505控制器在25MW发电系统中的成功应用

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[摘 要]昆钢动力能源分公司本部25MW发电站的装机容量为25MW，自2005年建成投产至今已有8年，其机械调速反馈部件--弹簧，由于长期在高温下频繁动作产生形变，2010年开始影响汽轮机正常调节导致发电机组负荷达不到额定值，经计控车间、热电车间多次整改，在蒸汽压力、流量充足的情况下，额定功率为25MW的发电机组只能带到20MW，严重影响了分公司的经济效益。基于分公司18MW、三烧、四烧发电机组中505电调系统的应用，经与热电车间研究报分公司同意，对25MW发电机组调节系统进行改造，将原有机械调速系统改为505电调控制系统，由热电车间进行油路改造将原机械调速反馈部件--弹簧改为油动行程，计控车间进行505仪表安装接线及自动控制组态结合25MW发电站DCS实现汽轮机发电机组自动开停机。

[关键词]25MW发电机组调节系统；505控制器

中图分类号：TQ153 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0015-01

1、改造背景

昆钢动力能源分公司本部25mw发电站的装机容量为25MW，自2005年建成投产至今已有8年，其机械调速反馈部件--弹簧，由于长期在高温下频繁动作产生形变，2010年开始影响汽轮机正常调节导致发电机组负荷达不到额定值，经计控车间、热电车间多次整改，在蒸汽压力、流量充足的情况下，额定功率为25MW的发电机组只能带到20MW，严重影响了分公司的经济效益。基于分公司18MW、三烧、四烧发电机组中505电调系统的应用，经与热电车间研究报分公司同意，对25MW发电机组调节系统进行改造，将原有机械调速系统改为505电调控制系统，由热电车间进行油路改造将原机械调速反馈部件--弹簧改为油动行程，计控车间进行505仪表安装接线及自动控制组态结合25MW发电站DCS实现汽轮机发电机组自动开停机。

2、概述

25MW发电机组DEH控制系统采用WOODWARD公司的505控制器（以下简称505）、SPC伺服控制器完成对数据的采集、控制和监视、操纵等步骤。DEH控制系统由DEH控制柜、EH液压部套、DDV伺服阀、LVDT位移传感器、磁阻式传感器、油动机等组成。505完成现场信号采集、控制监视、诊断结果、预警停机、各种试验操纵。SPC伺服控制器接受从505来的4-20mA型阀位指令信号，同时接受LVDT位移传感器的反馈信号，输出-10mA？--+10mA指令信号到DDV伺服阀。DDV伺服阀接受SPC伺服控制器输出的-10mA？--+10mA指令信号，调节脉冲油压，通过油动机的动作实现对汽机调节阀门的有效控制和保护。LVDT位移传感器是线性差动变压器式位移传感器，主要测量油动机行程，将测量信号反馈到SPC伺服控制器。

3、运行控制

（1）505控制器面板如下图：

按505操作面板上的PRGM键进行组态设置，根据需要设置相应的参数和输入输出功能等，同时也可以在505上通过RESET、RUN、STOP等按钮，可以对发电机组进行开停机操作。

通过对505控制器组态汽轮发电机可按下图曲线进行自动开停机，自动增、减负荷（功率）。505按预先设定好的组态，于500转和1100转时进行低速高速暖机，并根据停机时间长短计算T1、T2暖机时间，1400～2500为临界转速带。在每个升速阶段，发电机组都按照预先设定的升速率升速，在临界转速带期间，发电机组振动增大，机组快速升速通过，于机组转速达到3000转/分时，可进行并网发电，在冲转过程中，当发电机转速达到3180转/分时，505超速保护跳机（在并网发电过程中发电机组有电网拖动，不会超3000转/分）。暖机时间和升速率自动暖机和升速，还可进行电调装置保护停机。

（2）DCS控制画面及组态说明

505控制器上的复位、运行、停止、转速升/降按键根据需要还可以组态引入DCS控制画面上进行操作。如下图所示，通过DCS下位程序组态 ，在操作员面板上设置操作按钮，通过下位控制器对505发出相应控制命令。运行人员可以在控制画面中，观看到相关油动机行程、脉冲油压、发电机功率、DDV阀阀位、挂闸油压汽机转速以及电调装置报警信号、SPC伺服控制器报警信号等，用按钮可以进行SPC复位、505复位、505运行、转速升/降、挂闸电磁阀以及OPC电磁阀的各项操作。当满足汽轮机冲转条件时，运行人员先将汽轮机复位，然后开启电动主汽门和自动主汽门，确认正常后，按SPC复位、505复位，清除所有报警及停机信号，然后按运行按钮，油动机自动开启，505进入转速控制，机组按照预先组态的程序完成冷/热态暖机、过临界直至3000r/min并网发电。

5、总结：经济图表对比、手动就地开机变远程自动开机

由于505控制器综合了数字电子及液压技术二者的优势，即电子指挥、液压动作，因而具有调节品质好、动态响应快、控制精度高、系统操作方便、便于实现综合自动化等一系列优点，从而确定了25MW发电机组油系统的改造。

动力能源分公司25MW余热余能发电站合理利用富余煤气发电，发好电多发电是我们一贯坚持的目标，也是公司“对标降本，创新创效”的一项重要组成部分。如下图所示，25MW发电机组采用505数字电调控制后，由于提高了系统灵敏度和自动化水平，负荷控制上明显优于改造之前的人为调节控制，且操作简便，自动化程度大为提高，使得发电机组负荷上能带满达到额定值25MW。按照这一正常情况，每小时多发电5000KW/h，每天至少多发12万KW/h电量，每年将多发4380万KW/h电，以市场电价0.45元每度计算，每年将为公司带来1971万元经济效益。从人力资源挖潜来说，改造前，运行人员开机需要2人，1人在就地操作，1人在室内监视指挥，改造后，只需1人在室内操作即可，大大节省了人力资源，这也节省了一笔不小的人工成本。所以说，25MW发电站的505电调改造是成功的。