【运维之道】DEH系统技术问答

《电力设备管理》杂志推文

一、基础知识

 

1 、什么是 DEH? 为什么要采用 DEH 控制 ?

 

所谓 DEH 就是汽轮机数字式电液控制系统，由计算机控 制部分和 EH 液压执行机构组成。采用 DEH 控制可以提高高、中压调门的控制精度，为实现 CCS 协调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。

 

2 、 DEH 系统有哪些主要功能 ?

 

汽轮机转数控制 ; 自动同期控制 ; 负荷控制 ; 参与一次调頻 ; 机、炉协调控制 ; 快速减负荷 ; 主汽压控制 ; 单阀、多阀控制 ; 阀门试验 ; 轮机程控启动 ;OPC 控制 ; 甩负荷及失磁工况控制 ; 双机容错 ; 与 DCS 系统实现数据共享 ; 手动控制。

 

3 、 DEH 系统仿真器有何作用 ?

 

DEH 仿真器可以在实际机组不启动的情况下，用仿真器与控制机相连，形成闭环系统，可以对系统进行闭环，静态和动态调试，包括整定系统参数，检查各控制功能，进行模拟操作培训操作人员等。

 

4 、 EH 系统为什么采用高压抗燃油做为工质 ?

 

随着汽轮机机组容量的不断增大，蒸汽参数不断提高，控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油，在这种情况下，电厂为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的介质。所以 EH 系统设计的液压油为磷酸酯型高压抗燃油。

 

5 、 DEH 系统由哪几部分组成 ?

 

1)01 柜—基本控制计算机柜，完成对汽轮机的基本控制功能，即转速控制、负荷控制及超速保护功能 ;

 

2)02 柜—基本控制端子柜，在控制实际汽轮机时，信号连到实际设备，进行仿真超作时，信号连到仿真器 ;

 

3) 手动操作盘，当一对 DPU 均故障时或操作员站故障时，对 DEH 进行手动操作 ;

 

4)EH 油液压部分。

 

6 、 DEH 系统技术性能指标都有哪些 ?

 

1) 控制范围 0 — 3600r/min ，精度± 1r/min;

 

2) 负荷控制范围 0 — 115% ，负荷控制精度 0.5%;

 

3) 转速不等率 3 — 6% 可调 ;

 

4) 抽汽压力控制精度 1%;

 

5) 系统迟缓率，调速系统 <0.06%;

 

6) 甩满负荷下转速超调量小于额定转速的 7% ，维持 3000r/min;

 

7) 平均无故障工作时间 MTBF>25000 小时 ;

 

8) 系统可用率不小于 99.9%;

 

9)DEH 控制装置运行环境 0 — 40 ℃，相对湿度 10 — 95%( 不结露 );

 

10) 电源负荷率 50% ，双电源。柜内供电装置 1 ： 1 冗余，交流双路供电 ;

 

11) 系统应能承受距离设备 1.2 米 , 频率高达 470MHz ，输出功率 5 瓦的电磁和射频干扰 ;

 

12) 机柜内每种类型 I/0 模件都应有 10% 的备用量，每个机柜都应有 10% 的模件插槽备用量， DPU 处理器负荷率 <30% ，存储器负荷率 <40%;

 

13)DPU 按 1 ： 1 冗余配置，当主 DPU 故障时，应能自动无扰切换至备用 DPU 。

 

7 、 OPC 、 AST 都代表什么意思 ?

 

OPC 代表机组超速保护系统 ;

 

AST 代表自动停机危急遮断控制系统。

 

8 、 TV 、 GV 、 RV 、 IV 各代表什么 ?

 

TV 代表高压主汽门控制回路 ; GV 代表高压调门控制回路 ;

 

RV 代表中压主汽门控制回路 ;IV 代表中压调门控制回路。

 

9 、 HP 、 DP 、 DV 都代表什么意思 ?

 

HP 代表 EH 系统压力油管路 ;DP 代表 EH 系统有压回油管路 ;

 

DV 代表 EH 系统无压回油管路。

 

10 、什么是 TPC 控制 ?

 

TPC 控制即主蒸汽压力控制，是指运行人员能投切软件 TPC 控制主蒸汽压力大于某一给定值。可分为“操作员 TPC ”、“固定 TPC ”、遥控 TPC ”三种。

 

二、设备

 

11 、 EH 油系统由几部分组成 ?

 

EH 油系统包括供油系统、执行机构和危急遮断系统，供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构 ; 执行机构响应从 DEH 送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度 ; 危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制，当这些参数超过其运行限制值时该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速汽门。

 

12 、 EH 油系统有几个蓄能器 ? 作用分别是什么 ?

 

EH 油系统中共有 5 个蓄能器，一个在油箱旁边，吸收 EH 油泵出口压力的高频脉动分量，维持系统油压平稳 ; 其余 4 个分两组，分别位于左右两侧高压调门旁边，当系统瞬间用油量很大时，参与向系统供油，保证系统油压稳定。

 

13 、蓄能器中气囊的氮气压力是如何规定的 ?

 

正常运行中蓄能器中气囊的氮气压力应保持在 8.8 — 9.2MPa ，压力小于 8.0MPa 时应进行充氮气。

 

14 、 AST 电磁阀有何作用 ?

 

正常运行中， AST 电磁阀被通电励磁关闭，从而封闭了 AST 母管上的泄油通路，使所有执行机构活塞下腔的油压能够建立起来 ; 当电磁阀失电打开，则 AST 母管泄油，导致所有汽门关闭而使汽轮机停机。

 

15 、隔膜阀的作用及其工作原理是什么 ?

 

隔膜阀联接着润滑油的低压安全油系统与 EH 油的高压安全油系统，其作用是润滑油系统的低压安全油压力降低到 1.4Mpa 时，可以通过 EH 油系统遮断汽轮机。

 

当汽轮机正常工作时，润滑系统的透平油通入阀内活塞上的油室中，克服弹簧力，使阀在关闭位置，堵住 EH 危急遮断油母管的泄油通道，使 EH 系统投入工作。当危急遮断器动作或手动打闸时均能使透平油压力降低或消失，从而使压缩弹簧打开把 EH 危急遮断油泄掉，关闭所有进汽门。

 

16 、位移传感器 (LVDT) 有几个 ? 作用是什么 ?

 

为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装两只位移传感器，共 16 只。作用是利用差动变压器原理，将油动机活塞的位移转换为 LVDT 中铁芯与线圈间相对位移的电信号输出，作为伺服放大器的负反馈信号。

 

17 、再生装置有什么作用 ? 由几个滤器组成 ?

 

再生装置是用来存储吸附剂和使抗燃油得到再生 ( 使油保持中性、去除水份等 ) 的装置。该装置主要由硅藻土滤器和精密滤器 ( 波纹纤维滤器 ) 等组成。

 

18 、油动机快速关闭时，能否将阀芯及阀座损坏 ? 为什么 ?

 

在油动机快速关闭时，不会将阀芯及阀座损坏。因为在油动机活塞的尾部采用了液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分在冲击发生前、动作的最后瞬间转变为流体的能量，从而保证了阀芯及阀座的冲击应力在允许范围内。

 

19 、卸荷阀有什么作用 ?

 

当 EH 油系统危急遮断油被泄掉时，卸荷阀活塞上油压消失，油动机活塞下腔的 EH 压力油克服卸荷阀的弹簧力，通过卸荷阀迅速排到压力回油管，使该卸荷阀对应的执行机构迅速关闭。

 

20 、负荷降预测功能的作用是什么 ?

 

在机组带负荷 30% 以上时，一旦发生甩负荷现象，在发生甩负荷的瞬间，机组转速还没上升到保护动作转速之前， DEH 通过油开关和调节级压力判断提前关闭高、中压调门，起到超速保护的作用。并在延时 3 — 4 秒后，再自动将高、中压调节阀重新开启，维持汽机在同步转速下空转，保证汽机能迅速重新并网。

 

21 、什么是 RB(Runback) 功能 ?

 

RB 功能就是在发电机失磁时， DEH 系统将自动按每秒钟 1MW 的数率减少机组的负荷。

 

22 、机组的各项跳机保护作用在什么设备上 ?

 

机组的保护如振动、串轴、低油压、低真空、 110% 超速等保护均作用于 AST 电磁阀上 ; 另外 103% 超速保护作用于 OPC 电磁阀上。

 

23 、简述伺服控制回路的工作原理。

 

DEH 输出信号首先经函数变换 ( 凸轮特性 ) 到 VCC 卡，转换为阀位指令，经功率放大器输出去控制伺服阀、油动机。油动机位移经 LVDT 变送器转换为电压信号反馈到综合放大器与阀位指令相比较，当其二者相等时，油动机稳定在某一位置上。

 

24 、超速保护试验装置是由哪几部分组成的 ?

 

超速保护试验装置由超速保护钥匙和“ 103% ”、“ 110% ”、危急遮断三只按钮组成。

 

25 、 OPC 电磁阀什么作用 ?

 

OPC 电磁阀是超速保护控制电磁阀，当机组转速达 103% 额定转速时，该电磁阀被通电打开，使 OPC 母管泄油。相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀迅速关闭。

 

26 、 DEH 系统中共有多少只电磁阀 ? 哪些是通电关闭的 ? 哪些是通电开启的 ?

 

DEH 系统中共有十三只电磁阀，其中包括：挂闸电磁阀 (1 只 ) 、 OPC 电磁阀 (2 只 ) 、 AST 电磁阀 (4 只 ) 、 EH 油试验块电磁阀 (2 只 ) 、主汽门活动试验电磁阀 (4 只 ) 。 AST 电磁阀、挂闸电磁阀是通电关闭的。其它电磁阀是通电开启的。

 

27 、 EH 系统供油装置有什么功能 ?

 

供油装置的主要功能是提供控制部分所需要的液压油及压力，同时保持液压油的正常理化特性。

 

28 、 EH 供油装置主要有哪些部件组成 ?

 

EH 系统供油装置主要由以下几部分组成：油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器、 EH 端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统所组成。

 

29 、磁性过滤器有什么作用 ?

 

在油箱内回油管出口下面，装有一个 200 目的不锈钢网兜，网兜内有一个永久磁钢组成的磁性过滤器，其主要作用是吸取 EH 油中的金属垃圾。同时整套滤器可拿出来清洗及维护。

 

30 、 EH 油箱上都设有哪些部件 ?

 

油箱上设有液位开关、磁性滤油器、空气滤清器、控制块组件等液压元件。另外，油箱底部外侧安装有一个加热器，在油箱油温低于 20 ℃时给加热器通电，加热 EH 油。

 

31 、冷油器冷却水是什么水 ? 从哪里来 ? 到哪里去 ?

 

冷油器冷却水是除盐水。从随扩减温水手动门后来，经过冷油器后进入甲疏水扩容器水侧，排入凝汽器。

 

32 、为什么在 OPC 与 AST 油管路之间设有单向阀 ?

 

二个单向阀安装在自动停机危急遮断 (AST) 油路和超速保护控制 (OPC) 之间，当 OPC 电磁阀通电打开，单向阀维持 AST 油压，使主汽门保持全开。当转速降到额定转速， OPC 电磁阀失电关闭，调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持额定转速，当 AST 电磁阀动作 AST 油路油压下跌， OPC 油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。

 

33 、危急遮断系统有什么作用 ?

 

为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。在异常情况下，使汽轮机危急停机，以保护汽轮机安全，危急遮断系统监视汽轮机某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机进汽阀门。

 

34 、危急遮断系统由哪几部分组成 ?

 

危急遮断系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机电磁阀 (20/AST) 和二只超速保护控制阀 (20/OPC) 的危急遮断控制块、隔膜阀和压力开等组成。

 

35 、为什么说自动停机电磁阀具有多重保护性和可靠性 ?

 

在正常运行时，它们是被通电关闭的，从而封住了自动停机危急遮断母管上的抗燃油通道，使所有蒸汽执行机构活塞下腔的油压能建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。电磁阀 (20/AST) 是组成串并联布置，这样就有多重保护性。每个通道至少有一只电磁阀打开，才会导致停机。同时也提高了可靠性，四只 AST 电磁阀任意一只损坏或拒绝动作均不会引起停机。

 

36、 危急遮断控制块主要功能是什么 ?

 

危急遮断控制块的主要功能是为自动停机危急遮断 (AST) 与超速控制 (OPC) 母管之间提供接口。控制块上面装有六只电磁阀 ( 四只 AST 电磁阀，二只 OPC 电磁阀 ) ，内部有二只单向阀，控制块内加工了必要的通道，以连接各元件。

 

37 、执行机构逆止阀有何作用 ?

 

有两个逆止阀装在液压块中，一只是通向危急遮断油总管，该逆止阀的作用是阻止危急遮断油母管上的油倒回到油动机。另一只逆止阀是通向回油母管，该阀的作用是阻止回油管里的油倒流到油动机。当关闭油动机的隔离阀，便可以在线检修该油动机的伺服阀、卸荷阀、换滤网等，而不影响其它汽阀正常工作。

 

38 、执行机构隔离阀有什么作用 ?

 

高压油经过此阀供到伺服阀去操作油动机，关闭隔离阀便切断高压油路，使得在汽轮机运行条件下可以停用此路汽阀，以便更换滤网、检修、调整伺服阀、卸荷阀和油动机等。

 

39 、执行机构主要部件有哪些 ?

 

隔离阀、滤网、伺服阀、电磁换向阀、逆止阀、位移传感器。

 

40 、 EH 系统各滤网的精度是多少 ?

 

主油泵吸入滤网为μ m; 主油泵出口滤网为μ m; 滤油泵入口滤网为μ m; 滤油泵出口滤网为 1 μ m; 有压回油滤网为 3 μ m; 高、中压调门滤网为 10 μ m  。

 

41 、油管路有什么作用 ?

 

油管路系统主要由一套油管路和四个高压蓄能器组成。油管路作用是连接供油系统、危急遮断系统与执行机构，并使之构成回路。

 

42 、自循环冷却系统有什么作用 ?

 

供油系统除正常的系统回油冷却外，还增设了一个独立的自循环冷却系统，以确保在非正常工况下工作时，油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。冷却泵可以由温度开关 23/CW  控制，也可以人工控制启动或停止。

 

43 、压力式温度开关 (23/EHR) 有什么作用 ?

 

一个压力式温度开关 (23/HER) 整定值在 20 ℃。当联锁状态时，油箱油温低于 20 ℃时，此温度开关可提供控制加热器通电信号，对油箱加热同时应该切断主油泵电机电源。当油箱油温超过 20 ℃时，停止加热并接通主油泵电机电源。

 

44. 弹簧加载截止阀有几个  ? 在何处 ? 有何作用 ?

 

弹簧加载截止阀有两个，一个是在系统回油管路上，一个在滤油泵旁路，油系统回油管路上的弹簧加载截止阀的作用是当回油滤网堵塞且超过一定压力时，其动作，保证系统安全。滤油泵旁的弹簧加载截止阀的作用是当当滤油泵出口滤网堵塞时动作，防止油管路损坏。

 

三、运行

 

45 、 DEH 有几种运行方式 ?

 

1) 操作员自动操作 ( 自动 ) ，这是主要的运行方式 ;

 

2) 遥控自动操作，在自动方式下投入，由遥控指令进行负荷控制 ;

 

3) 手动操作。

 

46 、 DEH 硬操盘有什么用 ?

 

DEH 硬操盘上主要有阀位增减按钮和阀位指示等，它通过硬件的方式直接操作阀门控制卡 (VCC 卡 ) ，其阀位指示也由硬件卡给出，因而，只要 VCC 卡及直流电源正常，在 DPU 等计算机故障或停电，无法实现自动控制时，仍能通过硬操盘对汽轮机进行手动控制。

 

47 、功率回路、调压回路的投切顺序是什么 ?

 

功率回路、调压回路都要投切时，应按下列顺序进行：投入时先投调压回路，再投功率回路 ; 切除时先切功率回路，再切调压回路。

 

48 、什么是单阀控制 ? 其特点是什么 ?

 

单阀控制就是所有高压调门的开启方式和开度都一样，一同进入同步控制的调节控制方式。其特点是：节流调节，全周进汽。

 

49 、什么是多阀控制 ? 其特点是什么 ?

 

多阀控制是调速汽门按预先设定的顺序，依次开启的调节控制方式。其特点是：喷嘴调节，部分进汽。

 

50 、何时选择单阀或多阀控制 ?

 

在机组运行初期，为使汽轮机各部件加热均匀，减少热应力，应采用单阀控制 ; 当机组带部分负荷运行，为改善机组效率，提高经济性，应选择多阀控制。

 

51 、单阀、多阀切换时应注意什么 ?

 

在单、多阀切换正在进行的过程中，不能再进行相反的切换，要等到切换结束后再进行，另外，不要随意进行单、多阀切换，因为这会导致汽轮机各部件经受不必要的热应力变化。

 

52 、如何做 EH 备用油泵联动试验 ?

 

EH 备用油泵的联锁应在投入位置，在微机内打开低油压联动电磁阀 (20/MPT) ，试验油路的压力会下降，降至 11.2 ± 0.2Mpa 时，压力开关 63/MP 动作，使 EH 备用泵联动。正常后，关闭 20/MPT 电磁阀，停止一台 EH 油泵。也可以在就地供油装置端子箱内，缓慢开启低油压联动手动阀，进行试验。

 

53 、回油管上的弹簧加载逆止阀开启说明什么问题 ?

 

压力回油管上的弹簧加载逆止阀开启说明压力回油滤网堵塞或回油压力过高，压力回油经过汤簧加载逆止阀直接回到油箱，保证设备的安全。

 

54 、操作 DEH 硬操盘上“高、中压调门增减”按钮时，调门的增减速率是怎样的 ?

 

在刚按下“高、中压调门增减”按钮时，阀门的增减速率为 20%/min, 连续按 10 秒后，阀门的增减速率为 40%/min ，连续按 20 秒后，阀门的增减速率为 80%/min 。

 

55 、 VCC 故障如何处理 ?

 

当该 VCC 卡控制的阀门处于全关位置，且 DEH 输出指令为 0 时 , 可将机组控制切至手动，注意控制监视各参数及负荷稳定 ; 当该 VCC 卡控制的阀门不处于全关状态或 DEH 输出指令不为 0 时，须联系热工用强制指令使阀门开度逐渐到 0 后，再更换 VCC 卡，在此过程中投入功率回路，使关小阀门过程中，负荷维持稳定。指令到 0 ，阀门全关后，将机组控制切至手动，注意控制、监视各数及负荷稳定。

 

56 、那些部件出现故障必须停机停泵处理 ?

 

下列部件故障后必须停机停泵处理，不能在线更换。逆止阀 ( 安全油逆止阀和回油逆止阀 ) 、截止阀、 OPC 电磁阀、膜阀、空气引导阀。

 

57 、哪些情况下 DEH 系统必须由自动切至手动 ?

 

1) 阀门控制卡 (VCC 卡 ) 故障，在线更换 VCC 卡 ;

 

2) 一只 LVDT 故障，在线更换故障的 LVDT 时 ;

 

3)DPU( 主控站 ) 故障 ;

 

4) 操作员站故障时，机组可暂时切至手动控制 ;

 

5) 在线更换 BC 站控制板时。

 

58 、故障情况下如何快速加减负荷，加减速率是多少 ?

 

DEH 系统在操作站内设有“快速增减负荷”键，在需要快速增减负荷时，运行人员点击“快速增减负荷”键，弹出操作块，按增、减键，就可加、减负荷至需要值。加负荷速率为 30MW/min ，减荷速率为 400MW/min 。

 

59 、高、中压调门的开、关是怎样的关系 ?

 

高、中压调门是按 1 ： 3 的比例进行开、关的，即高压调门开 1% ，中压调门将开 3% 。硬操盘上“高、中压调门联锁解除”灯亮时，高、中压调门的联锁关系将被解除。

 

60 、再生装置的运行时间是如何规定的 ?

 

在机组投入运行的第一个月，再生装置每周应连续运行八小时 , 一个月后，应根据 EH 油的化验结果，决定是否需要投入运行。

 

61 、 EH 系统启动前应进行哪些检查 ?

 

1) 所有检修、调试工作全部结束， EH 系统处于冷备用状态。

2) 检查系统无泄漏，油箱油位在 450 — 530mm 之间。

3) 检查热工仪表、信号、保护正确投入。

4) 检查 EH 系统各阀门位置正确。

5) 各泵测绝缘合格送电，电加热器送电。

6)EH 油温大于 20 ℃。

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