火电厂汽轮机DEH转速信号的两个作用

2021/6/12 2:59:52 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/3827.html

转速信号是DEH系统最重要的信号之一,它参与了汽轮机从静止状态到带满负荷再到静止状态的全过程。DEH转速就两个作用,一是冲转用,二是保护用。

1、转速信号用于
机组转速调节

汽轮机冲转过程就是转速调节的过程,从挂闸那一刻起,机组就进入了转速调节过程。转速调节,说白了也是阀门调节的一种形式,归根结底还是回到阀门调节。这里可以补充一点的是,DEH所有的调节过程都是对阀门进行调节,也就是对高调门、中调门、低调门进行开度控制,只不过不同调节过程参考的反馈量不同。

比如转速调节,反馈量是转速。所以,转速调节也是一种闭环调节。更具体的说,这个过程就是转速PID调节的过程。

和利时DCS系统汽轮机转速调节的逻辑

汽轮机从0rpm到额定转速,过程如下:

第一步,挂闸,机组进入警戒状态。
第二步,运行(开主汽门)。
第三步,设定目标转速和升速率。
第四步,开始冲转。
这个过程中,目标转速和升速率设定后,转速开始从0rpm开始按照一定的升速率朝着目标转速迈进。所谓升速率,其实就是转速变化的速度。设定好目标转速和升速率,冲转开始,系统自动计算出给定转速,汽轮机实际转速按照一定的转速升速率到达目标转速。
这里需要注意目标转速和给定转速的区别,给定转速是安装升速率,将目标转速进行分解,直接作用到转速PID功能中。当实际转速与给定转速出现偏差,通过转速PID功能块计算出转速输出值,这个转速输出值会折算成阀门的开度,最终作用到阀门。

当给定转速与实际转速之间不存在偏差(一定范围内的动态平衡),转速输出将保持当前值,阀门也就不再开大(或者关小)。而当给定转速与目标转速一致时,也就完成了当前过程的冲转过程。


随着DEH逻辑的不断完善,目前对于目标转速的设定也有一定的限制,不能设定在临界转速范围内,不能超过额定转速。但是,当投入超速试验按钮时,我们可以把目标转速设定在额定转速的110%以上。


这里还需要说的是升速率,一般在临界转速范围以外,升速率可以随意设定(有上限)。但在临界转速范围内,升速率会强制设定到600rpm/min或者700rpm/min(按照汽轮机厂家要求设定)。之所以在临界转速区需要提高升速率,是为了让汽轮机转速尽快离开临界区,避免共振等对汽轮机的不利影响。


转速调节是DEH系统重要的功能,是汽轮机调节的第一步。而当机组一旦并网,机组将转为阀控、压控、功控、CCS等控制方式,转速调节将退出。此时转速将维持在额定转速,汽轮机将接受电气控机,转速跟随着网上周波变化。也就是说,此时的调节变量将不再是转速,而是改为功率、阀位等信号。


比如功率控制的逻辑:

功率控制的逻辑
功率PID输出值最终也是转变为阀位信号,作用在阀门上。


2、转速信号用于DEH转速保护

参与超速保护是DEH转速的另一个功能,与TSI系统共同组成了超速保护的两道屏障。两种保护异曲同工,也有不同之处:第一,DEH超速分103%和110%;第二,转速测量方式不同。

先说第二点,转速测量方式不同。汽轮机一般安装有7个转速探头(一般设定),其中三个去TSI,三个去DEH,一个是零转速。那么问题来了,为何是7个?道理很简单,热工测量为了保证机组参数的准确,一般会设定参考量,也就是说我们需要用不同的测量方式来互相证明对方测量的准确性。通过TSI与DEH转速的比较,证明实际转速正确。

而所谓不同的测量方式,也就是测量原理的不同,一般TSI探头采用的电涡流原理的电涡流传感器,DEH转速采用的电磁阻原理的磁阻式转速传感器。每种采用三个,是模拟量信号计算相对合理的方式(模拟量信号参与逻辑运算一般采用三取中)。

这是目前我认为最合理的转速布置和设计方式,也在绝大多数的机组使用中证明了其可靠性。而参与超速保护,DEH除了110%停机以外,还设计了103%停机,这是两者最大的区别。

超速110%很好理解,一旦保护动作,无论是DEH还是TSI,最终都是通过ETS通道,动作相关设备。动作的结果一般是主汽门关闭,调门关闭,抽汽逆止门关闭等。


超速103%除了保护作用,更是一种经济方式的设定。当转速103%动作之后,汽轮机首先关闭调门,然后通过转速调节使转速恢复到额定转速。这样做的好处是可以避免打闸停机,最大限度的减少停机损失。


写在最后

综上,DEH转速系统的主要功能就这两个方面。不过对于不同的机组设计稍微有所不同,但是主流的设计原理都是一样的。

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