摘要:
1机组概况
1.1上海石洞口电厂四台300mw机组为上海汽轮机厂80年代生产的国产改进型四缸、四排汽凝汽式汽轮机,主汽门二只、高压调门8只、中压主汽门4只、中压调门4只,高中压调门为油动机带一个调门的结构,采用调门、主汽门二种启动方式,调速系统采用纯液调(旋转阻尼方式)。
1.2该调节系统存在的几个主要问题
1.2.1采用同步器加减负荷,自动同步器接口不理想,控制精度差,难以满足ccs协调控制和远方负荷调度(agc)
1.2.2液压系统的放大器、低压油动机等调节系统时间常数及迟缓率较大,调节品质较差。
1.2.3保安系统不完善,甩负荷超调量大,可靠性差。
1.2.4调节系统的自动化水平低,运行人员操作、监视工作量大。
1.2.5机组大小修及调速系统工作后静态调试过程长且检修人员的工作量大,成本较高。
1.2.6原机组设计带基本负荷240~300mw运行工况,随着电力市场的不断扩容,300mw机组作调峰运行已成必然,在120~240mw阶段负荷波动大,调节特性较差。
2改造方案
2.1我厂国产300mw机组与目前西屋公司引进型300mw机组的热力参数及动态特性比较相近,因此参照引进型300mw机组的纯电调deh技术对其进行改造,在技术上是合理的,实践证明也是可行的。
2.2高压纯电调系统,它分成电气和液压两部分,调节系统的电气控制部分采用deh-iiia数字式控制系统;液压部分又由两部分组成,一是eh高压抗燃油供油装置,二是液压控制部分,包括阀门执行机构(油动机)与脱扣保护装置等。eh液压部分的改造要点简述如下。
2.2.1调节系统
2.2.1.1原液压系统部套取消,包括旋转阻尼器(可以拆去,保留不用),放大器、负荷限制器、高、中调流量放大器、高、中调低油压选择器、二只磁力断路油门、加速器等。改用数字式控制系统deh-iiia,实现转速、功率的自动控制等多种调节功能,并提供pentium操作员站和工程师站,对系统进行显示、操作、组态和维护。
2.2.1.2将原控制阀门开度的低压油动机取消,更换为高压抗燃油单侧油动机,包括高压主汽门2只,高调门8只、中主门4只、中调门4只。
油动机包括油缸、伺服阀、卸载阀、lvdt、隔离阀、单向阀、过滤器等。
由于一只阀门对一只油动机配置,所以可方便实现阀门管理功能和进行在线检修,提高了可靠性。
2.2.1.3用于关闭阀门的强力弹簧和杠杆机构仍用原设备。
2.2.1.4控制中压主汽门的操纵机构为开关型,也改为高压抗燃油控制,包括隔离阀、单向阀、过滤器、卸载阀等。
2.2.2保安系统
2.2.2.1保留原透平油的低压保安系统,包括2只机械危急遮断器及危急遮断油门、危急遮断试验油门及充油试验装置、手动停机及复位装置等。
2.2.2.2取消启动阀、危急继动器、危急遮断继动器、电磁阀、安全油复位装置等。
2.2.2.3增加高压危急遮断控制块-电磁阀,包括4只ast电磁阀、2只opc电磁阀,实现甩负荷保护及超速危急遮断停机。
2.2.2.4增加一只隔膜阀,用于低压安全油与高压抗燃油的,当低压安全油系统动作,通过隔膜阀联动关闭主汽门及高、中压调门而停机。
2.2.3eh装置
它是提供控制阀门位置提升力的高压抗燃油供油系统,包括油箱、两只相同容量的电动油泵(一用、一备)、溢流阀、滤油器、冷油器、再生装置、蓄能器及附属设备等。系统供油压力为14mpa,油箱内的工作液体为磷酸脂合成油。
3高压纯电调系统的特点
3.1高压抗燃油-与原低压油系统分开,能保证油质清洁度,安全防火性能稳定可靠。
3.2纯电调-无切换跟踪问题。
3.3阀门管理-具有两种配汽方式,适合于调峰运行。
3.4高压单侧油动机-关闭靠弹簧力。关闭时不耗油,速度快,能有效防止超速。
3.5数字调节器-多回路、多参数调节,能满足各种运行工况要求。
3.6三选二-重要信号如主蒸汽压力、调节级压力、功率、转速等采用三通道分别采集。
3.7高可靠设计-冗余高速公路、冗余电源、冗余i/o总线,atc和基本控制分开,各自冗余dpu配置,双路lvdt反馈。系统中采用6块测速卡,三块用于基本控制,三块用于opc控制(即103%、110%)。
3.8工程师站、操作员站方式的人机接口。
3.9与dcs、ccs等系统的接口,适应协调控制、远方调度(agc)运行。
3.10独立超速控制及保护回路-采用独立的硬件三选二系统,调门关闭快速,甩负荷性能好。转速超过103%时关闭调节汽门,超过110%时关闭所有进汽门。在控制dpu*故障的情况下,仍然对机组具有保护作用。另外提供110%超速保护信号。可送至ets系统,遮断汽机。
4改造后deh能实现的功能
4.1基本控制功能(btc)
4.1.1转速控制:从冲转到全速。
·阀门切换
·自动过临界
·暖机
4.1.2自动同期控制。
4.1.3负荷控制、负荷限制。
4.1.4一次调频。
4.1.5主汽压控制(tpc)。
4.1.6阀门管理:单阀/多阀控制、无扰切换。
4.1.7阀门试验。
4.1.8协调控制。
4.1.9适应电网自动负荷调度(agc)。
4.1.10快速减负荷(runback):三档速率及限制值。
4.2自启动(atc)
4.2.1按经验曲线方式启动atc,分冷态、温态、热态、极热态四种方式。
4.2.2以转子应力为主的atc启动。
4.3手动控制:atc-btc-手动,三种方式可以选择投入,自动无扰切换。
4.4超速保护及超速试验:103%、110%。
4.5与dcs、bpc等系统接口。
4.6操作员站功能:软手操、工况监视、操作指导、越限报警及打印、事故追忆打印、屏幕拷贝等。
4.7工程师站功能:组态、修改、与操作员站互为备用。
4.8自诊断:自恢复、在线维修。
5deh改造后的使用情况总结
5.1在中国华能集团公司和上海电力公司的关心支持下,石洞口电厂目前已在二台机组上成功的进行了deh的改造。3号机组于2000年6月投用,4号机组于2002年元月投用,运行至今情况良好,达到改造方案提出的目标要求。
5.1.1机组经deh改造后,ccs协调控制质量明显提高,调峰负荷变化平稳,低负荷运行安全可靠,原液调系统40%额定负荷由于波动大无法实现,目前可以长时期稳定在40%额定负荷区域运行。
5.1.2运行中在线组态、修改安全、灵活。今年2~3月份中,4号机由于#1高调门机械故障必须将#1高调门闷堵,用#6高调门代替,在不影响机组正常运行的方式下,用修改阀门地址的方法顺利的进行了调换。此项工作前后进行了三次,均未出现任何异常情况。
5.1.3按原电力部规定对机组的主汽门、调门必须进行阀门松动试验,特别是主汽门,原系统由于无主汽门松动试验装置,因此该试验一直不能实行。随着我厂对机组的不断改造,运行周期越来越长,此项试验无法进行可能对机组的安全运行造成潜在危害。经deh改造后,现运行人员定期对其进行试验且方便快捷。
5.1.4机组的启停操作方便可靠,运行人员在deh操作员站上进行从冲转至并网的有关操作,原液调系统在启动阶段必须有专人在现场控制同步器,不但工作量大,而且转速控制不稳定,升、降速率无法控制在额定要求。改造后启动转速稳定,速率由计算机控制(按制造厂要求设置)。
5.1.5事故分析正确、方便,有关参数及操作都可通过事故追忆,操作记录进行查询,大大降低了事故分析的时间,并提高了事故分析的正确性。
5.1.6改造后投用至今,系统的硬件运行状况良好,无损坏记录。
5.2deh改造后存在的不足之处
5.2.1运行至今eh系统存在的zui大问题是接头平面渗漏点较多,主要原因为加工工艺存在一定的不足。通过提高加工工艺的精度应该能消除此项缺陷。
5.2.2deh与dcs的数据通讯经多次调试后,于近日才正常投用。
5.2.3高压蓄能器皮囊损坏率较高。#3机组投用一年多已损坏3只。建议另选同类高质量产品,或改用气缸式蓄能器。
(新华控制技术用户协会2002年年会论文)