導(dǎo)語：汽輪機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：火電廠作為電能生產(chǎn)的重要場(chǎng)所，對(duì)于具有大容量、高參數(shù)的火電機(jī)組，汽輪機(jī)是其關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中汽輪機(jī)表現(xiàn)出了轉(zhuǎn)速高、熱力參數(shù)以及轉(zhuǎn)速變化范圍大的特點(diǎn)。隨著熱控設(shè)備相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)組在不斷進(jìn)行自動(dòng)化改造的過程中，DCS控制技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到汽輪機(jī)系統(tǒng)中，有效的提高了機(jī)組整體的可控性，從而保證機(jī)組能夠安全運(yùn)行以及機(jī)爐的協(xié)調(diào)工作。文章對(duì)火電廠中汽輪機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并分析了汽輪機(jī)控制系統(tǒng)中DCS控制技術(shù)的應(yīng)用，探討了DCS控制以及DCS與DEH.ETS間的控制關(guān)系。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；控制系統(tǒng)；DCS；DEH；優(yōu)化設(shè)計(jì)

汽輪機(jī)在傳統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)下是根據(jù)相應(yīng)的規(guī)程來進(jìn)行的，監(jiān)控汽輪機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，還主要靠運(yùn)行人員的工作經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)存在一定的缺點(diǎn)，比如調(diào)節(jié)精度低和自動(dòng)化程度低，汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中，需要通過采用安全有效的措施進(jìn)行保護(hù)。汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)載做功會(huì)影響到轉(zhuǎn)速的變化，凝結(jié)水溫度以及真空的變化也會(huì)影響到轉(zhuǎn)速的變化，將DCS控制技術(shù)應(yīng)用在汽輪機(jī)系統(tǒng)中，能夠有效的控制和管理汽輪機(jī)的運(yùn)行。

1DCS控制系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)的控制和保護(hù)設(shè)計(jì)汽輪機(jī)

DCS控制系統(tǒng)，需要加強(qiáng)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，完善相應(yīng)工作的的記錄，并分析汽輪機(jī)組安全運(yùn)行和在線狀態(tài)。在汽機(jī)熱工系統(tǒng)中，使用硬接線進(jìn)行信息傳遞，能夠有效保護(hù)熱控系統(tǒng)的相關(guān)備件的安全，將計(jì)算機(jī)高級(jí)語言應(yīng)用在傳感器與控制器的連線和檢測(cè)點(diǎn)的分布上，操作和管理DCS系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)。在汽輪機(jī)控制系統(tǒng)中，汽輪機(jī)DCS系統(tǒng)中調(diào)速系統(tǒng)是主要的功能，通過人機(jī)界面相關(guān)操作人員可以直接輸入轉(zhuǎn)速設(shè)定值，再經(jīng)過模擬量輸入模塊的作用，將實(shí)際轉(zhuǎn)速值與轉(zhuǎn)速設(shè)置值進(jìn)行比較，從而控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過利用變頻器控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，將控制水位調(diào)節(jié)好，并通過上位機(jī)對(duì)按鈕進(jìn)行控制，從而使汽輪機(jī)設(shè)備停止運(yùn)行。系統(tǒng)工程師通過與DEH系統(tǒng)的人機(jī)界面作用，當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕時(shí)，能夠控制汽輪機(jī)的閥門控制指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出過程，通過操作員的其他控制指令來完成供油系統(tǒng)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)各個(gè)蒸汽進(jìn)氣閥的開度。汽輪機(jī)DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是進(jìn)行相應(yīng)工作的主要依據(jù)，通過利用壓力、溫度傳感器和變送器將相應(yīng)的信號(hào)輸入到輸入模塊，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)和管理，并通過相應(yīng)的軟件來完成設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的操作。1.2緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)。通過設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施，當(dāng)DCS系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)一些問題時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)措施可以有效的將過載電流導(dǎo)入大地，從而保障控制系統(tǒng)的安全。兩路電源供電相互獨(dú)立的，在開關(guān)量輸入卡件時(shí)，采用跳閘失電跳閘和兩路電源供電兩種動(dòng)作方式，可以避免出現(xiàn)拒動(dòng)和誤動(dòng)的問題。采用失電跳閘的保護(hù)方式要對(duì)輸出卡件分布設(shè)置，各層供電裝置也要保持相互獨(dú)立，防止出現(xiàn)汽輪機(jī)跳閘保護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)的現(xiàn)象，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。1.3汽輪機(jī)控制算法以及策略組態(tài)。通過對(duì)控制算法的應(yīng)用，工程師可以快速的查找到對(duì)應(yīng)的變量位號(hào)和操作畫面，通過利用項(xiàng)目樹對(duì)程序進(jìn)行作用，使其變成靈活統(tǒng)一的系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，從而完成策略組態(tài)。PC機(jī)上運(yùn)行的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可靠性也比較高，具有廣泛的用途。系統(tǒng)控制中的速度被作為主控參數(shù)和干擾因素，當(dāng)對(duì)機(jī)械的摘要：火電廠作為電能生產(chǎn)的重要場(chǎng)所，對(duì)于具有大容量、高參數(shù)的火電機(jī)組，汽輪機(jī)是其關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中汽輪機(jī)輸出功率不能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，在空載或者滿載的額定轉(zhuǎn)速下可以保證汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣調(diào)節(jié)汽閥的開度，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過對(duì)功率反饋通道進(jìn)行調(diào)整，可以對(duì)控制回路進(jìn)行改造。

2基于DCS汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的工作原理和特征以及結(jié)構(gòu)組成

2.1基于DCS汽輪機(jī)。DEH控制系統(tǒng)的工作原理和特征對(duì)汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)而言，其可以說是DCS控制系統(tǒng)的組成部分，DEH控制系統(tǒng)使用電驅(qū)動(dòng)油動(dòng)機(jī)來控制閥門開度，專門被用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，并讓汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)。汽輪機(jī)DCS控制系統(tǒng)是通過使用自動(dòng)數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)，發(fā)出調(diào)節(jié)指令相關(guān)的電信號(hào)，電液轉(zhuǎn)換器在接收到相應(yīng)的信號(hào)后，能夠?qū)⒂蛣?dòng)機(jī)的液壓缸和高壓油進(jìn)行連通，從而驅(qū)動(dòng)油動(dòng)機(jī)運(yùn)行并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)的要求達(dá)到時(shí)，系統(tǒng)的反饋裝置會(huì)做出反應(yīng)自動(dòng)停止調(diào)節(jié)過程。與汽輪機(jī)DCS控制系統(tǒng)相比，DEH控制系統(tǒng)具有一定的優(yōu)越性，表現(xiàn)為數(shù)字系統(tǒng)的靈活性、模擬系統(tǒng)具有的快速性和液壓系統(tǒng)的可靠性。通過運(yùn)用DEH控制系統(tǒng)，可以提高高、中壓調(diào)門的控制精度，并提高整個(gè)機(jī)組的控制水平，從而保障汽輪機(jī)能夠正常運(yùn)行。2.2基于DCS控制系統(tǒng)的汽輪機(jī)。DEH控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)控制部分和EH液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中又可以分為調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保安系統(tǒng)兩個(gè)部分。2.2.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠獲取系統(tǒng)所需的靜態(tài)特征，并保證汽輪機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的功能的不同，調(diào)解系統(tǒng)又可以分為控制器和執(zhí)行器，其中執(zhí)行系統(tǒng)控制策略相關(guān)運(yùn)算操作的是控制器，而執(zhí)行器主要是根據(jù)控制器的運(yùn)算結(jié)果，對(duì)相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和定位。2.2.2保安系統(tǒng)。在汽輪機(jī)組運(yùn)行的過程中，如果發(fā)生相應(yīng)的安全狀況時(shí)，保安系統(tǒng)可以維護(hù)機(jī)組的運(yùn)行安全。在汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)中，保安系統(tǒng)是至關(guān)重要的部件，在保安系統(tǒng)的組成中，主要包括急速保護(hù)系統(tǒng)、危急遮斷系統(tǒng)和各種試驗(yàn)系統(tǒng)。

3汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1對(duì)閥門管理的優(yōu)化。閥門管理在控制系統(tǒng)中具有重要的作用，相關(guān)操作人員通過相應(yīng)的操作，可以將系統(tǒng)調(diào)節(jié)器輸出的相應(yīng)控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的閥門開度的請(qǐng)求值，并根據(jù)相應(yīng)的要求實(shí)現(xiàn)單閥和順序閥控制方式之間的切換。對(duì)于閥門管理進(jìn)行優(yōu)化可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。（1）閥門控制的設(shè)計(jì)根據(jù)汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行的要求，可以設(shè)計(jì)為單閥控制和多閥控制等控制方式。單閥控制對(duì)高壓閥門進(jìn)行節(jié)流管理，一般采用冷態(tài)啟動(dòng)或者是帶基本負(fù)荷運(yùn)行的方式；多閥控制方式采用機(jī)組帶部分負(fù)荷運(yùn)行，并只要求部分進(jìn)汽。（2）汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)是通過軟件系統(tǒng)來對(duì)閥門進(jìn)行管理，結(jié)合相應(yīng)的控制方式，設(shè)計(jì)出單閥和多閥兩種控制程序。閥門管理程序接收的控制信號(hào)是流量，所以還要通過利用相應(yīng)的程序計(jì)算，把汽輪機(jī)的蒸汽流量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的閥門開度。在閥門管理中，還可以將相應(yīng)的控制按鈕集中在操作臺(tái)，相關(guān)人員只需要通過控制相應(yīng)的控制按鈕，就可以完成單、多閥控制方式的切換。3.2對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。電源系統(tǒng)的優(yōu)化可以采用更換質(zhì)量相對(duì)可靠的新型電源和改進(jìn)系統(tǒng)的供電方式兩種方法進(jìn)行，更換新型電源能夠延長供電過程中的平均無故障時(shí)間，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；對(duì)系統(tǒng)的供電方式進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)MPS卡使用其他更為可靠的電源進(jìn)行供電，在一定程度上，不僅能夠減輕電源的負(fù)擔(dān)，也對(duì)提高M(jìn)PS卡供電的可靠性和穩(wěn)定性具有重要的作用。更換MPS卡并改用220V交流的供電方式，是進(jìn)行電源優(yōu)化的有效方式。3.3對(duì)掛閘系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。掛閘系統(tǒng)作為汽輪機(jī)控制系統(tǒng)中最基本的應(yīng)用，其能否正常運(yùn)行，對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性具有直接的影響。掛閘系統(tǒng)的優(yōu)化可以從下面的方式來進(jìn)行：通過加強(qiáng)掛閘系統(tǒng)中油系統(tǒng)的清洗工作，加強(qiáng)透平油體外循環(huán)，從而提高油質(zhì)的清潔度，避免使掛閘系統(tǒng)出現(xiàn)異常的問題；對(duì)掛閘系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行修改能夠適當(dāng)?shù)难娱L調(diào)整復(fù)位電磁閥的帶電復(fù)位時(shí)間，從而保證危急遮斷器滑閥能夠有充足的時(shí)間到達(dá)上止點(diǎn)。3.4對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)功能的優(yōu)化。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化可以從以下幾個(gè)方面入手：使用純電調(diào)式的數(shù)字式控制器，對(duì)系統(tǒng)中的控制器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)；對(duì)系統(tǒng)的供油進(jìn)行優(yōu)化可以利用低壓的透平油，這時(shí)只需使用系統(tǒng)機(jī)組的供油系統(tǒng)就可以完成；可以使用位移傳感器的反饋回路對(duì)于系統(tǒng)中油動(dòng)機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整，減少伺服系統(tǒng)的遲緩率，提高其定位精確度，同時(shí)也能夠提高汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，汽輪機(jī)DCS控制系統(tǒng)也得到相應(yīng)的發(fā)展，而汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)在社會(huì)領(lǐng)域中也得到了普遍的應(yīng)用。結(jié)合汽輪機(jī)實(shí)際的應(yīng)用情況，不斷優(yōu)化汽輪機(jī)相應(yīng)的控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，保證汽輪機(jī)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，從而促進(jìn)電力生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳峰.火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（22）：99.

[2]耿真.火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組節(jié)能降耗措施探究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2017（11）：4-6.

[3]梁秀臣.淺析汽輪機(jī)系統(tǒng)中DCS控制技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014（04）：101.

[4]劉婧艷.基于DCS汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究分析[J].價(jià)值工程，2012，31（28）：28-29.

[5]徐柯.華能珞璜電廠#2機(jī)組360MW進(jìn)口電站DCS改造研究初探[D].重慶大學(xué)，2004.

作者:張淑娟 單位:山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?/p>