汽轮机控制系统和SGC子组启动论述

　　1硬件构成
　　
　　华能福州电厂二期三、四号机组DEH系统采用德国西门子公司成套提供的SIMA—DYND数字控制系统、设计上采用了两套冗余模件互相热备用，得以提高安全性。DEH系统通过硬接线及H1BUS高速总线与TXP系统通讯实现其控制功能。一套独立的控制系统由以下硬件构成：
　　
　　1．1中央处理器模件PM42；
　　
　　1．2I／O子模件IT41IT42；
　　
　　1．3处理器缓存模件MM4；
　　
　　1．4数字量输出子模件EMIl；
　　
　　1．5模拟量输出子模件EMl2；
　　
　　1．6SINECL2总线通讯模件CST；
　　
　　1．7机架通讯连接板CS22；
　　
　　1．8SINECHl总线通讯模件CSHll；
　　
　　1．9电源模件。
　　
　　2控制功能
　　
　　DEH控制系统在不同工况下控制调门开度，完成冲转、定速、并网、调负荷的功能，主要完成以下控制功能。
　　
　　2．1转速控制功能
　　
　　2．2负荷控制功能
　　
　　2．3压力控制功能
　　
　　2．4自动控制功能
　　
　　2．5阀门试验控制功能
　　
　　2．6高压排汽温度控制
　　
　　2．7高压叶片压力控制
　　
　　2．8高压主冷却蒸汽压力控制
　　
　　3汽机保护系统
　　
　　采用西门子公司的S5—95F可编程控制系统来构成汽轮机危急跳闸系统（EMER—GENCYTRIPSYSTEM简称EIS），为了安全可靠地运行，该系统配置了4套能够独立执行保护任务的模件，采用2取2后的2取1控制方式，以保证保护系统既不会拒动也不会误动。
　　
　　ETS系统的保护信号主要是通过与AS620B（TXP的基本型自动控制系统）通讯获得，而一些重要信号（如手动跳闸，超速保护，发电机保护等）直接硬接线输入到S5—95F可编程控制器。
　　
　　3．1汽轮机主保护项目：
　　
　　3．1．1主汽温度低保护
　　
　　3．1．2低旁喷水流量保护
　　
　　3．1．3润滑油压力保护
　　
　　3．1．4汽机轴向位移保护
　　
　　3．1．5凝汽器水位保护
　　
　　3．1．6压比保护A7／A8（7段抽汽压力／8段抽汽压力）
　　
　　3．1．7压比保护A5／A6（5段抽汽压力／6段抽汽压力：
　　
　　3．1．8低压缸排汽温度保护
　　
　　3．1．9主油箱油位保护
　　
　　3．1．10热段再热蒸汽温度低保护
　　
　　3．1．11凝汽器压力保护
　　
　　3．1．12高压叶片温度高保护
　　
　　3．1．13低压叶片温度高保护
　　
　　3．1．14轴承振动保护
　　
　　3．1．15轴承温度高保护
　　
　　3．1．16主汽温度高保护
　　
　　3．1．17再热蒸汽温度高保护
　　
　　3．1．18高压叶片压比保护
　　
　　3．1．19冷却蒸汽阀旁路阀保护
　　
　　3．1．20通风阀喷水流量低保护
　　
　　3．1．21发电机端部液位高保护
　　
　　3．1．22发电机冷氢温度高保护
　　
　　3．1．23励磁机后热风温度高保护
　　
　　3．1．24锅炉安全火焰丢失跳汽机保护
　　
　　3．1．25汽机手动停机
　　
　　3．1．26发电机跳闸联跳汽机
　　
　　3．1．27主机火灾保护
　　
　　3．1．28汽机超速保护
　　
　　3．1．29发电机紧急排氢保护
　　
　　3．1．30控制油箱油温度保护
　　
　　3．1．31S5—95FA与BLI总线故障
　　
　　3．2ETS系统特点
　　
　　与国内其它ETS系统相比，具有如下特点：
　　
　　3．2．1该系统*采用计算机控制而不是传统的继电器硬件控制。
　　
　　3．2．2汽机跳闸的任务是由每一个曲动机各自的跳闸回路实现的，而不是由一个传统油系统总的跳闸回路来实现。
　　
　　3．2．3该机组没有机械超速保护跳闸功能，而仅有两套电超速保护跳闸回路。
　　
　　3．2．4在汽机就地没有传统的机械打闸和挂闸装置，而只有远方手动打闸和一套远方模拟挂闸系统。
　　
　　3．2．5保护项目大量采用典型的西门子式的三取二保护设计，即每项保护都通过三个判断信号取二个满足时，或一个判断信号满足且另一个信号故障时．或三个信号全部故障时保护动作。
　　
　　3．2．6保护项目大量采用复杂的工艺特性保护，而不是传统采用的定值保护。
　　
　　3．2．7保护项目数量多，如果按照各逻辑分项统计，其数量达到150次项。
　　
　　4SGC汽机子组启动
　　
　　由AS620B基本自动控制系统（AP36）、SIMADYN数字控制系统，汽机保护系统以及OM650过程控制和管理系统，共同实现对汽轮机启动过程的控制，操作及监视。
　　
　　在过程处理器AP36中有一个专门用于汽轮机启动的子组SGC（SubGroupControl）它可接收单元机组控制GC（GroupConwol）来的指令也可直接在OM画面上由运行人员进行投退操作，实现对汽机的启动控制。
　　
　　汽机子组控制程序如下：
　　
　　4．1确认机组的循环水系统，辅助冷却水系统，闭冷水系统已投运正常（步骤1、S1）
　　
　　4．2发出汽机供油组起动指令（S2）确认以下条件满足：
　　
　　4．2．1汽机供油组起动
　　
　　4．2．2凝结水泵子组起动
　　
　　4．3发出真空组起动指令，低旁压力控制信号zui小指令（S3）确认以下条件满足
　　
　　4．3．1低旁压力控制信号<-40％
　　
　　4．3．2真空组起动
　　
　　4．3．3当凝汽器压力<80kpaabs时，执行下面步骤
　　
　　4．4起动汽机／低旁阀子组（S4）确认5分钟内发出下列条件满足：
　　
　　4．4．1控制油供应子环准备就绪并投入ON
　　
　　4．4．2控制油冷却子环准备就绪并投入ON
　　
　　4．4．3至少一侧高压主汽阀子环及高压阀子环投入ON
　　
　　4．4．4至少一侧中压主汽阀子环及中压阀子环投入ON
　　
　　4．5将机组压力控制置为初压方式（S5）确认5秒内初压方式投入ON
　　
　　4．6投入汽机本体疏水自动，发电机主开关选择状态（S6）
　　
　　4．6．1汽机本体疏水子环、抽汽止阀投入ON
　　
　　4．6．2开各疏水阀
　　
　　4．6．3置发变组220KV开关非选择状态
　　
　　4．7确认全部主汽阀、调节阀关闭，汽机本体全部疏水阀全开，所有抽汽逆止阀关闭。
　　
　　4．8励磁机干燥风机子环投0N（S7）确认：主机跳闸条件中各参数正常；主机润滑油冷却器出口温度>37℃；盘车正常，汽机疏水组*，-30K<高压缸差<+30K；凝汽器压力<80kpa；
　　
　　4．9起动油泵控制SGC，并起动高压缸冷却排汽阀（S8、S9）
　　
　　4．10投入低旁压力控制及低旁压力自动设定值调整器，起动高压缸冷却排汽阀，并开启左右中压主；气阀前疏水电动阀（S1S11）。
　　
　　检测X2标准，准备打开主汽阀
　　
　　X2标准：汽机进口主蒸汽的饱和温度<高压调节阀的阀体平均温度+X2。
　　
　　4．11若X2标准满足，则关闭左右高压调节阀前疏水电动阀（S12）
　　
　　4．12汽机复置，设定初负荷（215MW）（S13S14）
　　
　　起动设备的输出信号从0％开始上升，当>12．5％时复置跳闸系统（ETS），当>22．5％时高中压汽阀的跳闸电磁阀关闭，当>32．5％时，高中压调节阀的跳闸电磁阀关闭，当>42．5％时高中压主汽阀的前导电磁阀打开，油动机．进油，高中压主汽阀打开。
　　
　　4．13预热5分钟（S15），在10分钟内确认
　　
　　下列条件满足，执行下一步：
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　TSE温度裕量>30k汽机进口主蒸汽过热度>20K
　　
　　汽机进口再热过热度>20K
　　
　　X1标准正常：高旁前主蒸汽的饱和温度>高压调节阀的阀体平均温度+X1
　　
　　4．14开启左右高压主汽阀前疏水阀，开启左右高压调节阀前疏水阀，预热3分钟后全开上述四个疏水阀（S16S17）
　　
　　4．15确认高中压缸温度正常（-30—+30K），轴封汽压力控制自动状态，发电机正常（S18）
　　
　　4．16确认有关疏水阀状态正确，投入选择蒸汽导电度子环（S19），确认以下冲转条件满足：
　　
　　凝汽器压力<13Kpaabs
　　
　　高压主汽阀前蒸汽温度>380℃
　　
　　X4标准正常：高压主汽阀前蒸汽温度>主蒸汽饱和温度+X4
　　
　　S5标准正常：高压主汽阀前蒸汽温度>高压转子平均温度+X5
　　
　　X6标准正常：中压主汽阀前蒸汽温度>中压转子平均温度+X6
　　
　　蒸汽品质合格（导电度<0．5mys／cm）
　　
　　主蒸汽、再热汽过热度>30K
　　
　　高中压缸温度正常（-30—+30K）
　　
　　TSE温差裕量>30K
　　
　　4．17手动将高压调节阀限位信号升至>102％（S20）
　　
　　4．18发命令至汽机控制器（STC）设定目标转速840rpm（S21S22）
　　
　　4．19当转速大于800rpm时，高压主汽阀前疏水阀关闭（S23）
　　
　　4．20（S24）这时若释放正常转速RELEASENOMINALSPEED复置RESET信号存在，则OM上"NOTON"报警，应手动将其释放。
　　
　　确认以下暖机结束条件成立，准备升至额定转速：
　　
　　凝汽器压力<13kpaabs。
　　
　　主蒸汽、再热汽温度>380℃
　　
　　XTA标准正常：高旁前主蒸汽温度<高压转子平均温度+XTA
　　
　　XTB标准正常：中压主汽阀前主蒸汽温度<中压转子平均温度+XTB
　　
　　TSE温度裕量>30K
　　
　　发电机正常
　　
　　4．21暖机结束，SIC转速目标设定3015rpm，并复置RESET释放正常转速RELEASENOMINALSPEED（S25）
　　
　　4．22当转速设定值>3012rpm，且实际转速>2940rpm后，关闭左右高压调节阀前疏水阀（S26S27）
　　
　　4．23实际转速至3000rpm，开始3000rpm暖机，直到暖机结束条件，准备并网（S28S29）
　　
　　X8标准正常：中压主汽阀前蒸汽温度中压转子平均温度+X8
　　
　　主蒸汽温度>440
　　
　　TSE温差裕量>15K以上暖机结束条件满足时，确认：
　　
　　发电机电压控制器自动状态发电机正常，冷氢温度<48℃
　　
　　励磁机状态正常，热风温度<60℃
　　
　　4．24励磁设备投入0N，主变220kV开关选择"AUTO"（S30）
　　
　　4．25确认发电机电压>90％后，同期装置选择2，投入发电机自动同期装置（S31）
　　
　　4．26同期条件满足，发电机并网带初负荷25MW，子组发指令将起动设备的信号升至>99％（S32）
　　
　　4．27发电机并网后，随着负荷的增加，高低旁渐渐关小直至关闭
　　
　　4．28当以下条件成立，则子组起动结束（S34S35）
　　
　　高压缸不在冷却方式运行
　　
　　主蒸汽流量>32kg／s
　　
　　实际负荷>25MW
　　
　　高旁减温度截止阀关闭
　　
　　左右中压调节阀阀位均大于1％
　　
　　5．1调试中出现的问题及解决方法
　　
　　5．1．1汽机冲转时，由于TXP系统中转速设定量程为0—3600转／分，而PEH系统中转速量程为0—3000转／分，造成在OM上设定暖机转速840转／分时，实际汽机定速在700转／分，后将量程统一为3000转／分后，此间题解决。
　　
　　5．1．2在汽机运行期间曾多次山现调门工作点故障报警，这项报警会产生一外调节器故障信号，并在OM上显示“SETP—-CRLSTOP"，这时负荷设定停止，工作点报警四个调门均出现过，后经修改各个调门阀位控制器的参数在允许范围内适当放宽报警限度，报警出现次数大为减少。
　　
　　5．1．3汽机启动S6C程序，由于西门子提供的*版程序不够完善，在现场的指导员对SGC程序做了不少的修改，通过多次的汽机启动、调试使所有的控制、指令、反馈信号及步骤之间的等待等变得更加合理。
　　
　　5．1．4汽机阀门试验程序中，由于西门子早期提供的程序中测试主汽门及调门的关闭时间与实际情况不配套以及测试步骤之间的等待时间不合理，使多次测试不能成功，后经西门子总部重新提供并修改主汽门及调门关闭测试时间以及测试步骤之间的等待时间，现阀门试验功能已非常完善。