大容量汽轮机组DEH系统介绍a.ppt

《大容量汽轮机组DEH系统介绍a.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大容量汽轮机组DEH系统介绍a.ppt（45页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、大容量汽轮机组数字式电液控制系统（DEH）介绍危急保安遮断系统（ETS）介绍汽轮机安全监视系统（TSI）介绍,1.1 概 述,大容量汽轮机组控制系统设计采用抗燃油独立油源数字式电液控制系统。数字式电液控制系统(DEH)利用现代计算机技术实现对汽轮机组的控制，使其自动化水平得以大大提高。由于采用了计算机技术，全部控制逻辑均由应用软件完成，丰富了控制功能、提高控制灵活性。,1.2 数字式电液控制系统的构成,大容量汽轮机DEH系统主要由三大部分及相应接口部件电液转换器等组成 a.电控装置 b.人机界面 c.液压设备,1.3 DEH系统介绍,冗余的分布式处理单元输入输出模件、专用卡件标准机柜应用软件人

2、机界面（工程师/操作员站）,1.3.1 DEH 控制系统方案,DEH、ETS系统硬件选用SIEMENS APPA3000产品（与DCS一体化），DEH、ETS与DCS一体化特点是：实现DEH、ETS、DCS系统的无缝连接DEH、ETS系统的备品备件与DCS系统共享有利于对系统维护有利于技术人员对系统的理解和掌握 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司负责采购DEH、ETS系统硬件并完成DEH、ETS系统的系统设计、硬件组态、软件组态、技术服务、现场调试、人员培训及售后服务。,1.3.2 DEH控制系统示意图,EH,G,E H,机械超速与手动跳闸,ETS,DEH,主蒸汽,GV4,RSV（4）,IV（4）

3、,TV4,凝汽器,凝汽器,MSR(4),1.3.3 DEH的基本功能,手动控制操作员自动转速/负荷控制第一级压力/MW反馈回路阀位控制阀门管理和阀门试验超速保护控制(OPC),1.3.3 DEH的基本功能,超速保护(103%)Runback主汽压力限制甩负荷预感逻辑,1.3.3.1操作员自动（OA）,操作员自动是系统正常的运行方式，它包括以下功能：转速/负荷目标值和设定值的产生启/停过程中的转速控制同期后负荷控制/主蒸汽压力控制Runback功能负荷高/低限操作员可调的主蒸汽压力限制与阀位限制阀门试验阀门管理远方控制,2 ETS系统,G,ETS,凝汽器,手动打闸,或,MSR(4),GV(4),

4、RSV（4）,IV（4）,TV(4),ETS控制系统示意图,2.1 ETS系统跳机项目,低润滑油压低EH油压低真空轴向位移大超速低压缸排汽温度高轴振动大相对膨胀大DEH 电源故障手动停机远控跳闸,2.2 ETS系统介绍,ETS系统构成,跳闸控制块:包括跳闸电磁阀及状态压力开关跳闸试验块:包括跳闸电磁阀及状态压力开关3个安装于盘车位置的专用转速探头ETS机柜:1套冗余电子控制器;用于完成ETS系统逻辑及I/O处理的电子硬件,2.2.1危急跳闸控制块,2.2.2试验块（3种）,2.2.3电超速跳闸,2.3 硬件介绍DCS,DEH,ETS控制系统一体化解决方案,2.3.1 DEH机柜布置图,2.3.

5、2汽轮机DEH 控制系统概貌图工程师站，操作员站，自动化系统,+.&C 机柜,PROFIBUS-DP,ET200M,振动测量,FM458 B,FM458 A,位置反馈LVDT s,ADDFEM,操作员站,工程师站,n1，n2,n3,n1,n2,n3,LVDT 转换模件,伺服控制,转速测量,+.控制室,现场信号,接DCS工厂总线,MPI接口,OSM接口,2.3.3 DEH自动化系统结构 冗余417H,FM 458 和 ADDFEM,PROFIBUS DP,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x

6、,x,x,x,x,x,x,姆欧的新项目,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,PROFIBUS DP,ADD FEM,ADD FEM,冗余的自动化系统Profibus DP(12 Mbit/

7、s)ADD FEM(DEH控制专用的输入输出模块)ET200M(SIEMENS标准输入/输出模块),2.3.4数字式伺服控制FM458 和 ADDFEM,FM458 A,冗余的 PROFIBUS DP,FM458 B,ADD FEM1,AS400H A,AS400H B,FM458 B,0/4.20mA,+/-30mA,LVDT 信号转换组件,0/4.20mA,LVDT 1A,伺服阀线圈,AO,AO,AO,数字式伺服控制超高速FM458 CPU0.1ms循环周期超高速I/O ADDFEMI/O信号可灵活配置,M一X,PID,线圈 2,线圈 1,位置设定,LVDT 1,LVDT 2,+/-30m

8、A,+/-30mA,+/-30mA,AO,LVDT 1B,2.3.5 冗余的转速测量FM458 和 ADDFEM,FM458,冗余的 PROFIBUS DP,FM458 B,400,400,FM458 B,计数脉冲的技术数据：每个ADDFEM带 3通道输入最高频率:20KHZ 精度:0.01%采样周期:2ms,冗余的FM4583 通道转速测量,ADD FEM Channel 1,Counter Input,ADD FEM Channel 2,ADD FEM Channel 3,Counter Input,Counter Input,ops relay logic,2.3.6多种类型信号输入输出

9、AS417H 和 ET200M,冗余 PROFIBUS DP,ET200M 1,FM458 B,mA/V/TC/RTD,ET200M 2,ET200M 3,冗余的 AS400H多种类型输入/输出信号,mA/V/TC/RTD,mA/V/TC/RTD,现场设备,现场设备,现场设备,2.3.7西门子最新技术结晶:FM458 超高速处理器,功能强大的FM458处理器用于高速的汽轮机控制高性能闭环控制和运算处理高速响应能力用于转速控制和紧急遮断高分辨率用于位置控制128 MHz,64 64bit RISC 浮点处理器最小循环周期 0.1 ms,一般为 0.5 ms.,2.3.8 DEH输入输出接口性能卓

10、越的ADDFEM,DEH专用控制接口模块ADDFEM16 通道数字量输入8 通道模拟量输出，4-20mA12 通道模拟量输入,4-20mA,+/-30mA可任意设置3 通道脉冲量输入15 通道数字量输出冗余的Profibus DP 接口,支持12M/S通信速率完善的自诊断功能,3 TSI系统设计方案,TSI构成原理图TSI测点示意图TSI系统功能TDM系统功能,3.1 TSI构成原理示意图,3.2 TSI系统测点示意,转速和零转速的测量轴向位移的监测偏心监测高、低压胀差监测轴瓦振动监测轴相对振动监测轴绝对振动监测热膨胀监测键相监测,3.3 TSI系统功能,监测系统的功能,3.3.1转速和零转速

11、监测 转速表提供了对轴的旋转速度进行连续监测的功能。转速表接收涡流探头的信号，然后以每分钟的转速（RPM）方式计算出来。当转速降到零转速时，将发出一个联锁信号给自动盘车装置，用来启动盘车。l 信号 输入：两个涡流传感器信号l 每转事件数：60l 满量程范围：0 5000 RPM可调l 输 出：+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.2轴向位移监测 轴向位移监测是用来间接监测汽轮机推力轴承磨损情况的重要监测项目。轴向位移监测的主要目的就是为了保证消除机组转子和定子之间的轴向摩擦，当被监测的轴向位移超过正常工作范围达到一定数值后，首先发出报警信号，提醒运行人员进行检查处理，若轴向位移继续增加到某

12、一危险数值时，监测器将发出危险信号，迫使汽轮机停机。信号 输入：4个涡流传感器信号输入。信号灵敏度：4V/mm。满量程范围：-20+2 mm 输 出：+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.3偏心监测 汽轮机在启动冲转前必须查证转子的弯曲情况，如果弯曲程度达到某一界限值时是不允许启动汽轮机的，这样就要低转速盘车，使转子的四周温度均匀，逐渐减小大轴弯曲程度，使之达到启动汽轮机组的必要条件。偏心监测器使用从偏心传感器和键相传感器的输出信号来测量偏心值。信号输入：涡流传感器信号输入信号灵敏度：8V/mm满量程范围：峰峰值 0-500m。频率 范围：峰峰值：1到600rpm（0到10Hz）；输 出：

13、+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.4 高、低压胀差监测 汽轮机在启动、暖机、升速以及停机过程中，或在运行中工况发生改变时，都可能由于温度变化而引起转子和汽缸之间产生不同的膨胀，若此膨胀的差值超过了轴封及动、静叶片间正常的轴向间隙时，就会使动、静部件发生摩擦，引起机组强烈振动，以至造成机组损坏事故。相对膨胀监测的主要目的就是避免转子和高、低汽缸之间产生过大的膨胀差，当由于某种原因产生的胀差值达到一定界限时，监测器就会发出报警信号提醒运行人员，采取措施减少差值，若胀差继续增大达到危险状态时，监测器发出危险信号迫使汽轮机停机。满量程范围：50mm 信号 输 入：LVDT，接触式测量 信号 参

14、数：与所选一次元件的型号相对应 输 出：+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.5轴瓦振动监测 汽轮机在启动和运行中，产生不正常的振动是较普遍的现象，而且是一个严重的问题，振动过大会造成机组的损坏，甚至酿成严重的事故。为了使机组在启动和运行中能安全经济的运行，必须在每个轴承上监测轴承的绝对振动，轴承绝对振动的幅值能准确地反映出机组安装及调试的优良程度。轴承绝对振动监测采用机械的灵敏的速度传感器，对速度进行测量，监测器对速度信号进行电子积分，获得的为峰峰值。信号输入：12个振动速度传感器输入 信号参数：30mv/mm/s 满量程范围：0200m 输 出：+4+20 mA（负载电阻600）,监测

15、系统的功能,3.3.6轴相对振动监测 在汽轮机启动及运行过程中，大多数振动问题或故障都与转子有直接的关系，因而直接 从转子运动中去监测和发现振动故障，这比局限于轴承座或机壳的振动信息更为直接和有效。通过两个相互垂直安装的探头（X向和y向）监测出的数据（其中Y向的相对振动由轴的绝对振动中取出），直接送入故障诊断系统，可非常简捷地判断出机组所产生的问题。如：转子不平衡、动静碰磨、径相摩擦等都可通过大轴相对振动的监测判断出来，为及时排除故障节省了大量的时间。信号输入：24个电涡流传感器输入 信号灵敏度：8.0V/mm 满量程范围：0500m 输 出：+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.7轴的绝

16、对振动监测 在汽轮机的轴承箱上（Y向）安装有复合振动测量装置，一个瓦振和一个轴振动信号同时接到复合振动测量模块中，经过矢量的运算后，输出轴相对于大地的绝对振动峰峰值。信号 输入：趋近式电涡流传感器输入 及振动速度传感器。信号灵敏度：8.0V/mm，30mv/mm/s满量程范围：0500m 精 度：一般为满量程刻度的0.33，最大为满量程刻度的1。输 出：+4+20 mA，可输出一路轴振和一路绝对振动测点数量：轴振11个，瓦振11个,监测系统的功能,3.3.8热膨胀监测 汽轮机在启动过程中，随着转速的上升，进汽量的加大，汽缸温度缓慢上升，这时汽缸开始膨胀，如果汽缸受热不均匀，就会出现扭胀的现象，

17、这就需要进行暖机运行，当扭胀现象消失时方可继续冲转。机壳膨胀监测器再机组两侧连续监测汽缸的膨胀，监测器使用的信号采用安装在汽缸两侧的两个线性差动传感器（LVDT），LVDT可以定向，所以汽缸膨胀是朝着LVDT。信号输入：2个LVDT输入 满量程范围：050mm 输 出：+4+20 mA,监测系统的功能,3.3.9键相测量 键相位（K）输入是指轴每转动一周发生一次事件的标记。TSI有专用的键相测量模块，将测量的信号送给偏心测量模块计算峰峰值；键相信号在振动分析系统中也不可缺少，通过相位角，可计算出转子的频普、各个角度的振动值，并可进行振动分析和故障诊断。信号输入：1个涡流探头输入 信号灵敏度：8

18、.0V/mm,3.4 振动的故障诊断与分析,故障诊断与分析系统（简称TDM）是具有采集启动/停机数据能力的系统。在机组稳态和瞬态（启动和停机）运行的条件下，可自动采集并处理振动和过程数据。TDM是以PC机为基础的，它直接联到监测系统的框架上，PC机可采集、储存、显示并以不同的格式打印出机组的数据及图形。由于在汽轮发电机组的11个轴承上都安装有两个相互垂直的观察轴振的涡流探头，因此通过PC机，把数据传到采集数据的计算机中去，就可通过显示软件来显示数据或图形,振动的故障诊断与分析,3.4.1 TDM的基本功能：系统设置：能对系统正常工作的各种参数进行人工设置，同时能在不改变软件的情况下满足可能增加

19、的参数和要修改的参数。数据采集：系统能连续采集同步整周期和非同步非整周期的振动信号，并可根据用户不同的设定方式存储这些振动信号；同时还可准确地采集转速及与设备状态有关的过程参数。状态识别：系统能自动识别设备的正常状态、起停状态和异常状态等，并可自动生成较全面反映设备状态的报告。实时监测：能以表格、棒表、时域、频域等曲线方式实时显示所监测的数据报警监测：当设备出现异常时可自动闪烁显示报警。,振动的故障诊断与分析,3.4.1 TDM的基本功能：数据管理：系统能自动存储有关数据，并根据需要组成历史数据库、事件数据库、原始数据库、特征数据库等用户所需的数据库趋势分析：能够分析任一个或多个参数相对某参量

20、的变化趋势，横轴和纵轴可任一选择。事故追忆：设有黒匣子数据库，可追忆事故前后的详细数据振动分析：在此功能中，包含了时域分析（如波形、矢量值表格、轴心轨迹、轴中心位置、波特图、XY图、极坐标图、级联图等），频谱分析（频谱、功率谱、倒谱、交叉谱、瀑布图等）故障诊断：根据TDM系统所提供的数据与图形，故障诊断专家就可非常方便地进行机组振动特征分析，并诊断出机组的振动故障，如：不平衡、热弯曲、轴瓦不稳定、油膜振荡、动静磨擦等。报表打印：可根据用户要求定时打印运行报表和信号分析图。网络通讯：可与远程故障诊断通讯,振动的故障诊断与分析,3.4.2系统的硬件结构 TDM由数据采集箱、显示器和工程师站等组成。

21、数据采集器用于动态信号调理和抗混、跟踪滤波等预处理，信号经A/D转换后传给计算机系统；采集器外框架可以采用与现有TSI监控保护一样的标准19机箱，便于与TSI框架组成一个系统；TDM也可以独立一个机柜，待TDM的选型确定后方可决定采用那种方式，机柜尺寸与TSI相同。监测系统由现场监测分站、中心服务器、厂内SIS/MIS网及各浏览站组成。诊断维护人员可以通过SIS/MIS网，随时随地察看机组运行信息。,振动的故障诊断与分析,3.4.3 网络拓扑图,4 我公司对进口大容量汽轮机组DEH系统的改造业绩,2000年 南京热电厂 捷制125MW机组2001年 陡河电厂 日立250MW机组2001年 内蒙古伊敏电厂2#俄制500MW超临界机组2003年 内蒙古伊敏电厂1#俄制500MW超临界机组2004年 绥中电厂1#俄制800MW超临界机组2006年 山西神头第二发电厂1#捷制500MW机组2007年 天津盘山电厂1#俄制500MW超临界机组,盘山电厂1#汽轮机组俄罗斯500MW DEH系统改造的综合表现评比,我公司承诺，将以最好的产品，最优质的服务竭诚为户服务。我们的宗旨是：质量第一 信誉第一 用户第一感谢用户多年的信任和支持！,