(山西兴能发电有限责任公司山西省太原市古交市030206)
摘要：汽轮机数字电液控制技术是电厂运行中必不可少的控制系统，可以实现对汽轮机精准控制、快速响应的特点。另外，随着汽轮机的运行功率越来越大，对参数的控制要求也不断提升，采用先进的热工自动化技术是提高机组安全、经济运行最有效的措施之一。本文对数字电液控制技术进行详细分类描述，便于更好的理解和应用此技术。
关键词：数字电液控制技术汽轮机电液伺服控制
1引言
随着电子技术和计算机技术的发展，电厂汽轮机的调节方式也发生了重大的变化，汽轮机最初的调节模式是机械液压调节，逐渐过渡到基于电子模拟技术的模拟电调模式，最后发展到如今的基于计算机技术的数字电液调节模式。数字电液调节模式以汽轮机为控制对象，运用计算机技术、自动控制技术、液压控制技术完成对汽轮机的控制过程。
2DEH控制系统概述
数字式电液控制技术(DEH)是由两个部分组成，分别为计算机控制技术和EH电液控制技术。由于DEH基于上述两个组成部分，因此其控制技术也就依赖于计算机控制技术(数字控制技术、网络技术)和液压伺服控制技术。随着集成电路技术的快速发展，计算机及网络技术的发展，使得数字电子技术的安全性和可靠性有了较大的发展。另外，液压伺服控制技术也有了快速发展，其中包括电液比例阀、伺服阀等的广泛使用。综合计算机技术和液压伺服控制技术，形成了适合电厂汽轮机运行控制的技术-数字式电液控制技术。
2.1计算机控制系统
通过DEH技术，可以实现汽轮机高中压阀门的控制精度，能够实现机组的协调控制，并且提升整个机组的运行稳定性和安全性。
2.2EH液压系统
EH油系统包括供油系统、执行机构和危急遮断系统,供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度。危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速汽门。
DEH是汽轮机的数字化电液调节系统是汽轮机组的心脏和大脑。DEH汽轮机综合控制系统是结合先进的计算机软、硬件技术，吸取了国内外众多同类系统的优点,系统结构充分考虑了系统的先进性、易用性、开放性、可靠性、可扩展性、兼容性和即插即用等特性，结构完整、功能完善。数字电液控制系统可以实现自动系统控制。随着大容量汽轮机的发展和电网峰谷差的不断增大，对机组的调峰和调频要求越来越高。因此，降低成本，改善机组运行的经济性、可靠性、可调性。数字电液控制系统可以部分完成各种控制回路、控制逻辑的运算。随着大型联合电网和现代大功率汽轮发电机组的发展，为了适应电站自动化的需要，要求装备比以往采用的液压机械式调节系统更为迅速，更加精确的控制系统。同时大容量汽轮机的发展，使老机组将面临调峰和调频，加上原来纯液压调节系统存在控制精度低、稳定性差等陷已不能满足电站自动化的需要。
3汽轮机电液伺服技术
电液伺服技术可以分为高压抗燃油系统自容式系统，两种控制技术都有各自的适用性和特点。
3.1高压抗燃油系统
随着西屋汽轮机技术的引进，高压抗燃油系统逐渐被认知和使用。对于传统的液压调节控制技术的缺陷，高压抗燃油系统利用灵活的控制策略以应对多种不同工况自动化控制要求，从而实现汽轮机机炉协调控制。在300MW及以上的大型机组控制系统上，高压燃油控制系统主要有以下控制特点：
(1)控制精度高，反映速度快。
(2)系统复杂，体积较大，制造和运行成本高。
(3)对于油质的清洁度要求高，油品需循环再生使用，运行成本高。
(4)能够实现对阀门的管理。
高压抗燃油系统主要包含供油系统、伺服执行机构、危急遮断保护系统组成，其中供油系统主要负责为控制系统提供高压抗燃油，其压力可达到14Mpa，高压抗燃油驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电控指令信传输到各个阀门，控制阀门的相应动作。危急遮断保护系统由汽轮机的遮断参数进行控制，如果运行参数超过上限值，该系统直接对阀门进行控制，以保证机组运行的安全性。
3.2自容式系统
通过将油源站和伺服系统集成在一起，形成了自容式液压伺服控制系统，通过优化技术，实现了油动机的动态性能与高压抗燃油系统相当，采用小流量容积泵和蓄能器满足了油动机稳态流量很小和动态流量大的特点。伺服系统主要由伺服器、液控单向阀、油缸和电磁阀等构成。
伺服机构主要由油缸、伺服阀、液控单向阀、电磁阀和插装阀等组成。油源站过来的压力油进入集成块直接作用在油动机的上腔，这形成一个固定的油压和一个作用面积。活塞的下腔通过伺服阀进行控制，这样形成一个差动回路，压力油通过伺服阀引入到活塞下腔因为上下腔面积不同，压力不同，会把油动机往上推。
4DEH电控技术
4.1伺服方法技术
在DEH电控技术中，要完成对某些电液伺服器的控制，需要对电液伺服信号进行放大处理，使用专门的伺服控制模块。早期的伺服控制模块采用模拟放大的电路，采用比例P、积分I来实现电位器的调节控制，存在调试不便的情况。随着数字技术的不断发展，逐渐可以通过数字伺服控制模块来实现控制，采用可编程阵列来管理转换器，通过转换器，传输信号功率被放大后传输到伺服器，达到控制目的。此方法具有响应速度快、控制精度高等特点。
4.2快速反馈调节技术
汽轮机是快速大型旋转机械，时间常数小，除对伺服执行机构快速响应要求之外，更要求控制系统从输入端到输出端的时间能快速响应。实践表明，这个调节周期小于50ms比较理想，而目前的集散控制系统（DCS），由于总线扩展的原因，调节周期普遍在100ms以上，因此针对转速及伺服控制需要开发快速调节的回路。
4.3转速调节系统的超速限制技术
针对电网运行中，普遍存在的用电负荷不稳定情况，只通过转速反馈控制系统回路，系统的响应和控制效果都会受到影响。因此需要对转速信号进行准确检测，然后进行前馈控制，降低因负荷不稳对系统的影响。
5结语
数字电液控制技术可以实现对汽轮机的精准调节、快速响应的特点，能够有效保证汽轮机运行过程中的可控性，从而实现其效率和安全运行。经过多年的技术积累和发展，未来DEH技术还将迎来更大的发展和应用。
参考文献:
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