3MW汽轮发电机组控制方案

一、系统概述：

3MW汽轮发电机组是目前国内利用余热发电选用最多的机组，而一般来说3MW汽机大都采用抽凝式，它只有一级调整抽汽，同时配套同样功率的发电机。它的热工检测及控制系统可以分为：模拟量控制系统（MCS）系统，顺序控制系统（SCS），数据采集系统（DAS）和紧急跳闸系统（ETS），这几个系统按照目前的计算机的安全系数，可以将这几个部分用一个集散控制系统来完成，通过一个系统将这几个部分有机的结合在一起，实现功能的统一，减少了维护人员的工作负担。3MW汽轮发电机组的工艺流程图1如下所示。

图1：3MW汽轮发电机组的工艺流程图

上图中3MW汽轮发电机组的主要设备有：101：高压减温减压器、102：低压减温减压器、103：均压箱、104：除氧器、105：汽轮机、106：发电机、107：给水泵、108：低压加热器、109：轴封加热器、110：凝结水泵。

二、模拟量控制系统（MCS）

在3MW汽轮发电机组中模拟量控制系统中，都是单回路调节控制，一般分为：除氧器水位和压力调节系统、高压减温减压器的温度和压力调节系统以及低压减温减压器的温度和压力调节系统。

2、1除氧器水位和压力调节系统

2．1．1除氧器压力调节系统

在除氧器压力调节系统中，机组启动期间使用的是减温减压器来的蒸汽，机组正常运行后使用的汽轮机的调整抽汽，这样来维持除氧器压力在预先的设定值；在正常运行工况，设定值xxxxx压力。在除氧器压力调节系统中，除氧器压力测量值与给定值一起送入PID中进行运算，运算结果用来调整除氧器压力调节阀，维持除氧器压力在预先设定值。除氧器压力调节系统如图2所示。

图2：除氧器压力调节系统框图

2．1．2除氧器水位调节系统

除氧器水位调节系统中使用的水是来自脱盐水，通过调节脱盐水管道上的调节阀来控制除氧器的水位。除氧器的水位调节系统如图3所示。

图3：除氧器水位调节系统框图

2、2减温减压器调节系统

高温减温减压器系统和低温减温减压器系统的工作原理都是一样的，它们都是通过调节进入减温减压器的蒸汽量调节阀来控制减温减压器出口的蒸汽压力，同时通过调节进入减温减压器的减温水调节阀来控制减温减压器出口的温度。因为高温减温减压器和低温减温减压器都是相同的工作原理，所以他们都是单回路控制，控制手段非常的简单。

下面就是减温减压器的减温水和蒸汽的调节框图。如图4和图5所示。

图4：减温减压器压力调节框图           图5：减温减压器温度调节框图

三、顺序控制系统（SCS）

汽轮机部分的顺序控制系统主要是一些泵自己相互之间的联琐，以及泵和它们自己系统内的阀门的联琐。

主要有以下几个顺序控制回路：

1、给水泵、循环水泵以及凝结水泵的控制逻辑如图6所示。

图6 两个泵的控制逻辑框图

2、润滑油泵的压力联锁，联锁逻辑图如图7所示。

图7：润滑油泵的逻辑框图

四、数据采集系统（DAS）

在汽轮机的控制系统中大量的数据是采集上来作为监视用，所以我们只要做一些历史曲线就能满足控制系统和运行人员监视的目的。

五、紧急跳闸系统（ETS）

紧急跳闸系统即ETS是整个汽轮机控制系统的最主要的部分，如果该部分出现了问题，大多数是很严重的问题，而且带来严重的经济损失。所以该部分是整个汽轮机控制系统中重中之重。为了确保整个系统的安全运行，我们在实际的调试工作中主要考虑以下的几个停机保护条件，但是这几个停机保护条件可根据实际需要进行选择投运和切除。而且该部分的工作应根据客户要求，选择了那几个作为保护条件。总之，我们为了全面的考虑汽轮机的保护系统做了如图8所示的保护逻辑图。

图8：汽轮机的保护逻辑框图

六、3MW汽轮机发电机组的测量点数：

3MW汽轮机发电机组的大概点数如下：

七、根据以上的测量点数所配置的硬件如下：

根据实际使用的情况我们建议使用两台操作站和一台打印机。

八、根据以上配置的硬件清单形成的网络拓扑图如下：

九、3MW汽轮机发电机组控制系统的分析

我们采用集散控制系统是浙江浙大中自集成控制股份有限公司设计的一套全数字DCS，有双CPU处理技术、智能化I/O技术、冗余技术、通信技术、实时数据库技术方面均达到国际先进水平。主要能完成完成厂级的管理功能，该系统全面的冗余结构保证了汽轮机发电机组的安全运行。