DEH-III升級與系統(tǒng)優(yōu)化方案張子弘檢測控制技術汽機控制部項目工程師GE能源集團DEH-IIIA升級

DEH-IIIA升級到DEHVDEH-IIIA的系統(tǒng)架構DEH-V的系統(tǒng)架構DEH-IIIA和DEH-V的比較改造方案和工期5個I/O站VCC專用站10VCC1AOOPC專用站3MCP1OPC3個MCP通用站3LC3MCPDEH-IIIA系統(tǒng)結構（BTC）專用VCC卡箱、通用卡箱、專用OPC卡箱BC卡3種程序，管理困難，易出錯VCC_BC/OPC_BC/通用_BCVCC板專用卡箱不能放其他卡件DEH-IIIA-系統(tǒng)架構LCMCPMCPMCPBCLCMCPMCPBCBCBCBCLCBCBCMCPOPCAOBCBCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCDEHV系統(tǒng)結構MANVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCSDPEMU電源開關箱VPCVPCSDP5V5V#2#124V24V#2#1BCVPCVPCSDPBCBCVPCVPCBCBCVPCVPCVPCVPCAISDPAIAIBC3個I/O站#1站6VPC1SDP1AI#2站2VPC1SDP1AI#3站2VPC1SDP1AI采用通用的BCNET卡卡箱通用，可安排任何卡件充分利用卡箱空間，減少卡箱數量：結構清晰，合理性能提高DEHV系統(tǒng)結構BCNETVCC卡ASL信號單路，易造成閥門關閉、甩負荷、跳機VCC卡DI信號采樣電壓與其他卡件沖突，存在隱患DEH-IIIA系統(tǒng)的-VCCDEH-IIIA系統(tǒng)-VCCVCC卡位移信號僅針對3線LVDT，不適應其他變送器VCC卡手動調整、閥位易漂移雙LVDT高選，可能造成1路LVDT故障，閥門關閉DEH-V中的改進-VPCVPC卡ASL信號采用3路，在VPC卡上2oo3

VPC卡DI信號采樣電壓與其他卡件相同，均采用24VDCDEH-V中的改進-VPCVPC卡可以接受3線制/6線制LVDT、壓力變送器等AI、AO信號均為隔離輸出閥位反饋智能選擇（高選、低選、平均）VPC卡數字整定、在線調整智能整定VPC零位、滿度、偏置數字控制PID，在線調整PID參數上裝、下裝VPC卡參數可以通過網絡、串口連接更換VPC卡時，可以將原VPC卡參數直接下載到新VPC卡調試可在線或緩存區(qū)進行AI輸入采用A/D轉換器，提高了控制精度DEH-IIIA的測速系統(tǒng)OPC/MCP卡集中放置，3+1模式，故障可能性大

OPC卡ASL、BR信號單路，易造成閥門關閉、甩負荷

OPC卡DI信號采樣電壓與其他卡件沖突，存在隱患

MCP卡2種，6塊，功能單一，不兼容，配置浪費。

OPC卡無狀態(tài)輸出、無轉速輸出

OPC卡無法在線監(jiān)視，不能自診斷，失去保護功能不易發(fā)現DEH-V的測速系統(tǒng)三重冗余，與DPU之間實現雙向數據交換集成測速、OPC、AST和功率不平衡功能可以通過RS232編程電纜對卡件的設定值進行現場修改DEH-IIIA系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)設備復雜，調試困難硬件成本太高外購卡件，易損壞采用XDPS架構，響應慢，不能滿足實時要求信號不穩(wěn)定，影響仿真效果現場幾乎無法攜帶仿真器本身性能差，掩蓋了DEH可能存在的問題，難以保證DEH的質量DEH-V系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)體積小，隨身攜帶插入機柜任意插槽設備簡單，成本低連接方便，調試容易響應快，仿真精度高快速記錄儀部件部件號數量VCC卡247D/E10OPC卡3081MCP卡3066SIM0301套BC3929VCC_TB2965OPC_TB2961SIM_TB3101改造涉及的硬件變更部件部件號數量VPC卡40310SDP卡4013EMU4281BC_NET3926VPC_TB43110SDP_TB4021EMU_TB400A1BCNET背板2DEH-IIIADEH-V注：實際模塊數量以項目為準，此處僅做參考DEH-IIIADEH-V卡箱結構DEHIIIA系統(tǒng)采用專用三種不同的I/O卡箱，并且BC卡有三種程序，管理困難，容易出錯。而且VCC的專用I/O卡箱也不能放置其它卡件采用通用的BCNET卡，卡箱通用，結構清晰、合理仿真功能專用仿真工控機，設備復雜，調試困難，有可能掩蓋DEH可能存在的問題，難以保證DEH的質量采用仿真卡，可以插入機柜內任意插槽。設備簡單，連接方便，響應快，仿真精度高卡件工藝

直列分插元件標貼工藝DEH升級前后的系統(tǒng)比較VCC(DEH-IIIA)VPC(DEH-V)控制功能手動調整VCC卡件面板上的可調電位器，需多次重復調整滿足要求通過VPC卡件專用調試程序，在任一MMI站上都可以實現通過網絡通訊方式自動或者手動修改VPC參數信號連接ASL信號單路，易造成閥門關閉、甩負荷ASL信號采取在VPC卡上3選2方式，更加安全DI采樣

采樣電壓采用±15V，同DI卡24V/48V采樣電壓沖突，存在隱患統(tǒng)一為24V采樣電壓放大增益（比例）等參數的調整參數不可以在線進行調整通過VPC卡件專用調試程序，在線可以靈活進行修改，使閥門調整在最佳狀態(tài)LVDT斷線保護在位移反饋信號出現斷線情況下，可能會出現閥門突關等情況具備斷線保護功能，屏蔽故障傳感器信號，使閥門控制不受影響LVDT工作方式選擇采用單一的兩路傳感器高選的工作方式，并僅支持3線制LVDTLVDT采用智能高選，同時可以靈活設置兩路傳感器的工作方式（高選，選A，選B），當一路傳感器出現故障及在線更換傳感器時，可以實現更靈活，更方便，更安全?？梢灾С?線/6線LVDT開環(huán)工作方式不支持可以在某些特殊工況下，靈活實現開環(huán)開足閥門的要求VCC閥門控制卡升級比較MCP-OPC(DEH-IIIA)SDP(DEH-V)卡件配置需要配置6塊MCP卡和一塊OPC卡，其中3塊MCP用于測量，3塊用于保護。功能單一，且配置浪費。配置3塊SDP卡，每塊卡集成測速、保護和功率不平衡功能動作狀態(tài)MCP_OPC卡：不能分別檢查各塊超速保護卡動作情況，只能監(jiān)視三取二最終動作狀態(tài)SDP可以監(jiān)視各塊超速保護卡動作情況，卡件內部參數及狀態(tài)可以實時檢測?？梢约皶r發(fā)現問題，在線更換。超速保護邏輯硬件實現且分散在冗余的三個卡箱內，真正地實現了通道、卡件的冗余，更加提高了保護的可靠性。確保機組更加安全穩(wěn)定運行OPC、AST定值設定超速保護定值用戶沒有辦法進行靈活修改SDP卡給用戶提供了在必要時更改超速保護動作定值的手段（通過智能終端），在需要的時候可以由用戶修改，但非專業(yè)人員無法隨意修改甩負荷預測功能取一路并網信號作為甩負荷預測的條件，容易造成誤動作進SDP卡超速預測用的油開關信號采用三選二方式，避免機組并網運行時OPC卡上單路油開關信號斷開后OPC的誤動小網運行功能不具備小網運行功能可以設置小網運行功能MCP-OPC測速保護升級比較改進DEH系統(tǒng)結構，減少I/O控制站，縮短系統(tǒng)的響應時間，提高了DEH的控制性能；可以自由安排閥門控制模件和OPC模件，增加了通用性和分散性，減少了卡件數量；采用以太網I/O總線結構，提高了DEH系統(tǒng)的數據通訊能力；DEH-V仿真系統(tǒng)更加方便和規(guī)范;VPC模件位置可以自由安排，負載均衡，自動化程度提高，避免了手動調整，提高了調試精度；VPC卡比VCC卡增加了智能診斷與LVDT斷線保護功能，提高了機組運行的安全性及系統(tǒng)維護的方便性；DEH-V的系統(tǒng)優(yōu)點升級改造方案和工期工作內容 時間需求硬件凍結，采購 25天廠內軟硬件系統(tǒng)，包括接線安裝圖紙和組態(tài)4天廠內測試 2天發(fā)貨 5天現場安裝，內部接線更改 5天現場系統(tǒng)上電，組態(tài)修改 2天軟硬件升級完成后的現場系統(tǒng)聯調 1天第一次機組開機直至并網正常運行1天自合同簽訂至改造完成需要約1個半月時間。其中現場施工工時共計9天（單臺機組）DEHV(OC6000e)系統(tǒng)結構MANVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCSDPEMU電源開關箱VPCVPCSDP5V5V#2#124V24V#2#1BCVPCVPCSDPBCBCVPCVPCBCBCVPCVPCVPCVPCAISDPAIAIBC3個I/O站#1站6VPC1SDP1AI#2站2VPC1SDP1AI#3站2VPC1SDP1AIUCSAUCSA采用通用的BCNET卡卡箱通用，可安排任何卡件充分利用卡箱空間，減少卡箱數量：結構清晰，合理性能提高DEHV(OC6000e)系統(tǒng)結構BCNET機組小網運行與一次調頻

小島運行的介紹小島運行控制策略軟件控制硬件控制一次調頻解決方案關鍵詞廠用電（局域網）電網

快減負荷（Runback）

超速保護（OPC）

功率負荷不平衡（PLU）事故工況下的“小島運行”：概括的講就是指當發(fā)生電氣故障或其它因素造成單元機組或者電廠多臺機組與大網瞬間脫開，實現廠用電或者局域網控制的運行模式?？蛻舻膯栴}-安全

臺風、冰災、人為事故時常造成電網故障，若發(fā)電機組無法適應由于小網運

行造成的負荷迅速變化，將對電網的安全運行造成嚴重影響。

?海南1993年4月24日大面積停電事故，造成海南全網瓦解。

?2005年“9.26”海南電網大停電

?2003年“8.14”北美北部電網大停電

?自備電廠作為生產企業(yè)的自備電源，若在小網運行時無法控制小網頻率，將

嚴重影響生產。帶來無可估量的經濟損失。

若電廠能帶廠用電孤網運行，將為整個電網的恢復爭取寶貴的時間。技術指標?不等率5％?一次調頻范圍±150rpm?穩(wěn)態(tài)轉速精度±2rpm?甩負荷過渡不大于3個振蕩周期?動態(tài)超調＋8％～－4％技術指標小網運行面臨的問題由于電氣故障導致部分甩負荷或帶廠用電時如何快速穩(wěn)定小網頻率防止超速保護動作防止低周波保護動作汽機反復超速，OPC頻繁動作采取的措施一次調頻二次調頻功率不平衡＋OPCDEH控制功能（調頻）DEH控制功能（機爐協(xié)調控制）帶功率不平衡功能的OPC一次調頻優(yōu)化方案介紹一次調頻的重要性

隨著電網對單元機組發(fā)電質量要求的不斷提高，單元機組的眾多調節(jié)品質都作為電網考核的內容，其中包括AGC投入，負荷響應能力，負荷控制精度，一次調頻動作能力等。，電網每個月會考核電廠的一次調頻動作品質。該考核除了直接影響了電廠的經濟效益外，還會間接影響在集團內或者電網內優(yōu)秀機組的評比。所以，優(yōu)化一次調頻功能勢在必行。

升級為DEH-VSDP卡件升級目的—更精確的轉速測量

VPC卡件升級目的—優(yōu)化控制回路硬件優(yōu)化方案MANVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCSDPEMU電源開關箱VPCVPCSDP5V5V#2#124V24V#2#1BCVPCVPCSDPBCBCVPCVPCBCBCVPCVPCVPCVPCAISDPAIAIBC閥門流量曲線優(yōu)化DEH及DCS側邏輯優(yōu)化適當的修正

DCS側邏輯優(yōu)化軟件優(yōu)化方案閥門流量曲線優(yōu)化

精確的流量曲線能夠給您帶來提高電廠經濟效益，減小閥門節(jié)流損失，降低煤耗；準確、快速響應CCS控制與AGC控制的負荷指令，使負荷調節(jié)線性化；降低單多閥切換擾動；減少閥門擺動引起的故障，提高機組安全運行。流量曲線的優(yōu)化方法機組必須維持額定主汽壓力（或者適當降低）負荷要求：40%（根據現場實際情況決定）-100%負荷先去除閥門重疊度進行單閥試驗：進行多閥試驗：收集試驗數據：優(yōu)化流量曲線：計算流量特性曲線、流量系數、和多閥管理曲線優(yōu)化實例一：**電廠1＃DEH優(yōu)化前的運行狀況：

機組容量25MW,雙抽機組。在后期的運行過程中，逐步出現在功率回路投入情況下，負荷波動達到10MW，尤其是投入中抽壓力回路后，無法穩(wěn)定負荷與壓力，單多閥切換擾動大于6MW。優(yōu)化后：將新的流量曲線應用于現場，實際檢驗發(fā)現，在功率回路投入情況下，按最大升負荷率進行升降負荷，超調量小于1.5MW。單多閥切換，負荷擾動在1.2MW以內，同時投入中抽壓力回路和低壓抽汽壓力回路，負荷波動小于1MW，抽汽壓力波動小于0.05Mpa以內，非常穩(wěn)定。優(yōu)化效果：解決了原來存在的負荷波動大，三個回路不能投入（MW,IEP,EP)運行，單多閥切換擾動大問題。優(yōu)化實例二：**電廠1＃2＃機優(yōu)化前運行狀況：在升降負荷過程中，實際負荷的變化與CCS指令相差較大，單多閥切換擾動大。計算結果：藍色為原設計曲線，綠色為實際曲線，兩者之間相差較大。

優(yōu)化后：在單閥狀態(tài)下，實際流量是80％的工況，實際閥門只需要開啟30％即可，而原來需要45％。在多閥時，60％的流量現在只需36％的閥門開度，而原來需要80％。優(yōu)化效果：大大提高了蒸汽效率。DEH系統(tǒng)維護與常見故障

硬件配置圖1.運行人員通過MMI站上的自檢以及相應的報警畫面。2.熱工維護人員可以在日常維護中經常檢查DPU的符合率，跟蹤情況，卡件自檢情況。3.檢查每個MMI站的運行情況，有無死機現象，運行速度變慢等。系統(tǒng)勤自檢日常維護技巧1.需要經常查看每個閥門的工作狀態(tài)，指令與反饋的偏差，相應的快慢。2.監(jiān)視VPC卡輸出至電液伺服閥線圈實時電壓值S：正常運行閉環(huán)狀態(tài)下，S代表伺服機構偏置，“+”表示線圈失電后，伺服閥對油動機在放油狀態(tài)，油動機能關下來，失電保護。3.顯示的各閥門伺服電壓S值是否在合理范圍內，閥門在中間位置時為0.2V～0.4V之間，當S值出現大的變化，可能存在故障情況，如S值過大，說明伺服閥或者油動機存在卡澀現象，需要進行判斷。如S值偏小，說明伺服閥的偏置為反偏，也需要更換為好。閥門控制回路檢查日常維護技巧（1）建議先使用指令強置的方法將該閥門關閉。（2）并要求將該閥門伺服閥的進油截止閥關閉。（3）若現場條件許可，應將DEH切為手動狀態(tài)。（4）拆除故障LVDT。（5）將新傳感器在現場安裝完畢。（6）VCC卡的零位預先調整，若為VPC卡，可將讀入的端子電壓寫入卡件參數。（7）將伺服閥的進油截止閥開啟。（8）將DEH投入自動。（9）逐步將閥門的指令加大，直到油動機開足，此時調整該路LVDT的滿度電壓；若為VPC卡，則將開足時的端子電壓寫入卡件參數。（10當只有一路LVDT損壞時，如現場狀況不是很緊急，也可以暫時將故障LVDT停止工作，等有機會時再進行更換。方法為在運行中，將端子上LVDT的接線依次按2，1，3的次序解除，將不會造成閥門波動，否則會造成該閥門在運行中關閉；而VPC卡具有斷線保護功能，因此解線的次序就不是很重要。日常維護技巧LVDT更換方法（1）若需要更換的VCC卡仍在控制中，需將該閥門通過指令強置方式將閥門關閉。（2）將DEH由自動狀態(tài)切為手動。（3）將該.VCC（VPC）控制的伺服閥的進油截止閥關閉。（4）拔下故障.VCC（VPC）卡件。（5）將新的.VCC（VPC）卡件參照舊卡設置類型與地址，并插入原卡件槽。（6）VCC卡的零位預先調整，若為VPC卡，可將原卡件讀入的端子電壓寫入卡件參數（包括零位與滿度）。（7）將伺服閥的進油截止閥開啟。（8）將DEH投入自動。（9）逐步將閥門的指令加大，直到油動機開足，此時調整兩路LVDT的滿度電壓。（10）更換過程中，密切監(jiān)視機組的運行狀況日常維護技巧VPC卡件更換方法1.將DEH切至手動。2.關閉需更換的DPU電源，在連接電纜上作上標記。3.取出需更換掉的硬件，與新的硬件對照一下型號，跳線等無誤后插入新硬件。4.恢復電纜連線后開啟電源。5.從主控DPU中拷貝組態(tài)并寫盤。6.觀察記錄兩個DPU主要的I/O信號，跟蹤流量及控制狀態(tài)均正常后切至自動。7.以上為DPU版本一致和節(jié)點號相同時的工作步驟。如版本和節(jié)點號不同則需要對備件DPU進行版本恢復和節(jié)點號修改。日常維護技巧DPU更換步驟超速保護的重要性1.DEH系統(tǒng)必須始終保持高的可靠性，其中保護控制猶為重要。2.必須保證OPC卡件和端子板的工作正常。3.必須保證OPC電磁閥始終處于性能良好狀態(tài)。4.必須保證OPC電源的始終正常供電。5.必須保證伺服閥與油動機工作性能良好，沒有卡澀現象。6.并網信號最好采用油開關的輔助觸點，能夠真實反映油開關狀態(tài)，而不應使用繼電器擴展輸出。7.對于AST回路也要求。8停機檢修期間對.ETS系統(tǒng)的LPC卡進行試驗。以驗證跳機回路的可靠性。汽機啟動并網后，運行人員輸入新的目標值，按“進行”按鈕后，閥門瞬間開得很大。分析：該現象是由于并網后，實際負荷很低，一般都低于10MW，運行人員投入功率回路穩(wěn)定負荷，而當需要增加負荷時，由于PID調節(jié)器中放大倍數的原因，將目標值放大輸出，造成閥門輸出指令在瞬