汽轮机数字电液控制系统技术的应用现状与发展

　　 概述

　　从20世纪初开始，汽轮机发电机组配备的机械液压式控制系统，一直沿用至今。随着机组容量的增大和蒸汽参数的提高，使汽轮机的结构越趋复杂，电网容量的增大和电网对自动化要求的提高，传统的机械液压式控制系统已难以适应，因此，需要有性能更好，功能更强的新型汽轮机控制系统。

　　电液控制的汽轮机于20世纪中进入火电厂，在60年代出现了把电子技术和液压技术相结合的模拟电子控制系统，到了70年代出现了数字式电液控制系统(DEH)，80年代DEH发展到了较高的阶段，已普遍应用于大型汽轮发电机组上。早期的DEH系统多以小型计算机为核心构成，而随着计算机技术的飞速发展，电子元器件性能和可靠性的极大提高，近期的DEH系统均以微机为基础。

　　1 国外电调控制系统技术的发展

　　近10多年来，我国相继从美、日、英、法、瑞士等西方国家引进了数10台与汽轮发电机组配套的电调系统，它们既反映了现代汽轮机组控制的领先水平，又分别展示了不同公司根据实际机组型式和运行要求，以及技术条件设计的不同类型、不同系列的电调系列的特点。其中尤以美国西屋公司、GE公司;日本东芝公司 、三菱公司的产品具有代表性。另外引进有ABB、ALSTHOM、GEC、西门子、日立、ANSALDO等公司的产品。

　　在我国火电厂中不仅有国际上主要汽轮机厂设计生产的电调系统，而且在部分汽轮机厂生产的电调系统中除了原型系统外，还有改进后的升级系统。总体而言，这些电调系统都将计算机技术应用于DEH之中，都具有系统集散化，功能模块化的特点。同时也体现了这些公司对电调系统的研究和改进情况。如美国MCS公司采用的DEB协调控制是一种先进的设计思路，它随着负荷的改变，自动调整控制器参数，使之适应对象动态特性随负荷的变化，改善了部分负荷下单元机组的特性。由于常用的电液伺服阀性能的限制，通流量有限而影响了阀门关闭速度，使汽轮机甩负荷时上升速度过高。为此在大部分电调系统中，除常规转速控制回路外还增加了一个附加的双位式控制回路。附加转速控制回路通过电磁阀直接泄放阀门油动机的油以加速阀门关闭速度。在西屋型电调系统中这个附加转速控制回路，称为防超速控制器，简称OPC。在甩负荷时，常规转速控制回路送出指令关阀，由于阀门关闭速度不够快而造成转速上升达到103%额定转速时，OPC回路动作 ，开启电磁阀泄油使阀门快速关闭，当转速降到103%时再关闭电磁阀。由于OPC回路是双位调节回路，它的工作是断续的，会使转速产生大幅度摆动，对汽轮机不利。ALSTHOM的电调系统原来也采用类似回路，通过改进后改用电液转换器取代电液伺服阀，提高了泄油量和阀门的关闭速度，使系统能更好地适应甩负荷工况。