汽輪機(jī)控制系統(tǒng)和SGC子組啟動論述

　　1硬件構(gòu)成
　　
　　華能福州電廠二期三、四號機(jī)組DEH系統(tǒng)采用德國西門子公司成套提供的SIMA—DYND數(shù)字控制系統(tǒng)、設(shè)計上采用了兩套冗余模件互相熱備用，得以提高安全性。DEH系統(tǒng)通過硬接線及H1BUS高速總線與TXP系統(tǒng)通訊實(shí)現(xiàn)其控制功能。一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)由以下硬件構(gòu)成：
　　
　　1．1中央處理器模件PM42；
　　
　　1．2I／O子模件IT41IT42；
　　
　　1．3處理器緩存模件MM4；
　　
　　1．4數(shù)字量輸出子模件EMIl；
　　
　　1．5模擬量輸出子模件EMl2；
　　
　　1．6SINECL2總線通訊模件CST；
　　
　　1．7機(jī)架通訊連接板CS22；
　　
　　1．8SINECHl總線通訊模件CSHll；
　　
　　1．9電源模件。
　　
　　2控制功能
　　
　　DEH控制系統(tǒng)在不同工況下控制調(diào)門開度，完成沖轉(zhuǎn)、定速、并網(wǎng)、調(diào)負(fù)荷的功能，主要完成以下控制功能。
　　
　　2．1轉(zhuǎn)速控制功能
　　
　　2．2負(fù)荷控制功能
　　
　　2．3壓力控制功能
　　
　　2．4自動控制功能
　　
　　2．5閥門試驗(yàn)控制功能
　　
　　2．6高壓排汽溫度控制
　　
　　2．7高壓葉片壓力控制
　　
　　2．8高壓主冷卻蒸汽壓力控制
　　
　　3汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)
　　
　　采用西門子公司的S5—95F可編程控制系統(tǒng)來構(gòu)成汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)（EMER—GENCYTRIPSYSTEM簡稱EIS），為了安全可靠地運(yùn)行，該系統(tǒng)配置了4套能夠獨(dú)立執(zhí)行保護(hù)任務(wù)的模件，采用2取2后的2取1控制方式，以保證保護(hù)系統(tǒng)既不會拒動也不會誤動。
　　
　　ETS系統(tǒng)的保護(hù)信號主要是通過與AS620B（TXP的基本型自動控制系統(tǒng)）通訊獲得，而一些重要信號（如手動跳閘，超速保護(hù)，發(fā)電機(jī)保護(hù)等）直接硬接線輸入到S5—95F可編程控制器。
　　
　　3．1汽輪機(jī)主保護(hù)項(xiàng)目：
　　
　　3．1．1主汽溫度低保護(hù)
　　
　　3．1．2低旁噴水流量保護(hù)
　　
　　3．1．3潤滑油壓力保護(hù)
　　
　　3．1．4汽機(jī)軸向位移保護(hù)
　　
　　3．1．5凝汽器水位保護(hù)
　　
　　3．1．6壓比保護(hù)A7／A8（7段抽汽壓力／8段抽汽壓力）
　　
　　3．1．7壓比保護(hù)A5／A6（5段抽汽壓力／6段抽汽壓力：
　　
　　3．1．8低壓缸排汽溫度保護(hù)
　　
　　3．1．9主油箱油位保護(hù)
　　
　　3．1．10熱段再熱蒸汽溫度低保護(hù)
　　
　　3．1．11凝汽器壓力保護(hù)
　　
　　3．1．12高壓葉片溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．13低壓葉片溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．14軸承振動保護(hù)
　　
　　3．1．15軸承溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．16主汽溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．17再熱蒸汽溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．18高壓葉片壓比保護(hù)
　　
　　3．1．19冷卻蒸汽閥旁路閥保護(hù)
　　
　　3．1．20通風(fēng)閥噴水流量低保護(hù)
　　
　　3．1．21發(fā)電機(jī)端部液位高保護(hù)
　　
　　3．1．22發(fā)電機(jī)冷氫溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．23勵磁機(jī)后熱風(fēng)溫度高保護(hù)
　　
　　3．1．24鍋爐安全火焰丟失跳汽機(jī)保護(hù)
　　
　　3．1．25汽機(jī)手動停機(jī)
　　
　　3．1．26發(fā)電機(jī)跳閘聯(lián)跳汽機(jī)
　　
　　3．1．27主機(jī)火災(zāi)保護(hù)
　　
　　3．1．28汽機(jī)超速保護(hù)
　　
　　3．1．29發(fā)電機(jī)緊急排氫保護(hù)
　　
　　3．1．30控制油箱油溫度保護(hù)
　　
　　3．1．31S5—95FA與BLI總線故障
　　
　　3．2ETS系統(tǒng)特點(diǎn)
　　
　　與國內(nèi)其它ETS系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：
　　
　　3．2．1該系統(tǒng)*采用計算機(jī)控制而不是傳統(tǒng)的繼電器硬件控制。
　　
　　3．2．2汽機(jī)跳閘的任務(wù)是由每一個曲動機(jī)各自的跳閘回路實(shí)現(xiàn)的，而不是由一個傳統(tǒng)油系統(tǒng)總的跳閘回路來實(shí)現(xiàn)。
　　
　　3．2．3該機(jī)組沒有機(jī)械超速保護(hù)跳閘功能，而僅有兩套電超速保護(hù)跳閘回路。
　　
　　3．2．4在汽機(jī)就地沒有傳統(tǒng)的機(jī)械打閘和掛閘裝置，而只有遠(yuǎn)方手動打閘和一套遠(yuǎn)方模擬掛閘系統(tǒng)。
　　
　　3．2．5保護(hù)項(xiàng)目大量采用典型的西門子式的三取二保護(hù)設(shè)計，即每項(xiàng)保護(hù)都通過三個判斷信號取二個滿足時，或一個判斷信號滿足且另一個信號故障時．或三個信號全部故障時保護(hù)動作。
　　
　　3．2．6保護(hù)項(xiàng)目大量采用復(fù)雜的工藝特性保護(hù)，而不是傳統(tǒng)采用的定值保護(hù)。
　　
　　3．2．7保護(hù)項(xiàng)目數(shù)量多，如果按照各邏輯分項(xiàng)統(tǒng)計，其數(shù)量達(dá)到150次項(xiàng)。
　　
　　4SGC汽機(jī)子組啟動
　　
　　由AS620B基本自動控制系統(tǒng)（AP36）、SIMADYN數(shù)字控制系統(tǒng)，汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)以及OM650過程控制和管理系統(tǒng)，共同實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)啟動過程的控制，操作及監(jiān)視。
　　
　　在過程處理器AP36中有一個專門用于汽輪機(jī)啟動的子組SGC（SubGroupControl）它可接收單元機(jī)組控制GC（GroupConwol）來的指令也可直接在OM畫面上由運(yùn)行人員進(jìn)行投退操作，實(shí)現(xiàn)對汽機(jī)的啟動控制。
　　
　　汽機(jī)子組控制程序如下：
　　
　　4．1確認(rèn)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)，輔助冷卻水系統(tǒng)，閉冷水系統(tǒng)已投運(yùn)正常（步驟1、S1）
　　
　　4．2發(fā)出汽機(jī)供油組起動指令（S2）確認(rèn)以下條件滿足：
　　
　　4．2．1汽機(jī)供油組起動
　　
　　4．2．2凝結(jié)水泵子組起動
　　
　　4．3發(fā)出真空組起動指令，低旁壓力控制信號zui小指令（S3）確認(rèn)以下條件滿足
　　
　　4．3．1低旁壓力控制信號<-40％
　　
　　4．3．2真空組起動
　　
　　4．3．3當(dāng)凝汽器壓力<80kpaabs時，執(zhí)行下面步驟
　　
　　4．4起動汽機(jī)／低旁閥子組（S4）確認(rèn)5分鐘內(nèi)發(fā)出下列條件滿足：
　　
　　4．4．1控制油供應(yīng)子環(huán)準(zhǔn)備就緒并投入ON
　　
　　4．4．2控制油冷卻子環(huán)準(zhǔn)備就緒并投入ON
　　
　　4．4．3至少一側(cè)高壓主汽閥子環(huán)及高壓閥子環(huán)投入ON
　　
　　4．4．4至少一側(cè)中壓主汽閥子環(huán)及中壓閥子環(huán)投入ON
　　
　　4．5將機(jī)組壓力控制置為初壓方式（S5）確認(rèn)5秒內(nèi)初壓方式投入ON
　　
　　4．6投入汽機(jī)本體疏水自動，發(fā)電機(jī)主開關(guān)選擇狀態(tài)（S6）
　　
　　4．6．1汽機(jī)本體疏水子環(huán)、抽汽止閥投入ON
　　
　　4．6．2開各疏水閥
　　
　　4．6．3置發(fā)變組220KV開關(guān)非選擇狀態(tài)
　　
　　4．7確認(rèn)全部主汽閥、調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，汽機(jī)本體全部疏水閥全開，所有抽汽逆止閥關(guān)閉。
　　
　　4．8勵磁機(jī)干燥風(fēng)機(jī)子環(huán)投0N（S7）確認(rèn)：主機(jī)跳閘條件中各參數(shù)正常；主機(jī)潤滑油冷卻器出口溫度>37℃；盤車正常，汽機(jī)疏水組*，-30K<高壓缸差<+30K；凝汽器壓力<80kpa；
　　
　　4．9起動油泵控制SGC，并起動高壓缸冷卻排汽閥（S8、S9）
　　
　　4．10投入低旁壓力控制及低旁壓力自動設(shè)定值調(diào)整器，起動高壓缸冷卻排汽閥，并開啟左右中壓主；氣閥前疏水電動閥（S1S11）。
　　
　　檢測X2標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備打開主汽閥
　　
　　X2標(biāo)準(zhǔn)：汽機(jī)進(jìn)口主蒸汽的飽和溫度<高壓調(diào)節(jié)閥的閥體平均溫度+X2。
　　
　　4．11若X2標(biāo)準(zhǔn)滿足，則關(guān)閉左右高壓調(diào)節(jié)閥前疏水電動閥（S12）
　　
　　4．12汽機(jī)復(fù)置，設(shè)定初負(fù)荷（215MW）（S13S14）
　　
　　起動設(shè)備的輸出信號從0％開始上升，當(dāng)>12．5％時復(fù)置跳閘系統(tǒng)（ETS），當(dāng)>22．5％時高中壓汽閥的跳閘電磁閥關(guān)閉，當(dāng)>32．5％時，高中壓調(diào)節(jié)閥的跳閘電磁閥關(guān)閉，當(dāng)>42．5％時高中壓主汽閥的前導(dǎo)電磁閥打開，油動機(jī)．進(jìn)油，高中壓主汽閥打開。
　　
　　4．13預(yù)熱5分鐘（S15），在10分鐘內(nèi)確認(rèn)
　　
　　下列條件滿足，執(zhí)行下一步：
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　TSE溫度裕量>30k汽機(jī)進(jìn)口主蒸汽過熱度>20K
　　
　　汽機(jī)進(jìn)口再熱過熱度>20K
　　
　　X1標(biāo)準(zhǔn)正常：高旁前主蒸汽的飽和溫度>高壓調(diào)節(jié)閥的閥體平均溫度+X1
　　
　　4．14開啟左右高壓主汽閥前疏水閥，開啟左右高壓調(diào)節(jié)閥前疏水閥，預(yù)熱3分鐘后全開上述四個疏水閥（S16S17）
　　
　　4．15確認(rèn)高中壓缸溫度正常（-30—+30K），軸封汽壓力控制自動狀態(tài)，發(fā)電機(jī)正常（S18）
　　
　　4．16確認(rèn)有關(guān)疏水閥狀態(tài)正確，投入選擇蒸汽導(dǎo)電度子環(huán)（S19），確認(rèn)以下沖轉(zhuǎn)條件滿足：
　　
　　凝汽器壓力<13Kpaabs
　　
　　高壓主汽閥前蒸汽溫度>380℃
　　
　　X4標(biāo)準(zhǔn)正常：高壓主汽閥前蒸汽溫度>主蒸汽飽和溫度+X4
　　
　　S5標(biāo)準(zhǔn)正常：高壓主汽閥前蒸汽溫度>高壓轉(zhuǎn)子平均溫度+X5
　　
　　X6標(biāo)準(zhǔn)正常：中壓主汽閥前蒸汽溫度>中壓轉(zhuǎn)子平均溫度+X6
　　
　　蒸汽品質(zhì)合格（導(dǎo)電度<0．5mys／cm）
　　
　　主蒸汽、再熱汽過熱度>30K
　　
　　高中壓缸溫度正常（-30—+30K）
　　
　　TSE溫差裕量>30K
　　
　　4．17手動將高壓調(diào)節(jié)閥限位信號升至>102％（S20）
　　
　　4．18發(fā)命令至汽機(jī)控制器（STC）設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速840rpm（S21S22）
　　
　　4．19當(dāng)轉(zhuǎn)速大于800rpm時，高壓主汽閥前疏水閥關(guān)閉（S23）
　　
　　4．20（S24）這時若釋放正常轉(zhuǎn)速RELEASENOMINALSPEED復(fù)置RESET信號存在，則OM上"NOTON"報警，應(yīng)手動將其釋放。
　　
　　確認(rèn)以下暖機(jī)結(jié)束條件成立，準(zhǔn)備升至額定轉(zhuǎn)速：
　　
　　凝汽器壓力<13kpaabs。
　　
　　主蒸汽、再熱汽溫度>380℃
　　
　　XTA標(biāo)準(zhǔn)正常：高旁前主蒸汽溫度<高壓轉(zhuǎn)子平均溫度+XTA
　　
　　XTB標(biāo)準(zhǔn)正常：中壓主汽閥前主蒸汽溫度<中壓轉(zhuǎn)子平均溫度+XTB
　　
　　TSE溫度裕量>30K
　　
　　發(fā)電機(jī)正常
　　
　　4．21暖機(jī)結(jié)束，SIC轉(zhuǎn)速目標(biāo)設(shè)定3015rpm，并復(fù)置RESET釋放正常轉(zhuǎn)速RELEASENOMINALSPEED（S25）
　　
　　4．22當(dāng)轉(zhuǎn)速設(shè)定值>3012rpm，且實(shí)際轉(zhuǎn)速>2940rpm后，關(guān)閉左右高壓調(diào)節(jié)閥前疏水閥（S26S27）
　　
　　4．23實(shí)際轉(zhuǎn)速至3000rpm，開始3000rpm暖機(jī)，直到暖機(jī)結(jié)束條件，準(zhǔn)備并網(wǎng)（S28S29）
　　
　　X8標(biāo)準(zhǔn)正常：中壓主汽閥前蒸汽溫度中壓轉(zhuǎn)子平均溫度+X8
　　
　　主蒸汽溫度>440
　　
　　TSE溫差裕量>15K以上暖機(jī)結(jié)束條件滿足時，確認(rèn)：
　　
　　發(fā)電機(jī)電壓控制器自動狀態(tài)發(fā)電機(jī)正常，冷氫溫度<48℃
　　
　　勵磁機(jī)狀態(tài)正常，熱風(fēng)溫度<60℃
　　
　　4．24勵磁設(shè)備投入0N，主變220kV開關(guān)選擇"AUTO"（S30）
　　
　　4．25確認(rèn)發(fā)電機(jī)電壓>90％后，同期裝置選擇2，投入發(fā)電機(jī)自動同期裝置（S31）
　　
　　4．26同期條件滿足，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶初負(fù)荷25MW，子組發(fā)指令將起動設(shè)備的信號升至>99％（S32）
　　
　　4．27發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，隨著負(fù)荷的增加，高低旁漸漸關(guān)小直至關(guān)閉
　　
　　4．28當(dāng)以下條件成立，則子組起動結(jié)束（S34S35）
　　
　　高壓缸不在冷卻方式運(yùn)行
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　實(shí)際負(fù)荷>25MW
　　
　　高旁減溫度截止閥關(guān)閉
　　
　　左右中壓調(diào)節(jié)閥閥位均大于1％
　　
　　5．1調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法
　　
　　5．1．1汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時，由于TXP系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速設(shè)定量程為0—3600轉(zhuǎn)／分，而PEH系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速量程為0—3000轉(zhuǎn)／分，造成在OM上設(shè)定暖機(jī)轉(zhuǎn)速840轉(zhuǎn)／分時，實(shí)際汽機(jī)定速在700轉(zhuǎn)／分，后將量程統(tǒng)一為3000轉(zhuǎn)／分后，此間題解決。
　　
　　5．1．2在汽機(jī)運(yùn)行期間曾多次山現(xiàn)調(diào)門工作點(diǎn)故障報警，這項(xiàng)報警會產(chǎn)生一外調(diào)節(jié)器故障信號，并在OM上顯示“SETP—-CRLSTOP"，這時負(fù)荷設(shè)定停止，工作點(diǎn)報警四個調(diào)門均出現(xiàn)過，后經(jīng)修改各個調(diào)門閥位控制器的參數(shù)在允許范圍內(nèi)適當(dāng)放寬報警限度，報警出現(xiàn)次數(shù)大為減少。
　　
　　5．1．3汽機(jī)啟動S6C程序，由于西門子提供的*版程序不夠完善，在現(xiàn)場的指導(dǎo)員對SGC程序做了不少的修改，通過多次的汽機(jī)啟動、調(diào)試使所有的控制、指令、反饋信號及步驟之間的等待等變得更加合理。
　　
　　5．1．4汽機(jī)閥門試驗(yàn)程序中，由于西門子早期提供的程序中測試主汽門及調(diào)門的關(guān)閉時間與實(shí)際情況不配套以及測試步驟之間的等待時間不合理，使多次測試不能成功，后經(jīng)西門子總部重新提供并修改主汽門及調(diào)門關(guān)閉測試時間以及測試步驟之間的等待時間，現(xiàn)閥門試驗(yàn)功能已非常完善。