调节系统及热工仪表检修及改造

一、调速、保安系统问题：

    1、增减负荷不灵敏，出现跳跃性变化。

    2、静态试验油动机不能全开或全关。

    3、汽轮机转速或电、热负荷波动。

    4、抽汽、背压无法投入。

    5、调节汽门密封不严。

    6、调节阀阀杆漏汽。

    7、危急遮断油门、轴向位移遮断器、启动阀、危急遮断及复位装置无法挂闸。

    8、附加保安油压、安全油压无法建立或油压低。

    9、低转速危急遮断油门、保安操作箱动作。

    10、注油试验不成功。

    11、汽轮机油动机LVDT标定。

    12、WoodWard505、505E、SPC、CPCⅡ参数组态整定。

    13、液压弹簧式油动机脉冲油压（信号油压）无法建立或低于设计值。

    14、油动机关闭时间过长。

    15、OPC功能无法投入使用。

    16、旋转滑阀无法旋转。

    17、无法满负荷运行。

    18、汽轮机甩负荷转速飞升过大。

    19、调速系统不等率调整。

二、主汽门

    1、热态时主汽门不能全关。

    2、主汽门开启一定程度后自动关闭。

    3、主汽门无法开启。

    4、主汽门开启不到位。

    5、漏汽量大。

    6、自动关闭器无法进行活动试验。

    7、自动关闭器开启不到位。

    8、主汽门/自动关闭器关闭时间过长

三、油系统

    1、高压油泵压力不到设计值。

    2、汽轮机主油泵出口压力/进口压力不足。

    3、汽轮机润滑油压不足。

    4、汽轮机回油温度过高。

    5、冷油器出口温度过高。

    6、润滑油泵出口压力不足。

    7、三通逆止阀卡涩。

    8、高压油泵出力与系统不匹配。

    9、回油不畅

    10、轴承座漏油

电调改造案例：

     某电厂在90年代上一台型式为C25-8.83-0.981汽轮发电机组，其控制采用纯液调方式，凸轮配汽机构，在运行十几年后出现汽轮机增减负荷控制不灵敏，运行迟缓率较大，热电负荷自整性不高，一次调频能力不强，在甩部分负荷时调节品质不能满足运行要求。鉴于以上情况可以通过将机组调节系统改为DEH系统，提高机组控制水平及适应性

一、原系统调节原理介绍

    系统采用全液压牵连式调节系统，主要由调速油泵、调节器（压力变换器、错油门、油动机）、调压器、旋转隔板油动机、同步器等组成；并主要由两个回路—转速调节回路、压力调节回路分别控制汽轮机的电负荷和热负荷。转速控制回路接收调速油泵的转速脉冲信号（油泵出口油压变化量）和同步器给定信号，用于控制转速和电负荷；压力调节回路接收抽汽压力和调压器给定信号，用来控制抽汽压力和热负荷。

1.调速回路控制过程

    调速油泵作为液压式转速感应器测量汽轮机转速。该油泵的进出口油压差与机组转速平方成正比，在转速变化不大时，油压变化与转速变化可以做线形化处理，因此用它做转速变化的脉冲信号。压力变换器滑阀一方而受转速脉冲信号油压力的控制，另一方而通过同步器接受操作信号弹簧力的控制。压力变换器滑阀控制着两个脉冲油路的溢流，当机组转速变化引起调速油泵压增发生变化，或者操作同步器而改变压力变换器弹簧顸紧力时，便引起压力变换器滑阀上、下移动，从而改变压力变换器溢流窗口的开度，引起两个脉冲油路油压变化，从而使错油门滑阀上、下移动，控制油动机的进油和排油而操纵油动机活塞运动，带动调节汽阀和旋转隔扳同时开大或关小，达到调节汽轮机的转速（单机运行）或电负荷(并网运行 )的目的；在油动机活塞移动同时改变了反馈窗口的溢流而积，使脉冲油得到反馈，重新恢复到额定值，错油门滑阀便回到中问位置，油动机油路被切断，机组处于新的稳定工况。

2.调压控制回路

    采用波纹管式调压器作为测量压力变化的元件以汽轮机调整抽汽压力的变化作为调压的脉冲信号。波纹管的作用是将蒸汽压力的变化转换为位移，此位移通过顶杆使渊压器滑阀产生位移，而改变压器溢流窗口的开度，引起两个脉冲油路的油压的变化，由于调压器两个溢流窗口开度变化相反，引起两个脉冲油路的油压的变化也相反，亦即高压油动机和低压油动机做同向运动，是调节汽阀开大调压器上部于轮，可以改变调压器弹簧预紧力，从而达到改变汽轮机抽汽压力的目的，当热负荷并入热网时，则可平移调压器静态特性曲线，从而改变汽轮机热负荷。

二、电调改造方案及实施

    本机组改造时，汽轮机仍在运行，同时要求改造周期越短越好，再充分考虑到施工周期及汽轮机调节控制精度的要求后，决定仅拆除原调速系统中的同步器、高压油动机、中压油动机、调压器等调节部套，保留原有的保安部套、供油系统，减小了改造的工作量。同时采用独立油源的直动式油动机做为DEH的液压执行机构，使用南京科远DEH-NK系列电调系统，改造后，汽轮机运行稳定，各项运行参数优良。

（一）改造内容

1.去掉部套

    （1）高压油动机（2）同步器（3）中压油动机（4）调压器等

2.保留部套

    （1）电动油泵组（2）射油器（3）溢油阀（4）超速保护装置(包括危急遮断器、危急遮断油门、电超速保护装置、转速测量装置等）（5）启动阀（6）中压油动机托架等

3.增加部套

    （1）高压油动机盖板及托架（2）中压油动机盖板（3）高、中压油动机调节螺杆（4）DEH电调控制系统及液压执行机构（5）调节油管路（6）部分保安油路改造（7）转速传感器

（二）DEH-NK系统介绍

    DEH-NK主要的任务是控制汽机转速、机组负荷以及排汽压力等参数。DEH系统接受现场输入信号，如OPS（转速）、MW（功率）、PC(抽汽压力)以及运行人员通过LCD发出的各种控制指令等，经过内部的运算送出阀位的设定控制信号去控制电液转换器；通过液压系统及执行机构控制高压调门的开度，完成对汽机进行起动、升速、并网、带负荷、抽汽压力调节等功能；还能对各种运行工况作出相应的操作、保护、控制、监视等，以确保汽轮发电机组的安全可靠运行。

1.主要功能介绍

    DEH-NK电调装置主要包括以下功能，但不限于此：

●汽机复位（挂闸）。

●手动/自动升速/汽轮机自启停功能（经验曲线自启动）。

●摩擦检查。

●在DEH控制下进行电超速保护试验、机械超速保护试验。

●自动同期(提供与同期装置的接口)。

●机组并网后，DEH将自动带初负荷以防止逆功率运行，并且有负荷限制功能。

● DEH可按运行人员给定的目标值及负荷变动率自动调节机组的电负荷。

●主汽压控制及限制。

●抽汽控制。

●可根据需要决定机组是否参与一次调频。

●故障诊断报警。

● OPC超速保护（103％nH，关高、中压调门；110％nH，关所有阀门，停机）。

●停机状态下可进行仿真试验。

●进行主汽门、调门严密性试验。

●可以在工程师站进行参数修改、组态。

●和其它系统的具有良好接口如TSI、DCS。

2.技术指标

●转速控制范围：40转/分～3500转/分，精度(1转/分)；

●负荷控制范围：0～115％，精度0.5%；

●转速不等率： 3～6％；

●抽汽不等率： 5～10％；

●油动机关闭时间〈0.5秒；

●升速率控制精度： (1 r/min);

●甩额定负荷时转速超调量：( 7％额定转速)；

●调节转速的迟缓率≯0.06%；

●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（一路工作变，一路厂用UPS）。

●系统平均无故障时间：MTBF>20000小时；

●系统可用率：99.9%。

●机柜内每种类型I/O模件都有10％的备用量，每个机柜都有10％的模件插槽备用量。DPU处理器负荷率<30％，存贮器负荷率<50％，通讯负荷率<40％。

●DPU按1:1冗余配置。当主DPU故障，能自动无扰切换至备用DPU

（三）EH液压系统介绍

    1.系统组成

●由电液执行器、油源站两部分构成：

●电液执行器由液压缸、伺服阀、电磁阀等部件组成，分为连续调节型和二位控制型两种，采用成熟的高压抗燃油电液油动机技术。

●油源站由油箱、高压齿轮泵、马达、压力开关、调压电磁阀和蓄能器等部件组成，采用节能、环保技术实现小型化设计，分散并集成到各电液执行器上。

    2.系统特点

●100％连续可调节工作，闭环伺服控制系统，具有高可靠性。

●动态响应时间小于20 毫秒，快关时间可小于0.2 秒。

●孤网运行工况的汽轮机组尤其适用，调节品质完全达到孤网运行的快速响应要求。

●执行器体积小巧，安装简单，现场检修使用及其方便。

●执行器输出刚度极大，并还可根据现场情况在线调整，完全不受负载类型的限制。

●环保型的流体工作介质，无环境污染，解决了抗燃油的环境污染问题。

（四）实施过程及改造后效果

1.工程工期：7天

    考虑该机组的实际运行情况及客户的经济性，在该项目确定后，我公司立即排工程师进入现场对现场情况进行安装及运行数据采集，根据实际情况制定最优改造方案，同时让汽轮机先保持运行，我公司对改造内容进行订购、材料准备、施工方案制定。经过双方积极沟通协调，相互合作，汽轮机停机后一周汽轮机完成电调改造，并网发电，提高了客户经济效益。

2.改造后汽机运行效果

●转速控制范围：±2r/min；

●负荷控制范围：±130KW

●抽汽控制范围：±0.02Mpa（表）

●转速不等率： 5％；

●抽汽不等率： 10％；

●油动机关闭时间：＜0.5秒；

●升速率控制精度：1 r/min;

●甩额定负荷时转速超调量：3190 r/min；

●调节转速的迟缓率：≯0.06%；