1、电厂汽轮机改造探析摘 要:电网联网后,周率变化快,单纯靠值班员的监视调整,很难满足区域联络线负荷与中调给定负荷偏差小于 3%的要求。实施 DEH(数字电液调节系统) 可提高机组整体的可控性,为电网实施 AGC 打下基础。AGC即电力系统频率和有功功率自动控制系统,又称为自动发电控制。可提高电能质量,满足电能供需实时平衡,提高电网运行的经济性,减少调度运行人员的劳动强度。 关键词:电厂;汽轮机;DEH;改造 1 汽轮机改造前控制原理说明 (1)#1 机改造前的调节原理。 #1 机原采用二级放大全液压调试系统,即当转速增加(或外界负荷减少,周率上升),径向泵(主油泵)出口压力油压升高,作用于压力变
2、换器的下部,引起压力变换器的活塞向上移动,下部的泄油孔变小,压力油经过节流孔减压后的脉冲油压升高,错油门滑阀上移,压力油经错油门滑阀进入油动机下部,油动机活塞上移,关小调门,降低转速。 (2)#2 机改造前的调节原理。 #2 机改造前的调节原理为:当转速升高,弹性调速器因离心力作用向外升张,挡油板右移,间隙增大,液压随动滑阀两端的液压力变化,随动滑阀右移,带动分配滑阀右移,左侧的油口开大,脉冲油压下降,油动滑阀(错油门)向下移动,压力油进入油动机活塞的上部,推动活塞向下,关小调门,当油动机活塞向下移动时,推动反馈滑阀向左移动,加大反馈滑阀的进油口的面积,使脉冲油压上升,使油动机滑阀,油动机回到
3、中间位置,油动机停止运动。当转速降低时,其过程相反。通过同步器也可以改变分配滑阀的位置,使得油动机移动,改变调门的开度,增减机组的出力。 2 #1、#2 机纯液压调节存在的问题 (1)#1 转速测量部件为脉冲泵,转速测量信号为脉冲油压,脉冲油压与转速的平方成正比,低转速时的脉冲油压微乎其微,在低转速下无法做到转速的闭环控制,调速系统一般在 2750rpm3200rpm 才参与工作;#11 机错油门采用机械弹簧滑阀,端为不变化的力,一端为变化的力,这样的压力油油压变化时(油动机快速移动时)会产生一种寄生反馈,这种寄生反馈会产生正和负的反馈作用,是油动机工作不稳定的一个重要因素;在本系统中的油动机
4、、脉冲油压力降低时为开汽门方向,升高时为关汽门。也就是若油管破裂,垫片漏油造成脉冲油压下降时,汽门向开启的方向运动,不符合安全设计的原则;纯液压调节系统,不能实现发电机功率、主蒸汽压力等的闭环控制及自动发电的 AGC 控制。 (2) #2 机弹性调速器连接在主油泵上,主油泵轴又经弹性联轴器由汽机转子带动,汽机转子在启动和变工况运行时容易产生轴向串动,因而引起调节系统和机组负荷的波动。调速随动滑阀、分配滑阀、反馈滑阀容易卡涩,使油动机在加减负荷过程中产生突跳。同步器马达不易控制,使负荷的远方控制不能准确到位。 3 #1、#2 机 DEH 改造方案 (1) #1 机的调节阀的错油门原为机械弹簧式的
5、,改为液力弹簧式;主汽门改造增加电动执行机构一套,挂闸后主汽门能自动开启,用磁阻发讯器替代脉冲泵,实现大范围转速测量,用 DDV 电液转换器替代同步器、压力变换器、启动阀等直接产生脉冲油压,控制油动机滑阀及活塞。由安装在油动机活塞上的 LVDT 实施位移反馈,由此形成一个电液随动系统。 (2) #2 机保留原有的供油装置及主油泵,机组启动时用高压启动油泵供油,压力油经双联过滤器过滤后向电液转换器供油,取消原系统中的同步器滑阀,随动滑阀(调速滑阀),分配滑阀,油动机反馈滑阀的液压部件及控制油路,用磁阻发讯器作为测速元件来实现大范围转速测量,用 DDV 电液转换器替代同步器滑阀,随动滑阀(调速滑阀
6、),分配滑阀等直接产生脉冲油压,控制油动机滑阀及活塞。由安装在油动机活塞上的 LVDT 实施位移反馈,由此形成一个电液随动系统。其工作原理图如下: 如上图所示:伺服控制系统由阀门伺附控制卡(VCC)、功放卡、电液转换器(DDV 阀)、油动机、LVDT 等构成。DEH 控制器将发电机的转速、功率、主汽压力以及其它状态信号处理后,输出阀门开度指令信号。通过阀门伺服控制卡,经功率放大后去控制电液转换器,由转换器转换成相应的控制油压信号,控制油压送入相应的油动机以控制各个阀门的开度,从而改变机组的转速或功率。 (3)改造后 DEH 具有的功能。 DEH 系统主要功能包括:汽轮机转速控制;负荷偏差调节;参与一次调頻;燃机、汽机协调控制;快速减负荷;主汽压控制;阀门试验;轮机程控启动;OPC 控制;甩负荷及失磁工况控制。
