505E 调节器在抽汽式透平机上的应用探究

刘 锰

（中国船舶重工集团公司第七〇三研究所科技发展部，黑龙江 哈尔滨 150078）

505E 调节器是美国WOODWORD 公司研制出的数字控制器，可结合用户运行参数、条件编程组态，经输入输出接口，完成接收、输出模拟量、开关量信号的控制。由装置上各传感器输入的各类信号均由调节器接收后，调节器通过具体运算，再将标准电流信号输送到电液转换器，最终由电液转换器输出油压信号，实现对汽轮机各段进汽量的调节，以确保透平机的抽汽热负荷需求能够得到满足。本文通过对505E 调节器功能与配置的介绍，对505E 调节器在抽汽式透平机上的应用作出论述，希望能够给业内同行带来一些启发。

一、505E 调节器的主要配置与具体功能

（一）505E 调节器的主要配置

考虑到透平机型以及功能存在差异，因此调速系统的设置同样会有所不同。不过，通常情况下，505E 调节器的配置主要包括：控制盘、传感器、电液转换器、抽汽流量传感器、超速脱扣模组以及超速保护系统等。另外，根据机型以及工作环境的不同，部分505E 控制系统还配有速关阀组件，速关闸组件的主要功能包括避免设备受到损害、及时发现设备运行异常等。

（二）505E 调节器的具体功能

在505E 调节器的辅助下，操作人员可以实现对HP 以及LP 阀开度，实现对透平机系统转速与抽气量的控制。另外，操作人员在控制HP 阀位的过程中，还能利用串级控制以及辅助控制，达到调节其他参数的效果。同时，505E 调节器能够实现紧急停车触点输入，有效规避临界转速，自启动模式能有效减轻操作人员工作强度，并能对系统动态参数进行灵活、精确地调整，为抽汽式透平机的稳定运行提供可靠保障。

二、505E 调节器的运行原理及其应用

（一）505E 调节器的运行原理

为实现505E 调节器对透平机转速与抽汽流量的控制，505E 调节器通常串联于调速阀和抽汽控制阀之间，并利用两个阀门的相互作用来实现控制操作。当蒸汽从HP 调速阀输送至汽轮机后，将在进入到HP 汽机级的下游终端或LP 抽汽阀门前被抽出。LP 阀门开启程度与LP 汽机级蒸汽量呈正相关性，一旦操作人员需要对汽轮机的负荷、抽气量等参数进行调整时，仅需通过改变HP 与LP 的阀位即可实现。值得一提的是，在这一过程中，505E 调节器中自带的比例逻辑限制器，将根据汽轮机其他参数计算调整值，并尽可能将阀门或流程的相互作用控制到最低值。其具体运行流程为：

1 透平机转速的控制

转速信号经转速传感器输送进系统后，首先会经转速PID 控制放大器和转速设定值的处理，然后形成输出信号，系统则根据该信号选择相应的逻辑限制器。相较之下，转速的设定则可利用中控室的505E 控制面板上的键盘进行输入，并利用串级PID 控制器的方式，实现对控制器信号的调整。

2 抽汽/进汽的控制

经抽汽流量变送器输送的油气模拟信号，电流通常保持在6mA～16mA 的范围内。经抽汽PID 控制器处理后，形成输出信号，输送至比例逻辑限制器。与转速信号相同，抽汽设置值同样可以透过中控室的505E 控制面板上的键盘进行输入。当比例逻辑限制器确认收到输入信号后，将结合信号反映出的透平机相关参数与自动计算，最终拟合为2 个输出信号。其中之一主要用于实现对HP 执行机构的控制，另一个则是用于对LP 执行机构的控制。在此情况下，透平机在转速或抽汽达到某一标准后，505E 调节器将自动采取最为理想的方案完成对系统的控制。

（二）505E 调节器在抽汽式透平机上的应用

1 现场程序编程

考虑到505E 普遍由菜单驱动软件组合而成，所以在编程方面具有明显优势。505E 调节器的操作模式有两种，分别是编程模式和运行模式。编程模式的应用，主要是根据使用需求，设定相应的运行参数；运行模式则是较为常见的透平运行模式，能够实现对运行参数与透平机运行情况的监测。需要注意的是，当透平机组正式开始运行后，程序是不能随意更改的，所以务必要在透平机运行前落实好505E的设置。常见的设置内容包括：速度控制、运行参数、透平性能值等。

2 各组成部分的调整与检验

在透平机首次运行前，务必要对调速阀和抽汽阀等组件进行校准与测试，以确保电液转换器输入的电流值能够满足阀门开度的操作需求，为透平机组的安全运行提供可靠保障。505E 的透平启动模式有三种，分别是手动、自动与半自动。任何启动模式均需在505E 编程的引导下，实现启动。而手动、自动、半自动模式的选择，直接决定在系统发出运行指令后，转速设定值以及阀位限制器的操作是否需要人为掌控。当透平机正式启动后，透平机的转速即为控制程序设定的最小转速。

3 操作过程中的控制

505E自带暖机转速与额定转速功能，在没有人为设定的情况下，系统将默认透平机暖机转速与额定转速为设定值。另外，505E 程序编制可添加2 个临界转速带，以确保透平机的转速在临界转速范围以外。在透平转速被控制到最小值后，505E 键盘可直接输入抽气量设定值，以确保抽汽量能够满足透平转速需求，避免透平机的运行受到其他系统带来的不想干扰。

4 系统结束时的控制

从505E 键盘可直接发出停止命令，停止命令发送后，除转速、抽汽、补汽PID 控制器还能继续使用，剩余控制器将均处于停用状态，转速与HP 阀位限制器等参数值将逐渐降至为零。

结语

综上所述，505E 调节器在抽汽式透平机上有着良好的应用价值，能够发挥出理想的控制作用。今后有关该课题的研究仍需继续跟进，为不断完善505E 调节器技术，优化抽汽式透平机的运行效果提供科学依据。

[1]张锡德，王西林，阿不都热合木·托乎提，等.大型化肥装置空气压缩机透平试车技术总结[J].化肥设计，2012，18（02）:46-49.

[2]秦登发，曹鹏，陈勇.浅谈505E 控制策略在小容量抽凝机组上的应用[J].贵州化工，2012，26（02）:16-19.

[3]孙政清.汽轮机核心控制系统的研究与应用[D].东北大学，2011.