给水泵汽轮机控制系统应用及启动中的问题分析

第31卷第7期2009年7月华电技术HuadianTechnologyV01．31No．7Ju1．2009给水泵汽轮机控制系统应用及启动中的问题分析毕华南，李红艳(华能邯峰发电厂，河北邯郸056200)摘要：论述了西门子锅炉给水泵汽轮机控制系统在发电厂的使用情况，介绍了该系统的控制原理，集中描述了转速脉冲信号(转速测量值)、转速设定值的形成，最终实现锅炉给水泵汽轮机转速控制指令的全过程。结合该系统在发电厂给水泵汽轮机中的具体应用情况，对运行过程中存在的问题及处理方法进行了简要说明。关键词：转速测量值；转速设定值；冷态；热态；转速控制中图分类号：TM921．5：TK26文献标志码：B文章编号：1674—1951(2009)07—0050—031给水泵汽轮机控制系统概述由德国西门子公司制造生产的锅炉给水泵汽轮机(亦称小汽轮机)用来驱动，在正常运行期间，由汽轮机的五段抽汽作为给水泵汽轮机的汽源，通过开大或关小控制阀0800来调整进入锅炉给水泵汽轮机的蒸汽量，以使给水泵的转速满足要求。在抽汽不能满足给水泵转速要求的条件下，必须从再热器冷段提供蒸汽，给水泵汽轮机控制系统自动提供一个信号使再热器冷段调节阀0820打开。当满足一定条件时，再热器冷段调节阀0820将自动关闭。为了完成以上任务，设置了给水泵汽轮机控制系统，如图1所示。图1给水泵汽轮机控制系统由图1可知，锅炉给水泵汽轮机控制系统实质上是一个转速控制系统。转速控制系统又由转速设定形成回路、转速信号的测量回路、转速调节器、电流／电压转换器、执行机构等组成。转速信号由3个传感器测得，3个转速测量信号经过三选一处理选择其中的一个信号作为实际转速信号。给水泵汽轮机转速控制器用来控制机组转收稿日期：2009—02—06速，为PI运算规律，控制器对转速偏差进行比例积分运算后输出电流控制信号，该电流信号经过处理后送到UP转换器1680，1681转换为二次油压信号，二次油压的大小决定控制阀0800，0820开度，从而改变进入汽轮机的蒸汽量，改变机组的转速。转速设定值可内部设定，也可外部设定。当选择外部设定值时，通过逻辑处理回路使切换开关切换，接通外部设定值，送给操作员站“外部设定值运行”的状态信息。当选择内部设定值时，由内部设定值形成回路根据不同的逻辑状态及机组的运行状态形成转速设定值送到转速调节器，送给操作员站“内部设定值运行”的状态信息，为了使内部设定值切换到外部设定值时无扰，西门子公司设计了外部设定值回路应跟踪内部设定值。由温度传感器TE034，TE035On,I量给水泵汽轮机缸体温度，作为冷态启动、热态启动的判断条件，当缸体温度低于220oC时为冷态启动，当缸体温度高于220qC时为热态启动。机组的启动曲线如图2所示，当机组具备启动条件后，在自动方式下，通过启动命令，使机组的目标转速设定为最小转速2400r／min，机组由盘车转速逐步上升到最小转速。机组的临界转速区为2500～3450r／min，应使机组快速通过临界转速区。通过临界转速区后，进行转速保持。给水泵的调速范围为3450—6055r／min，在这个范围内，通过转速控制系统，使给水泵的转速按要求变化，从而改变给水量。为了在危急情况下保证设备的安全，设置有给水泵汽轮机保护系统，在故障情况下，关闭截止阀和调整阀，使汽轮机跳闸。每台锅炉给水泵汽轮机的跳闸由2个跳闸电磁阀以二选一方式工作，正常时，电磁阀带电激磁，跳闸时，电磁阀失电失磁。第7期毕华南，等：给水泵汽轮机控制系统应用及启动中的问题分析·51．图2机组的启动曲线2转速控制系统原理055r／min224r／min锅炉给水泵汽轮机的转速控制系统由转速信号的测量及处理、转速设定值形成及转速控制器等组成。2．1转速信号的测量及处理转速信号由3个冗余的传感器SE761，SE762，SE763测量。由传感器得到与汽轮机转速成正比的频率信号，3个频率信号由转换模件转换为数字信号，同时，在软件功能模件中3个信号被监视并两两进行比较。控制系统对每个转速测量通道都要进行故障监视并在操作员站进行故障信息显示。2．2转速设定值形成转速设定值的形成有2种方式：一种是外部设定值，另一种是内部设定值。外部设定值通过西门子公司设计的TelepermXP650控制系统来设定，内部设定值通过内部设定值形成回路计算得到。为了使内部设定值切换到外部设定值时无扰，当外部设定值没有激活时，外部设定值应跟踪内部设定值，若没有跟踪，外部设定值将被忽略。2．3转速跟踪方式转速跟踪方式由2个阶段来实现。(1)当设定值模块接收到START1启动信号时，启动阶段1逻辑条件成立，那么速度设定值设定为启动转速2400r／min，这样，设定值模块使转速内部设定值逐渐由0增加到2400r／min。(2)当机组转速大于2400r／min后，ST