自備電廠汽輪機DEH系統應用研究論文

　　摘 要：汽輪機作為發電機組的重要設備，尤其是在自備電廠中汽輪機發揮著重要作用，隨著技術不斷革新DEH系統在自備電廠汽輪機中的應用已經相當廣泛。經過多年的發展汽輪機系統逐漸成熟，數字式電液控制（DEH）系統逐漸用于汽輪機系統中，并且取得了良好的成效。文章針對汽輪機DEH系統應用情況進行探究，進一步分析DEH系統在自備電廠汽輪機系統中的應用效果。

　　關鍵詞：自備電廠；汽輪機；DEH；應用

　　DEH（汽輪機數字電液控制系統），簡稱數字電調，也是DCS系統重要組成部分。數字電液控制系統隨著計算機技術的快速發展，其在自動化領域中的應用日益廣泛，自從上個世紀80年代，數字計算機在自動化領域逐漸推廣，數字式電氣液壓控制系統慢慢出現。文章主要針對自備電廠汽輪機DEH系統應用情況進行研究，對DEH系統進行深入分析，為提升DEH系統認識提供參考。

　　1 汽輪機控制系統相關技術現狀

　　1.1 各類控制系統技術

　　1.1.1 機械液壓式調節系統。國內自從60年代初就開始使用前蘇聯大容量汽輪機和機械液壓式調節系統。目前國內使用的液壓式調節系統大約有200多臺200MW汽輪機，因此液壓式調節控制汽輪機已經相當普遍。機械液壓調節系統的相應速度較慢，機械之間的間隙較大引起動作遲緩，靜態特性固定無法根據具體需求做出靈活變動。

　　1.1.2 電液并存控制系統。電液并存控制系統其主要是近年來為了針對機械液壓系統存在著的問題，而制定的相應解決方案。電調系統運行時，液壓調節系統自動跟蹤，液壓調節系統運行電調行動實現自動跟蹤，兩者系統之間實現無干擾切換，所有系統可以獨立完成汽輪機啟動、升降、并網以及帶負荷調節等控制。

　　1.1.3 模擬電液控制系統。模擬電液控制系統伴隨著電子元件可靠性的增加，在20世紀60年代中期由模擬電路組成。模擬電調系統的調速器部分隨著電子元件組成執行部件仍然液壓器執行，電調電子部分非常容易對信號進行綜合處理，對于系統的控制精度較高。

　　1.2 汽輪機控制系統發展

　　1.2.1 數字式電調系統被廣泛應用。隨著計算機技術水平不斷發展，汽輪機控制系統也逐漸朝著數字化方向發展。目前數字式電調主要有專用型數字式電調和通用型數字式電調，而專用型數字式電調在維護過程中比較麻煩，要求維修人員的專業技術能力較高。因此目前的專用型電調系統的全部功能還未完全發揮。通用型數字式電調控制系統的軟件比較直觀、透明，硬件的通用性較強。具體工作中可以使工作人員深入了解系統，并且還可以熟練尋找出問題所在，并且提出相應的解決措施。

　　1.2.2 通用型DEH系統發展。通用型DEH系統采用分散型控制系統DCS組成，通信模式采用串行通信、以太網通信網絡。這些通信均符合國際標準協議，通訊速率從Kbps上升到Mbps。硬件采用通用Intel和PTCPU，過程控制板的互換性和通用性非常高，通用型的DEH發展特點主要由軟件和硬件標準化產品控制。

　　1.2.3 控制思路發展。從最新的技術資料研究來看，一些先進的設計思路已經得到了應用，如美國MCS開發的`DEB協調控制屬于一種先進的控制設計思路。其通過負荷的改變來自動調節控制器的參數，其適應性相當廣，能夠根據系統數據負荷變化而改變，具有改變負荷下單元機組的特性。具體實踐中可以很好消除單元機組對象動態特性隨著負荷改變而變化情況，可以有效提高單元機組在不同負荷下的性能。

　　2 DEH在自備電廠汽輪機系統中的應用

　　2.1 基本構成

　　DEH主要由電子控制柜、現場執行單元以及軟件系統等組成，此三個部分構成了DEH在自備電廠汽輪機自控系統。DEH系統還包含了關主汽門電磁閥、ASAT遮斷電磁閥、壓力變送器、壓力開關、磁阻式轉速變送器、DEH控制系統以及相關操作員站和工程師站，這些新增的儀表設備共同構成了電廠汽輪機控制系統。自備電廠汽輪機現場控制站主要由MACS-MCS構成的一個I/O處理系統，由主控單元各種I/O模塊和現場電源組件構成。

　　DEH系統控制現場主控站，主要負責轉速控制、伺服放大，閥位移測量和調節。現場控制站的主控單元接受到網絡數據之后，隨即對其進行數據運算，并輸出結果。如果主控單元出現故障，則備份的主控單元進入到工作狀態，備用主控單元和現役主控單元可進行隨時無障礙切換。DEH控制裝置的控制功能主要由軟件來完成，軟件分為兩個基本結構即軟件平臺和應用軟件系統。軟件平臺決定了DEH控制系統的實用性、先進性和靈活性，應用軟件系統則決定了DEH系統的控制功能。DEH使用MACS-DCS作為系統編碼平臺，主控單元采用專用多任務實時控制軟件，此軟件主要在固化現場控制站的主控單元上，可以完成信號轉換、控制運算、信號處理、通信、診斷、自動切換以及輸出等功能。

　　2.2 控制CPU負荷

　　主循環周期額定時間內必須完成CPU輸出控制、處理控制以及自控網絡通信等一系列任務。系統時間Ts=50ms～5s之間，控制站的每個循環周期內消耗CPU時間和該控制站的實際處理任務情況有關。即控制站的循環周期和控制信息處理相關。可以通過實際信息處理工作量來估算CPU內每個額定時間周期內的實際消耗值。系統的平均內核消耗時間為10000us，除去診斷自診時間余下的最大消耗時間為5000us。網絡通信平均時間消耗為5000us，控制站內的網絡通信信息量為4100字節。CPU負荷計算為額定周期內的CPU實際消耗值和系統消耗比值。

　　3 結語

　　隨著汽輪機技術日益成熟，自控系統越來越多，其中DEH作為一種非常先進的自控系統，其在實際應用中相當廣泛。以前的老式機械調節系統存在著一些嚴重的缺陷，使得機械在運行過程中遲緩較大、運行穩定性較差以及常會出現負荷大幅度滑移波動等現象。而這些問題在實際控制中難以進行控制和調節，通過人工調節方法難以跟上負荷變化，對于生產供氣平穩結構造成嚴重影響。文章針對汽輪機DEH系統在自備電廠中的應用進行概述，針對相關的技術現狀和發展以及具體應用情況進行討論，為進一步認識DEH系統提供參考。

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