MEH（小汽轮机电液控制）改造设计

杨传龙 郭红玲

（1.日照钢铁有限公司，山东 日照 276806；2.日照市工业学校，山东 日照 276800）

MEH是指在锅炉给水泵中采用汽动给水泵的自动调节系统，由于用小汽轮机作为原动机去拖动给水泵，实现电厂的节能降耗，许多电厂正在进行MEH改造。但目前所在热电厂的小机只能现场手动、半自动控制，因此要设计一改造方案来实现远程自动控制功能：1）远程手动控制；2）远程自动控制；3）远方自动/手动打闸；4）超速遮断保护（ETS）。

1 建模

T0=R2C：过程时间常数，R2=K0：过程放大系数，τ0为过程的纯时滞。阶跃响应和模拟图，如图1。

图1

电动机的转速与Q1的大小成正相关，因此转速的调整与液位的变化也为带有时滞的正相关。

2 串行策略

由数学模型建立相应的串行控制策略，如下图2。

图2

控制效果分析：由于采用了副回路，改善了被控过程的动态特性，副回路调节不必追求太高的超调量，所以采用了PI调节，副回路采用较大比例系数时，工作频率高，对进入副回路的干扰有很强的克服能力，对负荷或操作条件的强烈变化有较强的适应能力。

3 PID整定

PID整定多采用工程衰减曲线法（4：1），分两步整定：

1>在工况稳定运行条件下，主副调节器具置于纯比例作用，主调比例度δ1置于100%，用4：1衰减曲线法整定副调节器参数得：δ2S=32%，T2S=15S

2>将副调节P置于32%，T置于15S，用相同的整定方法，将主调节器比例由大到小逐渐调节，求得：δ1S=50%，T1S=7min

3>根据上述参数，运用4：1衰减曲线法查表得：

主调节器 （n）:P:δ1=0.8δ1S=40%,I:T1=0.3 T1S=2.1min，D:TD=0.1 T1S=0.7min

副调节器（Q）：P：δ2=1.2δ2S=38.4%，I：T2=0.5T2S=7.5s

4 电气自动化远程实现

测控量与传感器变送器的选择：被测量有转速、流量、液位、温度、压力补偿等，主控制为阀门开度。

本厂选用常用磁电转速传感器（转速信号变送为4～20mA）和LWGQ型涡轮流量传感器，开环手动现场调节器，步进电动机控制阀门开度调节汽动给水泵，新华DCS控制系统有DPU冗余和模入端子冗余，工程师站有XDPS软件（可形象设计图案控制组态）。

因此可采用原有现场电气接线与DCS控制系统互联，完成改造设计。

现场控制接线图3：

图3

电气接线图

＜1>调速器部分

图4

＜2>危急遮断

图5

图6 DCS闭环控制程序

开环/闭环控制程序（如图6）

经过改造后的MEH基本实现了程控/就地控制。远程手动良好，但由于PID整定后，及工况迁移等原因，使用一段时间后，存在自控偏差较大现象。常见故障如阀门振动大，过灵敏，或关闭不严之状，所以需必要的参数重整定；还有人为操作顺序不合理造成的连锁保护，需要将投入、保护信号复位后，方可继续使用。

［1］吴勤勤.控制仪表及装置[M].化学工业出版社,2002.

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［3］[日]吉野新治.电厂技术[M].中国计量出版社,1993.

［4］王庆有.光电技术[M].电子工业出版社,2005.