18MW抽凝式汽机调节系统说明指导书.doc
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1、Z75802.08/01C18-8.83/1.27 型18MW抽汽式汽轮机调节系统阐明书南京汽轮电机(集团)有限责任公司南京汽轮电机(集团)有限责任公司代号Z75802.08/01代替C18-8.83/1.27 18MW抽汽式汽轮机调节系统阐明书共 21 页 第 1 页 编 制 杨 捷 .12.21 校 对 汤继星 .12.21 审 核 张 静 .12.21 会 签 原则审查 郝思军 -12-22 审 定 批 准 标记数量页次文献代号简要阐明签名磁盘(代号)底图号旧底图号归档目 次1 引言32 调节保安系统重要技术规范33 调节系统工作原理和系统简介44 供油系统135 保安系统146 汽轮机
2、监测保护系统167 调节保安系统调节与实验168 调节保安部套重要安装数据201 引言本阐明书为C18-8.83/1.27型抽汽式汽轮机调节保安系统安装,调试以及日后使用维护和检修提供必要根据。本阐明书分别列出了调节(控制)、保安、供油及热工系统重要技术规范,并对其工作原理,功能,调节与实验,系统各部套重要安装数据等进行简介;并简朴简介了汽轮机热工控制系统。在使用阐明书时,还需要随时参照本机组其她关于文献和图纸,特别是与调节系统关于系统总图及有关部套图纸。2 调节保安系统重要技术规范 序号 项 目 单位技术规范 备注1汽轮机额定转速r/min30002汽轮机额定抽汽压力MPa(a)1.273汽
3、轮机额定抽汽压力调节范畴MPa(a)0.9811.574主油泵进口油压MPa0.1-0.155主油泵出口油压MPa1.576转速不等率%3-67迟缓率%0.28压力不等率%109油动机最大行程mm21010旋转隔板油动机最大行程mm12011危急遮断器动作转速r/min3270333012危急遮断器复位转速r/min30551513喷油实验时危急遮断器动作转速r/min29203014TSI超速保护值(停机)r/min330015转子轴向位移报警值(付推定位)mm+1.0或-0.6负为反向16转子轴向位移保护值mm+1.3或-0.7停机值17润滑油压减少报警值MPa0.050.05518润滑油
4、压减少报警值MPa0.0419润滑油压减少保护值(停机)MPa0.020.0320润滑油压减少保护值(停盘车)MPa0.01521润滑油压升高报警值(停电动泵)MPa0.1622主油泵出口油压低报警值MPa1.323轴承回油温度报警值6524轴瓦温度报警值10025冷凝器真空减少报警值MPa-0.08726冷凝器真空减少保护值(停机值)MPa-0.06127轴承座振动报警值Mm0.0628DEH控制器超速停机值r/min327029相对膨胀报警值 mm+3或-2 30相对膨胀停机值 mm+3.5或-2.5 31轴振报警值mm0.12732轴振保护值mm0.2543调节系统工作原理和系统简介汽轮
5、机调节系统采用数字电液调节系统(简称DEH),采用DEH系统将比普通液压系统控制精度高,自动化水平大大提高,它能实现升速(手动或自动),配合电气并网,负荷控制(阀位控制或功频控制),抽汽热负荷控制及其她辅助控制,并与DCS通讯,控制参数在线调节和超速保护功能等。能使汽轮机适应各种工况并长期安全运营。3.1 基本原理并网前在升速过程中,转速闭环为无差控制,505E控制器将测量机组实际转速和给定转速偏差信号经软件分析解决及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度,从而减少转速偏差,达到转速无差控制,当转速达到3000/min时
6、,机组可依照需要定速运营,此时DEH可接受自动准同期装置发出或运营人员手动操作指令,调节机组实现同步,以便并网。机组并网后,如果采用功率闭环控制,可依照需要决定DEH使机组及时带上初负荷,DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号,转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正,功率给定与功率反馈比较后,经PID运算和功率放大后,通过电液驱动器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号,对机组功率实现无差调节,若功率不反馈,则以阀位控制方式运营,即通过增长转速设定,开大调节汽阀,增长进汽量达到增长负荷目。在甩负荷时,DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。在机组带
7、上一定电负荷后可依照需要带热负荷时可以投入抽汽控制。DEH控制器依照机组工况图对机组电负荷及抽汽压力或流量进行自整控制。3.2 DEH系统构成3.2.1 机械超速保安系统(详见5.1)3.2.2 主汽门自动关闭器及启动挂闸装置主汽门自动关闭器及启动挂闸装置功能构造图如下,启动挂闸装置控制主汽门执行机构(主汽门自动关闭器)上下动作进而控制主汽门启动,同步启动挂闸装置可以对机组机械超速复位。挂闸电磁铁得电建立复位油,压力油通过节流孔建立起安全油。安全油将启动挂闸装置切换阀压下,接通启动油路启动主汽门,在停机时安全油泄掉,切换阀切断启动油,并泄掉自动关闭器油缸腔室中油,使主汽门迅速关闭。主汽门开关电
8、磁阀正常不带电,得电时切断压力油卸掉启动油关闭主汽门,可以用于做主汽门严密性实验。3.2.3 伺服执行机构重要涉及电液驱动器,油动机。电液伺服阀为MOOG公司电磁比例阀,DDV电液伺服系统见下图:油动机错油门滑阀上下分别作用压力油,其上部作用面积是下部一半,上部油压与主油泵出口油压相似,下部油压通过错油门套筒一动态进油口进油,并通过外部一可调固定节流孔排油,并形成基本流量平衡建立控制油,同步其油压为压力油一半左右,该油称为脉动控制油。DEH发出阀位指令信号,经伺服放大器后,DDV伺服阀将电信号转换成脉动控制油压信号,控制动态进油,直接控制油动机带动调节汽阀以变化机组转速或功率。在油动机移动时,
9、带动LVDT位移传感器,作为负反馈与阀位指令信号相加。当两个电信号相平衡时,伺服放大器输出就保持原稳太值不变,这时DDV阀回到原平衡位置,保持脉动控制油不变,油动机就稳定在一种新工作位置。系统中OPC电磁阀组提供超速保护,AST电磁阀组用于停机。可调节流孔用来调节油动机错油门偏置。DDV电液伺服系统原理图3.2.4 DEH装置DEH装置核心某些,重要采用美国WOODWORD公司产品,其型号为WOODWORD505E及其阀位控制器。WOODWARD 505E是基于32位微解决器适合单抽汽轮机控制用数字控制器。它集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘涉及一种两行(24个字符)显示,一种有30个操作键
10、面板,操作盘用来组态505E在线调节参数和操作汽轮机起停及运营。通过操作面板上两行液晶屏可观测控制参数实际值和设定值。3.2.4.1 505E控制器控制回路505E控制器内有三个互相独立控制器通道:转速/负荷控制PID回路、辅助控制PID回路、抽汽控制PID回路。前两者通过低选输出,此外有一种PID控制回路可串接在转速控制回路上用于串级控制。其通讯接口有三种。控制器有三种操作模式:程序模式、运营模式和服务模式,程序模式用于组态控制器功能以适合详细控制规定,程序模式一旦组态后不再变化,直至需要变化控制功能时。运营模式重要用于操作汽轮机启动正常运营至停机整个控制过程。服务模式可以在运营状态修改设定
11、参数,依照详细汽轮机控制需要通过编程组态用于相应系统.本系统只用其某些功能其框图见上图:图中转速(SPEED)用于转速/负荷控制,抽汽控制(EXT)用于抽汽压力控制,辅助控制(AUX)用作主蒸汽压力限制,串级控制(CAS)用于主汽压力控制。在定压运营时辅助控制和串级控制都不用。3.2.4.2输入及输出本系统控制器有两个控制回路输出为4-20mA,负载能力为360ohm(也可通过软件组态选用20-160mA,负载能力为60ohm),同步可以加颤振电流为0-10mA;505E控制器有两个转速传感器输入,其信号输入为高选;模仿量输入为4-20mA,有六个通道可用于组态满足详细使用,输入阻抗为200o
12、hm。可用于功率及主汽压输入,由于只有一种通道是隔离,当采用别的通道输入时需考虑信号隔离问题。接点输入为干接点,共有16个,其中4个指定:用于停机(机组正常规定常闭),外部复位(闭合短脉冲信号),转速升高(闭合短脉冲信号)、转速减少(闭合脉冲信号)。别的接点可组态使用,用于并网运营汽轮机控制系统必要组态两个用于发电机及电网短路器,汽机跳闸后若不带厂用电可将发电机断路器状态信号同步并在这两个接点上(机组并网正常规定常闭),此外也可组态启动容许(闭合短脉冲信号),投入解除抽汽控制(投入时为常闭,解除时为常开),外部运营(闭合短脉冲信号),抽汽升高(闭合短脉冲信号)、抽汽减少(闭合脉冲信号)。继电器
13、输出容量为28VDC,1A,共有八个继电器,其中两个用于指定为停机及报警,停机继电器正常带电,停机时不带电,此外抽汽机组可组态抽汽投入状态继电器,别的继电器可组态所需功能,同样也可组态停机。505控制器电源为24VDC/150W。3.2.4.3 控制系统用输入测量元件重要有测速元件,测阀位行程元件,测功及测压元件。3.2.4.3.1测速元件测速元件可以用磁电式或涡流式测速头,本系统采用磁电式传感器。磁电式传感器内装永久磁钢,在其端面磁头处形成磁场,一旦该处磁阻发生变化,传感器内部线圈即能感应输出响应交流电压信号。在旋转体上安装导磁体发讯齿轮或孔板,齿轮模数不不大于 2,传感器可安装在径向。传感
14、器端面距齿轮顶 1mm 左右,距离较小则感应出较大输出信号,传感器输出为双芯屏蔽线,其屏蔽网线与双芯线中任一根相并联后再连结至505E转速测量通道“-”端。在采用自动升速时,控制系统将控制汽轮机从零转速升速,这样需要转速传感器在较低转速就有控制器可以检测输出信号,可将传感器距齿顶距离减小。3.2.4.3.2测阀位行程元件阀位行程用位移传感器运用差动变压器原理,将直线运动机械位移转换成与之相相应电量输出,从而进行阀门位移反馈,由阀位控制器向传感器初级线圈供激磁电压,另一方面级线圈感应电压送至阀位控制器解决,用于阀位反馈控制。其线性度普通可达0.1%,输出敏捷度普通为0.1-1V/mm;辨别率为0
15、.1m;且传感器规定测量范畴宽;时间常数小;动态响应快。3.2.4.3.3测功及测压元件测压元件采用常规电容式两线制压力变送器,压力变送器供电可以外部供电或控制器自身供电,由于505E控制器模仿量输入通道只有一路是隔离,当压力输入采用不隔离通道时,必要考虑输入隔离问题,否则须用505E自身供电(通过505E内部跳线),建议采用外供电方式。测功元件采用发电机端功率变送器。3.3 DEH系统功能汽轮机组采用由数字式电液控制系统(DEH系统)实现纯电调控制方式,并网前对汽轮机进行转速控制,在并网后对汽轮机进行负荷控制。并能在下列任何一种机组运营方式下安全经济地运营:纯凝工况;抽汽工况;DEH系统基本
16、自动控制功能是汽轮机转速控制和负荷(热电负荷)控制功能。负荷控制是通过提高转速设定完毕,同步它也具备其她辅助功能。3.3.1启动升速及转速控制和保护可以选取自动,手动,半自动三种启动方式之一,这三种方式切换只有在停机后在控制器程序组态中变化来实现,本系统普通惯用前两种方式。在DEH控制下可进行电超速保护实验, 机械超速保护实验。具备超速保护(109%)功能。3.3.2同步及自动初负荷控制机组定速后,可由运营人员通过手动或“自动准同期”装置发出转速增减信号调节机组转速以便并网。机组并网后,DEH及时自动使机组带上一定初始负荷以防止机组逆功率运营,当不采用功频控制时控制器将不设初负荷。3.3.3负
17、荷控制及甩负荷DEH系统能在汽轮发电机并入电网后可依照运营状况或电厂运营规程,运营人员通过操作控制器转速设定控制汽轮发电机从接带初始负荷直到带满目的负荷,并应能依照电网规定,参加一次调频。系统具备开环和闭环两种控制方式去变化或维持汽轮发电机负荷。开环控制依照转速给定值及频差信号拟定阀门开度指令。该种方式即阀位控制方式。闭环控制则以汽轮发电机实发功率(或汽轮机调节级压力)作为反馈信号进行负荷自动调节。该种方式即为功频控制方式。负荷控制可以通过在并网后增长或减少转速设定来实现。抽汽控制可自动或手动投入,在自动投入状况下,在抽汽菜单显示时操作投入。然后通过增长或减少抽汽压力设定即可增减抽汽负荷。投入
18、抽汽控制时控制器将对机组热电负荷进行自整控制。当机组甩负荷时控制器及时切换到转速控制方式并切除功率和抽汽控制。维持汽轮机在同步转速(2950r/min)下空转,以便汽机能迅速重新并网。3.3.4操作及通讯所有控制指令可以通过控制器自身键盘、触点、遥控或通讯方式。控制器配备有RS-232,RS-422,RS-485三种通讯接口供顾客选取与DCS通讯。通讯合同采用MODBUS合同。例如转速设定升降可以通过505E面板ADJ键调节,也可以通过505E外部转速升降触点控制。硬接线开关量采用干接点,模仿量采用4-20mA。面板功能键简介:505E控制器面板由30个操作键和24个字符LED液晶显示屏构成,
19、LED液晶显示屏可显示505E控制器在控制汽轮机过程中所有信息,操作键可完毕控制汽轮机所有操作。功能键描述:SCROLL 即面板中间菱形键,在运营或组态模式时在同级菜单之间左右移动,或在同一 级菜单内上下移动。SELECT 用于选取505显示屏中两行中变量,只有带符号参数才可以通过ADJ键调 整。只有当屏幕中两行都是可调节参数(动态及标定模式时)用SELECT键及 拟定哪一行参数调节,当屏幕上只有一种变量时该键与符号位置无关。ADJ 在运营状态用于调节参数大小。PRGM 当停机后该键用于选取进入组态模式,在运营模式时该键可查询组态模式参数 (参数不可修改)。RUN 发出运营命令。STOP 发出
20、可控制停机命令,该键功能可在服务模式取消。RESET 清除运营模式报警及停机,在停机后按下该键可回到控制状态起始位置。0/NO 输入0/NO或取消某个功能。1/YES 输入1/YES或投入某个功能。2/ACTR 输入2或在运营模式显示控制器输出(驱动器位置)。3/CONT 输入3或在运营模式显示所控制参数,用SCROLL键可滚动显示最后跳闸因素 及达到最高转速及就地、遥控状态(如果选取该功能话)。4/CAS 输入4或在运营模式显示串级控制信息。5/RMT 输入5或在运营模式显示遥控转速设定点信息。6/LMTR 输入6或在运营模式显示阀位限制器信息。7/SPEED 输入7或在运营模式显示速度控制
21、信息。8/AUX 输入8或在运营模式显示辅助控制信息。9/KW 输入9或在运营模式显示功率控制信息。./EXTR 输入小数点或在运营模式显示抽汽控制信息。CLEAR 清除组态及运营模式下项目退出当前状态。ENTER 在组态模式输入新值;在运营模式容许直接输入设定值。DYNAMICS在运营模式调节当前所控制动态参数。DECIMAL 输入小数点。ALARM(F1)显示报警因素,可用SCROLL滚动翻屏。OVERSPEED TEST ENABLE(F2)用作超速实验。F3 可组态功能键。F4 可组态功能键。EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON用作紧急停机。在运营模式时,前面板30个键不
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