1、第第5 5讲讲 汽轮机转速控制汽轮机转速控制 汽轮机启动过程中的转速控制，是由运行人员在操作员站或汽轮机启动过程中的转速控制，是由运行人员在操作员站或由由ATC装置设定转速目标值和升速率，由给定值处理程序计算出装置设定转速目标值和升速率，由给定值处理程序计算出给定值，通过高压主汽门（给定值，通过高压主汽门（TV）控制汽轮机升速至）控制汽轮机升速至2900r/min，进，进行行TVGV切换，最终由高压调节阀门（切换，最终由高压调节阀门（GV）控制汽轮机升速到）控制汽轮机升速到3000r/min的额定转速来实现的，其原理如下图所示：的额定转速来实现的，其原理如下图所示：5.1 转速信号的测量及逻辑
2、判断转速信号的测量及逻辑判断 由测速传感器测量得到的交流信号，经过转换板变为脉冲信由测速传感器测量得到的交流信号，经过转换板变为脉冲信号，再经过输入隔离元件后送往计算机，由计数器处理后产生转号，再经过输入隔离元件后送往计算机，由计数器处理后产生转速信号，信号转换过程如下图所示：速信号，信号转换过程如下图所示：（1 1）转速控制系统中的转速控制系统中的PIPI调节器一般为纯积分作用。调节器一般为纯积分作用。（2 2）转速控制系统的输出端设有限制器，以防止汽轮机超速。转速控制系统的输出端设有限制器，以防止汽轮机超速。（3 3）在手动方式时，转速控制系统跟踪实际阀位。在手动方式时，转速控制系统跟踪实
3、际阀位。（4 4）转速超过转速超过103103额定转速时或在机组并网运行（额定转速时或在机组并网运行（BR=1BR=1）时，）时，转速控制系统的输出等于转速控制系统的输出等于0 0。汽轮机汽轮机DEH控制系统中的转速控制系统具有以下特点：控制系统中的转速控制系统具有以下特点：汽轮机转速是汽轮机控制中的一个重要信号，为提高转速测汽轮机转速是汽轮机控制中的一个重要信号，为提高转速测量信号的可靠性，在量信号的可靠性，在DEH转速测量系统中采用三个独立的转速传转速测量系统中采用三个独立的转速传感器对汽轮机转速进行测量，并通过感器对汽轮机转速进行测量，并通过“三选二三选二”逻辑对转速信号逻辑对转速信号进
4、行选择与判断，其原理如下图所示：进行选择与判断，其原理如下图所示：转速测量信号的转速测量信号的“三选二三选二”逻辑判断逻辑判断5.2 转速目标值、升速率、给定值的处理转速目标值、升速率、给定值的处理（1）转速目标值的设定与处理转速目标值的设定与处理 汽轮机启动升速过程中，转速目标值可由运行人员在操作员汽轮机启动升速过程中，转速目标值可由运行人员在操作员站或由站或由ATC装置设定，一般包括以下几个转速：装置设定，一般包括以下几个转速：l 摩擦检查转速：摩擦检查转速：600600r/min l 暖机转速：暖机转速：20402040r/min l 阀门切换转速：阀门切换转速：29002900r/mi
5、n l 额定转速：额定转速：30003000r/min u 转速目标值有效性判断转速目标值有效性判断 由运行人员设定的转速目标值首先要经过由运行人员设定的转速目标值首先要经过目标值有效性判断目标值有效性判断功能单元功能单元进行判断，其原理如下图所示：进行判断，其原理如下图所示：启动方式选择单元启动方式选择单元可以根据不同启动方式在由运行人员设定可以根据不同启动方式在由运行人员设定的经过有效性判断的的经过有效性判断的转速目标值转速目标值（TARGET3）或由）或由ATC装置自装置自动设定的动设定的转速目标值转速目标值（DEHDMD）之间进行选择，其原理如下）之间进行选择，其原理如下图所示：图所示
6、：u 启动方式选择启动方式选择u 转速目标值过临界处理转速目标值过临界处理 汽轮机升速过程中当汽轮机升速过程中当转速目标值转速目标值（ODMD3）处于临界转速）处于临界转速区时，区时，DEH转速控制系统会通过转速控制系统会通过“转速目标值过临界转速目标值过临界”处理单元处理单元自动对自动对转速目标值转速目标值（ODMD3）进行修改，防止汽轮机转速停留）进行修改，防止汽轮机转速停留在临界转速区，其原理如下图所示：在临界转速区，其原理如下图所示：启动方式选择单元启动方式选择单元（2）升速率的选择与处理升速率的选择与处理转速目标值过临界处理单元转速目标值过临界处理单元 升速率用于在汽轮机启动升速过程
7、中对转子转速的变化率进升速率用于在汽轮机启动升速过程中对转子转速的变化率进行控制，一般由运行人员或行控制，一般由运行人员或ATC装置进行设定，但在汽轮机启动装置进行设定，但在汽轮机启动升速的不同阶段，也会根据需要由升速的不同阶段，也会根据需要由DEH转速控制系统自动选择不转速控制系统自动选择不同的升速率：同的升速率：l 运行人员设定的升速率范围限定在运行人员设定的升速率范围限定在0 0300r/min以内；以内；l 当汽轮机处于摩擦检查阶段时，升速率自动切换为当汽轮机处于摩擦检查阶段时，升速率自动切换为100r/min；l 当汽轮机转速给定值达到当汽轮机转速给定值达到29502999 r/mi
8、n的范围以内时，升的范围以内时，升 速率自动切换为速率自动切换为50r/min。l 当转速处于当转速处于临界转速区时临界转速区时，为了减轻转子共振升速率将自动设，为了减轻转子共振升速率将自动设 定为定为300r/min300r/min，以使汽轮机转子快速通过临界转速区。，以使汽轮机转子快速通过临界转速区。l 当汽轮机处于当汽轮机处于ATC方式时，由方式时，由ATC装置根据转子热应力限制装置根据转子热应力限制 的需要自动设定升速率。的需要自动设定升速率。升速率选择单元升速率选择单元 由于新华公司的由于新华公司的DEHDEH控制系统中每个控制系统中每个分散控制单元分散控制单元DPUDPU的的运算运
9、算周期周期为为200ms200ms，即每秒进行，即每秒进行5 5次运算，因此每分钟进行次运算，因此每分钟进行5 56060300300次运算，所以升速率最后要经过除法器（次运算，所以升速率最后要经过除法器（DivDiv）除以）除以300300后才能得后才能得到控制升速的到控制升速的升速率增量信号升速率增量信号。升速率增量信号送往升速率增量信号送往升速率处理单元升速率处理单元进行正、负号处理，最进行正、负号处理，最终得到终得到升速率控制信号升速率控制信号，处理过程如下图所示：，处理过程如下图所示：（3）转速给定值的处理转速给定值的处理 在在转速给定值处理单元转速给定值处理单元中采用将中采用将升速
10、率控制信号升速率控制信号（RATERATE）与）与转速给定值转速给定值在给定值运算模块中相加，并经过相应模块处理后再在给定值运算模块中相加，并经过相应模块处理后再次返回给定值运算模块的次返回给定值运算模块的“循环增量法循环增量法”对对负荷给定值负荷给定值进行处进行处理，使其最终等于设定的理，使其最终等于设定的转速目标值转速目标值，进而控制汽轮机的升速过，进而控制汽轮机的升速过程，其主要处理流程如下图所示：程，其主要处理流程如下图所示：给定值处理流程给定值处理流程u 给定值运算模块给定值运算模块u 给定值选择模块给定值选择模块u 给定值切换模块给定值切换模块5.3 高压主汽门（高压主汽门（TV）
11、控制）控制 高压主汽门（高压主汽门（TV）控制单元）控制单元的功能为在汽轮机启动升速阶段的功能为在汽轮机启动升速阶段通过调节两个高压主汽门（通过调节两个高压主汽门（TV）开度对汽轮机转速以及阀门切换）开度对汽轮机转速以及阀门切换过程进行控制，并在运行过程中对两个高压主汽门（过程进行控制，并在运行过程中对两个高压主汽门（TV）的阀门）的阀门试验过程进行控制，其控制原理如下图所示：试验过程进行控制，其控制原理如下图所示：并网并网TV开启开启TV全开全开汽机手动汽机手动跳机或阀门试验跳机或阀门试验汽机手动汽机手动 在汽轮机启动升速过程中，高压主汽门（在汽轮机启动升速过程中，高压主汽门（TV）程序控制
12、流程）程序控制流程如下图所示：如下图所示：5.4 TVGV阀门切换控制阀门切换控制 当汽轮机在启动升速阶段转速达到当汽轮机在启动升速阶段转速达到2900r/min并且运行人员按并且运行人员按下下高压调节阀门控制（高压调节阀门控制（GC）按钮后，由高压主汽门（按钮后，由高压主汽门（TV）控制）控制切换到高压调节阀门（切换到高压调节阀门（GV）控制的阀门切换过程开始，切换过程）控制的阀门切换过程开始，切换过程如下图所示：如下图所示：5.5 高压调节阀门（高压调节阀门（GV）转速控制）转速控制 在汽轮机启动升速过程中，在汽轮机启动升速过程中，高压调节汽门（高压调节汽门（GV）转速控制）转速控制单元单
13、元的功能为在高压主汽门控制（的功能为在高压主汽门控制（TC）阶段开启高压调节阀门）阶段开启高压调节阀门（GV）至全开，）至全开，当转速达到当转速达到2900r/min后后进行进行TVGV阀门切换，阀门切换，然后由然后由高压调节阀门（高压调节阀门（GV）对汽轮机转速进行控制，其控制）对汽轮机转速进行控制，其控制原理如下图所示：原理如下图所示：GV流量值流量值经过流量阀位转换后最终通过经过流量阀位转换后最终通过GV伺服系统调节伺服系统调节各高压调节阀门（各高压调节阀门（GV）的开度，对汽轮机转速进行控制。）的开度，对汽轮机转速进行控制。高压调节阀门（高压调节阀门（GV）转速控制）转速控制 5.6
14、进行（进行（GO）与保持（）与保持（HOLD）逻辑）逻辑 当运行人员输入新的目标值后，只有当当运行人员输入新的目标值后，只有当进行进行（GO)的逻辑值的逻辑值GO1时，控制系统才能使给定值按设定的速率趋向目标值，当时，控制系统才能使给定值按设定的速率趋向目标值，当保持保持（HOLD）的逻辑值）的逻辑值HOLD1时，控制系统禁止对给定值进时，控制系统禁止对给定值进行调整，运行人员输入的目标值无效。行调整，运行人员输入的目标值无效。（1）GO1的条件的条件l 系统处于自动方式或维修测试方式，且不处于远方控制方式；系统处于自动方式或维修测试方式，且不处于远方控制方式；l 机组运行状态允许运行人员调整目标值；机组运行状态允许运行人员调整目标值；l 运行人员按下进行（运行人员按下进行（GO）按钮。）按钮。（2）HOLD1的条件的条件l 系统处于快速返回（系统处于快速返回（RUNBACK）状态；）状态；l 给定值等于设定的目标值；给定值等于设定的目标值；l 运行人员按下保持（运行人员按下保持（HOLD）按钮。）按钮。
