DEH系统在小型汽轮机上的控制改造

陈付印

摘 要：DEH（Digital Electronic Hydraulic Control）数字电液控制系统的简称，汽轮机电液控制调节系统由电气部分和EH液压系统两部分组成，电气部分采用DEH数字式控制器，EH液压系统包括供油系统、伺服系统和保安系统等。由于伺服系统执行机构采用低压透平油作为工质，所以老机组汽轮机调节系统的改造，其供油系统、执行机构及保安系统都不需要更改，主要是为油系统配置电液转换器以及一些附属的部件即可完成改造。阳煤集团第二热电厂C6-3.43/0.49型汽轮机集中控制改造，就是采用的DEH数字电液控制系统改造，文章详细介绍本次改造工程中所采用DEH的配置的各项控制功能，并分别从汽轮机的调节控制功能、限制控制功能、试验控制功能、保护控制功能四个方面叙述该系统的控制方案及应用。

关键词：DEH；汽轮机；控制功能；自动调节

1 工程概况

阳煤集团第二热电厂汽轮机集中控制改造。是对三台C6-3.43/0.49型汽轮机组控制系统进行改造，将机组现有的纯液压调节系统改造为低压透平油纯电调系统。在最大限度保证安全性与稳定性的前提下，实现机组的自动控制。同时对辅助的凝结水系统、轴封系统、主汽系统、抽汽系统的隔离调节阀门改造为电动阀门，信号远传进入DCS系统，以便于远程集中控制。

1.1 机组控制系统改造

改造前C6-3.14/0.49型汽轮机，具有一级可调抽汽，机组具有两套油动机，一套控制机组进气，一套控制机组抽汽。改造后液压调节器取消，采用数字调节器，保留配汽杠杆、配汽机构，将油动机改造为电液油动机，拆去调速器、调速器滑阀，保留危急保安器及危急保安器滑阀，增设超速限制滑阀（OPC），增设DEH控制器。

改造后DEH控制信号通过电液转换器与油动机构成的电液油动机接口，实现对机组的闭环控制。电液转换器与油动机滑阀及油动机活塞紧密结合在一起，油动机脉动油直接由电液转换器控制，构成了电液伺服油动机。DEH伺服单元与电液伺服油动机、油动机行程传感器LVDT组成位置随动系统。将原液压调节系统中的转速丈量、同步器给定、调速器滑阀、中间滑阀、油动机反馈滑阀等全部排除在系统之外。实现固定模式阀门治理，治理模式为混合调节模式。

1.2 配套改造项目

在各辅助系统关键部位，保证原系统手动操作功能不变的情况下，加装电动调节阀，在集控室安装DCS控制系统，将阀门信号引入DCS控制系统，实现阀门的远程控制。

2 系统配置

通过改造汽轮机能够实现程控启动、自动调节、抽汽自动控制、参数限制、保护、监视及试验功能。整套控制系统具备双电源供电，以及UPS不间断供电输入回路接口。具有两种互为跟踪的运行方式，即自动和手动相互无扰自动切换的两种运行方式。

2.1 调节控制功能

汽轮机状态及转速控制：运行人员通过DEH控制画面发出遥控指令，对汽轮机冲转前的状态进行控制，控制启动器的电动马达，进行遥控复置汽轮机，建立安全油，在冲转条件满足后，开启主汽门。运行人员通过CRT选择启动方式，设定目标转速及升速率，将现场测得的转速与设定转速比较，经PID无差调节，完成从盘车转速到同期转速或超速试验转速的全程闭环控制。在升速过程中，司机也可通过修改目标转速、升速率、转速保持时间等手段来控制机组的升速过程。

通过改造实现了自动同期，机组在3000r/min定速后，在DEH控制下由运行人员通过DEH操作画面切换到自动同步控制，接受电气自动准同期装置增/减信号，控制汽轮机的转速，完成机组并网带负荷。机组并网后，升负荷中司机可根据需要采用阀控方式，功控方式，压控方式或CCS方式通过给定的目标值及负荷变化率自动调节机组的电负荷，直至满负荷。并可随时调节机组的负荷，以满足电网的负荷要求。

2.2 限制控制功能

改造后实现了负荷及阀位限制，功率反馈限制，主汽压力低限制，加速度限制，具有快、中、慢三擋快卸负荷限制，超速限制，低真空限制等限制功能。

2.3 试验控制功能

改造后司机可通过CRT画面操作，实现超速试验、假并网试验、阀门活动试验、阀门严密性试验、停机可以进行仿真试验等各种实验控制功能的远程控制，极大地提高了工作效率。

（1）超速试验：运行人员通过CRT画面操作，提升转速使超速保护动作检查撞击子及电气超速保护的动作转速。在做机械超速试验时，DEH电气超速保护的动作值自动由3300r/min改为3390r/min，作为后备超速保护使用。

（2）假并网试验：DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。

（3）阀门活动试验和严密性试验：运行人员通过CRT画面操作，可对高、低压调速汽门进行部分行程活动调节和严密性试验。

（4）停机可以进行仿真试验：在DEH仿真模式下，可仿真模拟机组调节、保护、实验等项目功能，进行组态调试和培训员工。

2.4 保护控制功能

（1）当机组解列当转速超速到额定转速的110%时，DEH发出信号，遮断系统动作，快速关闭主汽门和高、低压调速汽门。机组进入惰走过程，同时能够连锁启动交流油泵，达到事故停运目的。

（2）当自容式执行器控制系统故障时，系统仍能控制高低压调速气门、自动主气门迅速关闭，机组进入惰走过程，同时能够连锁启动交流油泵，达到事故停运目的。

（3）当事故状态下，运行人员就地打闸（操作危急保安器），控制系统能够接受打闸信号，控制高低压调速气门、自动主气门迅速关闭，机组进入惰走过程，同时能够连锁启动交流油泵，达到事故停运目的。

3 效果及效益

（1）通过改造机组在负荷控制方面精度明显提高，运行人员可在100kW以内，对机组负荷作出调节。改变了全液压调节时，机组负荷波动大的问题，机组安全性提升。

（2）机组控制实现程序化，运行人员可以按照预订程序，实现机组的启动、停止，降低了手动操作的失误率，使操作更加精准。

（3）改造后各种调节，运行人员只要在控制系统进行操作即可，避免了过去操作时人员接触高温、高压设备管道，提高了运行人员操作时的人身安全性。

（4）通过改造以往必须由男同志或几个男同志共同操作才能完成的内容，现在一个女同志轻点鼠标就可以完成，大大降低了运行人员的劳动强度。

（5）通过改造可以降低人力资源投入10%，减人提效的同时，大大提高了人工效率。