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一、概 述

    汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH），分高壓抗燃油純電調(diào)和低壓透平油純電調(diào)兩大類。
    高壓抗燃油純電調(diào)是隨著引進(jìn)西屋汽輪機(jī)制造技術(shù)而進(jìn)入我國，因而廣為人知。高壓抗燃油純電調(diào)DEH，克服了傳統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在的缺陷，能采用靈活的控制策略以適應(yīng)多種運(yùn)行工況自動化控制的要求，為適應(yīng)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制（CCS）和自動發(fā)電控制（AGC）打下基礎(chǔ)。由于高壓抗燃油純電調(diào)具有上述特點，因而被廣泛應(yīng)用于300MW以上大型機(jī)組的控制系統(tǒng)。近年來，高壓抗燃油純電調(diào)技術(shù)又被推廣到200MW機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造，收到較好效果。
    但是，高壓抗燃油純電調(diào)也存在一些先天不足，影響到它的進(jìn)一步推廣。主要不足之處如下：

 ■ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
 ■ 對油質(zhì)清潔度要求很高，油品需要不斷再生，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。
 ■ 電液伺服閥容易卡澀，需要常備備件，增加了運(yùn)行成本。
 ■ 需配備外置式液壓油源，不但增加了設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，而且安全性不如透平油液壓油源。透平油液壓系統(tǒng)與潤滑系統(tǒng)共用油源，主油泵由主軸驅(qū)動，只要汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)，就不會有失壓問題。
 ■ 抗燃油有毒性，長期大量使用抗燃油將為環(huán)境保護(hù)所不容。

    上述不足之處，在125MW、100MW等中小容量機(jī)組的自動化改造上反映尤為突出。隨著電網(wǎng)容量的增大，這些機(jī)組逐漸進(jìn)入調(diào)峰運(yùn)行，協(xié)調(diào)控制和AGC控制的要求提到日程，而昂貴的高壓抗燃油純電調(diào)是這些機(jī)組用戶難以接受的，因此，有必要開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用的低壓透平油純電調(diào)，以適應(yīng)用戶的需求。其實，電調(diào)功能的發(fā)揮，并不在于采用高壓或低壓，只要設(shè)計得當(dāng)，兩類系統(tǒng)都能達(dá)到同樣的自動化水平。
    我國曾經(jīng)引進(jìn)過多臺日立機(jī)組，例如首陽山300MW機(jī)組，其控制系統(tǒng)就是采用低壓透平油純電調(diào)，用比較經(jīng)濟(jì)可靠的辦法，完全達(dá)到了高壓抗燃油純電調(diào)的控制水平，用戶反映十分滿意。低壓透平油純電調(diào)技術(shù)的應(yīng)用，可使制造成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大大降低。用于老機(jī)組改造時，所保留的油動機(jī)和液壓油源是汽輪機(jī)原有的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中故障率最低的部分，因此，改為純電調(diào)后，控制系統(tǒng)的可靠性大大提高，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
    低壓透平油純電調(diào)的應(yīng)用，關(guān)鍵在于電液轉(zhuǎn)換難題的解決。和利時公司成功地應(yīng)用了MOOG公司新近推出的直接驅(qū)動式電液伺服閥，即DDV閥，圓滿地解決了電液轉(zhuǎn)換的難題，為低壓透平油純電調(diào)的開發(fā)和應(yīng)用開辟了廣闊的前景。這種伺服閥的控制精度和動態(tài)響應(yīng)特性均與MOOG閥相當(dāng)，抗污染能力和可靠性遠(yuǎn)高于MOOG閥，能適應(yīng)透平油系統(tǒng)的一般清潔度水平。迄今為止，和利時應(yīng)用的DDV閥已超過200套，裝備了超過100套DEH；其中60%用于低壓透平油系統(tǒng)，40%用于高壓抗燃油系統(tǒng)，卡澀的例子一套也沒再發(fā)生過。
    DDV閥的應(yīng)用，不但解決了低壓透平油純電調(diào)電液轉(zhuǎn)換問題，同時解決了高壓抗燃油純電調(diào)伺服閥卡澀問題，為DEH事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

二、純電調(diào)的基本概念

    一般而言，DEH控制系統(tǒng)由兩大部分組成，即控制器部分和執(zhí)行器部分。控制器部分實現(xiàn)控制系統(tǒng)的控制策略；執(zhí)行器部分執(zhí)行控制器的控制結(jié)果，定位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
    汽輪機(jī)的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制器，包括調(diào)速器、同步器、中間放大滑閥等部件，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量，偏差放大等控制策略，為液壓控制器。油動機(jī)為執(zhí)行器，接受控制器來的液壓信號，定位調(diào)節(jié)閥位。
    汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制器，為數(shù)字式DEH控制器，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、負(fù)荷控制、新汽壓力控制及機(jī)爐協(xié)調(diào)控制等多種控制策略，其輸出的總閥位信號為電氣量信號，該信號經(jīng)過電液放大，驅(qū)動液壓執(zhí)行器，即油動機(jī)；也可直接驅(qū)動電液執(zhí)行器，即電液伺服油動機(jī)，簡稱電液油動機(jī)，以定位相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥位。
    DEH控制器與電液油動機(jī)配合，組成純電調(diào)。
    或者，DEH控制器通過電液放大器控制油動機(jī)，組成純電調(diào)。
    作為執(zhí)行器，油動機(jī)應(yīng)能接受三種信號的控制，即正常控制、快關(guān)控制和遮斷控制。
    對液壓油動機(jī)而言，正常控制時，由調(diào)節(jié)器來的液壓信號通過中間放大滑閥，控制油動機(jī)，定位調(diào)節(jié)閥；當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時，OPC系統(tǒng)控制超速限制滑閥或微分器，通過中間放大滑閥暫時快關(guān)各調(diào)門油動機(jī)，以限制機(jī)組轉(zhuǎn)速動態(tài)飛升；當(dāng)發(fā)生遮斷時，保安系統(tǒng)通過危急遮斷器滑閥、中間放大滑閥，永久性地關(guān)閉各油動機(jī)，使機(jī)組停機(jī)。由此可見，液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油動機(jī)具有正常控制，快關(guān)控制和遮斷控制三個接口。不過，液壓油動機(jī)的三個接口是通過中間放大滑閥聯(lián)系在一起的，這使調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各油動機(jī)只能按固定的關(guān)系協(xié)調(diào)動作，如果調(diào)節(jié)系統(tǒng)中只有一個油動機(jī)，便不存在多個油動機(jī)協(xié)調(diào)動作問題。
    電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的油動機(jī)，也存在上述三個接口，當(dāng)采用一個電液伺服閥控制多個油動機(jī)時，各油動機(jī)之間的關(guān)系就像液調(diào)系統(tǒng)一樣，是固定的；當(dāng)采用每個油動機(jī)由一個電液伺服閥控制時，三個接口便被賦予每個油動機(jī)，使每個油動機(jī)都能獨(dú)立完成正常控制，快關(guān)和遮斷三種任務(wù)，各個油動機(jī)的運(yùn)行關(guān)系由閥門管理軟件（軟凸輪）進(jìn)行協(xié)調(diào)，可按固定模式和可變模式控制汽輪機(jī)進(jìn)汽。在后一種方式，油動機(jī)與電液伺服閥，快關(guān)電磁閥和遮斷轉(zhuǎn)換閥為一體化設(shè)計，稱為電液伺服油動機(jī)，簡稱電液油動機(jī)。
    高壓抗燃油純電調(diào)采用的油動機(jī)，是典型的電液油動機(jī)，每個油動機(jī)可單獨(dú)執(zhí)行正常控制，快關(guān)和遮斷動作；可接受閥門管理軟件控制，實現(xiàn)固定模式和可變模式的配汽管理。本文推薦的低壓透平油電液油動機(jī)，參照高壓抗燃油電液油動機(jī)的控制模式進(jìn)行設(shè)計，使低壓透平油純電調(diào)能執(zhí)行與高壓抗燃油純電調(diào)相同的功能。低壓透平油純電調(diào)也可參照液調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計模式，采用一個電液伺服閥控制多個油動機(jī)，構(gòu)成簡易純電調(diào)。簡易純電調(diào)能實現(xiàn)純電調(diào)的基本控制功能，具有很好的實用價值。

三、關(guān)于閥門管理
 
    這里，要專門討論一下閥門管理的實用價值。閥門管理是西屋公司推出的一種控制功能，是一種用于高壓抗燃油純電調(diào)的軟件配汽方式，通常是指高壓進(jìn)汽節(jié)流調(diào)節(jié)和噴咀調(diào)節(jié)兩種方式的相互無擾轉(zhuǎn)換，可以兼顧啟動快速性和部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性的要求。要實現(xiàn)這種功能，要求每個調(diào)節(jié)閥采用一個油動機(jī)驅(qū)動，由閥門管理軟件協(xié)調(diào)各油動機(jī)的工作。下面將通過機(jī)組常見的幾種運(yùn)行方式，探討閥門管理的實用價值。

1） 定壓運(yùn)行，帶基本負(fù)荷
    在這種運(yùn)行方式下，調(diào)節(jié)閥接近全開，節(jié)流調(diào)節(jié)和噴咀調(diào)節(jié)區(qū)別不大。

2） 滑壓運(yùn)行，調(diào)峰
    在這種運(yùn)行方式下，調(diào)節(jié)閥也接近全開，節(jié)流調(diào)節(jié)和噴咀調(diào)節(jié)也區(qū)別不大。

3） 定壓運(yùn)行，調(diào)峰
    在這種運(yùn)行方式下，靠改變閥門開度來調(diào)整負(fù)荷，噴咀調(diào)節(jié)比節(jié)流調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性好，采用閥門管理是有意義的。但是，這是一種不常用的運(yùn)行方式。按混合調(diào)節(jié)方式設(shè)計的凸輪配汽機(jī)構(gòu)能適應(yīng)這種運(yùn)行方式。
    汽輪機(jī)常用的凸輪配汽機(jī)構(gòu)，既不是純粹的節(jié)流調(diào)節(jié)，也不是純粹的噴咀調(diào)節(jié)，而是一種混合調(diào)節(jié)方式，通常是這樣設(shè)計的：在低負(fù)荷階段，1#、2#調(diào)門同時開啟；1#、2#調(diào)門為對稱布置，可以保證高壓缸進(jìn)汽部份受熱均勻，保證啟動過程的快速性；1#、2#調(diào)門接近開足時，開3#調(diào)門；3#調(diào)門接近開足時，開4#調(diào)門。這種設(shè)計可以看作低負(fù)荷時為節(jié)流調(diào)節(jié)，高負(fù)荷時為噴咀調(diào)節(jié)，因而兼顧了啟動快速性和部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性的要求。因此，凸輪配汽機(jī)構(gòu)的特性已是一種較好的閥門管理模式，當(dāng)機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行時，通常是3#和4#調(diào)門參與調(diào)節(jié)，已是處于高效的噴咀調(diào)節(jié)區(qū)。并且可以采用變壓運(yùn)行方式，使調(diào)門定位在節(jié)流損失最少的位置，例如1#、2#調(diào)門全開，3#調(diào)門全開或4#調(diào)門全開等位置。采用這種運(yùn)行方式，便可在不用閥門管理的前提下達(dá)到最好的部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性，使閥門管理變得不必要。這樣，在中小型機(jī)組的DEH改造中，便可不必為追求閥門管理而采用每閥一個油動機(jī)的控制模式，不必取消凸輪配汽機(jī)構(gòu)和原有的油動機(jī)，更不必采用高壓抗燃油純電調(diào)。這將使中小型機(jī)組的DEH改造大為簡化，節(jié)約大量的改造資金。在中小型機(jī)組DEH改造中，閥門管理功能是不必要的。

    凸輪配汽（杠桿配汽）與閥門管理配汽的比較
    凸輪（杠桿）配汽 閥門管理配汽
    低負(fù)荷區(qū) 二閥對稱進(jìn)汽 四閥全周進(jìn)汽
    高負(fù)荷區(qū) 3#、4#依次開啟 3#、4#閥依次開啟
    評價：低負(fù)荷區(qū)，二閥對稱進(jìn)汽與四閥全周進(jìn)汽的均熱效果基本相同，且節(jié)流損        失較全周進(jìn)汽小。
     高負(fù)荷區(qū)，兩種配汽方式相同。

四、低壓透平油純電調(diào)的特點

低壓透平油純電調(diào)，具有如下特點：
 ■ 系統(tǒng)簡潔，制造工藝符合汽輪機(jī)廠的設(shè)備條件，制造成本低。
 ■ 老機(jī)組改造時，可以利用機(jī)組原有的油動機(jī)和液壓油源。
 ■ 液壓系統(tǒng)易損件少，壽命長，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。
 ■ 采用常規(guī)的透平油液壓油源，不需另配外置式油源站。常規(guī)透平油油源主油泵由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動，其可靠性高于外置式油源站。
 ■ 采用MOOG公司新近推出的DDV型電液伺服閥，控制精度高，抗污染能力強(qiáng)。
 ■ 由DDV閥構(gòu)成的電液放大器和電液油動機(jī)，定位精確、靈敏度高，可靠性好，抗污染能力優(yōu)于高壓抗燃油電液油動機(jī)。
 ■ 不用抗燃油，環(huán)保特性好。

五、100MW汽輪機(jī)低壓透平油純電調(diào)（優(yōu)化控制實例）

    100MW汽輪機(jī)，只有一個油動機(jī)，不考慮配備閥門管理功能。只要采取下列改造措施，便可構(gòu)成低壓透平油純電調(diào)。本方案的設(shè)計原則可推廣到200MW、50MW、25MW等多種機(jī)型。

 ■ 保留配汽杠桿，凸輪配汽機(jī)構(gòu)。
 ■ 將油動機(jī)改造為電液油動機(jī)。
 ■ 拆去調(diào)速器，調(diào)速器滑閥，微分器等部套。
 ■ 增設(shè)DEH控制器。
 ■ 增設(shè)由電磁閥構(gòu)成的遮斷，掛閘，開主汽門和噴油試驗?zāi)K，可以實現(xiàn)全面遠(yuǎn)方操作，達(dá)到高壓抗燃油純電調(diào)的自動化水平。

電液油動機(jī)原理如圖1，其構(gòu)成要點如下：
 ■ 機(jī)組原配油動機(jī)，拆去反饋滑閥，反饋杠桿，保留油動機(jī)滑閥和油動機(jī)活塞。
 ■ 增設(shè)DDV閥，作為正常控制接口。
 ■ DDV閥壓力油進(jìn)口增設(shè)過濾器，精度25μ-100μ
 ■ 增設(shè)可調(diào)節(jié)流閥，用以調(diào)整油動機(jī)滑閥0位。該節(jié)流閥應(yīng)這樣設(shè)置，使DDV閥失電時，油動機(jī)能自動關(guān)閉。可調(diào)節(jié)流閥的位置應(yīng)能鎖定。
 ■ 活塞桿上增設(shè)雙冗余LVDT，作為反饋定位作用。
 ■ 增設(shè)卸荷閥，作為快關(guān)和遮斷控制接口。
 ■ DDV閥，可調(diào)節(jié)流閥和卸荷閥做成一個液壓集成塊，安裝在前箱側(cè)面適當(dāng)位置。
 ■ DDV閥由DEH控制器中的伺服板控制，接受總閥位信號，改變油動機(jī)位置，直到與LVDT反饋信號平衡為止。
 ■ 若有多個油動機(jī)，可共用一個濾油器。

 DDV閥具有如下特點：
 ■ 采用高能永磁直線力馬達(dá)，自帶功放，具有強(qiáng)大的驅(qū)動力。
 ■ 取消了噴咀擋板式前置液壓放大器，解決了由此引起的伺服閥卡澀問題，抗污染能力大大提高。
 ■ 具有高分辨率、低滯環(huán)，具有很高的控制精度。
 ■ 動態(tài)特性與供油壓力無關(guān)，能適應(yīng)任何壓力的電液控制系統(tǒng)。

    電液油動機(jī)具有很高的靈敏度，其值高于原油動機(jī)的最高靈敏度，并且在全行程范圍內(nèi)靈敏度的數(shù)值相同。
    本方案適用于哈汽，東汽和北重型汽輪機(jī)。建議每個油動機(jī)由一個DDV閥控制。
    電液油動機(jī)為和利時專利產(chǎn)品，專利號：ZL 00 2 54529.2 見附表

六、125MW汽輪機(jī)低壓透平油純電調(diào)（簡易控制實例）

    125MW汽輪機(jī)為中間再熱式，具有2個高壓油動機(jī)和2個中壓油動機(jī)，其中每個高壓油動控制2個高壓調(diào)節(jié)閥，共計2個高壓油動機(jī)控制4個高壓調(diào)節(jié)閥，中壓油動機(jī)則為每個油動機(jī)控制1個中壓調(diào)節(jié)閥。4個油動機(jī)均接受二次脈動油壓控制。二次脈動油路為變油壓系統(tǒng)，每個油動機(jī)均可調(diào)整其始開油壓和開足油壓，以協(xié)調(diào)各油動機(jī)的運(yùn)動關(guān)系。

125MW低壓透平油純電調(diào)，采用一個DDV閥控制四個油動機(jī)的控制方式，不考慮配備閥門管理功能，改造要點如下：
 ■ 完整保留機(jī)組原有的液壓系統(tǒng)，各油動機(jī)的運(yùn)動關(guān)系由二次脈動油壓Pm2來維系。
 ■ 在二次脈動油路上外接一個DDV閥，DDV閥工作在排油方式，與原液壓放大器的碟閥排油口并聯(lián)。
 ■ 原配啟動閥完成掛閘、開主汽門后，搖到最高位，使Pm2控制油口完全關(guān)閉。
 ■ 同步器搖到最高位，使液壓放大器的碟閥排油口在所有的工況中均處于關(guān)閥狀態(tài)。
 ■ DDV閥接受DEH控制器總閥信號，改變二次脈動油壓Pm2，以控制油動機(jī)，完成從沖轉(zhuǎn)到帶滿負(fù)荷的全行程控制。Pm2油路上接有壓力傳感器，用以構(gòu)成Pm2反饋，以獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)特性。
 ■ 甩負(fù)荷快關(guān)功能仍由超速限制滑閥執(zhí)行，OPC控制策略包含在DEH控制器中。
 ■ 遮斷控制仍由原液壓系統(tǒng)的遮斷控制回路執(zhí)行。
 ■ DEH故障時，只需降低同步器定值，系統(tǒng)便可回到液調(diào)方式運(yùn)行，配上和利時開發(fā)的專利產(chǎn)品同步器馬達(dá)控制器，（專利號：ZL 99 2 10575.7 見附表）仍可實現(xiàn)負(fù)荷閉環(huán)控制，繼續(xù)執(zhí)行電調(diào)功能。
 ■ 若啟動升速過程中發(fā)生DEH故障，可打閘停機(jī)，然后用啟動閥重新啟動。
 ■ 在二次脈動油路上設(shè)置的壓力傳感器，通過伺服板閉環(huán)，組成Pm2反饋，可以改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性，可以消除油源壓力波動新形成的寄生反饋，以及由此引發(fā)的系統(tǒng)振蕩。
 ■ 配備DEH控制器，完成所需的控制策略運(yùn)算，給出總閥位信號。
 ■ DDV閥及其所需的附屬設(shè)備，作成一個集成塊，安裝在前箱在側(cè)適當(dāng)位置，由支架固定。

    本方案為簡易型純電調(diào)，適用于上汽機(jī)型，已在多臺125MW機(jī)組得到應(yīng)用。
    電液放大器為和利時專利產(chǎn)品，專利號：ZL 00 2 33849.1，見附表

七、保安系統(tǒng)的處理

    汽輪機(jī)電調(diào)改造的主要目的是克服原液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在的缺陷，完善控制策略，提高控制系統(tǒng)的自動化水平，為實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制（CCS）和自動發(fā)電控制（AGC）創(chuàng)造條件。這個目的在調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造中已經(jīng)實現(xiàn)了。機(jī)組的液壓保護(hù)系統(tǒng)，性能良好，工作可靠，操作的機(jī)會較少，改造的必要性不大。在中小型機(jī)組進(jìn)行簡易型DEH改造時，保安系統(tǒng)可不進(jìn)入改造，以減少改造工作量，節(jié)省費(fèi)用，但系統(tǒng)操作自動化水平較低。在優(yōu)化的改造方案中引用了高壓抗燃油系統(tǒng)的設(shè)計思想，將機(jī)組的保安系統(tǒng)的改造列入改造范圍，全面提高自動化水平。經(jīng)過這樣改造的機(jī)組，其功能配置和自動化水平可以達(dá)到高壓抗燃油純電調(diào)的水平。

八、DEH控制器的基本功能

    DEH控制器的主要功能是轉(zhuǎn)速控制的負(fù)荷控制，其中，負(fù)荷控制具有閥控、功控和壓控三種方式，分別適合于爐跟機(jī)、機(jī)爐協(xié)調(diào)和機(jī)跟爐三種運(yùn)行方式。
 此DEH控制器由北京和利時公司MACS分散控制系統(tǒng)構(gòu)成，與DCS為一體化設(shè)計，與液壓系統(tǒng)的改造通盤考慮，適用于200MW和125MW及以下機(jī)組低壓透平油純電調(diào)控制。

8.1轉(zhuǎn)速控制

    轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)為大范圍無差閉環(huán)轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動或手動方式，完成從沖轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速的控制過程。
    自動時，按根據(jù)機(jī)組熱狀態(tài)預(yù)先設(shè)定的自動升速曲線完成升速過程；手動時，由操作員設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率，控制機(jī)組升速。通過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)時，升速率自動加到最大。
    設(shè)有自動同期接口，可接受自動同期裝置控制，自動完成并網(wǎng)操作；也可在自動周期裝置指導(dǎo)下，由操作員控制并網(wǎng)。并網(wǎng)后自動進(jìn)入閥控狀態(tài)，并自動帶3%初負(fù)荷。

8.2負(fù)荷控制

1) 閥控方式
    機(jī)組并網(wǎng)后，自動進(jìn)入閥控方式。本方式為負(fù)荷開環(huán)控制方式，具有一次調(diào)頻能力，適合于爐跟機(jī)運(yùn)行方式。

2）功控方式
    為負(fù)荷閉環(huán)控制方式，具有一次調(diào)頻能力，適合于機(jī)爐協(xié)調(diào)控制運(yùn)行方式。

3）壓控方式
    由汽機(jī)調(diào)門控制機(jī)前壓力，由鍋爐控制機(jī)組負(fù)荷。機(jī)組負(fù)荷服從于調(diào)壓，不具備一次調(diào)頻能力。本方式適合于機(jī)跟爐運(yùn)行方式。該方式適用于配直流爐、并在大電網(wǎng)中并列運(yùn)行的機(jī)組。

8.3一次調(diào)頻功能
    根據(jù)華北電力集團(tuán)公司“華北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理辦法”的規(guī)定，并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組必須參與一次調(diào)頻。該項規(guī)定正在向全國推廣。根據(jù)上述文件的規(guī)定，和利時設(shè)計的DEH，在閥控、功控和壓控方式均具有一次調(diào)頻能力，不調(diào)頻死區(qū)設(shè)置在0-2r/min范圍內(nèi)。在任何情況下，機(jī)組均不能退出一次調(diào)頻。

8.4超速限制與附加超速保護(hù)
    為確保甩負(fù)荷控制的快速性，超速限制和附加超速保護(hù)控制采用繼電器回路。
    甩負(fù)荷判據(jù)為油開關(guān)跳閘信號和103%n0信號。
    當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時，油開關(guān)跳閘信號通過繼電回路控制超速限制滑閥或OPC電磁閥，快關(guān)各調(diào)門以限制轉(zhuǎn)速飛升，同時總閥位信號置0。當(dāng)超速高峰過去后（約2秒），上述信號復(fù)位，系統(tǒng)進(jìn)入轉(zhuǎn)速控制方式，使機(jī)組維持3000r/min的運(yùn)行。
    當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過103%n0時，給出快關(guān)信號，通過超速限制滑閥或OPC電磁閥，快關(guān)各閥門，同時使總閥位信號置0。轉(zhuǎn)速低于103%n0時，恢復(fù)轉(zhuǎn)速控制。
    當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過110%n0時，給出信號至ETS，使機(jī)組停機(jī)。當(dāng)機(jī)組進(jìn)行提升轉(zhuǎn)速試驗時，該值自動提高到113%n0，保護(hù)試驗過程防止超速。
    103%n0和110%n0信號來自測速板，響應(yīng)時間小于10ms。

8.5其他功能
    包括新汽壓力降低自動減負(fù)荷，真空降低自動減負(fù)荷，閥門活動試驗，提升轉(zhuǎn)速試驗和來自協(xié)調(diào)控制的減負(fù)荷控制等功能，這些功能可按需設(shè)置。

九、DEH控制的構(gòu)成

    DEH控制器由和利時公司標(biāo)準(zhǔn)的MACS分散控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中，除測速板和伺服板為DEH專用I/O板外，其余硬件和軟件與DCS通用，并與DCS一體化設(shè)計。一體化設(shè)計的含義，包括：

    ■ 硬件一體化   ■ 系統(tǒng)軟件一體化   ■ 控制策略一體化
    DEH的現(xiàn)場設(shè)備包括一臺現(xiàn)場控制站和一臺專用硬操盤，操作員站和工程師站與DCS共用。
    硬件配置如圖3，其中
    冗余主控板 1對
    測速板 3（三選二）
    伺服板 n（按電液伺服閥數(shù)量配置）
    開入板 4（共64路）
    開出板 2（共32路）
    模入板 2（共16路）
    模出板 1（共8路）

十、主要技術(shù)指標(biāo)

 ■ 轉(zhuǎn)速控制范圍 40-3600r/min
 ■ 轉(zhuǎn)速控制精度 ±1r/min
 ■ 負(fù)荷控制范圍 0-115%
 ■ 負(fù)荷控制精度 ±1MW
 ■ 不等率 3-6%在線連續(xù)可調(diào)
 ■ 不調(diào)頻死區(qū) 0-2r/min出廠時已設(shè)定
 ■ 遲緩率 <0.06%
 ■ 甩負(fù)荷最高轉(zhuǎn)速飛升 <7%n0

十一、可靠性設(shè)計

 ■ 測速板采用三選二冗余。
 ■ LVDT采用雙冗余高選。
 ■ DEH控制器的可靠性設(shè)計由MACS系統(tǒng)可靠性設(shè)計規(guī)范保證。
 ■ 控制系統(tǒng)設(shè)計符合國際電工委員會（IEC）規(guī)定的安全設(shè)計原則，對可能發(fā)生的誤操作有防范措施，失去動力源時能安全停機(jī)。
 ■ 液壓系統(tǒng)的設(shè)計充分考慮了防火的要求。

十二、油源清潔度問題和油系統(tǒng)改造

    油源清潔度問題，直接影響到液壓系統(tǒng)的正常工作，是備受關(guān)注的安全性問題。透平油的污染問題，主要是油中帶水和顆粒污染，污染物來源與排煙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計有密切關(guān)系。
    透平油潤滑/液壓系統(tǒng)，設(shè)有排煙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，目的是將各軸承箱的油煙抽出，防止軸承箱內(nèi)部過熱。軸承箱內(nèi)部過熱會引起軸承標(biāo)高變化，改變軸系的揚(yáng)度曲線，嚴(yán)重時，會發(fā)生動靜部件摩擦，引發(fā)軸系振動。因此，如何正確發(fā)揮排煙系統(tǒng)的冷卻作用，控制軸承箱溫度變化，對機(jī)組安全運(yùn)行是至關(guān)重要的。
    排煙風(fēng)機(jī)設(shè)在主油箱上，通過回油管的空氣半管抽出各軸承箱的油煙。對各軸承箱而言，抽油煙的作用是通風(fēng)冷卻，必須有進(jìn)有出，形成一定的通風(fēng)量，才能發(fā)揮冷卻效果。目前的排煙系統(tǒng)，沒有設(shè)計進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)量被迫從軸承箱上的各種孔隙進(jìn)入，特別是從油封間隙進(jìn)入，這樣便帶來一系列問題：

 ■ 為獲得足夠的進(jìn)風(fēng)量，各軸承箱被抽到較高的負(fù)壓。
 ■ 軸承箱上的油封環(huán)正對著汽缸的汽封環(huán)，大量空氣從油封環(huán)間隙進(jìn)入的同時，將大量蒸汽帶入，進(jìn)入透平油中。
 ■ 蒸汽進(jìn)入回油管空氣半管，凝結(jié)在管壁上，形成銹蝕。鐵銹不斷落入油中，形成污染。
 ■ 從各種孔隙進(jìn)入軸承箱的空氣，將空氣中的粉塵同時帶入，久而久之便形成油泥。
    這些問題，都是由于排煙系統(tǒng)設(shè)計不合理造成的。解決的辦法也很簡單，只要在每個軸承上適當(dāng)位置增設(shè)一個進(jìn)風(fēng)口，讓冷卻空氣主要從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，降低軸承箱內(nèi)負(fù)壓，這樣便可減少從油封和各種孔隙等非正常通道進(jìn)入的風(fēng)量，相應(yīng)減少了水蒸汽和粉塵的進(jìn)入量，同時減少了回油半管銹蝕的產(chǎn)生。進(jìn)風(fēng)口的面積應(yīng)為可調(diào)，以保證得到適當(dāng)?shù)睦鋮s風(fēng)量，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)加空氣濾清器和空氣干燥劑，以防止空氣中的粉塵和濕氣進(jìn)入。僅此措施，便可大大減少透平油的污染來源。
    在此基礎(chǔ)上，完善油凈化系統(tǒng)，經(jīng)常性地清除油中的水份和顆粒，便可使透平油保持較好的清潔度水平。
 北京承天倍達(dá)過濾技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的FC系列過濾脫水裝置，采用各種特殊濾芯，能有效清除油中顆粒和水份，清潔度達(dá)到NAS6級，油中含水量可達(dá)到200PPM以下。
    北京透平新技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TP系列離心式凈油機(jī)，采用瑞典ALFA LAVAL高速離心分離機(jī)，能有效地將油中水份和顆粒物分離出來。這種凈油機(jī)不需要濾芯，免除了更換濾芯和清洗芯等麻煩，運(yùn)行維護(hù)較簡單，費(fèi)用也低。
    上述產(chǎn)品可推薦作為油系統(tǒng)改造之用。
    油系統(tǒng)改造的目的是提高油系統(tǒng)清潔度，改造的目標(biāo)是減少水份和顆粒物的進(jìn)入，和清除已進(jìn)入油中的水份和顆粒物，解決的辦法是：各軸承箱加裝合適的進(jìn)風(fēng)口，合理組織進(jìn)風(fēng)，減少水份和粉塵進(jìn)入；增設(shè)高效凈油裝置，連續(xù)清除油中殘存的水份和顆粒物。
    低壓透平油純電調(diào)，清潔度適應(yīng)能力與常規(guī)液壓系統(tǒng)相當(dāng)，若能對油系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高清潔度水平，則效果更佳。
 中小型機(jī)組DEH改造，低壓透平油純電調(diào)具有經(jīng)濟(jì)適用、可靠性好、環(huán)保性好的優(yōu)點。

十三.結(jié)論

 1) 為適應(yīng)中小型機(jī)組DEH改造，開發(fā)低壓透平油純電調(diào)具有重要意義。200MW及以下機(jī)組屬于中小機(jī)組范圍。
 2) 由于純電調(diào)控制系統(tǒng)的控制策略取決于計算機(jī)電子控制器，因此，除可變模式閥門管理外，低壓透平油純油調(diào)能實現(xiàn)高壓抗燃油純電調(diào)的全部功能。
 3) 實踐中，閥門管理特性與凸輪配汽機(jī)相當(dāng)，凸輪配汽機(jī)構(gòu)的作用完全可以代替軟件型可變模式閥門管理。
 4) 和利時公司推出的低壓透平油純電調(diào)，具有自動化水平高、經(jīng)濟(jì)適用、可靠性好、環(huán)保性好的優(yōu)點。
 5) 本文推薦的低壓透平油純電調(diào)，清潔度適應(yīng)能力與常規(guī)液壓系統(tǒng)相當(dāng)；若能對油系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高清潔度水平，則效果更佳。