汽轮机DEH调频详解

很多朋友对于汽轮机DEH调频详解和不太懂，今天就由小编来为大家分享，希望可以帮助到大家，下面一起来看看吧！

部分信息

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1、DEH调节系统的组成

1、电子控制器：包括数字计算机、数模混合插件、接口和电源设备。主要用于发出、接收反馈信号，进行逻辑运算和发出控制指令。

2、操作系统：操作员站，主要包括操作面板、图像站、监视器和打印机。

3、油系统：主要负责向系统提供润滑油系统和高压防燃油系统。

4、执行器：主要负责控制蒸汽阀。

5、保护系统：主要用于快速关闭调节阀、电气紧急中断停机、机械超速保护和手动停机装置作为停机备用装置。

2.DEH调节系统的基本原理

DEH调节原理框图如图4-56所示。该系统实际上是一个模拟数字、工频、电液调节系统。除转速外，采样信号均为数字信号，其余使用的信号均为模拟信号。因此，需要将它们通过模数转换器（A/D）发送到计算机中转换为数字量，并在计算机中进行数字处理和计算。其输出的数字量经数/模转换器（D/A）转换为模拟量后送至电液转换器，电液转换器将电信号转换为液压信号，该液压信号作用于油马达，控制主阀。蒸汽阀并调节蒸汽阀的开度，从而改变汽轮机的转速或功率。系统中的给定值包括速度给定和功率给定，可以是数字输入，也可以是模拟输入。

本系统的调节过程可简单分析如下： 从图4-56可以看出，速度信号和功率信号形成两个反馈回路。当外部负载变化时，汽轮机转速发生变化，频率采样器产生的模拟电压信号通过模拟/数字转换器转换为数字量输入计算机。计算机计算结果后，通过数/模转换器将其转换为模拟量，输入电液伺服阀，控制阀门的开度，从而改变汽轮机的功率。同样，功率变化信号也经过采样器和模/数转换器，其数字输入计算机与转速对应的信号进行比较。当两个信号的变化值相互抵消时，调整系统动作结束。

该系统的调节规则为PI（比例、积分）调节，是一个多回路串级调节系统。整个系统由内循环和外循环组成。内环可以加快调节过程，而外环可以保证输出严格等于给定值。 PI调整规则不仅保证了系统信息的处理和放大，而且保证了积分环节保证输出严格等于给定值。消除静态偏差，实现无差错调节。

3 汽轮机调节系统静态特性

1、汽轮机调节系统的降速及静态特性曲线

在汽轮机调节系统中，稳定运行工况下的转速与功率的关系曲线称为静态特性曲线（图1-33）；如果系统中的负载在稳定条件下从零变化到满载，则相应的系统转速的变化值与额定转速的比值，即n=nmax/n0，称为平均转速下垂（速度整个系统的变化率）；如果机组在稳态下负载从零变化到满载，则对应的机组转速的变化值与额定转速的比值，即=nmax/n0，称为速度下降率（也称为涡轮调节系统的速度变化率。

汽轮机调节系统的速降是一个非常重要的参数。其合理与否将直接影响机组的稳定运行。同时，也会对电网的频率稳定性产生影响。一般要求机组的速降在3%6%之间可调，出厂时设定为4%5%。

2、汽轮机并网时负荷自动分配

并网运行是指电网中有两台或多台汽轮发电机向用户提供电力的运行方式。此时，如果不考虑单元之间功率的相互作用，电网中各处的频率都是相等的。由于转速与频率的对应关系，电网中各汽轮机的转速也相同。即使使用半速涡轮机，各种转速之间也将保持固定的比例关系。用户的耗电量等于每个涡轮机的功率之和。

假设电网中有两台汽轮机、并联运行，其静态特性曲线为一条直线。速度差分别为1和2，并且1>2。某一时刻，两台涡轮的转速均为n。根据各自的静态特性，其功率分别为PI和PII，如图1-17所示。

如果系统中用户的功耗增加P，则外部负载的增加将导致两台单元的速度同时下降。同时调整系统动作，使两台机组的出力分别增加P和P。从图1-17可以看出，由于速度变化量1>2，所以P小于P。稳定后增加的输出量必须与功耗的增加量相同，即+

根据图中的几何关系，有

当电网频率变化时，各汽轮机分担的负荷相对变化为

扩展到一般条件，任何汽轮机分担的负荷的相对变化为

因此，我们得出结论：汽轮机分担的负荷与汽轮机的功率与整个系统总功率的比值成正比，与汽轮机的转速不等式和转速不等式成正比。整个系统的。成反比。

3、汽轮机降速的选择

(1)考虑一次调频能力

由式（5-1）可以看出，如果某台机组的速降远小于电网平均速降，则当电网频率变化时，该机组的负荷变化特别剧烈；如果机组的转速不是恒定的速率，远大于电网的平均转速变化，那么当电网频率变化时，机组的负荷变化将会很小。因此，应使电网中机组的速降尽可能接近。同时，考虑到大型机组较经济且启动复杂，大型机组要承担基本负荷，因此宜采用较大的速降。增加年利用小时数。中小型机组经济效益较差，启动过程相对简单，承担调峰调频任务，适合小速降。

(2)考虑机组本身的运行稳定性

在汽轮机数字电液调节系统（DEH）中，1/Kf=表示汽轮机调节系统静态特性曲线的斜率。速降值和静态特性曲线的形状和位置可以以电路或数字的形式任意设定。

从机组本身运行稳定性的角度来看，速度下垂率的倒数（机组的调节系数）就是调速系统的增益（比例系数）1/=Kf。因此，速降越小，系统增益就越大。值越大，系统越不稳定。因此，速度下降不能太小，一般不小于1.2%。

4、一次调频原理（调速）

1、机组负荷控制系统及原理

在负荷控制阶段，DEH系统的负荷控制回路接受设定值，形成回路输出的功率定值信号P0、汽轮机转速反馈信号n、功率反馈信号PE和调节级压力反馈信号p1，按照DEH系统控制方式进行控制。运算输出当前工况下的蒸汽流量请求值，经阀门管理程序处理后转变为阀位请求信号，控制高压阀门开度和机组负荷。功率控制回路由速度控制、功率控制、调节级压力控制和阀门管理组成。其原理图如图3-8所示。

2、一次调频（调速）原理

机组并联后，操作人员按下“速度输入”键，指示灯亮，“SPI”逻辑有效，速度控制环被激活。速度控制环由“死区-线性-限幅”非线性环节（如图3-8所示）和比例控制器P组成。当死区为0且限幅不生效时，速度修正器输出是

式中，kf——速度校正器的比例系数（增益）。

整个速度控制环的输出为

当速度控制启用时，速度控制环的输出等于功率设定值P0与设定值形成环输出的加速度修正值y1之和。当机组速度n等于额定速度n0时，速度修正值等于0，无需进行速度修正。当单位速度减小时，速度修正值y1大于0且P1大于P0。调速效果增大涡轮阀门开度，机组输出功率增大。修正器的比例放大系数kf越大，速度修正值y1越大，机组的一次调频任务越重。因此，P1也称为频率校正后的负载设定值。

大机组中间再热机组参与电网一次调频，采用“死区-线性-限幅”调速方式（图1-33），因为系统正常运行时，预计不会出现有规律的小幅波动。电网频率会影响机组出力。因此，通过死区对速度偏差进行处理，滤除速度信号中的高频、低幅值干扰；当速度偏差超过死区时，速度修正值与偏差n成线性关系；当频差超过一定范围时，中间再热机组的负荷适应性受到锅炉变负荷能力的限制，因此采取了限制措施。

并网后，一般在低负荷时，机组不参与电网的调频，因此设定了一次调频的负荷下限。为了保证机组稳定运行，当电网频率基本稳定在额定值时，机组不对频率的微小波动进行调整，因此在额定转速附近设置了死区。同时，也可以根据机组的实际情况，限制参与调频机组的负荷变化量。这些函数如图1-33 所示。

图1-33中，当频率变化超过额定频率时。仅当2r/min=0.033Hz时起调节作用。调频涉及的负载变化限制在8%以内，相当于电网频率变化2r/min=0.2Hz。也有系统仅限制参与调频的机组负荷增加或减少负荷的变化，如图1-35和图1-36所示。

在DEH系统中，控制系统维护人员可以方便地调节不敏感区（即死区）的宽度和校正过程中的比例放大系数1/=Kf，从而改变系统的一次调频能力。单元。死区越宽，机组参与电网调频的能力越差。当死区接近无穷大时，相当于速度反馈回路被切断，机组以基本负荷运行，可以保证大型机组的经济运行。