1、廖國廣東粵電新會發(fā)電有限公司，廣東江門 529152摘要：闡述了上汽汽輪機電液控制系統(tǒng)(DEH)1的高排溫度控制器（HP EXH TEMP CTRL）的動作機理，及其在汽輪機控制中起到的作用；對實際應(yīng)用中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題進行了深入的分析，提出高排溫度控制器在機組熱態(tài)啟動等特殊情況下的一些改進建議。關(guān)鍵詞：DEH；高排溫度控制器；熱態(tài)啟動0前言汽輪機電液控制系統(tǒng)即DEH的主要任務(wù)是控制汽輪機調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量，途徑是通過改變汽輪機調(diào)節(jié)閥的開度，而調(diào)節(jié)閥的開度指令來自于DEH的控制器。上汽DEH三大控制器包括TAB升程控制器、轉(zhuǎn)速/負荷控制器以及壓力回路控制器；輔助控制器包括高排溫度控制器、高壓葉片

2、級壓力控制器以及閥門限位控制器。本文主要研究高排溫度控制器的動作機理及作用。高排溫度限制器主要為保護高壓末級葉片所設(shè)，在低負荷階段，尤其在高旁開啟空載階段2，高壓缸進汽量小，冷再壓力相對高，由于鼓風(fēng)效果，造成高排末級葉片溫度升高，當(dāng)高壓缸末級葉片溫度達到設(shè)定高1值溫度時，高排溫度限制控制器開始動作，并產(chǎn)生積分值作用于開調(diào)門指令上，通過關(guān)小中壓調(diào)門，開大高壓調(diào)門增加高壓缸進汽量，以增加高壓缸的進汽量減少鼓風(fēng)效果來降低高壓末級葉片的溫度；當(dāng)高壓缸末級葉片溫度達到設(shè)定高2值溫度時，關(guān)閉高壓調(diào)門、高排逆止門，打開高排通風(fēng)閥，汽輪機變?yōu)橹袎焊走M汽方式；高壓缸末級葉片溫度達到設(shè)定高3溫度時，汽輪機保護動作

3、跳閘。1高排溫度控制器的動作機理如圖1，汽輪機電液控制系統(tǒng)TAB升程控制器、轉(zhuǎn)速/負荷控制器以及壓力回路控制器三大主控制器指令經(jīng)過小選模塊后疊加輔助控制器的輸出才作用在汽輪機閥門上，輔助控制器有高排溫度控制器，高壓缸葉片級壓力控制器，閥位限制器。其中高排溫度控制器作為負作用疊加在中壓調(diào)門的指令上，原因就是這樣將減小中壓調(diào)門的開度，在同樣負荷目標下高壓調(diào)門將開大，增大高壓缸通流，達到降低高壓缸排汽溫度的目的。其中高壓調(diào)門開度由三個指令限制，分別是總閥門指令、高壓葉片級壓力控制器指令、閥限器指令，中壓調(diào)門開度也由三個指令限制，分別是總閥門指令、高排溫度控制器指令、閥位限制器指令。圖1：上汽DEH控

4、制總貌首先上汽DEH中高排溫度控制器的主要比較的是高壓轉(zhuǎn)子溫度與高壓缸12級后的溫度（HP BLANDING TEMP PROT OUT）的大小來判斷高排溫度是否越限，其中高壓轉(zhuǎn)子溫度也是根據(jù)高壓缸壁溫計算而來，在這里就不詳細贅述，我們關(guān)心的是高壓缸排汽溫度是否越限在邏輯中是如何判斷的。見圖2，高壓缸轉(zhuǎn)子溫度經(jīng)過函數(shù)f(x)得出的函數(shù)值減去高壓缸12級后溫度得出高排溫度判斷差值（HP EXH STM TEMP CTRL），此差值再經(jīng)過圖3中邏輯運算來判斷高排溫度控制器是否激活以及高排溫度控制器的PID輸出。設(shè)高壓缸轉(zhuǎn)子溫度為a，高壓缸12級后溫度為b，差值HP EXH STM TEMP CTR

5、L為c則有：(1-1)：（-50,390）,（0,390）,（100,390）,（250,460）,（600,460）,（1100,460）圖2：高壓轉(zhuǎn)子溫度與高排溫度的比較見圖3邏輯中，HP EXH STM TEMP CTRL經(jīng)過一系列處理得出output for HP exhaust pressure，設(shè)其為d，根據(jù)邏輯，只要d大于0，高排溫度控制器就自動激活。由圖3可得： (1-2)圖3：高排溫度控制器2高排溫度控制器實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題某超臨界1000MW機組調(diào)試過程中，熱態(tài)啟動曾出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，由于蒸汽參數(shù)較高，而沖轉(zhuǎn)成功到達額定轉(zhuǎn)速后由于調(diào)度遲遲未下發(fā)并網(wǎng)許可指令，導(dǎo)致汽輪機只帶額

6、定轉(zhuǎn)速，而此時，冷再壓力高，高壓缸的排汽無法頂開高排逆止門，高壓缸蒸汽流通少，造成高壓轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)損失，葉片過熱，隨后觸發(fā)高排溫度控制器，高排溫度控制器PID輸出，負作用在中壓調(diào)門的指令上，起到關(guān)小甚至關(guān)閉中壓調(diào)門，減小中壓缸進汽流量，在同樣的負荷指令下，主控指令必然會增加高壓調(diào)門的指令，從而開大高壓調(diào)門，增大高壓缸的進汽流量，增強高壓缸的通流來降低高排溫度，達到控制高排溫度的目的。然而在啟動階段有一個問題被忽略了，高壓缸只有兩個地方起到排放蒸汽的作用，一個是高排逆止閥，啟動階段逆止閥并不能開啟，即使人工給逆止閥開啟指令，啟動階段的蒸汽壓力也不能使其開啟；另一個是高排通風(fēng)閥，該閥在人工不干預(yù)的情況

7、下必須滿足以下條件：1、高排通風(fēng)閥活動試驗；2、 高壓缸切缸保護動作；3、 汽輪機跳閘切轉(zhuǎn)速大于1980rpm；4、 單側(cè)以上蒸汽堵塞且轉(zhuǎn)速大于1980rpm；其中蒸汽堵塞指該側(cè)主汽門或調(diào)門全關(guān)。顯然這些條件不能滿足，人工不干預(yù)的情況下雖然中壓調(diào)門在高排溫度控制器輸出的負作用下關(guān)小，高壓調(diào)門在主控指令增大的情況下開大，然而由于高壓缸其實不參與啟動過程，蒸汽在高壓缸內(nèi)不流通，導(dǎo)致高排溫度控制器在這種情況下并不能起到降低高排溫度的目的，反而有加大高壓缸進汽量，加劇高排溫度的升高。如圖4，轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速后由于電氣原因多次并網(wǎng)不成功，高壓缸12級后溫度不斷升高，到達460后，高排溫度控制器激活，隨后

8、控制器PID輸出負作用在中壓調(diào)門，中壓調(diào)門開度從30%左右不斷下降至0.3%，高壓調(diào)門逐漸從8.7%開至17.6%以上。見圖5，同樣由于高排溫度控制器激活，導(dǎo)致中壓調(diào)門幾乎關(guān)閉，導(dǎo)致真正做功的蒸汽量幾乎沒有，轉(zhuǎn)速連額定轉(zhuǎn)速都不能達到，期間人為卻不敢大膽干預(yù)，沒有人工開啟高排通風(fēng)閥，轉(zhuǎn)由高壓缸做功。經(jīng)過多次吸取經(jīng)驗后，在后續(xù)調(diào)試過程中遇到熱態(tài)啟動，高排溫度控制器激活的情況下，我們將高排通風(fēng)閥打開，中壓缸啟動改為高壓缸啟動，啟動過程變得順利，也保護了高壓缸末級葉片。圖4：并網(wǎng)多次不成功后高排限制器激活及安全門動作圖5：高排溫度控制器激活導(dǎo)致沖轉(zhuǎn)受阻3結(jié)論上汽DEH高排溫度控制器其實是為了在正常帶負荷后，如果出現(xiàn)高排溫度高的情況下對高壓缸末級葉片的一個保護，但是沒有考慮到在啟動階段也有可能出現(xiàn)高排溫度控制器激活的情況，而且這個情況下高排溫度控制器的動作并不能達到正常情況下的作用，由于啟動階段高壓缸蒸汽并不能流通，只會增加憋在高壓缸內(nèi)的蒸汽量，對降低高排溫度反而有反作用；同時由于中壓缸蒸汽出力降低，高壓缸在蒸汽不流通的情況下幾乎不做功，常常導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降，甚至TAB重新激活，最后處于一種無法控制的局面而不得不手動遮斷汽輪機。這個時候需要人工判斷實際運行狀態(tài)，高排通風(fēng)閥是否能打開，該工況下凝汽器是否能承受來自高壓缸的排汽，去完成高排溫度控制器激活情況下