（中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司河北石家庄050099）
摘要：介绍汽轮机原机械液压控制系统存在的问题，并从实际出发对汽轮机调速系统实施了数字电液控制系统DEH的改造，实现了汽轮机的电调控制技术。
关键词：汽轮机；控制系统；电液改造
1、存在的问题
2#汽轮机为南京汽轮机厂78年产品，型号为C12-35/10，机组功率12000kW，一次抽凝式。其调节热、电负荷方式灵活，即可以在纯冷凝工况下运行，又可以在抽汽工况下运行。第一级为调整抽汽，抽汽压力0.8-1.3MPa。2#汽轮机06年以前，一直是纯凝发电，起着平衡瓦斯和中压蒸汽的作用。随着企业的发展，节能降耗提到了重要的位置，其中关闭减温减压汽，低压蒸汽由汽轮机抽汽供应，是降耗的重要手段。
存在的主要问题如下：
1）汽轮机调速部分利用的是机组的低压透平油，过滤装置简单，油质难以保证，调节部套极易卡涩，造成调速系统摆动。
2）调速系统的调节部套易磨损、卡涩，油动机杠杆连接处的间隙及错油门过封度偏大，使调节系统灵敏度低，迟缓率大，负荷响应慢，控制精度低，不能满负荷运行。
3）由于机组油路复杂，高低压回路牵连调节，机组低压油动机管路振动，造成抽汽无法投用，影响机组经济性。
4）机组的保护系统不完善，老式电磁阀结构不合理，可靠性差。
2、DEH系统
2.1DEH系统的组成
DEH数字电液控制系统系由EH液压部分和DEH电控装置两部分组成。EH液压部分包括滤油装置、安全油系统OPC和AST及二个DDV阀。
DDV阀采用美国MOOG公司生产的DDV634型电液转换器，流经电液转换器的透平油经过两道过滤装置，使油质满足要求。电液转换器接受DEH指令，通过改变其上的控制油口改变油动机脉动油压，进而改变油动机的开度。在油动机活塞杆上增设双冗余LVDT作为反馈定位用，取代原来的滑阀反馈。增设可调节流阀，用以调整油动机零位。
安全油系统OPC、AST提供紧急情况下保护系统动作，主汽门、调整门迅速关闭。
正常运行时，DEH的计算机控制部分输出指令，控制DDV伺服阀，调节油动机行程，从而控制汽轮机的进汽量，实现机组的转速或负荷控制。
2.2DEH系统的功能
DEH数字电液控制系统主要控制汽轮机的转速和负荷，其主要功能有：汽机复位（挂闸）；手动／自动升速／ATC自启动；按经验曲线的程序启动；摩擦检查；进行103%、110%超速保护试验、机械超速保护试验；同期；机组并网后自动带初负荷，以防止逆功率运行且有负荷限制功能；按运行人员给定的目标值及负荷变动率自动调节机组的电负荷；抽汽压力控制回路，以操作员设定压力作为给定，以实际抽汽压力作为反馈，通过PID调节器控制抽汽压力，实现热电联调；主汽压控制及限制；可根据需要决定机组是否参与一次调频；能够与CCS系统配合实现机炉协调；接收AGC控制指令；故障诊断报警；OPC超速保护（103%关高调门，110%关所有阀门停机）；可以实现与DCS通信，提供DCS所需信息；停机状态下可进行软件仿真试验（在工程师站进行）；可以在工程师站进行参数修改、组态；实现阀门管理和在线试验；能进行DPU在线切换；实现运行过程中的监视等功能。
3、控制系统的改造
3.1DEH的硬件
DEH的硬件部分包括电源柜、现场制柜、工程师站和操作员站。采用双DPU控制，VCC控制伺服回路、转速输入；AST、OPC回路控制；模拟量输入/输出，开关量输入/输出；工程师站、操作员站采用工控机，互为备用。
3.2DEH的软件
DEH的人机接口MMI为工程师站（ENG）和操作员站（OPU），采用高性能的、以windowsNT为平台的PC工作站，统一配置为相同的硬件平台。MMI面向操作者，以图表、按钮、对话框等方式提供资料，解释操作指令并送到DPU。操作者可通过MMI对监控过程进行干预和修改，并打印所属资料。操作员站由一台Pentium工业控制机组成，配一台大尺寸彩色监视器CRT，操作员可通过薄膜键盘或鼠标，对DEH进行各种操作。
工程师站配置与操作员站完全相同，通过工程师站对ＤＥＨ系统进行组态、维护。专业工程师在授权的情况下，可以在现场对系统进行在线或离线修改及查阅控制逻辑。当不需组态时，可运行与操作员站完全相同的软件，互为备用，当任一主控机出现故障时，备用机就自动切到主控状态，实现无扰切换控制。
DPU面向被控对象进行快速的资料输入/输出和死循环控制计算，完成报警、检测，接受操作指令和组态修改指令，还可接受DCS中的控制指令，实现CCS控制。
DEH系统的输入／输出单元（I/O）是带ＣＰＵ的智能I/O接口卡，其中阀门控制卡VCC、转速测量卡MCP及超速保护卡OPC是用于汽轮机控制系统的专用接口卡，汽轮机的每一个高、低压调门都配一块VCC卡，这些接口卡构成了汽轮机的伺服控制回路。高速采样的MCP卡用于测量汽轮机转速，其中三块MCP三选二转速测量用于汽轮机的基本控制；另外三块MCP三选二转速测量用于OPC超速控制及超速保护。AI、AO、DI、DO为XDPS-400系列通用的DCS系统I/O接口卡，为其它系统提供一个接口，将DEH的数据高速公路与其它系统的数据通道连接，交换数据，通过网络可接受远方操作指令，实现AGC控制。
3.3EH改造
为减少油中杂质对汽轮机调速系统的影响，提高系统的控制稳定性，新增设双筒滤油器一对，以提高对电液转换器供油油质的清洁度；拆除调速泵、同步器、调压器、电超速保护装置，增加一只挂闸电磁阀，使汽轮机可以遥控复位；增加3只安全油压力开关，开关信号送到DEH，供联锁保护用；保留保安系统（包括危急遮断器、危急遮断油门、偏心飞环）、主油泵和起动排油阀；增加一组超速保护控制OPC双联电磁阀，当汽轮机转速超到103%时，接受DEH发出的OPC指令信号，立即关闭调节汽阀，抑制转速飞升，防止动态超速，并自动控制机组在3000r/min稳定运行；增加一套辅助油门，一套双联电磁阀，使双联电磁阀动作后，安全油泄掉，从而辅助油门动作，关闭油动机；增加2只DDV阀，使之与原调节系统中的高、低压油动机组成一对一配置，每只油动机加装2只位移传感器，用作位移反馈。
4、总体评价
C12-35/10汽轮机组调节系统采用DEH数字电液控制系统改造后的新系统已通过运行鉴定。该系统的投产实现了汽轮机的转速控制、自动同期控制、功率控制、抽汽控制、快速减负荷、主汽压控制等多种控制方式。新系统的主要经济、技术优势如下：
1）控制精度高、运行方式合理，能严格按给定负荷曲线运行，实现了满负荷运行。
2）机组调速改造后，投用抽汽，顺利实现了对二催化气压机的专供，经济性明显提高，每年创造的经济效益达859.2万元。
3）机组过临界转速为自动状态，升速率自动提到500r/min的操作便利安全。
4）运行画面设计、控制参数口监视和负荷状态自动调节功能，在本系统上得到充分体现，提高了运行人员的监盘、控盘能力。
5）103%、110%超速试验精确、可靠，运行人员摆脱了以往的操作风险，提高了机组运行的安全系数。
C12-35/10汽轮机组调节系统采用DEH数字电液控制系统改造后的新系统已通过运行鉴定。该系统的投产实现了汽轮机的转速控制、自动同期控制、功率控制、抽汽控制、快速减负荷、主汽压控制等多种控制方式，实现了设计的各项功能，取得了较好的效果，极大地提高了机组的经济性、安全性、可靠性和自动化水平，满足了现代电网对火电机组的控制要求。
参考文献
[1]张宝.《汽轮机DEH系统介绍》.浙江省电力试验研究院，2011.
[2]《汽轮机控制系统（DEH）设计及操作使用说明》.上海新华控制公司.