汽轮机旁路系统控制

第十二章锅炉给水泵汽轮机BFPT控制系统

淮北二厂的锅炉给水泵汽轮机BFPT由西屋公司的BFPT控制系统（又称MEH系统），控制运行。

小汽轮机的汽源有两路，一路为低压汽，来自四级抽汽，正常运行时，它是主要汽源；另一路来自新蒸汽，若由于某种原因，例如负荷较低，四抽蒸汽压力较低时，导致低压汽源不好用或不够用时，可以利用新蒸汽，供小汽轮机。BFPT控制器的任务就是控制小汽轮机的低压进汽调门以及高压进汽调门的开度，继而将小汽轮机的转速控制在希望的值上（目标值）。

目标值可以由运行人员在BFPT控制系统的操作画面上来设定，也可以由锅炉给水控制系统来给定（参见CCS部分），如图12－1。

图12－1 遥控目标值形成原理

一、BFPT控制系统的组成

（1）电子控制柜：即DPU。包括功能控制器卡以及用于调门控制的QSD卡。QSD可与伺服阀（电液转换器）以及LVDT（线性可变差动变压压器）相接口。

功能处理器将执行PID运算以及各种逻辑运算，由它完成转速的自动控制以及保护、方式切换等功能。

（2）执行机构：即电液转换机构及油动机。

（3）操作员接口

A：操作图形界面

通过CRT操作画面，可进行方式选择、速度目标设定以及进行阀门试验。

B：手动面板，任何时候都可以通过手动面板控制阀门位置，继而控制小汽轮机转速。

二、BFPT的自动控制原理

1．转速基准（转速设定值）的形成：

转速设定值（即转速基准）有两个来源，如图12－2：

一是运行人员在CRT上，通过“控制设定值”窗口画面设定。

二是由锅炉给水控制系统来的遥控指令（4～20）mA（对应3000～6000rpm）。

图12－2 基准变化速率的形成原理

首先看一下转速基准变化速率的形成过程。

（1）不在遥控方式时速率的形成

运行人员将通过CRT修改转速基准。运行人员首先输入一个目标值并确认，T1将记录下这个新的目标值；根据当时的情况，运行人员可从CRT画面上设定一个转速变化速率，并确认，T2将记录下这个新的速率值，速率值始终为正值，不管是要增加转速还是要减小转速。因不在遥控方式，T3将选择这个新的速率。

新的目标值与当前基准值REFA（对于B泵则记为REFB）将在在减法器4中进行比较，其后由一个高、低值监视器5判断新的目标值是比以前的基准值大还是小，如果基准值小于新的目标值，则说明应该增加基准值，这样切换开关T7将选择运行人员输入的速率（正值）；反之，若是要求降低转速，运行人员输入的是一个比当前基准小的目标值，这样，T7将选择负的速率（K＝－1）。

当运行人员从CRT画面按下GO按钮后，T8将选中这个速率（RATE）。此后，基准值每经过一次程序循环，将增加一个RA TE（当基准小于目标时RATE为正，否则为负），基准值开始以一定速率向目标靠近，参见图12－3。

运行人员在CRT上按下HOLD按钮，则取消GO信号，T8选择0作为RATE。基准不再变化。

大选9的作用是取目标与基准的偏差的绝对值，因为小选6的输入总是要求正值。随着基准值的变化，基准与目标的偏差越来越小，大选9输出的偏差绝对值越来越小，当该绝对值小于运行人员输入的速率值时，小选6将取这个偏差绝对值作为速率。因为程序执行时，是在每次循环（LOOP）时，将在基准值加上一个速率值作为新的基准值，这样，在经过这一次循环后，基准值将正好等于目标值。

（2）若遥控方式时速率RATE的形成

这时T3将选择一个固定的遥控速率。遥控目标值来自给水控制系统，当遥控目标值大于当前基准值时，T7将选择正的速率，否则选择负值。在遥控方式下只要基准值与遥控目标值有偏差，无须运行人员按GO按钮，T8将选择T7的输出。基准值将按照T8选定的速率，跟随遥控目标值。同样，当基准与遥控目标值很接近时，小选6将选择大选9输出的偏差绝对值。在最后一次循环时，使基准值与遥控目标相等。此时T8将选择0，基准值不再变化。当遥控目标值再次变化后，将重复上述过程。

下面看基准值的变化过程。如图12－3，

在加法器1中，RA TE被加到前一循环的转速基准上（每经过一个LOOP，转速基准就要加上一个RATE），这样转速基准将随遥控目标或运行人员给定的目标上升或下降，一直到转速基准与目标值非常接近时，RA TE＝0，转速基准将不变。

转速基准一般不能超过额定转速6000rpm，除非在做超速试验时，转速基准可达6350rpm。

（3）当处于手动控制方式时，T3选择T4的输出，即转速基准跟踪实际转速，这样，以便在投入自动方式时，实现无扰动切换。当小机跳闸时，T5选择0，转速基准清零。

图12－3 小机转速基准的形成原理

因为遥控目标值是运行人员较关心的一个值，运行人员在投遥控之前，需根据目标来修改速度基准，继而改变实际转速。所以希望将遥控目标值显示在CRT上，不管是什么控制方式，都可以显示（参见下面对操作界面的说明）。

2．自动控制：

共有两个速度通道，用双测量选择获得转速信号，如图12－3所示。选择出的速度信号然后与速度基准求偏差，进行PI运算，去控制小机调门开度，如图12－4 所示。最终实现转速＝速度基准。

当在手动方式时，自动控制器1将跟踪手动阀位指令。

当小机跳闸后，阀位指令清零。

F(x)4说明，当指令信号达到70％时，低压调门全开；F(x)5说明在开度指令信号达61

％之前，高压调门保持关闭，当指令信号大于61后，高压调门开启。

图12－4 转速自动控制原理图

三、BFPT控制系统的控制方式

小机控制分手动方式和自动方式。

手动方式是指只需QSD卡可用，就可从手动面板上去改变阀门的开度。

而自动方式则要求DPU正常（对于冗余DPU，则至少有一只正常）。

手动、自动方式之间的切换是无扰动的。

手动方式是自动方式的后备方式，在自动控制器不能工作时，运行人员通过手动操作面板上的“阀位增”或“阀位减”按钮，直接控制高、低压调门的开度，来控制小机的转速。在手动操作面板上的显示表上可以看到调门的开度，一块数字表上显示有实际转速。。

此时是开环控制。如图12－5 所示。