汽轮机REXA执行器DEH系统(系统简介)

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汽轮机REXA执行器DEH系统

（系统简介）

二O一一年五月

汽轮机REXA执行器DEH系统

(系统简介)

1. 概述

汽轮机调节系统是电厂自动控制系统的重要组成部分，是机组自动化改造的基本内容之一。目前汽轮机电液控制系统有，透平油DEH系统和高压抗燃油DEH系统。电液转换装置是DEH系统的关键部件，通常采用的电液转换装置易受油质污染，对油质的要求相对较高，已是DEH系统运行可靠性的薄弱环节。为提高机组自动化水平、进一步简化系统结构，提高电液转换装置和系统的抗污染能力，根据各类汽轮机调节系统的结构特点，采用以自容式执行器（REXA执行器）为转换装置，组成无液压控制工质的汽轮机REXA执行器DEH系统。该系统已成功的应用于新机组的设计和老机组改造，并在凝汽、背压、抽汽、再热机组，以及驱动给水泵等工业汽轮机上得到了广泛应用，该系统通过了原国家电力公司组织的技术鉴定，并取得了专利证书。

2. 系统功能

2.1 控制功能

（1）机组转速控制：机组起动、升降转速和稳定转速控制； （2）机组功率控制：机组升降负荷和稳定负荷控制；

（3）可调整抽汽压力控制：抽汽机组实现以热定电、以电定热、热电牵连调节； （4）背压控制：背压机组实现背压压力控制；

（5）同期控制：在汽轮机控制系统的支持下，接受同期信号，实现机组并网控制； （6）初始负荷控制：机组并网瞬间设置初始负荷，以避免逆功率运行； （7）一次调频功能：参与电网一次调频；

（8）电网自动发电控制（AGC）：接受电网调度负荷指令，实现机组发电控制；

（9）机组手动或自动快速减负荷功能（RB）：重要辅机故障，实现机组快速减负荷控制； （10）协调控制（CCS）：接受机组协调控制指令，实现机跟炉、炉跟机、机炉协调控制； （11）远方挂闸和开主汽门。 2.2 限制功能

（1）超速限制（OPC）；机组转速超过设定值或达到规定的限制条件时，自动快速关闭调节汽门，延时开启调节汽门，维持机组在额定转速下运行。

（2）主蒸汽压力降低限制（TPL）；主蒸汽压力下降到设定值时，自动关小汽轮机调节汽门开度，使主蒸汽压力维持在允许的最低值。

（3）功率限制；功率大于设定值时，自动限制机组功率在设定值内。

（4）汽轮机真空降低负荷限制：汽轮机真空降低时，自动降低机组负荷，使汽轮机真空维持在允许的最低值。 2.3 保护功能

（1）机械超速保护：机组转速达到危急保安器设定值，关闭主汽门和调速汽门，实施停机； （2）电超速保护（OPT）：机组转速达到设定值时，关闭主汽门和调速汽门，实施停机； （3）ETS控制：接受汽轮机紧急跳闸系统（ETS）指令，关闭主汽门和调速汽门，实施停机。 2.4 试验功能

（1）超速保护（OPT、机械危急保安器）试验； （2）超速限制（OPC）试验； （3）汽门活动试验： （4）汽门严密性试验； （5）假同期试验； （6）仿真试验。 2.5 接口功能

（1）自动同期接口（ASS）； （2）遥控接口（AGC）； （3）机炉协调控制接口（CCS）；

（4）数据通讯接口：可与数据采集系统(DAS)或分散控制系统(DCS)共享资源。 2.6 数据处理功能

（1）运行参数的显示、记录、打印、诊断、报警和追忆； （2）运行系统画面、运行参数的趋势图和运行指导。 2.7 操作方式

（1）自动方式：根据设定的机组起动曲线（冷态、半热态、热态）自动完成起动、升速、带负荷全过程。也可人工干预；

（2）操作员自动方式：按照运行人员设定的目标值和变化率实现机组转速、负荷的闭环控制； （3）手动远方操作方式（阀位控制）：运行人员通过DEH操作键盘对机组负荷实施开环控制； （4）后备控制方式：在DEH控制系统出现故障必须退出运行等非常工况下，运行人员可通过

后备操作直接远方或就地控制REXA执行器，对机组负荷实施开环控制；

（5）各种操作方式可实现无扰切换。

3. 性能指标

转速调节范围：50 r/min ~3500r/min； 转速控制精度：≯±0.1%额定转速； 负荷控制范围：0~110%额定负荷； 负荷控制精度：≯±0.5%；

背压、抽汽控制精度：≯±0.05MPa； 转速不等率： 3%~6%可调； 甩负荷转速最大超调量：≯8%。

4. 系统组成

汽轮机REXA执行器DEH系统由电子控制系统、液压控制系统和保护系统组成。 4.1 电子控制系统 1）标准配置

图1为控制系统的网络结构图。

控制器采用冗余配置，汽轮机转速、功率、压力等重要信号采用三取二或二取一冗余处理。控制系统标准配置包括DEH标准控制柜、操作员站和工程师站，根据用户需要配置操作盘台。图2为DEH系统典型操作画面。

2）选配控制器：

根据用户需求可选用与机组一致的分散控制系统组件的控制器；按电力行业标准，根据机组的具体要求，进行系统硬件配置和控制逻辑组态。

已采用的分散控制系统控制器有：国电智深EDPF；和利时MACS-Ⅱ、MACS-III、MACS-Ⅴ、FOCS；新华XDPS-400/M；龙源正合LYZH；康吉森；日立HIACS-3000、HIACS-5000/M；西屋OVATION；ABBINFI90；FOXBORO；WOODWARD；HONYWELL，以及我公司ITC小型控制器。 4.2 液压控制系统

电液控制系统通常采用的电液转换器，均需要外供控制油源，对油质要求相对较高，易受油质污染，是影响电液控制系统运行可靠性的薄弱环节。为此，为进一步简化系统结构和提高转换装置的抗污染能力，采用了无需外供控制油源、大力矩输出的REXA执行器作为转换装置、杠杆反馈、力驱动执行机构的无控制工质液压系统。 4.2.1 REXA执行器

1）REXA执行器结构和工作原理

REXA执行器是将电信号转换为大力矩、位移输出的转换装置，是无液压控制工质DEH系统的

图2 DEH系统典型操作画面

关键设备，采用美国REXA公司生产的智能型机、电、液一体化执行器（简称REXA执行器）。由控制器和动力模块两部分组成。图3为REXA执行器控制模块外形图，图4为动力模块结构外形图。由智能可控电机和独立的、封闭的、无阀液压控制系统组成。采用高度集成化、模块化、小型化设计，所有组件内部集成，一体化结构。

图5为REXA执行器工作原理图，智能可控电机接受控制模块的功能指令，控制动力模块，以线性位移大力矩输出，驱动被控对象，同时通过自身位置反馈，完成调节过程，实现各种功能控制。

图5 REXA执行器工作原理图

2）REXA执行器动力模块工作原理

图6为REXA执行器动力模块工作原理示意图。

（1）保位状态：如图6-a所示，在油泵停止工作的工况下，执行器依靠液压锁FMV1 、FMV2封闭液压缸两侧进、排油，使其处于保位状态；

（2）向左输出位移：如图6-b所示，智能可控电机接受控制信号，驱动油泵正时针转动，向对应的系统侧供油，在14MPa高压油的作用下，开启液压锁FMV1、FMV2，液压缸左侧通过液压锁FMV2排油至油泵人口，高压油通过液压锁FMV1进入液压缸右侧，在压差的作用下，液压缸活塞向左侧运动输出位移，信号消失油泵停止转动，动作过程结束，执行器在新的平衡位置下保位；

（3）向右输出位移：如图6-c所示，智能可控电机接受控制信号，驱动油泵逆时针转动，向对应的系统侧供油，在14MPa高压油的作用下，开启液压锁FMV1、FMV2，液压缸右侧通过液压锁FMV1排油至油泵人口，高压油通 …… 此处隐藏：6356字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……