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300MW 机组汽轮机 DEH 控制系统改造分析

作者:论文发表网 更新时间:2018-02-02 08:05:39
19.1K 1 引言对于部分发电厂来说,控制设备落后以及自动化控制水平低是影响其工作开展的重要因素。在该种情况下,如何能够对发电机组自动控制水平进行提升、实现发电机组调峰能力的提升可以说是非常重要的一项问题。在本文中,将以某实例的方式对某企业的汽轮机控制系统改造进行一定的研究。
2 改造前概况我国某发电厂机组,其为早期生产的 N300-165 汽轮机,为一次中间再热、300MW 亚临界汽轮机,由 8 只高压调节阀、2 只高压主汽阀进汽,DCS 为 WDPF 系统,以人工对启动阀进行遥控的方式实现升速控制,并在完成 TI 接口改造后对机组功率自动控制进行实现。对该系统来说,其在汽轮机控制方面具有一定的局限性,无法对机组的启动控制进行实现,负荷控制方面,仅仅能够应用在 260MW 以上的负荷,因不能够对机组实现协调控制而不能参与到电网调峰当中。而随着近年来该企业的不断发展,领导层确定对该系统汽轮机进行改造,使用Ovation 作为 DEH 控制系统。
3 改造后功能在完成 DEH 系统改造后,其核心为 5A 26391 H03,在对机组功率、汽压以及转速等参数进行采集后,经过一系列的鉴别、计算以及分析实现油动机以及电液伺服阀的控制,并使用 8 只高压调节阀、8只高压主汽阀以及 4 只中压调节阀按照相关的运行以及启动要求开展工作。在完成改造后,该系统的主要功能有:第一,自动挂闸以及自动同期控制;第二,汽机自动升速以及功率反馈控制;第三,阀位及主汽压力控制;第四,阀门管理以及 CCS 协调控制;第五,超速保护以及超速试验;第六,阀门严密性试验以及喷油试验。
4 改造后应用情况4.1 启停及可控性4.1.1 启动过程控制在对汽轮机进行改造处理之前,主要以人工方式进行启动操作,而对于原有系统来说,同步器以及气动阀在实际应用中经常会在 85%以上以及 10%以下的位置出现卡死情况,对此,在实际开机时,运行人员往往需要来到工作现场对其处理,使其回到复位状态、以手动该方式将启动阀调整到10%之后再在集控室通过TI接口的应用对闭环控制进行实现,而当汽轮机设备转速达到 2900r/min 之后,则需要进行阀切换,该控制功能由工作人员对气动阀以及同步器的操作进行实现。
在改造完成后,该汽轮机在汽轮机复位、冲转、切换的整个过程都对计算机的自动控制进行了实现,设备在人员方面需求降低,操作人员从改造前的 3 人减少到 1 人,汽轮机设备挂闸到冷态的时间也从之前的 160min 左右降低为 130min 左右,控制方式也从之前的主汽门启动转变为了调门启动,以此对汽轮机阀的切换过程进行了减少4.1.2 同期过程控制在实施改造之前,该系统通过 TI 方式进行启动,转速精度仅仅能够控制在±50r/min 以内,当转速达到 2800r/min 之后,则需要使用表盘的硬切换开关将其切换到同期控制回路当中,并在达到同期条件之后以人工的方式实现并网。在完成改造之后,其转速精度达到了±1r/min,同期转速为 2970-3010r/min,DEH 系统发出允许同期信号在同一时间对电气自动同期装置进行接通,由该装置对脉冲信号发出以实现对汽轮机转速的控制,并在条件满足的情况下由该装置实现自动并网。
4.1.3 机组并网控制在系统改造前,在其并网之后,需要由工作人员在集控室当中通过同步器控制按钮的应用实现主汽压力远程控制,机前压力波动在±0.5Mpa 范围内。在改造后,在机组完成并网之后则会投入到主汽压回路以及机组功率回路当中,主汽压力处于±0.11Mpa 范围内,且锅炉切分时间也得到了较大的减少。
4.1.4 在线试验在完成改造后,汽轮机实现了主汽门和调门 100%和 30%行程在线活动以及遮断电磁阀在线等试验。
4.2 机组控制性能4.2.1 转速控制在完成改造之后,汽轮机升速过程控制同对装置进行改造前相比具有了更为平稳的特征,在暖机状态下,其转速一直稳定在±1r/min范围内。而在进行改造之前,其是以人工的方式实现设备转速的遥控,其超调量为 150r/min,在暖机情况下,转速仅仅能够稳定在±50r/min的范围当中。
4.2.2 机前主汽压力控制在完成该系统的改造处理之后,当机组负荷在 30%以上时,则可以投入到主汽压闭环控制当中,稳定主汽压。在稳定的负荷情况下,机前压力将处于±0.0Mpa 范围当中。而当负荷在 30%以上时的负荷增减过程中,机前压力则将稳定在±0.1Mpa 范围当中,而在对其改造之前,机前压力仅仅能够稳定在±0.3Mpa 范围内,当负荷在 70%以上时,其在负荷增减的过程中其压力则处于±0.4MPa 范围当中。同时,在完成改造之前,该系统在主汽压力控制方面所具有的效果相对较差,且机前压力具有着较大的变化,为了能够避免锅炉出现超压爆管情况,汽机的机前压力在正常运行情况下,仅仅能够将其控制在 16±0.3Mpa范围内,机前平均压力为 16.04Mpa。在完成系统的改造之后,在机组协调系统投运的情况下,汽机机前压力值提升到了 16.2±0.1MPa 范围内,平均机前压力为 16.23Mpa。
4.2.3 功率控制在对系统进行改造之前,主要是以人工遥控的方式对机组功率进行调节,在正常工作情况下,机组功率变化量为±8.1MW。为了避免机组出现过负荷情况,则将其额定工况负荷控制在 282-286MW 之间。
而在该系统完成改造之后,随着机前压力的不断稳定以及协调系统的投运,在正常工况下,该机组功率变化量为±2MW,机组额定工况负荷提升到了 301-304MW 之间。
4.2.4 机组甩负荷试验在机组改造完成后,在其处于 30%额定负荷情况下进行了甩负荷试验,在试验当中,其最高飞升转速为 3043r/min。这是在机组改造完成、投入运行之后的第一次甩负荷试验,经过试验表明,该机组无论是在安全性还是可控性方面都相较以往具有了较大的提升。
4.3 安全与经济性经过厂家统计,发现在该系统完成改造以及投运之后,锅炉的 4管爆漏次数、机组连续运行时间和年度发电量、机组的可用等效系数、机组的非计划停运次数等参数在改造前后有了很大变化,具有了更高的经济性以及安全水平。
5 结束语作为电力企业生产中的重点设备,机组高压纯电调系统是非常重要的工作内容。在上文中,我们以某实例的方式对 300 MW 机组汽轮机 DEH 控制系统改造进行了一定的分析,经过投运表明,获得了较好的效果。
参考文献[1]杨孟江.秦皇岛港煤二期预留堆场皮带控制系统改造[J].港口装卸.2014(01):40-41.[2]马虎平.某公司控制系统改造原因分析[J].中国科技信息.2012(16):55-56.[3]罗洪章.秦山核电厂环吊控制系统改造[J].自动化与仪器仪表.2012(05):111-112.[4]时丙新,张浩.加热炉控制系统改造的实例分析[J].企业技术开发.2011(07):44-46.
300MW 机组汽轮机 DEH 控制系统改造分析
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