ABB 汽轮机控制和保护系统

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1、ABBTurbineAutomation–Turbine&RotatingMachineryControlsTheInternationalCenterofExcellenceforSolutionstoTurbineControlTURBINECONTROLANDPROTECTIONSYSTEM汽轮机控制和保护系统ABBTurbineControl.doc6December,2008aunitofElsagBaileyProcessAutomationPage3of55目录第一部分:汽轮机控制系统综述1.1DEH控

2、制系统原理1.2DEH控制系统组成1.3DEH控制系统功能1.4DEH控制系统性能1.5DEH控制系统特点1.6TSI监测系统和故障诊断介绍第二部分:汽轮机控制系统硬件2.1主控制器2.2HSS液压伺服子模件2.3FCS频率计数子模件2.4TAS自动同期子模件2.5TPS超速保护控制子模件2.6CMM状态监视模件2.7其它I/O子模件第三部分：汽轮机控制系统软件3.1软件分类3.2工程设计工具(Composer)及其应用3.3使用Composer进行组态的主要步骤3.4组态过程完成的工作内容3.5提供系统诊断和差错指

3、示3.6ABB之DEH应用软件组态的优势3.7典型机组应用软件第四部分：汽轮机控制系统功能4.1基本控制(BTC)4.2自动启动及应力计算(ATC)4.3超速保护控制(OPC)第五部分：汽轮机液压控制系统5.1高压抗燃油系统5.2低压透平油系统第六部分:TSI监测系统及机械故障诊断6.1TSI监测系统构成6,2TSI监测系统特点4第一部分汽轮机控制系统综述ABB中国汽轮机控制部是ABB中国有限公司发电自动化控制行业中专门从事汽轮机控制、保护系统成套的专业部门。其产品和技术主要源于ABB在美国和欧洲相关的产品中心。AB

4、B公司在中国国内的汽轮机控制产品以ABB公司的SYMPHONY分散控制系统为平台，依托于ABB多年设计、生产汽轮机及其控制系统的技术优势，致力于与中国国内主机制造厂的长期技术合作，竭诚向国内用户提供先进可靠的汽轮机控制和保护产品，并实现ABB公司的电站DCS一体化的控制。上世纪90年代末问世的ABBSYMPHONY分散控制系统体现了当代分散控制的最高水平。采用SYMPHONY控制平台的汽轮机控制和保护系统，以子站的形式融入电站DCS系统，实现信息和资源的共享;典型300MW汽轮机DEH控制系统具体结构见图1-A,1-

5、B,1-C:56ABB公司生产过各种型号的汽轮机、燃汽轮机、联合循环和核电汽轮机，对上述控制对象的深入研究，使ABB有能力提供适合于不同对象的控制保护系统，十余年来，仅ABB旋转机械控制部就累计为世界各大公司配套提供了600多套汽轮机和燃气轮机的控制系统，在中国内地与主机厂联合设计生产了70多套大型机组控制产品，因此ABB中国旋转机械控制部将继承ABB本部的丰富实践经验，和国内主机厂携手，共同为电站用户提供最好的服务。1.1DEH控制系统原理不同用途的汽轮机其控制系统各不相同。冷凝机组为转速和负荷的闭环控制系统；供热

6、机组和背压机组还将增加抽汽压力和背压的闭环控制，发电和供热还要“自治”；空冷机组更加关注排汽压力的保护和限制等等。下面以冷凝机组为例（参见图2）。电网中承担主力负荷的大功率汽轮机满足冲转前提后，升速阶段为转速闭环控制，机组将依据升速指令，通过汽轮机DEH控制系统驱动进汽调节阀，按一定的规律自动升速、摩擦检查、过临界转速、暖机直到3000rpm等待并网。在同期并网带初负荷后，机组改为阀位或负荷闭环控制，机组将依据阀位指令或负荷指令通过DEH控制系统自动控制机组升降负荷以满足电网的要求。这种基本控制功能被称为BTC控制。

7、大机组的进汽部分处于高温、高压蒸汽区域，在启动及负荷剧烈变动时将在转子和汽缸的相应部件产生较大的热应力，使金属材料疲劳而累计损耗寿命。为此，要通过测量进汽压力和温度、转速、功率等参数计算出转子表面和中心孔温度，进而计算出转子关键部位的热应力值并给出升速率或升负荷率，进行寿命管理；此外，汽轮机轴系各运行参数，如主轴的位移、胀差、振动等也需要在线监视和控制。这种依据热应力大小和机组运行参数来自动监视和控制汽轮机的功能被称为ATC控制。当机组脱网甩负荷（尤其是供热机组甩负荷）及机组跳闸时，转速将很快飞升，为保证甩负荷后机组

8、转速飞升小于机组跳闸转速，专门设置有能在20ms内快速反应的超速保护控制装置，包括103％超速预警、加速度控制、油开关跳闸控制、功率负荷不平衡控制以及110％电超速停机等功能；所有这些被称为OPC超速保护控制。7另外，DEH为满足机组不同的启动运行工况，按运行规程要求来管理和分别调节高、中压调节阀门，这种功能叫阀门管理功能。1.2DEH控制系统