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【摘要】DEH系统是汽轮机的重要组成部分,本文针对汽轮机电子式电液调速系统,结合DEH调速控制方法以及原理,分析了DEH系统的结构组成,还对DEH系统的参数优化设计进行了研究,希望对相关工作人员有所帮助,为汽轮机DEH系统调速控制与完善提供一定借鉴的经验。
【关键词】汽轮机;DEH系统;参数优化
汽轮机是电厂中一种常用的热工设备,为了提高电厂的生产效率,必须加强对汽轮机DEH系统的调速控制,这也是电厂电力系统部门需要研究的重点问题。汽轮机在不断改进与优化的过程中,应用的技术也越来越先进,从传统机械离心技术到液压技术,在到现如今电力技术,说明在科技不断进步的影响下,汽轮机各個系统设计应用的技术在不断进步。DEH系统是汽轮机电液调速系统的重要组成部分,在实际应用的过程中,DEH系统具有控制线性化、控制精度高等优点,而且带负载能力较强。
一、汽轮机DEH系统的基本结构组成
下文结合数字式电液调速系统中DEH系统的设计原理,提出了参数优化的思想,对DEH系统的基本机构组成进行了分析,这对提高电厂热工循环的效率以及控制水平有着一定帮助,还对优化汽轮机DEH系统参数有着促进作用。下面笔者对数字式电液调速系统DEH的重要组成部分进行了分析,以供参考。
1、电子控制器
电子控制器属于具有微机功能的控制系统,其体型比较小,但是包括的元件比较多,比如I/O接口、控制输出模块、数据转换通道以及电源模块等等。电子控制器的功能比较多,其中最重要的是接收汽轮机控制系统发出的信号,通过数据转换器,将信号转换为特殊格式规范的信号,这样可以方便对汽轮机气阀调节装置的控制,有利于提高汽轮机控制阀门的能力。
2、操作系统
操作系统在汽轮机中的主要功能是实现人机交互,该系统是由操作盘、显示器、键盘等硬件构成的。操作系统可以实现人机对话,具有多项控制与操作的功能,而且可以实现DEH系统的通信功能,在优化汽轮机DEH系统参数时,需要以提高系统操作能力原则。
3、油系统
汽轮机油系统主要是由两部分构成,分别是高压油控制系统与润滑油系统,这两个组成部门是具有独立性,相互之间的干扰比较少。高压油控制系统可以为汽轮机提供较强的动力,这一系统接收到的信号主要是由电子控制器发出的,利用这一系统,可以实现控制系统对供油动力压力的调节。润滑油系统具有润滑的作用,其通过提供透平油,可以帮助汽轮机更好的运转。
4、执行机构
执行机构可以接收到操作盘以及电子控制器发出的信号指令,而且可以将这些控制指令转化为驱动指令,通过传输到驱动执行机构中,从而完成指令中要求完成的动作。执行结构是由电液伺服阀、放大器以及油动机组构成的,可以完成对高压以及中压调节气阀的驱动控制。
5、保护系统
保护系统可以实现对汽轮机DEH系统稳定运行的保护,这包括电路保护、油路保护等。保护系统功能的实现需要利用电磁阀这一装置,其可以对DEH系统电流、电压以及油压参数进行监测,并根据监测到的信息做出保护动作,从而保证汽轮机更加的运转。
二、汽轮机DEH系统参数优化的研究
1、DEH系统关键控制参数
我国汽轮机大多数都是利用串级PID控制系统实现电液调速的,为了提高汽轮机DEH系统优化的质量,必须以提高系统实用性为原则,下面笔者结合串联PID控制系统,对汽轮机DEH系统参数优化方法进行简要的探讨。串级PID控制系统的控制参数主要包括:比例系数P、积分系数I、微分系数D,对这三个参数进行优化与调整,可以提高汽轮机对DEH系统的控制能力。下面笔者对PID系统参数的主要作用进行简单的分析:
1.1参数P。参数P的主要作用是比例调节,设计人员通过设置准确的比例参数,可以检测系统是否存在偏差,如果检测出偏差,参数P则会发挥调节的作用,缩小偏差范围;增强参数比例的作用,还可以提高调节的效率,有助于减少误差,但是如果比例作用过大,也会降低系统运行的稳定性。
1.2参数I。参数I具有积分调节的作用,可以消除系统存在的误差。在DEH系统中,有时会存在设计误差,利用参数I积分调节的功能,可以减少误差出现的概率,只有消除系统全部误差后,积分调节才会自动停止。所以,参数I具有提高系统稳定性的作用。如果参数I积分调节的设置存在失误,则会影响动态响应的速度,将积分作用与PI调节器以及PID调节器结合在一起,可以有效的提高积分调节的准确性。
1.3参数D。参数D具有微分调节作用,微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,微分调节可以改善系统的动态性能。
2、优化方案设计
2.1基本原理
优化之后的调速控制系统,不仅仅实时监测速度偏差e的变化,同时还监测速度偏差e的变化ec,通过对速度偏差e和速度偏差的变化ec的监测,依据相应的模糊控制法则给出PID参数的自整定,从而优化了速度调节的控制模式。优化之后的基于模糊控制实现的PID参数自整定控制方法,不仅能够避免传统的由于只监测速度偏差e所带来的速度调节控制的滞后性,更重要的是通过模糊调速法则,能够在很大程度上优化控制系统由于PID整定过程所带来的干扰。
2.2优化步骤
具体的优化实时步骤需要按照一定步骤执行:首先,给出初步整定的PID参数;其次,实时监测速度偏差e和速度偏差的变化ec;再次,设计完善的模糊控制法则库;最后,依据相应的模糊法则优化参数PID的整定;另外,还要利用反馈给执行机构完成调速过程。
三、结语
汽轮机在火力或者水力发电厂中有着广泛的应用,其属于一种热工设备,而且影响着热工循环控制的效率,也影响着控制系统的可靠性。为了提高发电厂的生产效率以及汽轮机DEH系统运行的稳定性,必须对DEH系统的各项参数进行优化。在优化的过程中,需要在串级PID控制系统的基础上进行,笔者结合自身经验,提出了汽轮机DEH系统参数优化方案,通过实践发现,优化系统参数,可以提高控制系统热工循环效率,还可以提高控制系统的稳定性,具有较强的借鉴以及指导意义。
参考文献
[1]李平,彭道刚,杨宁.国产数字电液控制系统应用现状分析[J].上海电力学院学报,2007,23 (2):108-110.
[2]靳智平.电厂汽轮机原理及系统[M].北京:中国电力出版社,2006.
[3]包锦华,黄勇.1000MW超超临界机组汽轮DEH调试简介[J].热力透平,2007,(3):74.
【关键词】汽轮机;DEH系统;参数优化
汽轮机是电厂中一种常用的热工设备,为了提高电厂的生产效率,必须加强对汽轮机DEH系统的调速控制,这也是电厂电力系统部门需要研究的重点问题。汽轮机在不断改进与优化的过程中,应用的技术也越来越先进,从传统机械离心技术到液压技术,在到现如今电力技术,说明在科技不断进步的影响下,汽轮机各個系统设计应用的技术在不断进步。DEH系统是汽轮机电液调速系统的重要组成部分,在实际应用的过程中,DEH系统具有控制线性化、控制精度高等优点,而且带负载能力较强。
一、汽轮机DEH系统的基本结构组成
下文结合数字式电液调速系统中DEH系统的设计原理,提出了参数优化的思想,对DEH系统的基本机构组成进行了分析,这对提高电厂热工循环的效率以及控制水平有着一定帮助,还对优化汽轮机DEH系统参数有着促进作用。下面笔者对数字式电液调速系统DEH的重要组成部分进行了分析,以供参考。
1、电子控制器
电子控制器属于具有微机功能的控制系统,其体型比较小,但是包括的元件比较多,比如I/O接口、控制输出模块、数据转换通道以及电源模块等等。电子控制器的功能比较多,其中最重要的是接收汽轮机控制系统发出的信号,通过数据转换器,将信号转换为特殊格式规范的信号,这样可以方便对汽轮机气阀调节装置的控制,有利于提高汽轮机控制阀门的能力。
2、操作系统
操作系统在汽轮机中的主要功能是实现人机交互,该系统是由操作盘、显示器、键盘等硬件构成的。操作系统可以实现人机对话,具有多项控制与操作的功能,而且可以实现DEH系统的通信功能,在优化汽轮机DEH系统参数时,需要以提高系统操作能力原则。
3、油系统
汽轮机油系统主要是由两部分构成,分别是高压油控制系统与润滑油系统,这两个组成部门是具有独立性,相互之间的干扰比较少。高压油控制系统可以为汽轮机提供较强的动力,这一系统接收到的信号主要是由电子控制器发出的,利用这一系统,可以实现控制系统对供油动力压力的调节。润滑油系统具有润滑的作用,其通过提供透平油,可以帮助汽轮机更好的运转。
4、执行机构
执行机构可以接收到操作盘以及电子控制器发出的信号指令,而且可以将这些控制指令转化为驱动指令,通过传输到驱动执行机构中,从而完成指令中要求完成的动作。执行结构是由电液伺服阀、放大器以及油动机组构成的,可以完成对高压以及中压调节气阀的驱动控制。
5、保护系统
保护系统可以实现对汽轮机DEH系统稳定运行的保护,这包括电路保护、油路保护等。保护系统功能的实现需要利用电磁阀这一装置,其可以对DEH系统电流、电压以及油压参数进行监测,并根据监测到的信息做出保护动作,从而保证汽轮机更加的运转。
二、汽轮机DEH系统参数优化的研究
1、DEH系统关键控制参数
我国汽轮机大多数都是利用串级PID控制系统实现电液调速的,为了提高汽轮机DEH系统优化的质量,必须以提高系统实用性为原则,下面笔者结合串联PID控制系统,对汽轮机DEH系统参数优化方法进行简要的探讨。串级PID控制系统的控制参数主要包括:比例系数P、积分系数I、微分系数D,对这三个参数进行优化与调整,可以提高汽轮机对DEH系统的控制能力。下面笔者对PID系统参数的主要作用进行简单的分析:
1.1参数P。参数P的主要作用是比例调节,设计人员通过设置准确的比例参数,可以检测系统是否存在偏差,如果检测出偏差,参数P则会发挥调节的作用,缩小偏差范围;增强参数比例的作用,还可以提高调节的效率,有助于减少误差,但是如果比例作用过大,也会降低系统运行的稳定性。
1.2参数I。参数I具有积分调节的作用,可以消除系统存在的误差。在DEH系统中,有时会存在设计误差,利用参数I积分调节的功能,可以减少误差出现的概率,只有消除系统全部误差后,积分调节才会自动停止。所以,参数I具有提高系统稳定性的作用。如果参数I积分调节的设置存在失误,则会影响动态响应的速度,将积分作用与PI调节器以及PID调节器结合在一起,可以有效的提高积分调节的准确性。
1.3参数D。参数D具有微分调节作用,微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,微分调节可以改善系统的动态性能。
2、优化方案设计
2.1基本原理
优化之后的调速控制系统,不仅仅实时监测速度偏差e的变化,同时还监测速度偏差e的变化ec,通过对速度偏差e和速度偏差的变化ec的监测,依据相应的模糊控制法则给出PID参数的自整定,从而优化了速度调节的控制模式。优化之后的基于模糊控制实现的PID参数自整定控制方法,不仅能够避免传统的由于只监测速度偏差e所带来的速度调节控制的滞后性,更重要的是通过模糊调速法则,能够在很大程度上优化控制系统由于PID整定过程所带来的干扰。
2.2优化步骤
具体的优化实时步骤需要按照一定步骤执行:首先,给出初步整定的PID参数;其次,实时监测速度偏差e和速度偏差的变化ec;再次,设计完善的模糊控制法则库;最后,依据相应的模糊法则优化参数PID的整定;另外,还要利用反馈给执行机构完成调速过程。
三、结语
汽轮机在火力或者水力发电厂中有着广泛的应用,其属于一种热工设备,而且影响着热工循环控制的效率,也影响着控制系统的可靠性。为了提高发电厂的生产效率以及汽轮机DEH系统运行的稳定性,必须对DEH系统的各项参数进行优化。在优化的过程中,需要在串级PID控制系统的基础上进行,笔者结合自身经验,提出了汽轮机DEH系统参数优化方案,通过实践发现,优化系统参数,可以提高控制系统热工循环效率,还可以提高控制系统的稳定性,具有较强的借鉴以及指导意义。
参考文献
[1]李平,彭道刚,杨宁.国产数字电液控制系统应用现状分析[J].上海电力学院学报,2007,23 (2):108-110.
[2]靳智平.电厂汽轮机原理及系统[M].北京:中国电力出版社,2006.
[3]包锦华,黄勇.1000MW超超临界机组汽轮DEH调试简介[J].热力透平,2007,(3):74.