汽轮机是高温、高压、高速旋转的大型动力设备,汽轮发电机转子的时间常数小,自平衡能力很弱,转子、汽缸等部件厚度大,温度变化剧烈。因此要求汽轮机控制系统必须具有实时性、快速性,尤其在其阀门控制、转速调节、超速保护、应力计算和寿命管理等方面有其特殊性。
汽轮机数字式电液(DEH)控制系统是电站汽轮发电机组重要的组成部分,是汽轮机起动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器。DEH控制系统与EH系统组成的电液控制系统,通过控制汽轮机主汽门和调门的开度,实现对汽轮发电机组的转速、负荷、压力等的控制。
在近十余年中,国内电站汽轮机控制系统的发展经历了一段较快的成长期,其突出标志为电液控制系统在汽轮机控制中的应用和推广。以往汽轮机控制大都采用传统的机液式或液压式的调节、保护系统,其存在着自动化程度低、控制准确度差、故障率高、操作复杂、检修维护困难等缺点。我国在20世纪80年代末、90年代初从国外(如西屋、日立等公司)引进了较先进的数字电液控制技术,从而引发了一场国内电站汽轮机控制系统的转型变革。
数字电液控制技术是建立在两大基础技术之上的。其一为数字电子技术,它主要包括计算机技术、网络控制技术、电子集成电路技术等;其二为液压伺服控制技术。从20世纪70年代开始,随着大规模或超大规模集成电路技术的应用和推广,计算机及网络控制技术的普及和发展,数字电子技术的可靠性、安全性已越来越高;同时,液压伺服控制技术也得到了充分的发展,如液压装置的集成化,电液比例阀、伺服阀的使用等。所有这些综合运用于汽轮机控制、保护系统,就形成了适合电站汽轮机控制的数字电液控制系统,简称DEH。在DEH控制系统中,信号流部分(主要包括信号的采集、处理和放大)采用的是数字电子技术;而能量流部分(主要包括能量或功率的传递和放大)则采用了液压伺服控制技术。
汽轮机控制装置的发展大致经历了如下几个阶段:
1)20世纪60年代前:机械式液压调节(Mechanical Hydraulic Control,MHC)系统。
2)20世纪60年代初:电液调节(Electro-Hydraulic Control,EHC)系统,EHC与MHC并存。(www.xing528.com)
3)20世纪60年代中:模拟电液控制(Analog Electro-Hydraulic Control,AEH)系统。
4)20世纪80年代至今:数字电液控制(Digital Electro-Hydraulic Control,DEH)或(Microprocessor-based Electro-Hydraulic Control,MEH)系统。
数字电液控制系统(Digital Electro-Hydraulic Control System)简称DEH控制系统,它的执行机构仍采用液压调速系统的油动机——液动执行机构。这是因为液动执行机构的响应速度快,输出推力大,是其他类型执行机构所无法取代的。
DEH控制系统适用于大、中、小型汽轮机调节系统的配套,对机组实现起动、运行、停机全过程的自动监视、调节、控制、保护等。DEH控制系统可与单元机组DCS配合,实现机组不同热状态起动、机炉协调控制、电网调峰调频、自动经济调度、信息综合管理等多种功能和用途。
由于DEH液动执行机构的功能是把电信号转变为油动机活塞的机械位移,所以也称其为电—液伺服执行机构,简称EH。
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