自备电厂孤网控制(DEH)实践应用

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摘 要：由于电网下网电价高居不下，在其它原材料价格不停上涨的今天，企业生产成本增加。以电为主要成本的企业在新建项目时，配套同等规模的自备电厂成为首选方案。企业与电力公司没有达成上网协议时，为了巨大的经济效益，前期一般会采取孤网运行，同时控制频率和负荷，对电厂控制系统（deh）的逻辑控制具有重大挑战。

关键词：自备电厂 DEH 孤网控制

一、项目实施的必要性及需解决的问题

1、汽轮机高调门阀门特性曲线出厂值随着现场阀门设计的更改，调门特性曲线已经发生改变，找出合适的流量特性曲线是保证机组稳定运行的唯一途径。

2、孤网控制方式的确定。

3、机组热控保护定值的修改。

4、开机过程中，机组挂闸瞬间转速上升的问题。

5、阀门标定、PID在线调试问题。

6、DEH设计缺陷造成事故停车的技术攻关。

二、项目方案的比较、选择和确定

由于DEH在孤网控制领域，实践的经验相对于生产研发厂家都比较少，每个电厂的实际情况又不太一样，所以孤网运行过程中的DEH的整体调试是个长期的项目。通过运行过程中反映出来的问题，我们主要针对上面的六个方面进行了大量的技术改进改造工作。

三、项目完成情况

1、在线修改高调门流量特性曲线，高调门在出厂前都由厂家提供流量特性曲线，流量特性曲线决定了不同负荷下阀门开度的平滑程度，如果在某些位置，流量特性曲线过陡，将会引起该曲线段阀门开度发生突变，从而造成负荷转速波动；曾有两次因为转速呈发散性波动造成热电机组跳停，氯碱厂停车的事故案例。汽轮机厂家对高调门进行了改造，所以使调门的流量特性曲线随着发生了改变，导致某些特性区域过陡。重新修订绘制流量特性的工作的步骤一般为，根据机组机前进汽流量，找出各区域相关点，然后用折线函数将曲线修改平滑，由于机组在孤网情况带负荷较低，每一次高的负荷都是一次挑战，所以曲线的修改需要长期微调，在线修改风险较高。

2随着化工厂装置的满负荷运行，热电厂1#机组与2#机组并网运行（13.2MW）。符合我厂的机组控制方式有三种，即阀位控制、功率控制、孤网控制，这三种控制方式。但是孤网情况下，都采用孤网控制会常在两台机组均参与调频，锅炉和外界的负荷任何一点扰动均会引起机组转速的波动发散，给机组安全运行带来隐患。我们采用了厂家的建议，一台机组孤网控制，一台机组阀位控制的建议，前期运行相对较稳定，但是随着一次事故的发生，打破了我们这种运行方式的可靠性；事故的起因是机组外界甩负荷引起的，由于没有相关经验计算甩负荷后发生时，各个机组会相应甩多少负荷，这会导致阀位控制的机组在负荷甩掉后，无法控制转速，机组103%超速保护（OPC）不停动作，损坏机组调门密封和抽汽管线阀门垫子，带来的危害非常大，曾经OPC连续动作37次，造成抽气管线垫子撕裂机组甩负荷的事故。通过对事故的分析，发现这种运行方式虽然稳定，但是存在致命缺陷。这时通过对逻辑程序的研究，得出如果发生这样的事情时，阀位控制机组能够自动进入孤网控制，将解决上述问题。于是，对程序进行了修改，增加了自动孤网功能。当发生以下情况时，比如转速加速过大（200N/S2），转速每周期（330毫秒）偏差10转AND加速度大于100N/S2，每秒钟转速偏差60均会自动孤网，避免了甩负荷事故情况下，由于机组在阀位控制的情况下无法自动调整的问题。

3、孤网情况下，由于机组既要调整频率（转速）又要调整负荷。一旦出现事故，保证机组的安全性的问题就体现出来了。在并网情况下，机组的超速保护种类烦多，加上危急遮断（ETS）等保护，不下十种，怎样在孤网情况下进行有效设置和调试显得比较关键。孤网情况下并网点并不在发电机出口断路器位置，所以会存在机组已经解列但DEH上无法判断解列的情况，这样会让机组无法回到转速控制，依然按原有控制方式运行，这时候如果DCS技术人员无法及时处理，最终将低频保护动作停机。对各超速保护设置合理的值是首要的，针对电超速3300转/分（110%）和机械超速3280转/分（108%）的实际值，将孤网的3090转/分（103%）提高到了3180转/分（106%），有效的减少了保护动作的频率。同时通过改造并网信号的接入位置，避免了机组无法从DEH上判断解列，进入不了转速控制的问题。

四、论述项目的创新点和先进性

1、对2台机组高调门流量特性曲线的修正，将调门曲线放缓，零点上移，解决了机组在不同阶段因为曲线较陡引起转速波动，机组事故停车造成工业园全部停车的事故发生。

2、机组运行方式增加自动孤网功能，避免了甩负荷情况阀位控制机组103%超速，OPC反复动作导致转速难以控制，损坏调门和抽气管线垫子的事故。

3、将孤网OPC超速保护值修改在合理范围内（106%），减少了超速保护误动的频率。

4、通过LVDT与调门指令偏差调整伺服输出为负值，并调整到合理位置抑制调门零飘，从DEH系统上排除调门漏气的影响，为机组挂闸即有较高转速提出了解决办法，避免了甩负荷时机组转速无法控制的事故发生。

5、通过更改调门P值，比对调试伺服阀与伺服卡电流值，找出了调门的合适作用强度，解决了负荷波动时调门反应速度较慢的问题。

五、取得经济效益和社会效益

热电135MW机组的孤网运行，对公司的战略意义有着深远影响，其中电液调节系统（DEH）在其中扮演了重要的角色，是事故高频率最高的一环，无论是从经济效益、社会效益还是安全生产角度，其影响都是巨大的，热电厂DCS技术人员长期跟踪研究了该系统，及时处理和改进了DEH系统暴露的问题和缺陷，为公司孤网运行积累了宝贵经验。

六、存在问题及建议

1、热电厂采用的电液调节系统（DEH），生产厂家已经停产，技术支持在以后只会越来越少，DCS技术人员的经验保存很重要。

2、DEH系统程序较为复杂，进行技术改进和创新时需要反复论证和调试，时间较长，在线修改的机会较少。

3、EH系统部分基本为机械设备，专业性较强，跨专业时需要了解更多机械知识和图纸资料。