1、汽机控制系统讲解汽机启动控制系统讲义在有关系统已经投运，汽机具备条件后就要进行启动。启动过程中与控制系统有关的首先涉及一个汽轮机复位(大机挂闸)的问题。汽轮机复位：汽机复位是启动过程中很重要的一个环节，它的作用主要有：1.在各跳机保护未达整定值时，复位跳机信号（但当跳机信号真实存在时，则无法复位，必须采取运行调整等手段消除跳机信号）；2.使油跳闸复位电磁阀动作，超速保安器偏心飞环复位。汽机复位前：要选择启动方式：高压缸启动或中压缸启动，一般默认中压缸启动，还要进行高压缸倒暖。因为汽机复位后，闭锁高中压缸启动方式的选择，高压缸倒暖阀一般联关。之所以要进行倒暖而不是正暖，是因为这种方式一般不会冲动
2、转子从而使盘车脱扣。汽机复位后：要进行暖阀、自启动方式选择，注意中压主汽门是否全开。注:根据大机油路图可知,当大机发挂闸指令时5YV、6YV、7YV、8YV带电建立安全油压力且两中压主汽门要全开。调门暖阀必须在汽机复位且有所有伐全关指令的情况下进行。汽机复位后如果急急忙忙选择了目标转速，则所有伐全关指令消失，此时，无法操作#2高压主汽门进行暖阀。#2有伺服阀可调开度21%。汽机复位后，中压主汽门会立即全开，但高压主汽门并不立即开启，这样就保证了暖阀的可控性。如果汽机复位后高压主汽门无条件开启，则无法控制稍开#2高压主汽门（带预启伐）对调门阀体进行暖伐。由于暖阀的需要，#2高压主汽门带伺服伐，它
3、受所有伐全关指令和暖伐按钮的控制。所有阀门关闭指令（ALL VALVE CLOSED）是由所有目标转速200，1500，3000都没有被选择与门形成的，这有两种情况：一种情况确实没有选择目标转速；另一情况存在跳闸、手动或自动来伐门全关指令（手按所有伐全关按钮或摩擦检查程序来，仅为脉冲）使目标转速选择信号复零。除上述情况之外，若在转速控制阶段发生数据高速公路异常，也产生所有伐关闭指令。所有伐全关指令的清除必须是汽机复位且选择任意目标转速或者主开关合闸。在汽机刚复位时，即使没有按所有伐全关的按钮，但由于没有选择任何一个目标转速，此时的所有伐全关指令是默认存在的。只有在所有伐全关指令存在的情况下，暖
4、伐按钮才起作用。所有伐全关指令将关闭高中压调门和#1主汽门。此时如果#2主汽门没有暖伐指令，则也关闭#2主汽门。但中压主汽门不关闭。汽机复位后VV伐的位置如何，应根据它的逻辑进行判断：汽机复位或暖缸阀关，且高调门全关或HEAT SOAK启动，满足该条件时VV打开，否则关闭。根据这个逻辑，复位前暖缸时，VV阀是关闭的，这样也就保证了倒暖缸的顺利进行。而当暖缸结束，暖缸阀关闭或者汽机复位，则VV伐立即开启。暖阀结束且具备其它条件后，就可以冲转了，冲转前，还应将负荷限制器置于高限，这是必须的操作，否则调门流量指令受限，无法冲转。输入目标转速和升速率后，高压主汽门就会立即全开，中调门稍开控制转速进行冲
5、转升速。升速控制实际上分为两段，开始阶段以目标升速率升速，取目标升速率与实际升速率之偏差为PI输入；当升速至离目标转速有20-50RPM时，升速率开始降低，以防止超出目标转速。当升速至离目标转速有15RPM时则转为目标转速控制。即先为升速控制，然后才有目标转速控制，升速控制是粗调，目标转速控制是微调。中压缸冲转升速，要涉及到HEAT SOAK（对高压缸的浸暖，正暖）的问题。HEAT SOAK这种方式是仅对中缸启动而言的。HEAT SOAK：正常时中调门流量开度特性曲线超前于高调门特性曲线（流量指令为0时中调门开始开启，而中调门接近全开时高调门才开始开启。）当按HEAT SOAK按钮时，实际上是
6、将高调门超前而中调门特性滞后。此时，在转速400以下时，分配给中调门的实际流量指令一直为0（因为此时中调门实际流量指令等于流量指令减去分配给高调门的流量指令，而流量指令与分配给高调门的流量指令是相等的），而高调门实际流量指令则在分配给高调门的流量指令基础上加一正偏置从而提前打开高调门。当转速达400后，分配给高调门的流量指令被锁定，高调门维持较小开度，中调门流量指令仍等于流量指令减去分配给高调门的流量指令，随着流量的增加，中调门流量指令大于0，中调门开始开启。当HEAT SOAK复位后，高中调门开度服从各自的特性曲线。当自启动系统来信号或手动按HEAT SOAK按钮时，且汽机转速低于100R/
7、M（邹县当时设置为150）时，则触发HEAT SOAK控制方式。此外，所有伐全关指令和目标转速200的信号也可使HEAT SOAK控制方式无效（但当所有伐全关指令和目标转速200的信号消失时， HEAT SOAK信号仍然存在）。在选择HEAT SOAK控制方式时，若目标转速200的信号或所有伐全关信号存在，则闭锁设置该方式转速大于100R/M（该参数可以调节，有的机组设置为150）后，不能再设置HEAT SOAK。当按HEAT SOAK RESET，或者汽机跳闸或者主开关闭合，则HEAT SOAK复位。根据以上所述：如果冲转时根据缸温情况必须进行HEAT SOAK时，则，最早可以在复位后冲转前
8、设置，该指令一直存在直至出现复位指令（手动复位或自动复位），最晚也可以在磨检过程中所有伐全关，转速降至100以下时设置。至于何时复位该指令，也应根据缸温情况决定，可早可晚，但并网后则立即自动复位。同时应注意，一旦HEAT SOAK复位，加在高中调门流量指令的偏置便消失，如果不设置HEAT SOAK，则整个冲转升速过程调门的动作情况比较简单，只是中调门控制转速，高调门开度为0。如果设置了HEAT SOAK，则动作情况是：启机需要磨检时，先输入200的目标转速及相应的升速率，则中调门动作控制转速至200（此时高调门全关），然后输入所有伐全关指令，所有伐全关（注意中压主汽门仍全开），转速下降进行磨检
9、，转速降至100以下，输入HEAT SOAK指令、1500的目标转速以及相应的升速率，则高调门开始控制转速至400（此时中调门全关），此后高调门的开度被锁定，以后的转速由中调门控制，HEAT SOAK复位后，高调门全关，只由中调门控制转速。启机不需磨检时，输入HEAT SOAK指令，直接输入1500的目标转速以及相应的升速率，则高调门开始控制转速至400（此时中调门全关），以后的过程与上述过程相同。高中调门的开度大小，直接受流量指令（FLOW DEMAND）的控制。流量指令是高中调门开度的唯一指令。BDV伐：汽轮机为高中压缸合缸布置，因而设置了BDV阀，该阀在机组甩负荷时打开，以使高压缸至中压
10、缸的轴封泄漏排向凝汽器。具体控制为：中调门关闭，则开启；中调门开度大于5%则关闭。在GOVERNOR控制方式之前的方式，称为转速控制（本人习惯上称之为启动伐控制）。在转速控制阶段，手动按HOLD按钮，则产生HOLD信号使3个升速率（100，150，300）全部复零，当转速在逻辑上的临界区时，则不能HOLD。逻辑上的临界区可以设定。因此转速保持功能仅限于转速控制阶段，GOVERNOR控制阶段无效。转速控制阶段，FLOW DEMAND 与GOV SET值是相等的，GOVERNOR控制方式时，FLOW DEMAND等于EHG GOV SET加静态特性曲补偿量（超速试验时还加超速信号）。在调门活动试验
11、时，FLOW DEMAND还考虑了压力补偿的修正问题，汽压修正值调门试验关闭导致的调节级压降与主汽压升高值之比。当然，在正常运行时，由于转速为额定转速，此时静态特性补偿量为0，无超速试验，无调门活动试验，因此，此时的流量指令就是GOV SET值。而在冲转升速过程中，由于还没有切至GOVERNOR控制，流量指令当然也就是GOV SET值。需要指出的是，在CRT上仅有GOV SET值而没有流量指令的显示。实际上，除上述因素影响流量指令外，负荷限制器的输出也直接影响流量指令。流量指令最终是与负荷限制器低选后去控制调门的。当转速曾经高于2995RPM以上时，则由转速控制方式切至GOVERNOR控制方式
12、，在此方式下，可用GOV SET升降速或升降负荷，此时的转速控制范围一般为2850-3210。当汽机跳闸或有“所有阀全关”指令时复位GOV控制方式。转速控制是指由目标转速起作用的整个冲转升速过程的控制，可以理解为传统机组的启动伐控制；GOV 控制是根据静态特性曲线而进行的控制，可以理解为传统机组的同步器控制。只有在GOVERNOR控制方式下，才能将超速试验信号最终变为流量指令以控制调门。也就是说，只有在此方式下才能进行超速试验。GOVERNOR控制方式下，若主开关断开且发超速试验命令（ON），则在108%以下以300R/M升速，超过108%则以100R/M升速，如果清除超速试验指令（即OFF）
13、，则转速立即以300R/M下降至3000R/M。并网后，所有伐全关按钮被闭锁。并网后，发电机立即自动带初始负荷，该负荷一般为1.5%-2%额定左右。初始负荷后，若中压缸启动，可用LOAD UP进行切缸过程中的负荷设定；如高压缸启动，虽然也可用LOAD UP进行升负荷，但由于此按键直接加负荷至60MW，速度较快，一般不用，而直接用手动方式增加负荷（即GOV SET）。LOAD UP（中压缸方式）按键作用： LOAD UP手动按钮时，若此时主开关已合闸，无GOV SET手动增减信号时，触发LOAD UP方式，则直接设定汽机负荷为10%。过渡转换区完成(切缸结束):下列条件之一： 1.发电机已并网且
14、高旁全关。2.负荷测点有效时判断负荷达到10%。3. 当负荷测点变坏点时判断流量指令大于43.7%。一旦切缸结束，则高旁立即自动关闭。因此，高旁与切缸是互相影响的：如果高旁关闭，则立即发切缸结束信号；而切缸结束，也会立即关闭高旁。切缸过程，实际上就是几个阀门的配合问题：即高旁、高排逆止门、VV阀、高调门，切缸的关键是高排逆止门是否顺利的打开，这主要决定于高排逆止门前后的压差。切缸的主要原因在于负荷指令的增大，使流量指令增大从而逐渐开大中调门（即中调门跟随负荷），低旁维持再热压力从而逐渐关小（即低旁跟踪压力，由于压力变化是中调门开大引起，也可以理解为低旁跟踪中调门），中调门接近全开时使高调门开启
15、，高旁维持主汽压力逐渐关小至关闭（即高旁跟踪主汽压，由于切缸过程中压力变化是高调门开大引起，也可以理解为高旁跟踪高调门）。切缸过程中由于某种原因引起高旁提前关闭，则高调门不会立即开大（因为高调门开度只是流量指令的函数，它不会理睬高旁阀的开度），从而导致负荷突降。例如，切缸前，高旁流量太低，则将会导致切缸还未结束时高旁就提前关闭；当然，高旁流量过大，切缸未结束时负荷已经超过120MW，则立即发切缸结束信号从而导致高旁关闭，但实际上此时切缸并未结束，从而也造成负荷突降。切缸结束，投入GOV AUTO子环，就将汽机控制由DEH切至DCS控制了。投GOV AUTO的允许条件：无下列任一情况：发电机解列
16、主开关跳闸；中缸启动时切缸未完成，高缸启动时LOAD UP 未完成（负荷测点有效时负荷小于60MW，负荷测点坏点时，流量指令小于43.5%）；负荷指令信号异常；GOVERNOR手动（即按GOV SET增减按钮）以及异常情况：PLU，ACC，汽机跳闸。无上述信号，则允许投GOV AUTO。此时，可在DCS上投入子环，将汽机控制由DEH切至DCS。前面已经提到，高中调门的开度大小，直接受流量指令（FLOW DEMAND）的控制。流量指令是高中调门开度的唯一指令。那么，流量指令与调门开度的对应关系（调门流量特性曲线）是怎样的呢？严格说来，即使同厂家同型号的产品，调门特性曲线也未必完全一样，况且特性曲
17、线是可以根据实际运行情况进行修改的。目前我厂各台机组的调门特性曲线如下： CV1CV2CV3CV4ICV流量指令(%)调门指令(%)流量指令(%)调门指令(%)流量指令(%)调门指令(%)流量指令(%)调门指令(%)流量指令(%)调门指令(%)18.54-517.63-517.58-517.5-5-2.75-519-3.4319-1.8219-2.0619-3.4300200200200200414.4213.43211.82212.06213.43819.19227.45224.23224.75227.451628.79248.51248.16249.14248.512076.78279.0
18、9278.51279.59279.0922100289.54309.323010.59289.54241053613.13610.943612.623613.14617.624513.374515.664617.415322.825618.255621.795614.986027.876823.626828.666413.056934.47226.17231.247410.627640.397628.627634.16848.1980458031.798037.928708247.968233.958240.47908.058451.978436.728443.89111.268554.748
19、640.88648.849319.218874.148852.588861.599631.69210096100941009736.549410597105961059842.8610010510010510010510064.52不管实际曲线如何，流量指令与调门开度始终是一一对应的关系。中调门特性是超前于高调门的。在HEAT SOAK中时，是通过在高调门流量指令上加正偏置而在中调门上加负偏置强行改变不同阶段的流量指令从而改变高调门和中调门开度使其特性超前或滞后的，但上述关系并未变。既然中调门是超前于高调门的，那么怎样理解高压缸启动方式的高中调门的对应关系呢？高压缸启动时中调门全开，由高调门控
20、制升速。此时中调门与高调门的流量特性曲线仍然是上述曲线，但高压缸启动方式时在总流量指令上始终加了一个正偏置（即高中调门流量指令都加正偏置），从而在冲转时流量指令达到中调门近乎全开、高调门刚开始开启的状态，因此，高压缸启动时，刚冲转时的流量指令（也就是此时的GOV SET值）并不是零起的（中压缸启动时，GOV SET值是零起的）。这样就不难理解为什么高压缸启动方式时的GOV SET值高于中压缸启动时的GOV SET值。中压缸启动时，达3000RPM时GOV SET输出为10%，高压缸启动时，则为20%。PLU或ACC动作后GOV SET快速返回至空负荷位置即10%或20%，以维持3000RPM。
21、正常运行中涉及汽机控制系统的试验很多，如喷油试验，主汽门调门活动试验，主汽门调门严密性试验，超速试验（机械超速、电超速、后备超速），回路试验（单个主跳闸电磁阀试验，单个BUG回路试验，单个PLU试验等）。关于此类试验，因为运行规程中已有详细的描述，在此不再重复。需要指出的是，做超速试验时，由于机械超速动作值与电超速动作转速110相近，因此做机械超速试验时要屏蔽电超速，同样做电超速试验时要屏蔽机械超速。而后备超速动作值是112，因此，做后备超速试验时则要屏蔽机械超速和电超速，以防止升速过程中机械超速和电超速首先动作而导致后备超速试验失败。做主跳闸电磁阀5、6、7、8YV试验时，由于是5、7并联，
22、6、8并联然后串连去触发跳闸回路，因此试验只能逐个进行，不能犯那种因做试验误操作造成跳机那样的低级错误。而BUG，PLU回路都是三取二，因此也必须单个进行。机械跳闸伐：下列因素之一都将造成该跳闸伐动作：1.机头打闸手柄（逆时针旋转拉出）；2.超速保安装置（偏心飞环，因为超速或注油而动作）3.机械跳闸电磁阀带电。如果因为超速动作于跳闸或者喷油使偏心飞环动作，则开机前必须使超速保安装置复位，而完成这个任务的就是油跳闸复位电磁阀。开机时的汽机复位按钮，除清除记忆的保护信号外，也是通过油跳闸复位电磁阀而使超速保安装置复位的。油跳闸电磁阀动作条件：1.手按油跳闸试验按钮。2.隔离伐（锁定伐）在隔离位置（
23、或叫锁定位置）。油跳闸复位电磁伐动作条件：在无油跳闸指令的情况下，按油跳闸复位按钮或按汽机复位按钮。隔离伐：隔离（锁定）条件：1.机械跳闸伐（包括手动脱扣器）在复位后位置。2.手按隔离伐试验按钮。隔离伐复位条件：后备超速（112%）跳闸则使隔离伐立即复位（我厂暂时没有此回路，建议考虑加入）；手按隔离伐复位按钮，或按油跳闸复位按钮，判断机械伐复位10秒后锁定伐复位。2主汽门（右侧，定位式）、1、2高中压调门有伺服阀、关断阀、盘式卸载阀，电磁快动阀组成，1主汽门（非定位式）、1、2中压主汽门有电磁试验伐代替伺服阀，其它相同。电磁快动阀：为跳闸油（安全油）至执行机构的总阀门，其输入为跳闸油，输出也为
24、跳闸油分别去关断阀（作控制油）和油动机底座盘式卸载阀。关断阀：其输入为EH压力油，输出为压力油去伺服阀（试验阀），安全油作控制油（控制油失去时泄去压力油）。伺服阀（试验阀）：输入为关断阀来压力油，输出为执行机构动力油（压力油）。盘式卸载阀在油动机底座。ACC：升速率超过49RPM/S，且转速超过3060，则ACC动作。动作后一方面使中调门电磁快动阀动作快速关闭，另一方面使GOV SET值快速返回至空负荷值，而高调门则根据静态特性曲线而相应关小。当动作2S后（早期产品还加入转速小于3015这个判断条件），ACC返回。PLU：检测回路（三取二）测取发电机电流代表功率，测取再热蒸汽压力代表负荷；当发
25、电机功率瞬间减少（变化率大于40Ne10 ms）且发电机功率与汽轮机负荷的偏差大于40Ne时，PLU动作，一方面使CV、ICV电磁快动阀动作快速关闭3S，以防止汽机超速，另一方面使（GOV SET）自动回复至空负荷位置。不平衡信号消失后，调门开启维持汽机3000 rmin运行。BUG：转速（三取二）超过112%，动作，立即使隔离伐复位（早期产品有，我厂无此回路，建议考虑加入此回路），机械跳闸电磁阀和主跳闸电磁伐动作，汽机跳闸。也就是说，加入此回路后，如果BUG动作，即使此时正在做喷油试验，虽然机械跳闸阀已经被隔离，一旦后备超速动作，不仅使主跳闸电磁阀动作于跳闸，还将使隔离伐复位投入机械跳闸伐并使其跳闸。主汽门、调门泄漏试验： 主汽门或调门泄漏试验：主汽门严密性或调门严密性试验条件：汽机已挂闸且转速大于2995RPM，发电机未并网，无调门（做主汽门严密性时）或主汽门（调门严密性时）严密性试验指令，无超速试验，无主跳闸电磁伐试验，无油跳闸试验，无隔离伐锁定指令。动作过程及合格判定：在CRT上发出试验指令后，使快动电磁伐动作，关闭高中压主汽门或高中调门，转速下降，若降至：转速=1000*实际主汽压/额定主汽压，此转速以下则为合格。
