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摘要：大屯电厂热电分厂#8、9机组原WoodWard 505E调节控制系统存在易卡涩、负荷摆动大、调节品质差等问题，为了保证#8、9机组的安全稳定经济运行，#8、9机调速系统改造为自容式电液控制系统。介绍自容式电液控制系统的工作原理及改造后的运行情况。
关键词：汽轮机 DEH 保护调节
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）011-055-02
1 机组概况
大屯热电分厂现有#4、5、0、8、9五台锅炉和#4、5、8、9四台汽轮发电机组，属于综合利用机组，燃料是洗煤厂的副产品，包括洗混煤、煤矸石及煤泥，变废为宝，每年利用劣质煤发电4亿度，同时为铝厂、砖厂供热提供其生产用汽，每年冬季还承担矿区供暖任务，每年大约供汽量为45万吨，取得了很好的经济效益和社会效益。
#4、5机组是C12-50/10型汽轮机，由杭州汽轮机厂生产，采用杭州和利时自动化有限公司生产的自容式电液控制系统进行调节；#8、9机组是C15-4.9/0.98型汽轮机，由杭州中能汽轮动力有限公司生产，采用WoodWard 505E调节控制系统。
2 #8、9机调速系统存在的问题
#8、9采用WoodWard 505E调节控制系统，主要問题如下：
（1）#8、9机组为15MW机组，由于调速系统问题，负荷只能带到12MW，不能达到额定负荷，机组出力不够。
（2）#8、9机组负荷调整困难且迟缓率过大，无法对应汽温、汽压、真空等参数变化的负荷调整，给机组的安全经济运行造成了很大的影响。
（3）#8、9机组在停机时负荷不能减到零，停机时只能采用电动总汽门节流方式，将负荷减到零时解列打闸停机，对设备和人身产生很大的安全隐患。
（4）#8、9机组调速系统用油和润滑、保安系统用油没有分开，在运行中油质变差或油中带水，均会使电液转换器等调节部件产生油泥和锈蚀，造成机组运行不稳定，迟缓率增大，负荷无法调整等安全隐患和影响。
（5）#8、9机组505E无故障追忆功能，机组出现故障后，比较难判断故障原因，增加了解决故障的困难。
（6）#8、9机组505E为全英文界面，给运行操作和判断带来很大的不便。
为了保证#8、9机组的安全稳定经济运行，经杭州和利时自动化有限公司技术人员和上海大屯能源股份有限公司热电厂有关领导的调研，决定将#8、9机调速系统改造为自容式电液控制系统。#4、5机组调速系统采用的是自容式电液控制系统。实践证明，自容式电液控制系统优化和补偿了数字式透平油电液控制系统的不足，使机组运行更加安全经济。
3 自容式电液控制系统的工作过程及构成
正常稳定运行时，汽轮机DEH比例伺服阀的滑阀在中间位置，压力油与油动机活塞下腔不连通，油动机活塞不动作，调门也不动作，机组稳定在一定负荷上运行。当运行人员输入一个开大调门加负荷的命令时，比例伺服阀动作，其滑阀上移，油动机活塞下腔与回油口接通，在上部油压作用下，油动机向下移动经三角架连杆带动开大调速汽门，机组负荷随即上升。油动机上升的位移经位移传感器LVDT反馈到汽轮机电液控制系统，与运行人员的指令比较，直至其达到设定值，调门便停止移动，并停留在一个新的工作位置上。关调速汽门减负荷的动作过程与此过程相反。图1是调速系统动作过程的示意图。
汽轮机采用数字式电液控制系统后，通过计算机数据采集系统可以方便灵活的实现机组的监视、控制，运行人员只要输入指令，就能安全稳定地进行机组的启动与停运，既减轻了职工的劳动强度，又避免了误操作。同时可以通过计算机软件实现汽轮机的多种保护，为机组安全经济运行提供了有力的保障。
DEH控制系统分为电子控制系统和液压调节保安系统两部分。
3.1 电子控制系统部分
电子控制部分由分散式控制系统DCS及电液控制系统DEH专用模件组成，它通过计算机系统完成信号的采集、逻辑判断、人机对话等工作。电子控制硬件操作员站、工程师站、通讯网络、紧急手操盘等组成。DEH采用Windows XP平台的和利时MACSV软件进行实现DEH各种功能的组态，实现各种功能。
通过工程师站将DEH控制算法安装到控制柜，控制柜中的主控单元实现DEH控制算法和运算。操作员站主要完成人机接口，运行人员可以通过操作员站监视机组的各种运行参数，发现不合格参数，运行人员可以通过操作员站进行相应的调整，系统还会自动发出报警信号，提醒运行人员注意机组运行状况。所有运行情况和逻辑均可在工程师站上查看，为分析事故提供了可靠的历史数据。
3.2 液压调节保安系统部分
在汽轮机DEH改造中，保留了原调速保安系统中危急遮断油门，增加了遮断电磁阀，如果汽轮机热工保护发出信号，则该电磁阀会动作，自动泄掉安全油压，自动主汽门迅速关闭，实现机组的安全停运。DEH还增加了挂闸电磁阀阀组件，挂闸电磁阀组件有两个电磁阀组成，通过两个电磁阀的配合动作，先是为自动主汽门提供启动油压，主汽门复位后立即建立安全油压同时泄掉启动油压，实现主汽门的自动挂闸开出。系统还增加了主汽门活动电磁阀组件及安全油压压力开关组件，通过主汽门活动电磁阀的动作，可以安全方便地实现主汽门的活动试验，避免了手动操作的不安全性。电液控制系统通过安全油压压力开关组件为低油压保护提供可靠的低油压信号。液压调节系统采用自容式电液执行器，自容式电液执行器主要由供油系统、电液伺服系统组成，是一种自带油源的电液执行器。内部工质采用抗磨液压油。供油系统包括油箱、滤油器、蓄能器、溢流阀、齿轮泵、电动机等部件组成。系统有2台油泵互为备用。执行机构工作时油压为10～14MPa。当蓄能器内的油压达到14MPa时，油泵进入空载状态，此时依靠蓄能器蓄存的高压油来维持执行机构的工作。当油压降到10MPa时，油系统进入充油状态，向蓄能器补充高压油。如此周而复始，油泵间断性进入空载运行状态，既节能又延长了油泵的使用寿命。
4 投资费用及效益分析
设备改造费用约60万元，施工费3万元，合计63万元。DEH系统投入运行后，提高了机组的自动化控制程度，保证了安全稳定运行，每年每台机大约多发电120万度，由于我厂烧的是矿区劣质煤，属于综合利用电厂，上网电价高，每度电按低电价0.42元计算，每年每台机增加的经济效益为：1200000 KWh €？0.4元 = 48万元。同时由于机组运行稳定了，发电和供热也稳定安全了，企业信誉更好了，这样不仅取得了良好的经济效益，而且取得了很好的社会效益，达到了良好的预期效果。
参考文献：
[1] 北京和利时有限公司.自容式DEH系统说明书[S].
[2] 上海新华控制技术有限公司.电站汽轮机数字式电液控制系统——DEH[M].北京：中国电力出版社，2005.
[3] 火力发电职业技能培训教材编委会.发电厂集控运行[M].北京：中国电力出版社，2006.
关键词：汽轮机 DEH 保护调节
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）011-055-02
1 机组概况
大屯热电分厂现有#4、5、0、8、9五台锅炉和#4、5、8、9四台汽轮发电机组，属于综合利用机组，燃料是洗煤厂的副产品，包括洗混煤、煤矸石及煤泥，变废为宝，每年利用劣质煤发电4亿度，同时为铝厂、砖厂供热提供其生产用汽，每年冬季还承担矿区供暖任务，每年大约供汽量为45万吨，取得了很好的经济效益和社会效益。
#4、5机组是C12-50/10型汽轮机，由杭州汽轮机厂生产，采用杭州和利时自动化有限公司生产的自容式电液控制系统进行调节；#8、9机组是C15-4.9/0.98型汽轮机，由杭州中能汽轮动力有限公司生产，采用WoodWard 505E调节控制系统。
2 #8、9机调速系统存在的问题
#8、9采用WoodWard 505E调节控制系统，主要問题如下：
（1）#8、9机组为15MW机组，由于调速系统问题，负荷只能带到12MW，不能达到额定负荷，机组出力不够。
（2）#8、9机组负荷调整困难且迟缓率过大，无法对应汽温、汽压、真空等参数变化的负荷调整，给机组的安全经济运行造成了很大的影响。
（3）#8、9机组在停机时负荷不能减到零，停机时只能采用电动总汽门节流方式，将负荷减到零时解列打闸停机，对设备和人身产生很大的安全隐患。
（4）#8、9机组调速系统用油和润滑、保安系统用油没有分开，在运行中油质变差或油中带水，均会使电液转换器等调节部件产生油泥和锈蚀，造成机组运行不稳定，迟缓率增大，负荷无法调整等安全隐患和影响。
（5）#8、9机组505E无故障追忆功能，机组出现故障后，比较难判断故障原因，增加了解决故障的困难。
（6）#8、9机组505E为全英文界面，给运行操作和判断带来很大的不便。
为了保证#8、9机组的安全稳定经济运行，经杭州和利时自动化有限公司技术人员和上海大屯能源股份有限公司热电厂有关领导的调研，决定将#8、9机调速系统改造为自容式电液控制系统。#4、5机组调速系统采用的是自容式电液控制系统。实践证明，自容式电液控制系统优化和补偿了数字式透平油电液控制系统的不足，使机组运行更加安全经济。
3 自容式电液控制系统的工作过程及构成
正常稳定运行时，汽轮机DEH比例伺服阀的滑阀在中间位置，压力油与油动机活塞下腔不连通，油动机活塞不动作，调门也不动作，机组稳定在一定负荷上运行。当运行人员输入一个开大调门加负荷的命令时，比例伺服阀动作，其滑阀上移，油动机活塞下腔与回油口接通，在上部油压作用下，油动机向下移动经三角架连杆带动开大调速汽门，机组负荷随即上升。油动机上升的位移经位移传感器LVDT反馈到汽轮机电液控制系统，与运行人员的指令比较，直至其达到设定值，调门便停止移动，并停留在一个新的工作位置上。关调速汽门减负荷的动作过程与此过程相反。图1是调速系统动作过程的示意图。
汽轮机采用数字式电液控制系统后，通过计算机数据采集系统可以方便灵活的实现机组的监视、控制，运行人员只要输入指令，就能安全稳定地进行机组的启动与停运，既减轻了职工的劳动强度，又避免了误操作。同时可以通过计算机软件实现汽轮机的多种保护，为机组安全经济运行提供了有力的保障。
DEH控制系统分为电子控制系统和液压调节保安系统两部分。
3.1 电子控制系统部分
电子控制部分由分散式控制系统DCS及电液控制系统DEH专用模件组成，它通过计算机系统完成信号的采集、逻辑判断、人机对话等工作。电子控制硬件操作员站、工程师站、通讯网络、紧急手操盘等组成。DEH采用Windows XP平台的和利时MACSV软件进行实现DEH各种功能的组态，实现各种功能。
通过工程师站将DEH控制算法安装到控制柜，控制柜中的主控单元实现DEH控制算法和运算。操作员站主要完成人机接口，运行人员可以通过操作员站监视机组的各种运行参数，发现不合格参数，运行人员可以通过操作员站进行相应的调整，系统还会自动发出报警信号，提醒运行人员注意机组运行状况。所有运行情况和逻辑均可在工程师站上查看，为分析事故提供了可靠的历史数据。
3.2 液压调节保安系统部分
在汽轮机DEH改造中，保留了原调速保安系统中危急遮断油门，增加了遮断电磁阀，如果汽轮机热工保护发出信号，则该电磁阀会动作，自动泄掉安全油压，自动主汽门迅速关闭，实现机组的安全停运。DEH还增加了挂闸电磁阀阀组件，挂闸电磁阀组件有两个电磁阀组成，通过两个电磁阀的配合动作，先是为自动主汽门提供启动油压，主汽门复位后立即建立安全油压同时泄掉启动油压，实现主汽门的自动挂闸开出。系统还增加了主汽门活动电磁阀组件及安全油压压力开关组件，通过主汽门活动电磁阀的动作，可以安全方便地实现主汽门的活动试验，避免了手动操作的不安全性。电液控制系统通过安全油压压力开关组件为低油压保护提供可靠的低油压信号。液压调节系统采用自容式电液执行器，自容式电液执行器主要由供油系统、电液伺服系统组成，是一种自带油源的电液执行器。内部工质采用抗磨液压油。供油系统包括油箱、滤油器、蓄能器、溢流阀、齿轮泵、电动机等部件组成。系统有2台油泵互为备用。执行机构工作时油压为10～14MPa。当蓄能器内的油压达到14MPa时，油泵进入空载状态，此时依靠蓄能器蓄存的高压油来维持执行机构的工作。当油压降到10MPa时，油系统进入充油状态，向蓄能器补充高压油。如此周而复始，油泵间断性进入空载运行状态，既节能又延长了油泵的使用寿命。
4 投资费用及效益分析
设备改造费用约60万元，施工费3万元，合计63万元。DEH系统投入运行后，提高了机组的自动化控制程度，保证了安全稳定运行，每年每台机大约多发电120万度，由于我厂烧的是矿区劣质煤，属于综合利用电厂，上网电价高，每度电按低电价0.42元计算，每年每台机增加的经济效益为：1200000 KWh €？0.4元 = 48万元。同时由于机组运行稳定了，发电和供热也稳定安全了，企业信誉更好了，这样不仅取得了良好的经济效益，而且取得了很好的社会效益，达到了良好的预期效果。
参考文献：
[1] 北京和利时有限公司.自容式DEH系统说明书[S].
[2] 上海新华控制技术有限公司.电站汽轮机数字式电液控制系统——DEH[M].北京：中国电力出版社，2005.
[3] 火力发电职业技能培训教材编委会.发电厂集控运行[M].北京：中国电力出版社，2006.