1 概述

    長興發(fā)電有限公司裝機(jī)總?cè)萘?×300MW，其中一期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)使用新華公司DEH—Ⅲ型控制系統(tǒng)，二期汽輪機(jī)調(diào)節(jié)使用新華公司DEH—Ⅴ型控制系統(tǒng)。二期DEH組態(tài)軟件為XDPS 6.0版本，系統(tǒng)配10塊VPC閥門控制卡，分別控制兩個主汽門、六個高調(diào)門和兩個中調(diào)門。DEH自投產(chǎn)以來一直運(yùn)行穩(wěn)定，但發(fā)生過因更換VPC卡而造成的負(fù)荷擾動現(xiàn)象。

    2 負(fù)荷擾動現(xiàn)象

    2009年2月28日，#4機(jī)單閥運(yùn)行時GV4高調(diào)門 VPC卡所有相關(guān)參數(shù)變壞值，GV4卡件故障報(bào)警，機(jī)組負(fù)荷、EH油壓未變，GV4實(shí)際開度保持，DEH仍保持自動OA方式。由于GV4指令回送值從22%左右跌至0%（為壞值），GV閥門流量指令GVFLOW與各高調(diào)門閥位輸出指令回送平均值的偏差監(jiān)視值FDMTRACK瞬間由0%附近躍升至9.5%。強(qiáng)制GV4輸出指令GV4SPO到“0”但調(diào)門拒動，關(guān)其進(jìn)油截止閥后才關(guān)閉，確認(rèn)VPC卡故障。

   3月2日，退出#4機(jī)組協(xié)調(diào)，DEH切為手動TM方式，更換GV4高調(diào)門VPC卡。在恢復(fù)自動OA方式時刻，各高調(diào)門開度中間指令GV1FL5～GV6FL5從65.23%開始下降至54.05%，除GV4外其它5個調(diào)門開度從65.23%關(guān)至54.05%，然后跟隨GV閥門流量指令GVFLOW變化。調(diào)門下關(guān)導(dǎo)致功率由194MW降至174MW，擾動過程約13秒，趨勢如圖三所示。

    3 DEH負(fù)荷控制時的閥門管理流程

          
 
                               圖1  DEH負(fù)荷控制時的閥門管理流程

    圖1說明了負(fù)荷控制時目標(biāo)值、給定值到各高調(diào)門VPC卡閥位輸出指令GV*SPO的閥門管理流程。圖中只畫出了GV1的閥門管理通道，其余5個調(diào)門完全同GV1。由圖可知：

   LOCAL方式時，各高調(diào)門VPC卡閥位輸出指令跟隨DEH操作員輸入目標(biāo)值TARGET變化。升負(fù)荷速率一般是目標(biāo)值DEMAND和給定值REFDMD的偏差絕對值與操作員輸入升負(fù)荷速率的小選值。

   REMOTE方式時DEH受機(jī)組協(xié)調(diào)控制，固定升負(fù)荷速率為每運(yùn)算周期±0.4，增減指令由DCS負(fù)荷中心發(fā)出。
  
    流量給定值REFIMP4之前為工程量，除以功率系數(shù)后變?yōu)榘俜至俊＿^渡到VPC卡閥位輸出指令前，包含流量修正、單多閥切換、手動TM方式跟蹤邏輯、投OA時GV流量有偏差拉平邏輯、閥門試驗(yàn)及閥門特性函數(shù)校正等環(huán)節(jié)。
? 
    掛閘且手動TM時，給定值REFDMD跟蹤根據(jù)六門閥位輸出指令回送值計(jì)算的流量跟蹤值FDMTRKMW，REFDMD又作為其它目標(biāo)值的跟蹤源，保證方式切換無擾。GVFLOW與各高調(diào)門閥位輸出指令回送平均值設(shè)有偏差監(jiān)視，其值為FDMTRACK。

    因此，手自動切換擾動分析需關(guān)注給定值REFDMD跟蹤、TM跟蹤切換及投OA時GV流量偏差拉平等邏輯。

    4  DEH的手自動切換邏輯

    圖二說明了手動TM方式和自動OA方式的切換邏輯,包含了手動到自動切換時調(diào)門實(shí)際輸出指令與跟蹤的流量指令有偏差時的指令拉平邏輯。圖中只畫出了GV1的偏差監(jiān)視及拉平時每運(yùn)算周期增減量計(jì)算邏輯，其余5個調(diào)門完全同GV1。由圖可知：

    任一閥門的VPC卡在自檢正常卻處于手動方式時，立即發(fā)汽機(jī)手動TM信號，表示已有卡件切手動在先。

    “DEH要求手動”REQMAN信號為“1”時，也立即發(fā)汽機(jī)手動TM信號，同時將全部VPC卡件切至手動，表示已檢測到任一主汽門或至少兩個高、中調(diào)門卡件故障。

    檢測到任一主汽門或高、中調(diào)門VPC卡件故障，則發(fā)“請求單閥控制” REQSING信號，如故障時處于多閥方式則開始多到單切換。

    DEH程序連續(xù)檢測每一高調(diào)門VPC卡接收的閥位輸出指令GV*SPO與該閥門流量中間指令GV*FL4經(jīng)閥門特性函數(shù)校正值的偏差。當(dāng)手動到自動切換時，高調(diào)門中如同時存在正偏差和負(fù)偏差，則立即觸發(fā)“投OA時GV流量有偏差拉平邏輯”，TMTOA信號報(bào)警，正偏差的調(diào)門開始關(guān)小，負(fù)偏差的調(diào)門開始開大。只要任一方向偏差消除，或切換延時達(dá)200秒，拉平過程結(jié)束，正式進(jìn)入自動OA方式。

               
                                       
                                        圖2  DEH的手自動切換邏輯

    5 負(fù)荷擾動原因分析及預(yù)防措施

    在分析了DEH負(fù)荷控制時的閥門管理流程和DEH的手自動切換邏輯后，對照歷史趨勢，可分析負(fù)荷擾動的產(chǎn)生原因，進(jìn)而得出具體的預(yù)防措施。

    5.1 原因分析

    圖3是更換VPC卡時負(fù)荷擾動前后的歷史趨勢。更換前為單閥方式，GV閥門流量指令GVFLOW、閥門流量中間指令GV*FL4（圖中即GV5FL4）、閥門流量中間指令GV*FL5（圖中即GV5FL5）是一致的，都為65.23%，GV閥門流量跟蹤偏差監(jiān)視值FDMTRACK為10.87%。

                 
                       
                           圖3  更換VPC卡時負(fù)荷下跌前后部分歷史趨勢

    鍋爐主控在手動BCMAN及汽機(jī)主控在手動TCMAN信號由“0”變“1”時表示機(jī)組協(xié)調(diào)撤除，當(dāng)GV閥門流量跟蹤偏差監(jiān)視值FDMTRACK由10.87%突變?yōu)椤?”、GVFLOW、GV*FL4（圖中即GV5FL4）從65.23%（即除GV4外調(diào)門的當(dāng)時開度）突變至54.05%，“GV開度與要求的指令有差”信號GVPZERR變“1”，此時表明DEH已由操作員切為TM方式，GV*FL5（圖中即GV5FL5，GV4FL5除外）跟蹤各自閥位輸出指令回送值，曲線保持為一條直線。從圖一“給定值REFDMD跟蹤”邏輯可知，因GV4指令回送值GV4SPOR為“0”，造成六個調(diào)門的指令回送值的計(jì)算平均值比調(diào)門的實(shí)際開度要小，偏小量即GV閥門流量跟蹤偏差監(jiān)視值FDMTRACK。當(dāng)DEH切至手動時，GVFLOW、GV*FL4跟蹤偏小的指令回送平均值，造成FDMTRACK、GVFLOW、GV*FL4突變，三者的變化一致。同時，從圖2“投OA時GV流量有偏差拉平邏輯”可知，因GV*FL4突變及GV4的閥位輸出指令GV4SPO強(qiáng)制為“0”，跟蹤正、負(fù)偏差同時出現(xiàn)，導(dǎo)致“GV開度與要求的指令有差”信號GVPZERR變“1”。卡件更換結(jié)束，因GV4SPO仍強(qiáng)制為“0”，則GV4指令回送值GV4SPOR為“0”，“GV                                                                                                         開度與要求的指令有差”信號GVPZERR仍然為“1”。從圖2知,切回自動OA方式時“投OA時GV流量有偏差需拉平”TMTOA信號立即觸發(fā)，開始手動到自動的拉平過程，GV1FL5、GV2FL5、GV3FL5、GV5FL5、GV6FL5立即跟隨拉平指令而變化，從65.23%減至54.05%，步長為－0.167%/運(yùn)算周期。由圖3右側(cè)可見，GV5FL5開始下降，跟蹤偏差監(jiān)視值FDMTRACK又從“0”開始上升，其余調(diào)門均開始關(guān)小，功率值MW曲線也開始下滑。當(dāng)關(guān)至54.05%時，拉平邏輯中的GV1、GV2、GV3、GV5、GV6正偏差信號全部消除，GVPZERR信號立即回“0”，拉平過程結(jié)束。從圖3右側(cè)可見，“GV開度與要求的指令有差”GVPZERR曲線由“1”回“0”，表示DEH正式進(jìn)入自動OA方式。此后，GV*FL4、GV*FL5、GV*SPO都將跟隨GVFLOW變化。只有強(qiáng)制GV4SPO值逐漸開啟GV4至GVFLOW值時，跟蹤偏差監(jiān)視值FDMTRACK才會重新回到“0”。“   
                                           
    5.2 預(yù)防措施

    負(fù)荷擾動的關(guān)鍵是拉平過程的觸發(fā)，原因有二：一是五門調(diào)節(jié)的實(shí)際開度用于六門指令回送的平均值計(jì)算，使得GVFLOW、GV*FL4跟蹤值偏小，形成調(diào)門跟蹤正偏差；二是GV4的閥位輸出指令GV4SPO強(qiáng)制為“0”，形成調(diào)門跟蹤負(fù)偏差。因此，可采取以下任一措施：

    DEH切手動后，同時將六個調(diào)門指令回送平均值計(jì)算系數(shù)由6改為5，使GV*FL4與GV*FL5相一致，消除跟蹤正偏差，也可將GV4FL4強(qiáng)制為“0”消除跟蹤負(fù)偏差，正或負(fù)偏差消除后拉平邏輯不會觸發(fā)。這樣投入自動后，其余五門開度不會擾動。當(dāng)逐步強(qiáng)制開啟GV4時，其余調(diào)門會自動關(guān)小，六個調(diào)門開度一致時取消對GV4閥位輸出指令GV4SPO的強(qiáng)制。

    更換卡件時，GV4的閥位輸出指令GV4SPO及指令回送值GV4SPOR都強(qiáng)制為“0”，DEH繼續(xù)保持自動單閥方式。由于運(yùn)行中拔VPC卡將發(fā)卡件故障信號，上電瞬間卡件故障信號將復(fù)位，而手動信號會出 “1”，由圖2可知，DEH將聯(lián)鎖進(jìn)入汽機(jī)手動TM方式，因此工作前需強(qiáng)制VPC卡手動信號為“0”，待按卡件reset鍵使手動信號復(fù)位后再取消強(qiáng)制。當(dāng)逐步強(qiáng)制開啟GV4時，其余調(diào)門會自動關(guān)小，六個調(diào)門開度一致時取消對GV4閥位輸出指令GV4SPO的強(qiáng)制。

    6  結(jié)語

    同其它一般調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，DEH系統(tǒng)邏輯復(fù)雜、運(yùn)行穩(wěn)定，平時的強(qiáng)制操作很少，因此有重大操作或檢修時，我們應(yīng)關(guān)注DEH系統(tǒng)的整個管理流程、仔細(xì)研究或模擬各種工況下的無擾切換和聯(lián)鎖保護(hù)，制定完善的技術(shù)措施，最大限度滿足穩(wěn)定運(yùn)行要求。