汽輪機控制系統和SGC子組啟動論述

　　1硬件構成
　　
　　華能福州電廠二期三、四號機組DEH系統采用德國西門子公司成套提供的SIMA—DYND數字控制系統、設計上采用了兩套冗余模件互相熱備用，得以提高安全性。DEH系統通過硬接線及H1BUS高速總線與TXP系統通訊實現其控制功能。一套獨立的控制系統由以下硬件構成：
　　
　　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控制系統在不同工況下控制調門開度，完成沖轉、定速、并網、調負荷的功能，主要完成以下控制功能。
　　
　　2．1轉速控制功能
　　
　　2．2負荷控制功能
　　
　　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汽機保護系統
　　
　　采用西門子公司的S5—95F可編程控制系統來構成汽輪機危急跳閘系統（EMER—GENCYTRIPSYSTEM簡稱EIS），為了安全可靠地運行，該系統配置了4套能夠獨立執行保護任務的模件，采用2取2后的2取1控制方式，以保證保護系統既不會拒動也不會誤動。
　　
　　ETS系統的保護信號主要是通過與AS620B（TXP的基本型自動控制系統）通訊獲得，而一些重要信號（如手動跳閘，超速保護，發電機保護等）直接硬接線輸入到S5—95F可編程控制器。
　　
　　3．1汽輪機主保護項目：
　　
　　3．1．1主汽溫度低保護
　　
　　3．1．2低旁噴水流量保護
　　
　　3．1．3潤滑油壓力保護
　　
　　3．1．4汽機軸向位移保護
　　
　　3．1．5凝汽器水位保護
　　
　　3．1．6壓比保護A7／A8（7段抽汽壓力／8段抽汽壓力）
　　
　　3．1．7壓比保護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
　　
　　3．1．9主油箱油位保護
　　
　　3．1．10熱段再熱蒸汽溫度低保護
　　
　　3．1．11凝汽器壓力保護
　　
　　3．1．12高壓葉片溫度高保護
　　
　　3．1．13低壓葉片溫度高保護
　　
　　3．1．14軸承振動保護
　　
　　3．1．15軸承溫度高保護
　　
　　3．1．16主汽溫度高保護
　　
　　3．1．17再熱蒸汽溫度高保護
　　
　　3．1．18高壓葉片壓比保護
　　
　　3．1．19冷卻蒸汽閥旁路閥保護
　　
　　3．1．20通風閥噴水流量低保護
　　
　　3．1．21發電機端部液位高保護
　　
　　3．1．22發電機冷氫溫度高保護
　　
　　3．1．23勵磁機后熱風溫度高保護
　　
　　3．1．24鍋爐安全火焰丟失跳汽機保護
　　
　　3．1．25汽機手動停機
　　
　　3．1．26發電機跳閘聯跳汽機
　　
　　3．1．27主機火災保護
　　
　　3．1．28汽機超速保護
　　
　　3．1．29發電機緊急排氫保護
　　
　　3．1．30控制油箱油溫度保護
　　
　　3．1．31S5—95FA與BLI總線故障
　　
　　3．2ETS系統特點
　　
　　與國內其它ETS系統相比，具有如下特點：
　　
　　3．2．1該系統*采用計算機控制而不是傳統的繼電器硬件控制。
　　
　　3．2．2汽機跳閘的任務是由每一個曲動機各自的跳閘回路實現的，而不是由一個傳統油系統總的跳閘回路來實現。
　　
　　3．2．3該機組沒有機械超速保護跳閘功能，而僅有兩套電超速保護跳閘回路。
　　
　　3．2．4在汽機就地沒有傳統的機械打閘和掛閘裝置，而只有遠方手動打閘和一套遠方模擬掛閘系統。
　　
　　3．2．5保護項目大量采用典型的西門子式的三取二保護設計，即每項保護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動作。
　　
　　3．2．6保護項目大量采用復雜的工藝特性保護，而不是傳統采用的定值保護。
　　
　　3．2．7保護項目數量多，如果按照各邏輯分項統計，其數量達到150次項。
　　
　　4SGC汽機子組啟動
　　
　　由AS620B基本自動控制系統（AP36）、SIMADYN數字控制系統，汽機保護系統以及OM650過程控制和管理系統，共同實現對汽輪機啟動過程的控制，操作及監視。
　　
　　在過程處理器AP36中有一個專門用于汽輪機啟動的子組SGC（SubGroupControl）它可接收單元機組控制GC（GroupConwol）來的指令也可直接在OM畫面上由運行人員進行投退操作，實現對汽機的啟動控制。
　　
　　汽機子組控制程序如下：
　　
　　4．1確認機組的循環水系統，輔助冷卻水系統，閉冷水系統已投運正常（步驟1、S1）
　　
　　4．2發出汽機供油組起動指令（S2）確認以下條件滿足：
　　
　　4．2．1汽機供油組起動
　　
　　4．2．2凝結水泵子組起動
　　
　　4．3發出真空組起動指令，低旁壓力控制信號zui小指令（S3）確認以下條件滿足
　　
　　4．3．1低旁壓力控制信號<-40％
　　
　　4．3．2真空組起動
　　
　　4．3．3當凝汽器壓力<80kpaabs時，執行下面步驟
　　
　　4．4起動汽機／低旁閥子組（S4）確認5分鐘內發出下列條件滿足：
　　
　　4．4．1控制油供應子環準備就緒并投入ON
　　
　　4．4．2控制油冷卻子環準備就緒并投入ON
　　
　　4．4．3至少一側高壓主汽閥子環及高壓閥子環投入ON
　　
　　4．4．4至少一側中壓主汽閥子環及中壓閥子環投入ON
　　
　　4．5將機組壓力控制置為初壓方式（S5）確認5秒內初壓方式投入ON
　　
　　4．6投入汽機本體疏水自動，發電機主開關選擇狀態（S6）
　　
　　4．6．1汽機本體疏水子環、抽汽止閥投入ON
　　
　　4．6．2開各疏水閥
　　
　　4．6．3置發變組220KV開關非選擇狀態
　　
　　4．7確認全部主汽閥、調節閥關閉，汽機本體全部疏水閥全開，所有抽汽逆止閥關閉。
　　
　　4．8勵磁機干燥風機子環投0N（S7）確認：主機跳閘條件中各參數正常；主機潤滑油冷卻器出口溫度>37℃；盤車正常，汽機疏水組*，-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定值調整器，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標準，準備打開主汽閥
　　
　　X2標準：汽機進口主蒸汽的飽和溫度<高壓調節閥的閥體平均溫度+X2。
　　
　　4．11若X2標準滿足，則關閉左右高壓調節閥前疏水電動閥（S12）
　　
　　4．12汽機復置，設定初負荷（215MW）（S13S14）
　　
　　起動設備的輸出信號從0％開始上升，當>12．5％時復置跳閘系統（ETS），當>22．5％時高中壓汽閥的跳閘電磁閥關閉，當>32．5％時，高中壓調節閥的跳閘電磁閥關閉，當>42．5％時高中壓主汽閥的前導電磁閥打開，油動機．進油，高中壓主汽閥打開。
　　
　　4．13預熱5分鐘（S15），在10分鐘內確認
　　
　　下列條件滿足，執行下一步：
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　TSE溫度裕量>30k汽機進口主蒸汽過熱度>20K
　　
　　汽機進口再熱過熱度>20K
　　
　　X1標準正常：高旁前主蒸汽的飽和溫度>高壓調節閥的閥體平均溫度+X1
　　
　　4．14開啟左右高壓主汽閥前疏水閥，開啟左右高壓調節閥前疏水閥，預熱3分鐘后全開上述四個疏水閥（S16S17）
　　
　　4．15確認高中壓缸溫度正常（-30—+30K），軸封汽壓力控制自動狀態，發電機正常（S18）
　　
　　4．16確認有關疏水閥狀態正確，投入選擇蒸汽導電度子環（S19），確認以下沖轉條件滿足：
　　
　　凝汽器壓力<13Kpaabs
　　
　　高壓主汽閥前蒸汽溫度>380℃
　　
　　X4標準正常：高壓主汽閥前蒸汽溫度>主蒸汽飽和溫度+X4
　　
　　S5標準正常：高壓主汽閥前蒸汽溫度>高壓轉子平均溫度+X5
　　
　　X6標準正常：中壓主汽閥前蒸汽溫度>中壓轉子平均溫度+X6
　　
　　蒸汽品質合格（導電度<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手動將高壓調節閥限位信號升至>102％（S20）
　　
　　4．18發命令至汽機控制器（STC）設定目標轉速840rpm（S21S22）
　　
　　4．19當轉速大于800rpm時，高壓主汽閥前疏水閥關閉（S23）
　　
　　4．20（S24）這時若釋放正常轉速RELEASENOMINALSPEED復置RESET信號存在，則OM上"NOTON"報警，應手動將其釋放。
　　
　　確認以下暖機結束條件成立，準備升至額定轉速：
　　
　　凝汽器壓力<13kpaabs。
　　
　　主蒸汽、再熱汽溫度>380℃
　　
　　XTA標準正常：高旁前主蒸汽溫度<高壓轉子平均溫度+XTA
　　
　　XTB標準正常：中壓主汽閥前主蒸汽溫度<中壓轉子平均溫度+XTB
　　
　　TSE溫度裕量>30K
　　
　　發電機正常
　　
　　4．21暖機結束，SIC轉速目標設定3015rpm，并復置RESET釋放正常轉速RELEASENOMINALSPEED（S25）
　　
　　4．22當轉速設定值>3012rpm，且實際轉速>2940rpm后，關閉左右高壓調節閥前疏水閥（S26S27）
　　
　　4．23實際轉速至3000rpm，開始3000rpm暖機，直到暖機結束條件，準備并網（S28S29）
　　
　　X8標準正常：中壓主汽閥前蒸汽溫度中壓轉子平均溫度+X8
　　
　　主蒸汽溫度>440
　　
　　TSE溫差裕量>15K以上暖機結束條件滿足時，確認：
　　
　　發電機電壓控制器自動狀態發電機正常，冷氫溫度<48℃
　　
　　勵磁機狀態正常，熱風溫度<60℃
　　
　　4．24勵磁設備投入0N，主變220kV開關選擇"AUTO"（S30）
　　
　　4．25確認發電機電壓>90％后，同期裝置選擇2，投入發電機自動同期裝置（S31）
　　
　　4．26同期條件滿足，發電機并網帶初負荷25MW，子組發指令將起動設備的信號升至>99％（S32）
　　
　　4．27發電機并網后，隨著負荷的增加，高低旁漸漸關小直至關閉
　　
　　4．28當以下條件成立，則子組起動結束（S34S35）
　　
　　高壓缸不在冷卻方式運行
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　實際負荷>25MW
　　
　　高旁減溫度截止閥關閉
　　
　　左右中壓調節閥閥位均大于1％
　　
　　5．1調試中出現的問題及解決方法
　　
　　5．1．1汽機沖轉時，由于TXP系統中轉速設定量程為0—3600轉／分，而PEH系統中轉速量程為0—3000轉／分，造成在OM上設定暖機轉速840轉／分時，實際汽機定速在700轉／分，后將量程統一為3000轉／分后，此間題解決。
　　
　　5．1．2在汽機運行期間曾多次山現調門工作點故障報警，這項報警會產生一外調節器故障信號，并在OM上顯示“SETP—-CRLSTOP"，這時負荷設定停止，工作點報警四個調門均出現過，后經修改各個調門閥位控制器的參數在允許范圍內適當放寬報警限度，報警出現次數大為減少。
　　
　　5．1．3汽機啟動S6C程序，由于西門子提供的*版程序不夠*，在現場的指導員對SGC程序做了不少的修改，通過多次的汽機啟動、調試使所有的控制、指令、反饋信號及步驟之間的等待等變得更加合理。
　　
　　5．1．4汽機閥門試驗程序中，由于西門子早期提供的程序中測試主汽門及調門的關閉時間與實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，后經西門子總部重新提供并修改主汽門及調門關閉測試時間以及測試步驟之間的等待時間，現閥門試驗功能已非常*。