燃煤发电机组DEH控制系统的优化

燃煤发电机组DEH控制系统的优化

王旭

（安徽华电芜湖发电有限公司，安徽 芜湖 241000）

摘要：燃煤发电机组的安全及稳定运行一直备受关注，DEH控制系统因其诸多优点被广泛使用，但燃煤发电机组结构复杂，具有多变运行状态，在使用时会出现各种各样的问题。本文结合DEH系统特点及其运行方式，分析如何对燃煤发电机组DEH控制系统加以优化，提出有针对性的策略，以保障燃煤发电机组满足电力生产要求。

关键词：燃煤发电机组；DEH控制系统；优化设计

引言：燃煤发电机组规模日益扩大，用量需求随之增加，对其安全性、可控制性、稳定性及适应能力，提出了更高要求，DEH控制系统由此产生。该系统以高度自动化及适应性，满足了燃煤发电机组的控制要求，为降低电机耗能提供了保障。但在实际操作中，DEH控制系统仍存在较多问题，须改良DEH控制系统不合理设计，优化其功能。

1DEH控制系统的组成及运行方式

1.1DEH控制系统的组成

DEH系统全称为Digital electric-hydraulic control system，即数字电液控制系统，该系统采用计算机软件作为控制系统，实现对燃煤发电机组的负荷与转速自动控制。

DEH控制系统主要由电子控制装置、高压抗燃油系统、汽轮机危急时刻跳闸系统以及OPC（汽轮机超速保护控制）组成[1]。其中，电子装置控制系统包括控制柜、工程师站以及操作员站，负责完成数字与逻辑运算、输出任务指令、监控在线操作员站以及观察计算机是否出现故障，及时报错，通过手动操作控制阀位，保持机组正常运行状态。高压抗燃油系统主要驱动阀门，由抗燃油箱、滤油器、磁性过滤器、自循环冷却系统等装置组成，为燃煤发电机组提供保护措施，具有相对完善的保护系统以及自动报警装置。汽轮机危急时刻跳闸系统综合所有跳闸信号，对控制系统发出的信号予以判断，若发现异常情况，对燃煤发电机组下达保护命令，使电机立即停机，保护电机安全，避免发生安全事故。OPC电磁阀控制信号源于DEH控制系统，可以使油压趋于稳定。

1.2DEH控制系统运行方式

燃煤发电机组需要高精度变送器输入信号，利用其多通道特点测量转速，使阀门位置传感器、调节器、伺服放大器及电液转换器共同作用，保证电机组控制器发挥正常作用。由于计算机借助时钟信号控制周期运行，只能间断性读取信号并反馈，通过专业的转换器，将其转换为数字信号，实现采样目的。燃煤发电机组DEH控制系统是由分散型设计思路设计的控制设备，专门用于电机组控制，是分散控制系统的重要功能站，借助数据采集站及分散处理单元共同控制完成，在运行时，使用人力连接运行人员与系统接口，故又被叫做人机接口站。目前社会上大部分电厂均采用MOOG公司生产的产品，主要类型是驱动式伺服阀，利用集成电路以闭环控制阀芯位置，阀芯驱动为永磁式直线马达，有利于克服弹簧电力，致使阀芯偏离中位，在新的位置上重新平衡。如果产品采用先进微型传感器，代替传统机械反馈装置，可简化结构，提升可靠性，避免不正当使用带来的危险。

2燃煤发电机组DEH控制系统的优化

2.1重新设计调门油动机

燃煤发电机组在使用一段时间后，调门油门会发生晃动。根据观察可以发现，LVDT反馈发生异常会导致调门错位。其主要原因是LVDT支架松动，固定支架的设计方案存在不合理，表现为LVDT支架一侧支撑较为单薄，整体结构不稳定。一旦受到燃煤发电机组振动的影响，支架螺丝会发生松动，导致支架硬度降低，使设备零件位置产生偏移。此外，传感器安装时，一侧支撑的方式不能保证传感器的竖直程度。为防止上述问题发生，需重新设计LVDT支架，将原有的一侧支撑改进为双侧共同支撑，令支架与控制室上方的盖子融为一体，固定其电缆线。

2.2设置信号隔离装置

在DEH控制系统内增设信号隔离器，可以隔离气门信号，通过设置屏蔽电缆，稳定现场电液信号，以避开信号电缆屏蔽层，悬空一端，使导线连接电阻小于1欧姆，屏蔽电阻不大于4欧姆，保障信号成功隔离，互不干涉，经过数次测试，阀门处于全部关闭状态时，对应4mA，全部开启时，对应20mA。

2.3在DEH控制系统中安设GPS系统

GPS系统（全球卫星定位系统）是时钟同步系统，可以统一各系统时间，令各系统时间同步。燃煤发电机组DEH控制系统使用XDPS-400系统[2]。其工程师站与GPS装置位于工程师室内，GPS系统和DEH控制系统之间的通讯方式是RS485串口方式，利用每台机组的DEH控制系统与GPS装置进行连接，运用专业软件统一系统时钟。在DEH控制系统中，人机接口均由工程师站校准时间，因此只需把GPS时间信号传送给工程师站，能够避免DEH系统出现时差。

2.4清洗阀内油污

一旦电液伺服内部被油污堵塞，其停机会使动力油压下降至14MPa，瞬间燃煤发电机组全开或全关，此时运用高压油在线清洗电液伺服阀，经过数次清洗，电液伺服会恢复正常，进油管道与回油管道堵塞被疏通，同时开关恢复正常状态，整个流程呈直线式变化。采用这种清洗方式，能够有效减少阀门内部有油污堵塞的次数，利用每次检修实施清理，可以延长燃煤发电机组的使用寿命。

2.5解决控制硬件故障

硬件电源模板易烧毁，与供电系统有密切的联系。供电系统的系统电源是220VAC，每一路电源由3块电源供电，若系统失去直流供电，还可利用正在运作的电源模板提供电流。工厂使用的供电系统与UPS电源切换时，板件性能会发生损坏，严重时会击穿保险装置。此类电源模板利用4种电压输出，使用220V交流电供电，以AC/DC模块为中介调节电路，输出相应的直流电。故工厂供电出口与DEH控制系统处应增加UPS装置。

2.6定期标定DEH系统

实施检修时，将LVDT信号与光纤录波器连接，利用AST特性，记录开始时间。打开全部阀门，对光纤录波器展开调整，使其记录速度不低于100mm/s，记录精度波动不超过0.01s。工作人员手动打开阀门后，记录每个阀门的关闭时间，调试时，若控制信号正负电缆端口出现错误，处于不正常状态，须把阀门的零度及满度记录下来，一旦记录的位移反馈零位及满度相反，可测定阀门间的扰动信号强度。如果迟缓率偏大，阶跃出现较大偏差，需调整比例参数，以达到预期目标。当相关工作人员掌握DEH控制系统的调试特点时，能够为今后的燃煤发电机组运行保驾护航。

2.7预防DEH控制系统虚假掉站

在燃煤发电机组运行时，DEH系统易发生虚假掉站，是非常重大的安全隐患。为防止上述现象发生，需工厂技术人员提前修改主控程序，更换诊断程序，并及时检查所有供电模板是否电阻跳线。输入端子板至模拟量，于上部安置数个通道，增加电位调节器，调整MV/V隔离放大器。DEH控制系统连接一旦发生混乱，难以区分控制柜，需将其中最关键的系统装置单独连接，与其他用途装置距离不低于25米，同时保证接地的电阻小于1欧姆。在现场信号较为复杂时，应用近端接地的方法[3]。

2.8一次调频优化

为保障供电品质的要求，燃煤发电机组运行时，会使用调频功能。但机组自身并没有此功能，只有DEH控制系统超出预设的电网范围时，才会开始一次调频。此时机组运行不稳定，一次调频无法发挥其正常功能，故需要重设一次调频方案及当前逻辑。首先改变一次调频的死区设定值，使其误差缩小至0.1Hz内。其次增加原有转速与当前转速之间的信号差距，无论差频大小，一次调频后，为保证燃煤发电机组安全，调整的负荷量不超过24MW。但频率升高，负荷最低值为0，机组能够维持空转状态。经过修改后，一次调频恢复正常。

结论：DEH控制系统是十分重要的监控设施，该系统的可靠工作，会直接影响燃煤发电机组的安全运行。其主要功能有助于工作人员精准控制阀门装置，使月平均发电量稳步增长，提高经济效益，延长燃煤发电机组使用寿命，使设备故障发生率减少，同时实现系统优化改造并提升技术水平。

参考文献：

[1]苏鹏,王会华,武康.煤气发电机组DEH控制系统的优化对策[J].山东冶金,2022,44(04):59-60.

[2]李骁.燃煤电厂发电机组集控管理和协调控制系统优化设计研究[J].电工技术,2020(10):60-61+63.

[3]李文杰.DEH系统顺控逻辑异常分析及优化[J].电力安全技术,2021,23(03):54-56.