汽輪機控制系統(tǒng)基礎知識講座

汽輪機控制系統(tǒng)

基礎知識講座

2009年6月第一頁，共21頁。目錄汽輪機的由來與發(fā)展方向1.汽輪機的基本概念2.汽輪機的歷史與發(fā)展方向汽輪機的應用與分類汽輪機裝置及系統(tǒng)汽輪機控制系統(tǒng)DEH日常維護（*）第二頁，共21頁。汽輪機的由來與發(fā)展方向

汽輪機的基本概念

汽輪機是一種以蒸汽為工質，并將蒸汽的熱能轉換為機械能的一種旋轉機械。汽輪機帶動發(fā)電機的同時，將機械能轉化成了電能。高壓高溫的蒸汽具有相當高的能量，熱力學上稱之為焓，當蒸汽依次通過汽輪機的通流級時，汽輪機的焓逐漸減少，當蒸汽從汽輪機排出時，蒸汽所具有的焓已經基本不具備作功能力了。在汽輪機級內蒸汽減少的焓部分地轉變成了機械功。

汽輪機的歷史與發(fā)展方向

自從瓦特燒開水時發(fā)現蒸汽汽泡具有能量以來，僅過去了短短的百余年。汽輪機設計與制造技術已經取得了飛躍的發(fā)展。1883年，瑞典工程師拉伐爾（Laval）創(chuàng)造出第一臺軸流式汽輪機，單級沖動式汽輪機；1884~1894年，英國工程師巴森斯（）相繼創(chuàng)造出了軸流式多級反動式汽輪機、輻流式汽輪機、和背壓式汽輪機；1900年前后，美國工程師寇蒂斯（Curtis）創(chuàng)造出了正在通常所謂的寇蒂斯（復速級）單級汽輪機；1903年至1907年間，出現了熱電聯合生產的汽輪機，即背壓式與調整抽汽式汽輪機；1920年左右，隨著蒸汽動力循環(huán)裝置的改進，出現了給水回熱式汽輪機；1925年，出現了第一臺中間再熱式汽輪機；至此，今天所能見到的電站汽輪機的主要類型差不多已經齊備。上世紀40年代以來，汽輪機發(fā)展特別迅速。各種新技術與新材料層出不窮。材料科學的發(fā)展使得汽輪機向高參數發(fā)展成了可能；計算機技術的發(fā)展，全三維理論的出現，使得汽輪機通流級效率的提高成了各大制造廠家在市場競爭中制勝的法寶。目前，汽輪機發(fā)展的方向是以提高單機功率為中心線索的。單MW的制造工時與運行成本(汽輪機效率)在此基礎上各種特型汽輪機也可以很好地占領市場。第三頁，共21頁。汽輪機的應用與分類按熱力作功原理分類a.沖動式汽輪機b.反動式汽輪機按進汽參數分類按用途分類a.電站汽輪機b.工業(yè)汽輪機c.船用汽輪機按熱力特性分類凝汽式汽輪機、調節(jié)抽汽式汽輪機、背壓式汽輪機、抽汽背壓式汽輪機、中間再熱式汽輪機、混壓式汽輪機、空冷汽輪機。參數超臨界亞臨界超高壓高壓次高壓中壓低壓壓力MPa23.5416.6713.248.834.93.431.27溫度℃565535535535435(475)435350第四頁，共21頁。汽輪機裝置及系統(tǒng)熱力系統(tǒng)主蒸汽系統(tǒng)汽封系統(tǒng)疏水系統(tǒng)凝汽設備、真空系統(tǒng)油系統(tǒng)第五頁，共21頁。油系統(tǒng)主要設備油箱（體積）冷油器（換熱面積）濾油器溢油閥主油泵射油器啟動油泵交流潤滑油泵直流潤滑油泵排油煙裝置頂軸油系統(tǒng)油凈化裝置油管路EH裝置第六頁，共21頁。汽輪機控制系統(tǒng)分為調節(jié)系統(tǒng)和保安系統(tǒng)，它們分別控制如下閥門：第七頁，共21頁。主汽門作用：在事故情況下，快速關閉汽輪機的主蒸汽而停機。主汽門一般由安全油控制，保安系統(tǒng)動作后，安全油泄壓，主汽門在主汽門操縱座（自動關閉器）的彈簧力作用下快速關閉。主汽門要求有自鎖功能，保安系統(tǒng)復位后主汽門需要在人為的操作下才能打開調節(jié)汽閥超高壓機組調節(jié)閥主汽閥和高壓調節(jié)閥組合在一體（一拖二），閥蓋自密封結構，再熱主汽閥、調節(jié)閥組成聯合汽閥，采用高壓抗燃油電調高溫高壓機組調節(jié)閥四只獨立的調節(jié)閥直接座在前汽缸上，凸輪配汽（部分機組采用高壓抗燃油電調）次高壓及以下機組采用球型閥和梨型閥（1#），提板配汽第八頁，共21頁。調節(jié)保安系統(tǒng)第九頁，共21頁。DEH組成硬件：I/O控制站、操作員站、工程師站、系統(tǒng)網絡層次（底層的控制網，協(xié)議為:Profibus-DP；和上層的管理網，協(xié)議為TCP/IP）；軟件：系統(tǒng)軟件、應用軟件（控制方案）；液壓伺服系統(tǒng)：DDV電液轉換器、EH裝置、OPC電磁閥、LVDT位移傳感器、油動機。DEH含義數字電液控制系統(tǒng)（DEH）：（DigitalElectricHydraulicControlSystem,DEH）,簡稱數字電調。第十頁，共21頁。第十一頁，共21頁。I/O模塊第十二頁，共21頁。EH裝置第十三頁，共21頁。雙聯可切換濾油器第十四頁，共21頁。DEH構成各部分功能操作員站：主要完成的是人機接口，運行人員通過操作員站完成能夠利用DEH完成的正常操作。任意一臺操作員站可以定義成工程師站，工程師和DEH軟件維護人員可以通過工程師站進行組態(tài)等修改算法和配置的功能。交換機：實現上層網絡的通訊物理接口?？刂乒瘢簩崿FI/O模塊的安裝布置和接線端子的布置，I/O模塊通過DP通訊線和主控單元連接構成底層的數據網絡，I/O模塊主要實現對所需要的控制信號的采集轉換工作。通過工程師站將DEH控制算法下裝到控制柜，控制柜中的主控單元實現DEH控制算法的實現和運算。FM146A：DEH專用的伺服模塊，實際上是控制柜中的一部分。主要實現的功能是該模塊和電液轉換器（DDV閥）、油動機、LVDT（位移傳感器）共同組成一個伺服油動機，實現對汽輪機的控制。第十五頁，共21頁。電液轉換器：是DEH最為重要的環(huán)節(jié)，主要完成的是將電信號轉換為可控制的液壓信號，DDV閥是直流力矩馬達伺服閥解決了困繞DEH多年的電液轉換不穩(wěn)定和卡澀的問題。油動機：最終液壓的執(zhí)行機構。通過機械杠桿、凸輪、彈簧等機械連接實現對汽輪機的進入蒸汽和抽汽等的流量控制。從而實現對汽輪機的轉速、功率、汽壓等最終目標的控制。LVDT（位移傳感器）：是油動機行程的實時反饋系統(tǒng)，FM146A伺服模塊通過它的反饋信號和主控單元的指令進行比較從而調整輸出信號，實現對油動機的穩(wěn)定快速控制。DEH構成各部分功能第十六頁，共21頁。DEH日常維護日常檢查與維護及注意事項環(huán)境溫度的重要，為了保證所有模塊工作工作正常，電子間的溫度盡量控制在22℃以下；將每個站A主控單元切為主，B為從，以方便主控單元自動切換后容易發(fā)現；定期檢查主控單元狀態(tài)，操作員站顯示狀態(tài)與機柜顯示狀態(tài)是否一致，記錄工作狀態(tài)是否正常；工程師站所有的修改、下裝全部要求詳細記錄，包括修改詳細內容；工程師站、操作員站禁止安裝其它軟件；定期檢查模塊工作狀態(tài)，包括設備報警日志及機柜內模塊狀態(tài)；在線更換模塊時應先清楚此模塊是否有重要信號，應做安全處理后方可更換，當檢修現場設備時與模件有聯系的電纜連接應解開，FM146A模塊禁止在線更換；第十七頁，共21頁。主控單元第十八頁，共21頁。DEH日常維護1.

低壓透平油純電調系統(tǒng)的維護透平油在進入調節(jié)系統(tǒng)前，其清潔度要求必須達到MOOG4（或NAS7）級。其它檢查維護項目有：

正常維護檢查項目定期檢查DDV閥閥芯位置：對于DDV閥芯位置（量程0～100％）偏離平衡位置（例如60%位置）超過10％后，應尋找原因解決。定期檢查管路是否存在密封不嚴漏油的情況。定期檢查LVDT等活動部件的連接件是否松動。第十九頁，共21頁。機組大修要做的工作檢查測速傳感器是否磨損嚴重需要更換；重新整定各