｒｓ ｔｗｅ ｅ ｉｔｏ ｃ ｄ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ｓｓａ ｌ ． ａ ｅａ ｄ ｈ ｇ ｆ ｉｎ ｏ ｅｆ ｏ ｉ ｓ ｐ ｌ ｏ ｒｐ ａ ｔ ｕ ｐ ｙｐ ｗｅ ｌｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ＤＥＨ： ｕ ｂ ｎ ； ｏ ｔｏ ｄｓ ｔｒ ｉｅ ｃ ｎｒｌ
浅析汽轮机数字电液调节系统及常见故障处理
图 １ Ｄ Ｈ 调 节 系统 方框 图 Ｅ
Ｄ Ｈ调节系统可以与 自动 同期装置配合 ，自动将机组转速 Ｅ 带到 同期转速 ， 投入 自动 同期功能后机组将接受 自动 同期装置来 的转速指令 。 ４５ 并网带初负荷功能 ． 发电机并 网后 ， Ｅ Ｄ Ｈ系统 自动增加 给定指令 ， 发电机 自动 使
带 上初 负 荷 以避 免 发 电机 逆 功 率 保 护 动作 。 ４６ 负 荷控 制 功 能 ． 负荷控制 回路完成对机组负荷 的闭环控制 ， 根据运行人员设 定 的 目标 负荷 和 负荷 变 化 速 率 并 综 合 其 他 限 制 条 件 形 成 负 荷 给
３ ＤＥ Ｈ调 节系统 的构成
人员设定 目标压力 ， 以机组实际主汽压力作为反馈 ， 对机组压力 进行闭环控制 。 ４８ 阀 门手 动 控 制功 能 ． 运行人员通过设定 目标 阀位指令 ，直 接控制调门开度来控 制机组 的负荷。 ４９ 一次 调 频 功 能 ．
返显示全关 。首先 就地检查 们 高调门确 认是否已全关 ， 检查位 返正常 ， 检查指 令正常 ， 而调 门全关 ， 经检 查发现是伺 服 阀故 障 所致 ， 由汽机部更换 样 ３高调伺服 阀后恢复正常运行。 在机组电调系统改造投产前 ５个月 的时间内，有两个高调 门 ， 个 中调 门的电液伺服阀发生 了 ４次堵塞 。 １ 分析问题后发现 ， 主要 是抗燃 油系统运行 初期 ，高压抗燃油清洁度没有达到较高 标准 ， 运行一段时间后便 出现 了电液伺服 阀堵塞 ， 网堵塞 的问 滤 题， 通过清理滤 网， 更换 不合 格滤网 ， 运行一段 时间后 ， 没有再 出 现过 电液伺服 阀堵塞现象 。在更 换电液伺服阀时需要注意 以下 方面： ①将需要更换 电液伺服 阀的调 门指令给定 为 ０ 小心拔下 ，
汽轮机数字电液控制系统概述课件
汽轮机数字电液控制系统的软件开发
软件开发平台
一般采用面向对象的编程语言， 如C或Java等。
软件架构设计
一般采用分层式或模块化的设计 方法，提高软件的模块性和可维
护性。
软件测试
对软件进行严格的测试，包括功 能测试、性能测试和安全测试等 ，确保软件的正确性和可靠性。
05
汽轮机数字电液控制系统的应用 案例
制。
汽轮机数字电液控制系统的关键技术
实时数据处理技术
该技术用于快速、准确地处理传 感器采集的数据，并将处理后的 数据实时反馈给控制单元进行决
策。
先进控制算法
该算法用于实现复杂的控制逻辑， 提高系统的控制精度和稳定性。
故障诊断技术
该技术用于实时监测系统的运行状 态，发现异常情况及时进行处理， 保障系统的安全运行。
01
02
03
硬件部分
包括计算机、数据采集卡 、控制板卡、电源等设备 ，用于实现数据采集、处 理和控制输出等功能。
软件部分
包括控制算法程序、监控 程序和组态软件等，用于 实现DEH系统的各种控制 策略和监控功能。
网络部分
包括通信接口和网络通信 线缆等，用于实现DEH系 统与其它控制系统的数据 交互。
汽轮机数字电液控制系统的功能
转速控制
负荷控制
通过调节汽轮机的进汽量或进汽压力，控 制汽轮机的转速在设定值范围内。
通过调节汽轮机的进汽量或进汽压力，控 制汽轮机的输出功率在设定值范围内。
压力控制
保护控制
通过调节汽轮机的进汽量或进汽压力，控 制汽轮机的高压缸排气压力在设定值范围 内。
监测汽轮机的各种参数，如转速、温度、 压力等，当参数超过设定值时，触发相应 的保护动作，确保汽轮机的安全运行。
汽轮机数字电液调节系统的基本工作原理
DEH 的基本工作原理DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的和功功率，从而满足电厂供电的要求。
对于供热机组DEH控制还将控制供热压力或流量。
DEH系统设有转速控制回路，电功率控制回路，主汽压控制回路，超速保护等基本控制回路以及同期，调频限制，信号选择，判断等逻辑回路。
DEH系统通过电液伺服阀控制高压阀门，从而达到控制机组转速，功率的目的。
机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增减指令，采集汽轮机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。
机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。
在此回路下，DEH控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经DEH三取二；逻辑处理后，作为转速的反馈信号。
此信号与DEH的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，PID调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。
此给定信号在伺服卡内与现场LVDT油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。
升速时操作人员设置目标转速和升速率。
机组并网后，DEH控制系统便切到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。
在此回路下有两种调节方式：（1）阀位控制方式（功率反馈不投入。
,）：在这种情况下负荷设定是由操作员设定百分比进行控制。
设定所要求的开度后，DEH输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后输出控制信号到电液伺服阀从而控制阀门开度，以满足要求的阀门开度。
在这种方式下功率是以阀门开度作为内部反馈的，在实际运行时可能有误差，但这种方式对阀门特性没有高的要求(2)功率反馈方式：这种情况下，负荷回路调节器起作用。
DEH接收现场功率信号与给定功率进行比较后送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的功率。
DEH知识基础
.什么是DEHDEH( Digital Electric-Hydraulic Control)汽轮机数字电液调节系统2.什么是ETSETS（Emergency Trip System）, 汽轮机紧急跳闸系统3.什么是TSITSI（Turbine Supervisory Instrumentation System），汽轮机仪表监测系统4.DEH的主要功能是什么DEH的主要功能是由操作员通过LCD、键盘、鼠标等人机接口控制汽轮机冲转、升速、并网、带负荷、抽汽。
5.ETS的主要功能是什么用来监测对机组安全有重大影响的某些参数，以便在这些参数超过安全限值时，通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门，实现紧急停机。
6.TSI的主要功能是什么在汽轮机盘车、启动、运行、超速试验以及停机过程中可以连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数、并在超出预置的危险值时发出停机信号7.液压调节系统的特点液压调节系统仅为比例调节，自整性不够，调节精度低，反应速度慢，超调量大，运行时的工作特性固定，调节品质差，但由于它的工作可靠性高而且能满足运行调节的基本要求，至今仍有一定的实用价值。
8.电液调节系统的特点数字电液控制系统（DEH）以数字计算机技术为基础，采用比例积分及微分（PID）调节器，调节精确度高，系统的过调量下降，稳定性增强，过程时间缩短，系统静态和动态性能都得到很大的改善。
DEH调节系统逐渐取代液压调节系统和模拟电调系统成为机组调节系统的主流。
9.电液调节系统的适用范围DEH目前能够适用于蒸汽燃气联合循环、纯凝、单抽、双抽、背压、抽背、补汽类型的机组，涵盖了目前国内常用的所有机组类型。
10.转速不等率：3～6％连续可调当汽轮机单机运行时，空负荷(N=0)转速n1与满负荷(N=N0)转速n2之差与额定转速n0比值的百分数称为调节系统的转速不等率(或称不均匀度，速度变动率等)，以符号δ表示，即一般δ的范围为3～6%，常用的为4.5～5.5%。
汽轮机数字电液控制系统
二．引起反调现象的原因
用发电机功率反馈代替汽轮机内功率，这两者在动态情况下并不 一样。（图2-3）
三．克服反调现象的方法
1. 2. 3. 4. 用转速微分信号将发电机功率信号修正为汽轮机内功率信号 使发电机功率信号延滞后送入控制系统 在系统中引入负的功率微分信号 甩电负荷时，切除功率给定
第三章 数字电液调节系统
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System for Steam Turbines
教材：数字式电液调节系统-肖增弘
第一章 汽轮机调节系统的基本概念
第一节 汽轮机调节保护的基本内容
一个完善的汽轮机控制系统应包括的功能
一．自动监视系统
连续监测汽轮机运行中各主要参数的变化、越限报警、
三．自动调节系统
汽轮机的闭环自动调节系统包括转速调节系统、功率 调节系统、压力调节系统。 满足启动、停机和变负荷要求
四．汽轮机自启停控制系统(ATC)
汽轮机自启停控制（Automatic Turbine Control, ATC)
能够完成从盘车、升速并网、带负荷、甩负荷、停机 的全部过程自动控制。 其中一种是模仿人的操作过程，按事先规定的步骤和 时间完成；另一种是考虑热应力控制的自动启停过程
一次调频与二次调频概念区别 • 一次调频是按并列运行机组的静态特性自动分配负荷，而二次 调频要靠同步器人为地进行； • 并列运行的机组通常都参与一次调频，但一次调频通常不可能 保持电网周波不变而只能减小周波变化的程度； • 一次调频可以认为是暂态的。 即当电网负荷变化后，二次 调频来不及立即保证电网有 功功率的供求平衡，暂时由 一次调频来维持电网周波不 致有过大变化而造成严重后 果，当二次调频使周波恢复 Δp 正常后,一次调频作用便消 失。
汽轮机数字电液调节系统DEH
汽轮机数字电液调节系统DEH近年来随着计算机技术的发展及用户对自动化要求的不断提高，中小汽轮机（特别是抽汽机组及联合循环机组）也陆续开始应用数字电液控制系统。
中小汽轮机以供热机组为主，从控制系统角度讲即调节系统为多变量控制系统，采用液压调节系统其控制品质不高，例如热电负荷调节产生耦合，自整性不够，调节系统仅为比例调节，调节精度不高，超调量大，调节时间过长，高低压油动机不同步等，且调节参数制造厂内一经整定后，现场很难改变，这在抽汽汽轮机中尤为突出，用户运行使用难度大；全液压调节机组由于只能实现比例调节，同时同步器调节范围有限（一般96%-106%），在高压机组（50MW以内9MPa进汽参数）常出现滑参数启动整定的调节参数不能满足额定初终参数下运行需要，例如表现为加不满负荷或减不完负荷。
与传统的液压控制系统相比，数字电液控制系统由于使用数字计算机技术为基础作为调节器来实现回路变量调节和系统静态自整等，控制规律及参数（如解藕系数等）用软件实现，精确度高，能够实现完全静态自整，采用比例积分及微分（PID）调节器，使系统静态和动态性能都得到很大的改善，使得系统的过调量下降，稳定性增强，过程时间缩短。
DEH-NTK汽轮机控制系统，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。
DEH-NTK控制系统包括数据采集（DAS）、数字电液调节系统（DEH）、汽机跳闸保护系统（ETS）和汽轮机安全检测系统（TSI）,采用以CRT为中心的操作和控制方式。
DEH-NTK控制系统设置有完善的系统引导，操作员站上电后，系统无需运行人员干预即可正常启动至控制画面,由于对系统所有热键都进行了可靠的屏蔽，因此，不应进行任何使系统退出的尝试。
DEH-NTK系统结构组成主要包括冗余电源、二对控制器DPU、I/O卡件（AI卡件，PI 卡件,AO卡件，DI卡件，DO卡件，后备手操盘）、端子板（伺服放大，超速保护，振动，差胀，轴向位移，OPC等）、一台操作员站（包括打印机）。
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍1.汽轮机TSI系统介绍1.1 TSI系统概述汽轮机TSI（Turbine Supervisory Instrumentation）系统是用于监测和控制汽轮机运行状态的关键系统。
它通过实时监测和分析多个关键参数，提供对汽轮机性能、可靠性和安全性的综合评估。
1.2 TSI系统功能TSI系统具有以下功能：- 监测和显示汽轮机的关键参数，如转速、温度、压力等。
- 进行故障诊断和报警，提供对可能的故障情况进行实时预警。
- 控制汽轮机的运行状态，在必要时进行自动调节和保护处理。
2.DEH系统介绍2.1 DEH系统概述DEH系统（Digital Electro-Hydraulic Control System）是一种数字电液控制系统，用于控制汽轮机的调节和保护。
它通过电子和液压技术的结合，实现对汽轮机的精确调节和可靠保护。
2.2 DEH系统功能DEH系统具有以下功能：- 实现对汽轮机负荷的自动调节，保持稳定的负荷输出。
- 监测和控制汽轮机的转速、压力等参数，确保汽轮机的安全运行。
- 实时诊断和记录汽轮机的工况数据，用于分析和故障排除。
3.ETS系统介绍3.1 ETS系统概述ETS系统（Emergency Trip System）是一种紧急停机系统，用于保护汽轮机在可能发生危险情况时的快速停机。
3.2 ETS系统功能ETS系统具有以下功能：- 在检测到危险情况（如高温、高压等）时，迅速切断汽轮机的供电和燃料供应，使其停机。
- 提供对汽轮机停机过程的监测和报警功能，确保停机过程的安全和可靠性。
- 可选装备自动复位功能，使系统在危险消失后能够自动恢复到正常运行状态。
附件：本文档附带以下资料：- 汽轮机TSI系统的技术规范书- DEH系统的操作手册- ETS系统的安装和维护指南法律名词及注释：- TSI：Turbine Supervisory Instrumentation，汽轮机监控仪表系统。
汽轮机数字电液调节系统(DEH)概述及优化分析
汽轮机数字电液调节系统（DEH）概述及优化分析摘要：本文主要阐述了电厂汽轮机汽轮机数字电液调节系统（DEH）的控制逻辑和功能的简要概述，以及对汽轮机数字电液调节（DEH）在现场实际应用经验改造和优化。
关键词：汽轮机；控制方式；调节优化1 引言我公司汽轮发电机组是由哈尔滨汽轮机厂提供。
系统采用上海新华公司的汽轮机控制，采用XDC800软件作为操作员站的平台，同 DCS 系统为一体化，DEH做为 DCS 的子画面组，有利于运行人员的操作和检修人员的维护。
运行人员通过操作员站（OPU）实现汽轮机数字电液调节系统（DEH）的控制。
根据电厂运行人员习惯以及本汽机的特点，设计了如下控制和监视画面，包括总图、阀门方式选择、负荷控制、超速试验、阀门试验、转速控制等，不仅为运行人员提供了监视和操作手段，还可以直接调取已经做好的趋势组来分析问题。
2 DEH系统概述汽轮机岛控制系统涵盖汽轮机及其辅助设备控制系统DEH、MEH、BETS，系统的设计初衷是DEH、MEH、ETS采用一体化设计，采用一致的系统软件和相同的硬件，各个系统硬件模块、端子、电缆、电源、XCU相互通用，可互相替换；由统一的操作员站对各对象系统进行操作、显示、报警；由统一的工程师站（ENG）对各控制系统进行管理、维护。
我们新华的系统不包含ETS系统。
在Windows 软件平台上，各控制系统联网，数据及资源共享。
上海新华公司的汽轮机岛控制系统采用XDC800，在工程师站（ENG）可对各控制流程、算法块进行组态，使各控制系统均能适应不同的电厂要求；与此同时，用户可在工程师站（ENG）、操作员（OPU）站以图形的方式实时地观察到控制的算法逻辑图，方便用户观察控制逻辑，实现了软件、硬件的一体化。
3 DEH控制主要功能介绍（1）超速保护试验当汽轮发电机组并网并进行暖机一段时间后，解列进行超速保护试验。
在DEH控制下，可以分别进行103%，110%，以及机械危急遮断超速试验DEH做超速试验时，目标值和升速率由运行人员设定在正常转速控制时，DEH转速给定值最高为3050rpm，选择不同的超速试验DEH给定值限制自动改变：103％、110％、112％，做超速试验时DEH自动屏蔽低定值的保护项，如：选中110％试验时自动屏蔽103％保护做机械超速试验时，当转速到设定值就地未动作时，DEH自动TRIP。
DEH系统的作用、功能及组成
DEH系统的作用、功能及组成一、DEH的作用DEH全称为数字式功频电液调节系统。
它将现场的模拟信号转化成数字信号，通过计算机的运算，完成对汽轮机的启动、监视、保护和运行。
二、DEH的功能1、操作方式的选择。
（1）手动方式。
配备手操盘，计算机发生故障或其它特殊情况下（如炉熄火，快减负荷），可满足手动升降负荷的要求。
实现汽轮机组启动操作方式和运行方式的选择。
（2）操作员自动（OA）。
启动时必须采用的方式，可实现机组的冲转、升速、暖机、并网、带负荷的整个阶段。
（3）汽轮机程序启动（A TC）。
实现机组从启动到运行的全部自动化管理。
2、启动方式的选择。
可实现高、中压缸联合启动或中压缸启动（300MW机组）。
3、运行方式的选择。
机跟炉、炉跟机、协调等。
4、阀门管理。
可实现“单阀”或“多阀”运行。
并可实现无扰切换。
5、超速保护功能(OPC)。
主要由103％超速保护及甩负荷预测功能。
当转速超过停机值（110%额定转速）时，发出跳机信号，迅速关闭所有主汽门和调门。
6、阀门试验功能。
可在线进行主汽门、调门的全行程关闭试验或松动试验。
三、DEH系统的组成1、计算机控制部分（1）M MI站。
人机接口。
（2）D EH控制柜。
DPU分布式控制单元；卡件；端子柜。
DEH组成示意图2、液压控制部分（1）E H高压抗燃油控制系统。
抗燃油泵。
提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构。
还包括：再生装置，滤油装置和冷却装置。
功能：提供压力油。
（2）控制汽轮机运行执行系统。
伺服阀，卸荷阀、逆止阀等组成。
将DEH来的指令电信号，转变为液压信号，最终改变调门的开度。
（3）保护系统。
OPC电磁阀，隔膜阀，AST电磁阀组成。
属保护机构。
当设备的参数达到限定值时（轴向位移、高压差胀、真空等），或关闭主汽门、调门。
四、DEH的优点1、精度高，速度快，延迟性小（迟缓率＜0.06％（原来0.6％），油动机快关时间＜0.2S（部颁规定0.5S）。
（迟缓率：单机运行从空负荷到额定负荷，汽轮机的转速n2由降至n1，该转速的变化值与额定转速之比的百分数δ）。
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专 用 测 速 模 块
I/O模块 FI2 TFW 伺服模块
•2· 迟缓率 • 单机运行时，转速上升时静态特性与转速下降时调节系统静态特性之间的转速差与 额定转速之比，称为调节系统的迟缓率。
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调节系统静态特性
转速 升速 3000 降速
0
功率 N
汽轮机典型静特性图
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静态特性的指标有： 不等率：即静态曲线总斜率，其倒数代表转速反馈量的大小，IEC规定在3～6 ％内。 局部不等率：即静态曲线各点的斜率,规定在3～12％内。 不灵敏区：由滑阀的摩擦及过封度产生 。 IEC规定： ≤150MW ＞150MW 机械液压系统 0.2% 0.1% 电液调节系统 0.1% 0.06% 转速闭环范围，通常在2700～3500r/min,对于弹性调速器型系统转速闭环范围 更大。 动态特性的指标有： 最大超速量：规定小于保护系统动作转速，通常低于107% 阶跃响应振荡次数：小于3次。
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高压抗燃油纯电调
由计算机控制系统和以抗燃油为工质的高压液压系统构成 了高压抗燃油数字电液控制系统，简称高压抗燃油DEH，采用 MOOG阀，作为电液转换元件。 纯电调是相对电液并存而言的一种控制形式。在电调发展 初期，由于担心电气部分不可靠，还保留了一个液压控制回路 ，称为电液并存。电调发展至今已无保留液压备用的必要，撤 消液压备用回路后的电液控制系统称为纯电调。 系统采用磷酸酯型抗燃油为工质，以杜绝火灾隐患。 计算机控制系统和高压液压系统（包括电液伺服阀）都是专 业化极强、非常成熟的工业领域，两者很容易结合起来，构成 理想的汽轮机数字电液控制系统，正好能适应大型机组的自动 化要求，所以高压抗燃油数字电调已成为大型机组典型的控制 系统。
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汽轮机负荷控制
Load Control and limitation
负荷调节是两个回路的串级调节系统，通过调门的控制来
调节机组负荷
并网带初负荷 功率调节回路 一次调频回路 负荷限制 - 内环 - 外环
电、热负荷解耦调节
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转速负荷控制回路原理
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汽轮机配汽机构
机械配汽：提板配汽、凸轮配汽，隔板配汽，一个油动机控制多个调节阀 流量特性取决于阀门的装配，在运行过程中不能调整。 电气辅助配汽：阀门管理，油动机和调节阀一一对应，在运行中可转换节流配汽和
喷嘴配汽
重叠度，配汽特性可以在运行过程中修改 配汽特性的非线性在机组转速控制和负荷控制过程中给控制系统带来困难，表现为
汽轮机数字电液 调节系统
汽轮机自动调节任务
•汽轮机调节系统的任务是要及时地调节汽轮机功率，使它满足外界负荷变化的需要，同 时又要维持电网的频率在50HZ左右，这两个任务是有机地相互联系在一起的。 •汽轮机上将热能转化为机械能的设备。 •蒸汽作用在汽轮机转子上产生的主动力矩为MT，发电机受到的制动力矩MG（不考虑摩 擦损失）则有： • Mt-Mg=J.dw/dt • 当M=0时，机组转速将发生变化。 •汽轮机转速变化，将带来以下影响： •（1）影响供电质量，供电质量有两个指标，即频率和电压。 •电压虽与机组转速有关，但主要是对励磁电流的调整进行调节，而频率只取决于机组转 速，其关系式为：f=p.n/60 •p:发电机组极对数 •n: 机组转速 •（2）影响机组安全，机组转速增加过大，将使转动部分零部件产生过大的应力。 •因此，为了保证供电质量和机组安全，汽轮机都装有调节系统，基本任务是： 在外界负 荷与机组功率相适应时，保证机组稳定运行，当外界负荷改变时，机组转速发生变化时 调节系统能相应地改变汽轮机功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持机 组转速偏差不超过规定的范围。
转速和负荷波动大。
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DEH的技术指标：
转速控制范围：4.3 转/分～3500转/分，精度(±1转/分)； 负荷控制范围：0～115％，精度0.5%； 转速不等率： 3～6％连续可调； 升速率控制精度： (1 r/min);
甩额定负荷时转速超调量：( 7％额定转速)；
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低压透平油纯电调
由计算机控制系统和低压透平油液压系统构成的低压透平 油数字电液控制系统，简称低压透平油DEH，也是一种纯电调 ，能达到高压抗燃油DEH同样的性能和功能。低压透平油液压 系统是汽轮机制造厂传统的液压系统，低压透平油纯电调的发 展远不如高压抗燃油纯电调快，其主要原因是电液转换问题解 决不好，缺少像高压系统的电液伺服阀那样规范而高性能的电 液转换元件
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液压系统的特点
液压系统具有驱动力大、没有惯性定位精度高、动态响应 快、可靠性高等优点，并具有一定的信号综合、放大能力，是 汽轮机理想的控制系统，至今仍广泛应用在汽轮机控制系统中 ，是汽轮机控制系统基本组成部分。 目前汽轮机DEH的液压系统基本采用两种压力等级方式： 高压抗燃油系统 系统压力14.5Mpa 低压透平油系统 系统压力小于2.0Mpa
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电液转换的问题
电液控制系统由电气和液压两部分组成，如何将电气信号转 换成液压信号，便成为电调系统的关键。 在高压系统电液转换 元件称为电液伺服阀。最为人们所熟知的电液伺服阀为美国 MOOG公司生产的喷嘴挡板式电液伺服阀，简称MOOG阀，是一种 定型的产品，广泛应用于高压液压电液伺服系统中。具有控制 精度高，动态响应快的特点。但是其抗污染能力较差，对液压 油的清洁度要求很高。 在低压系统中，电液转化元件成为电液转换器。由于低压 透平油液压系统为汽轮机传统的液压控制系统，国内、外许多 厂家都开发过，电液转换器与自己的液压系统配套，以适应电 调发展的需要。例如：国内的汽轮机厂有自己的电液转换器， 没有形成行业通用的电液转换器 SVA9、DDV634,电液转换蝶阀放大器， REXA阀、CPC、VOITH、 TM25,
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DEH-NTK主要功能
• 汽机挂闸／开主汽门／摩检 • 自动／手动升速 • 转速闭环控制(冲转／升速／暖机／转速保持／自动冲临界) • 自动／手动同期 • 超速试验(103％、110％和112％) • OPC超速保护 • 并网后自动带初负荷 • 功率闭环控制/阀位控制 • 抽汽压力控制 • 补气控制 • 协调控制 • 孤网控制 • 主汽压控制、保护限制／快速减负荷(RUNBACK) • 汽机运转层以上全部监控
调节系统的迟缓率 ≯0.2%； 抽汽压力不等率：0～10％； 系统平均无故障时间：MTBF>20000小时；
系统可用率：99.9%。
共模抑制比应≥90dB，差模抑制比应≥60dB。 DEH系统能接受与电气共用全厂接地网而不必设置专用接地网，接地电阻小于5欧。 DEH系统能在环境温度0～50℃、相对湿度10～95%(不结露)的环境中连续运行。 整套DEH系统的电源要求为：两路220VAC，5A。
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调节系统静态特性
调节系统静态特性 要使调节系统能够对转速（电网频率）及功率进行调节，汽轮机调节系统必须具有 稳定的静态特性和动态特性。 •所谓调节系统静态特性是指汽轮机在单机运行时，在平衡状态时，汽轮机功率和转速 的关系，在功率N和转速n直角坐标系上应是从左至右向下倾斜的曲线，具有这样形状 的静态特性才是具有稳定性。 •1· 调速系统不等率 •单独运行的汽轮发电机组从空负荷工况变化到额定负荷工况时转速差与额定转速的比 值： • n=(Nmax-Nmin)/nH
FDEM
107%
OPC动作区域
105%
103%
一
频率给定 + 3000 -
次
调
频
n
探头
REFDMD:DEH功率给定 FDEM：DEH流量参考 X1：一次调频量 X2：二次调频量 n：机组转速
MW 100% 30% 60% 100% dMW
二次 调频 PLU 107% 动作范围 103%动作范 围 一次 二次 调频范围 95%
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低压透平油数字电调系统DEH
控制系统的信号测量、给定装置及信号综合比较放大均由 计算机控制系统实现，执行部分及配汽机构仍可沿用传统 液调的。对于大型机组的液压系统通常采用高压抗燃油作 为工质，执行部分及配汽机构改为一机一阀形式，机械凸 轮改为电气凸轮。多采用纯电调形式。 采用进口液压设备作电液转换：SVA-9、MOOG阀、DDV 阀、REXA阀等。 伺服系统有电液油动机型、电液放大器型、REXA阀型等。 数字控制的重要特点为离散控制，需要采用足够小的采样 周期才能达到稳定性要求。
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DEH-NTK 系统图
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DEH硬件平台变化
欧陆传统系统 T103、T940
欧陆发展 T2550
科远股份 KM940
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组成原理
HUB 油动机
配汽机构
操作员站 工程师站
DEH 主控 主控
控制柜
LVDT 反馈 处理通用标准信号 AI、DI、AO、DO、 PI等等
MW Loop and Impulse Press. Loop
功率定值 功率/阀位选择 + MW BR
PID
阀门开度定值
功率回路原理图 转速定值 + n 转速回路原理图 NTC.TJ, ZJ
PID
阀门开度定值
一次调频与二次调频
Frequency Control
n
dn
REFDMD + + X2
+ + X1 PID dn X1
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