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    火電廠汽輪機DEH轉速信號的兩個作用

    2021/6/12 2:59:52 人評論 次瀏覽 分類:調試維修  文章地址:http://m.xzycr.cn/tech/3827.html

    轉速信號是DEH系統最重要的信號之一,它參與了汽輪機從靜止狀態到帶滿負荷再到靜止狀態的全過程。DEH轉速就兩個作用,一是沖轉用,二是保護用。

    1、轉速信號用于
    機組轉速調節

    汽輪機沖轉過程就是轉速調節的過程,從掛閘那一刻起,機組就進入了轉速調節過程。轉速調節,說白了也是閥門調節的一種形式,歸根結底還是回到閥門調節。這里可以補充一點的是,DEH所有的調節過程都是對閥門進行調節,也就是對高調門、中調門、低調門進行開度控制,只不過不同調節過程參考的反饋量不同。

    比如轉速調節,反饋量是轉速。所以,轉速調節也是一種閉環調節。更具體的說,這個過程就是轉速PID調節的過程。

    和利時DCS系統汽輪機轉速調節的邏輯

    汽輪機從0rpm到額定轉速,過程如下:

    第一步,掛閘,機組進入警戒狀態。
    第二步,運行(開主汽門)。
    第三步,設定目標轉速和升速率。
    第四步,開始沖轉。
    這個過程中,目標轉速和升速率設定后,轉速開始從0rpm開始按照一定的升速率朝著目標轉速邁進。所謂升速率,其實就是轉速變化的速度。設定好目標轉速和升速率,沖轉開始,系統自動計算出給定轉速,汽輪機實際轉速按照一定的轉速升速率到達目標轉速。
    這里需要注意目標轉速和給定轉速的區別,給定轉速是安裝升速率,將目標轉速進行分解,直接作用到轉速PID功能中。當實際轉速與給定轉速出現偏差,通過轉速PID功能塊計算出轉速輸出值,這個轉速輸出值會折算成閥門的開度,最終作用到閥門。

    當給定轉速與實際轉速之間不存在偏差(一定范圍內的動態平衡),轉速輸出將保持當前值,閥門也就不再開大(或者關小)。而當給定轉速與目標轉速一致時,也就完成了當前過程的沖轉過程。


    隨著DEH邏輯的不斷完善,目前對于目標轉速的設定也有一定的限制,不能設定在臨界轉速范圍內,不能超過額定轉速。但是,當投入超速試驗按鈕時,我們可以把目標轉速設定在額定轉速的110%以上。


    這里還需要說的是升速率,一般在臨界轉速范圍以外,升速率可以隨意設定(有上限)。但在臨界轉速范圍內,升速率會強制設定到600rpm/min或者700rpm/min(按照汽輪機廠家要求設定)。之所以在臨界轉速區需要提高升速率,是為了讓汽輪機轉速盡快離開臨界區,避免共振等對汽輪機的不利影響。


    轉速調節是DEH系統重要的功能,是汽輪機調節的第一步。而當機組一旦并網,機組將轉為閥控、壓控、功控、CCS等控制方式,轉速調節將退出。此時轉速將維持在額定轉速,汽輪機將接受電氣控機,轉速跟隨著網上周波變化。也就是說,此時的調節變量將不再是轉速,而是改為功率、閥位等信號。


    比如功率控制的邏輯:

    功率控制的邏輯

    功率PID輸出值最終也是轉變為閥位信號,作用在閥門上。


    2、轉速信號用于DEH轉速保護

    參與超速保護是DEH轉速的另一個功能,與TSI系統共同組成了超速保護的兩道屏障。兩種保護異曲同工,也有不同之處:第一,DEH超速分103%和110%;第二,轉速測量方式不同。

    先說第二點,轉速測量方式不同。汽輪機一般安裝有7個轉速探頭(一般設定),其中三個去TSI,三個去DEH,一個是零轉速。那么問題來了,為何是7個?道理很簡單,熱工測量為了保證機組參數的準確,一般會設定參考量,也就是說我們需要用不同的測量方式來互相證明對方測量的準確性。通過TSI與DEH轉速的比較,證明實際轉速正確。

    而所謂不同的測量方式,也就是測量原理的不同,一般TSI探頭采用的電渦流原理的電渦流傳感器,DEH轉速采用的電磁阻原理的磁阻式轉速傳感器。每種采用三個,是模擬量信號計算相對合理的方式(模擬量信號參與邏輯運算一般采用三取中)。

    這是目前我認為最合理的轉速布置和設計方式,也在絕大多數的機組使用中證明了其可靠性。而參與超速保護,DEH除了110%停機以外,還設計了103%停機,這是兩者最大的區別。

    超速110%很好理解,一旦保護動作,無論是DEH還是TSI,最終都是通過ETS通道,動作相關設備。動作的結果一般是主汽門關閉,調門關閉,抽汽逆止門關閉等。


    超速103%除了保護作用,更是一種經濟方式的設定。當轉速103%動作之后,汽輪機首先關閉調門,然后通過轉速調節使轉速恢復到額定轉速。這樣做的好處是可以避免打閘停機,最大限度的減少停機損失。


    寫在最后

    綜上,DEH轉速系統的主要功能就這兩個方面。不過對于不同的機組設計稍微有所不同,但是主流的設計原理都是一樣的。

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