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汽轮机调节系统改造方案浅析

1．前言

随着科学技术的发展，对电厂供电品质及发电成本提出了更高的要求，老机组原纯液压调节系统在可控性和控制功能方面已不能满足机组协调控制（CCS）和电自动发电控制（AGC）等要求，且还存在着调节系统部套易卡涩、迟缓率大、调节品质差、不能实现阀门管理等等缺点。先进的数字式电液调节系统（DEH）可灵活组态各种控制策略，可满足现代汽轮机控制系统的要求，在系统的安全性、可靠性方面也已经达到电厂的要求。因此我省已有清镇电厂#7、#8机组、盘县电厂#2机组由纯液压调节系统改造为高压抗燃油数字式电液调节系统，并还有许多电厂将要进行改造。本文浅析目前GB/T2611⑵007《实验机通用技术要求》国内采用的各种改造方案，指出各种改造方案的优缺点，对几个问题进行探讨，供各电厂在进行汽轮机调节系统改造时参考。

2．目前国内采用的改造方案简介

目前国内采用的改造方案有以下几种：

a：同步器控制

b：电液并存（包括联合控制、切换控制两种）

c：透平油纯电调控制（包括保留凸轮配汽机构、去掉凸轮配汽机构两种）

d：抗燃油纯电调控制

下面一一进行简介：

2．1同步器控制改造方案

原液压调节系统不变，只改造同步器、启动阀。

DEH控制信号通过原同步器电动机与液压调节系统接口，实现对机组双氧水的闭环控制。原同步器由一般的电动机驱动，控制特性差，与CCS自动接口有困难，且此类电动机一般都有转速高、易惰走、不稳速、控制精度低、三通接头控制接点易拉弧、烧坏等缺陷。改造采用高性能的电动机或高级电动执行器，控制性能好，接口方便易实现CCS协调控制。

同步器的控制可以由CCS系统直接控制或者做一套独立的PI调节器，与原液压系统构成串级调节系统，实现升降转速、负荷控制。

2．2电液并存控制改造方案

原液压系统全部保留，增加一套电调系统，二套系统并存、切换运行。

此改造方案包括以下两种：

a：联合控制改造方案

DEH控制信号通过电液转换器和同步器电动机与液压系统接口，实现对机组的闭环控制。其中，电液转换器与二次脉动油路构成电液放大器，取代液压放大器，接受DEH控制信号，完成对油动机的控制。在原液压系统的脉动油路上并联引出一个油路，连接到电液转换器，使DEH通过电液转换器控制脉动油的排油量（或进油量）来控制机组。

电液转换器和同步器可采用转移的方式完成联合控制：电液转换器担任调节动态负荷的作用，同步器用于承担缓变负荷。稳态时电液转换器处于零位。在稳态时可无扰切除电液转换器，变为同步器控制方式。

电调、液调按小选（或大选）方式控制：若将同步器置于最高位（或低位）将液调排除，使液压放大器完全退出工作，由电液放大器完成全电调控制。若同步器减小（或增加）到一定的值后，仍可退滤色片为同步器控制。

b：切换控制改造方案

DEH控制信号通过电液转换器和同步器电动机与液压系统接口，实现对机组的闭环控制。同步器通过模拟脉动油路实现电液跟踪，DEH可控制切换阀实现无扰切换。

在电调位置时，由DEH控制的电液转换器的节流控制排油口，取代调速器滑阀控制的油口，从而实现机组的控制。

为了使电调、液调之间能够相互跟踪，实现无扰切换，增设了模拟脉动油路和跟踪、切换阀控制回路。

2．3透平油纯电调控制改造方案

液压调节器取消，采用数字调节器，执行机构、保护系统基本保留。

此改造方案包括以下两种：

a：保留凸轮配汽机构控制改造方案

DEH控制信号通过电液转换器与油动机构成的电液油动机接口，实现对机组的闭环控制。电液转换器与油动机滑阀及油动机活塞紧密结合在一起，油动机脉动油直接由电液转换器控制，构成了电液伺服油动机。DEH伺服单元与电液伺服油动机、油动机行程传感器LVDT组成位置随动系统。将原液压调节系统中的转速测量、同步器给定、调速器滑阀、中间滑阀、油动机反馈滑阀等全部排除在系统之外。

本方案保留了凸轮配汽机构，实现固定模式阀门管理，管理模式为混合调节模式。

b：去掉凸轮配汽机构控制改造方案

将凸轮、凸轮轴、原油动机和所有液压调节部件去掉，仅保留保安系统部套，油动机滑阀与电液转换器组装在一起，油缸（活塞）固定在凸轮轴座上，油缸为顶推式，代替凸轮推动杠杆来开启调节阀门，油缸上只有一根脉动油管，一根排油管，很好密封，可以严防漏油，能避免因而可能引起的而没有必要与PC为伍火灾，高压调节阀为一阀一缸方式，中压调节阀仍尼龙基高性能包装材料的合成设计与利用技术为一缸拖四阀方式，可实现可变阀门管理功能，本方案的耒阳控制功能与高压抗燃油纯电调的完全一样。但却免去了另设一套油源的投资、维护和运行费用。

2．4抗燃油纯电调控制改造方案

除了阀门以外，调节系统基本上全部进行改造。

本方案既可采用高压抗燃油作为工作介质，也可采用中压抗燃油作为工作介质。目前国内采用较多的是高压抗燃油方案。

本方案要求另外设置一套抗燃油的独立油源，将原液压调节系统中的所有调节部套去掉，更换调节阀操纵座，在调节阀的操纵座上放置抗燃油油动机，直接拖动调节阀阀杆。

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