900 MW超临界汽轮机的控制策略
黄伟1， 郭平1， 吕麒明2
(1．上海电力学院信息与控制工程系，上海200090；2．上海外高桥第二发电有限责任公司，上海200137)
摘要：分析了上海外高桥第二发电有限责任公司2台900 Mw超临界汽轮机控制系统的控制策略、功能、构成及纽态，探讨了900 Mw超临界汽轮机自动顺序启停、步进控制的设计原理和特点。
图2参2
关键词：自动控制技术；汽轮机；控制策略；设计；结构
中图分类号：TK323 文献标识码：A
COntrOl Strategy fOr 900MW Super—CriticaI Steam Turbines

(1，FacIll‘y of Inf0唧atioⅡand Contr0I En舀need“g，shangllai CoIl89e。fⅡectrie P0wer，shanghai 200p90，chiJla 2．Shan曲ai waigaoqia0 No．2 Power Co．Ltd．，shanghai 200137，ChiⅡa) Abstract：The contml smn89y，function，stmcture and connguration of the control 5ystem of Sh粕ghai Waigaoqlao No．2 P0wer co．Ltd ’s two 900Mw super-c^tjcal steam turbjnes are bej”g discussed，趾companjed by a discussion concemmg desi印pdnciples， aⅡd Pa^iculadties of autonlatic sequential stani“g，stoopi“g controi as well as step们se control of 900MW s“pem^dcal steam turbines．Fi；5s 2 and refs 2．
Keywords：叫tomatic contml technique；steam turbine；contml吼rat8舒；des培n；stmcture
随着国民经济的迅速发展，电力供应的瓶颈现象日益突出，为了缓解电力供应短缺的矛盾，目前各省市都加大了电力建设的步伐和力度，一批百万千瓦级的特大型机组正在加紧筹建中。上海外高桥第二发电有限责任公司是由国电公司、上海申能和上电股份联合投资建设的大型火力发电站，该公司的2台900Mw超临界机组已分别于2004年4月和9月正式投入商业运行。分析和探讨已经正式投运的百万千瓦级机组的系统结构和控制、运行特点，可为正在建设和今后将筹建的机组提供一个值得借鉴和参考的经验。
1 900 MW超嘘界汽轮机简介
上海外高桥第二发电有限公司的2×900 Mw收稿日期：2005．10．05
作者简介：黄伟(1966-)，女，副教授，旺期从事自动控制系统设汁与应用的教学和研究。
超临界汽轮机是德国sIEMENs公司的机组，采用积木式结构。汽轮机为超临界、中间再热、单轴、四缸四排汽、反动凝汽式结构。四缸分别为1个高压缸、1个中压缸、2个低压缸，高中压缸各有2个主汽门和2个主调门，低压缸末级叶片长度为114 57 cm，额定出力900 Mw超临界，主汽压力为23 96 MPa，主汽温度为538℃，背压为49 kPa。汽轮机布置有8道轴承，其轴系结构布置如图1。
图l 900 Mw超临界汽轮机轴系布置示意图
2 900 Mw超临界汽轮机控制系统
2．1控制系统的功能
上海外高桥第二二发电有限公司2×900 Mw超临界汽轮机的控制系统实质E是一个标准的汽轮机侧的分散控制系统，其中TELEPERM—xP实现了汽轮机的顺序控制、监测、保护以及自动调节等功能，sIMATIc sIMADYN D则负责汽轮机的数字电液控制
系统。整个控制系统的主要控制范围如下：
(1)油系统的控制，包括主油泵、辅助油泵、紧急油泵、顶轴油泵、控制油油泵的启停、联锁和保护；
(2)发电机氢油水系统的监测及有关泵的启停、联锁和保护；
(3)汽轮机轴封系统；
(4)盘车系统；
(5)快冷控制；
(6)低压缸喷水系统；
(7)凝汽器真空系统；
(8)本体疏水系统；
(9)汽轮机数字电液控制系统；
(10)汽轮机自动启停顺序控制；
(1】)汽轮机遥控跳闸保护系统。
2．2控制系统的组态
上海外高桥第■发电有限公．J的2×900 Mw超临界汽轮机的控制系统分为两大部分。第一部分由TELEPERM．xP()M650系统组成，该系统负责汽轮机辅助设备的控制；第二部分由slMATIcsIMADYN D系统组成，sTMATIc slMADYN D专门用于实现汽轮机的数字电液拄制。两者间的最大区别在于SIMAT『c slMADYH D是-种高速处理系统，SIMATIc sIMADYN D通过AP自动化处理器与TELEPERM—xP 0M650进行通信，两个系统问的数据信息以PAA和PAE的方式进行交换，从而达到信息共享的目的。整个汽轮机控制系统的硬件组态示意图如图2所示。
图中，0T为操作员终端，cP为通信模块，()sM为以太网光缆通讯总线接口模块，()M为TELEPERM—xP的操作员站，ES为TELEPERM—xP的工程师站，cS为串行帧接口，A盯为sIMATIcsIMADYN D，B、F为控制柜，cM为通信站，Bc为基本时钟。
2．3控制策略
900 Mw超临界汽轮机控制系统是通过功能强大的TELEPERM—xP OM650系统与专门的快速处理系统sIMATIc sIMADYN D相结合，来完成对整个汽轮机系统的控制。
图2 9c】()～啊超超临界汽轮机控制系统使件绪社J
整个控制系统的软件逻辑设计以自动顺序动作、步进控制为设计思路，融合汽轮机DEH子系统的有关特性，根据汽轮机的启动曲线、热应力计算和丰H关的8个温度判断规则(sIEMENs称之为x『l判断规则)，动态确定汽轮机主汽阀、调阀的动作时机、暖机时间以及机组的并网时机。
同时，为保证机组安全、快速地响应控制要求，根据汽轮机寿命消耗允许的条件，在升速过程中自动给出汽轮机合适的升速率；最大限度地减少热应力对汽轮机本体设备的影响，达到实现汽轮机从盘车到带满负荷的全自动控制目的。
汽轮机自动顺序动作、步进控制中引入的汽轮机温度判断规则，与以往引进型的300 Mw和600Mw汽轮机机组相比，具有其独到之处。通过温度判断规则，可以知道汽轮机自动顺序启停、步进控制是否会发生“停步”现象，以及一旦停步后应如何采取TF确的消缺措施。
汽轮机温度判断规则的引入，大大地减少了控制系统受到人为因素干扰的几率，可以避免因为工作人员判断失误而造成的不必要停机或对设备构成的威胁。同时，还可大大加快汽轮机从冲转到并网所需要的时问。
硬件上采用了As620T系统来完成对汽轮机数字电液控制系统的控制，As620T—SIMATIcsIMADYN D是一套快速处理系统，根据sIEMENs的设计，这套装置专门用于控制汽轮机这种需要快速反应的被控对象，AS620T—SIMATTC sIMADYN D是以STEMENss5可编程序控制器为基础进行设计的一套独立的控制装置，结构上As620T—sIMATIc sIMADYN D采取冗余结构布置来保证其可靠性。


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