DEH系统在小型汽轮机上的控制改造探究

阮玲辉 陈龙明 刘建刚 孙怀彬

摘 要：DEH是数字电液控制系统的简称，在汽轮机电液控制调节系统中主要由电气部分以及EH液压系统这两部分构成，其中电气部分采用了DEH数字控制器，EH液压系统中包含了伺服系统、供油系统以及保安系统等等。由于低压透平油是伺服系统执行机构采用的工质，因此传统机组汽轮机调节系统的改造不需要对供油系统以及执行机构、保安系统进行更换，改造的重点部分在于油系统配置电液转换器以及一些附属的部件。

关键词：DEH;汽轮机;控制功能;自动调节

本文对改造过程中所采用的DEH配置以及其他各项控制功能进行了介绍，同时根据汽轮机的相关调节功能、实验控制功能、保护控制功能、限制控制功能这四个方面进行了系统地阐述，对该系统控制的方案以及应用进行了阐述。

1工程概况

某厂在拟针对C6-3.43/0.49型汽轮机组控制系统进行相关改造，以期将低压透平油纯电调系统替换现有的纯液压调节系统，从而能够在保证安全性和稳定性的前提下达到对机组的制动控制。并且，拟将辅助的凝结水系统、轴封系统、主汽系统、抽汽系统的隔离调节阀门进行电动阀门改造，从而确保信号能够远传进入DCS系统进行远程的集中控制。

1.1机组控制系统改造

在对C6-3.14/0.49型汽轮机进行改造前，其具有一级可调抽汽，并且机组具有两套油动机，一套控制机组进气一套可控制机组抽气。通过改造取消原有的液压调节控制器，利用数字调节器作为替代，保留了原有设计中的配气杠杆、配气机构，并且用电液油动机替换原有油动机，将原有的调速器以及调速器滑阀进行拆除，保留了原有的危急保安器以及危急保安滑阀，新增添超速限制滑阀以及DEH控制器。

通过改造，DEH控制信号利用电液转换器与油动机构的电液油动机接口实现对整个机组的闭环控制。电液伺服油动机通过电液转换器以及油动机滑阀、油动机活塞的紧密结合，使油动机脉动油能够直接受到电液转换器的控制。随动系统则是通过DEH伺服单元和电液伺服油动机、油动机行程传感器LVDT组成的位置随动系统。通过将原有液压调节系统中的转速丈量、同步器给定、中间滑阀、油动机反馈滑阀等排除出系统，实现了固定模式的阀门治理，其具体模式为混合调节模式。

1.2配套改造项目

在保证系统手动操作功能正常使用的前提下，在各辅助系统的关键部位安装电动调节阀，在集控室中安装DCS控制系统，将阀门信号引入DCS控制系统中实现阀门的远程控制。

2系统配置

通过对汽轮机进行改造能够将程控启动、抽气自动控制、参数限制、保护、监视、自动调节、试验等功能实现。并且整套控制系统具有双电源供电以及UPS不间断的供电输入回路接口，拥有自动和手动相互无扰自动切换的两种运行方式作为相互跟踪的运行方式。

2.1调节控制功能汽轮机状态及转速控制：通过运行人员利用DHE控制画面将遥控指令进行发出，对汽轮机冲转前的状态进行控制、对启动器的电动马达进行控制、对复置汽轮机进行遥控、建立安全油，在重转的条件满足后开启主汽门。运行人员可以通过CRT对启动方式进行选择，通过对目标转速以及升速率，并且将实际测量到的数据和设定转速记性比对，运用PID误差调节完成盘车转速到同期转速或者超速实验转速的全过程闭环控制。在实际的升速过程中，操作人员可以通过对目标转速、升速率、转速保持时间等手段对控制机组的升速过程进行控制。

通过改造能够实现自动同期，机组在运行到定速3000r/min后可在受DEH控制的前提下由运行人员利用DEH操作画面进行自动同步控制的切换，接受电气自动准同期装置信号的增减控制汽轮机的转速完成机组并网且带负电荷。在机组并网之后的升负荷中，操作人员可以依照实际的需求运用阀控方式、功控方式、压榨方式以及ccs方式，按照给定的目标值以及负荷变化率对机组的电负荷进行自动调节，并且可以根据电网的符合要求随意调节机组的负荷。

2.2限制控制功能

通过改造实现了负荷以及阀位限制、主汽压力低限制、功率反馈限制、加速度限制，拥有快、中、慢三种速率解除负荷限制、超速限制、低真空限制等等。

2.3试验控制功能

（1）超速试验：运行人员能够运用CRT画面进行提升转速使超速保护动作检查撞击子及电气超速保护的动作转速操作。同时在做机械超速试验时，DEH电气超速保护的动作作为后备超速保护使用，其值由3300r/min自动改为3390r/min。（2）假并网试验：DEH在收到假并网试验信号之后，能够自动配合电气进行假并网试验。（3）阀门活动试验和严密性测试：操作人员采用CRT画面操纵系统，可对高压、低压的调速汽门实现部分行程活动调节和严密性测试。（4）停机后可以开展仿真实验：在DEH仿真模型下可以通过仿真模拟机组调节、维护、试验等各项功能，从而实现组态调试和训练员工。

2.4保护控制功能（1）当电机组解列功率超速到设定速度的110%时，DEH发出信号，遮断整个系统动态，急速封闭主汽门和高、低压调速汽门。电机组陷入惰走流程，同样可以连锁启动交换油泵，到达事故停机目的。（2）当自容式执行器管理系统发生故障情况时，控制器仍可限制高低压调速气门、手动主气阀的急速封闭，发电机组陷入惰走流程，同样仍可以连锁起動交换油泵，到达事故停运目的。（3）发生事故状况下，运营管理人员就地打闸（使用危险保安器），管理系统可以接收打闸的信息，从而限制了高低压调速气门、手动主气阀的及时闭锁，发电机组陷入惰走流程，并且还可以连锁起动交流油泵，从而达到事故停运的目的。

3效果及效益

（1）负载控制系统领域方面精确度明显提高，运营管理人员可在100kW以内对电机组负载做出调整。改善了全液压调整时，电机组负载波动性大的实际问题，电机组可靠性进一步提高。（2）运营管理人员能够根据预定程式，实施电机组的启动、停机，大大降低了自动操纵的失败率，使操纵更为精确。（3）经过改装后的各项调整，作业管理人员能够在控制系统内执行操纵，减少了操作人员触及高温、高压电气设备管线，从而增强了运营管理人员在作业时的人身安全。（4）经过改革以往需要由男同志或多个男同志一起作业才能顺利完成的工作，现在一位女同志轻点鼠标就能够顺利完成，大大降低了工作工作人员的劳作力度。（5）经过改革能够减少人力投资百分之十以上，减人提效的同时，也大大提高了人工效率。

结语

本文通过实际的改造案例对DEH系统在小型汽轮机上的控制改造研究进行了介绍，能够得出运用DEH系统能够在小型汽轮机上帮助操作人员完成超速试验、假并网试验、阀门严密性试验等等，可以较为明显的提高工作效率。同时通过对机组负荷控制方面的改造提高了控制精度以及安全性，并且通过程序化设定提高了操作的精准性;通过改造降低了大部分操作的操作难度，降低了人力资源成本并且提高了效率，能够为企业带来更高的经济效益。

参考文献

[1]闫磊. DEH电调自动控制技术在汽轮发电机中的应用[J]. 现代制造技术与装备，2021，57（9）：190-191.

[2]陈烨. 汽轮机DEH系统电调检修的技术攻关[J]. 城市建设理论研究（电子版），2015（10）：1490-1491.