摘 要：对韶关发电厂10号机组的汽轮机数字电液控制系统（DEH）中的“汽机阀门严密性试验”逻辑结构进行了详尽的分析，指出其设计上存在的错误，并对其逻辑进行了相应改进，消除了原设计中存在的事故隐患，保证了机组安全可靠运行。
关键词：汽轮机数字电液控制系统（DEH）；汽机阀门严密性试验；超速；逻辑功能
韶关发电厂10号机组的汽轮机控制系统是东方汽轮机厂与美国ETSI公司合作研制的高压抗燃油纯电调型数字电液控制系统（DEH），该系统中的“汽机阀门严密性试验”功能存在设计上的错误，在进行阀门严密性试验时随时会发生汽机超速事故，为避免事故的发生，在DEH系统调试的时候，对其“汽机阀门严密性试验”逻辑进行了改进，消除原设计中存在的事故隐患，保证DEH系统该功能的正常实现。
1原汽机阀门严密性试验逻辑分析
在机组进行甩负荷试验前或大、小修后，需要进行汽机阀门严密性试验，以检查调门和主汽门的关闭是否严密。为此，DEH设计有阀门严密性试验功能：在进行阀门严密性试验时，DEH能自动关闭调门或主汽门，并对试验进行计时和计算“可接受参考转速”值，完成整个试验过程。
1．1阀门严密性试验逻辑结构
汽机阀门严密性试验包括调门试验和主汽门试验两部分，其逻辑牵涉到手动／自动、阀门控制、阀位设定值跟踪等部分，为便于分析，现将其简化为图1所示，图中虚线部分为改进后新增加的逻辑，从图1中可知：
a）M1为DEH在汽机手动方式下运行时的调门阀位操作模块，当其S6输入端为逻辑“1”时，其输出信号直接等于S5输入端的输入信号，当其S6输入端为逻辑“0”时，其输出信号由运行人员在计算机操作画面上设定；
b）M2为速率限制模块，在其S2输入端为逻辑“1”时，速率限制才会起作用；
c）M3为切换开关模块，当其S3输入端为逻辑“1”时，其输出切换至S2端，当其S3输入端
e）M9和M10分别为调门和主汽门严密性试验操作模块，进行阀门严密性试验时，M9或M10模块输出为逻辑“1”，试验结束后又恢复为逻辑“0”；
f）M15为延时模块，设定延时值为60 s。
1．2原调门严密性试验逻辑分析
从图1实线部分可以看出，当进行调门严密性试验时，M9模块的输出为逻辑“1”，通过手动／自动切换逻辑模块M4使DEH切换到汽机手动方式下运行。在汽机手动方式下，M4模块输出为逻辑“0”，送到M1的S6输入端使其输出信号保持不变，同时M9模块的输出还送到M3模块的S3输入端，使M3模块的输出切换到S2端，从而输出0％阀位指令将调门关闭。调门关到位后，M6模块输出等于“可接受转速”值，即调门关到位时刻的主汽压力值乘以60的积，同时开始对试验进行计时。当汽机转速下降到“可接受转速”值后，M7模块输出为逻辑“1”，停止计时。参考试验开始后至汽机转速下降到“可接受转速”值时的时间，以确定调门严密性是否合格。试验结束后，M9模块输出恢复为逻辑“0”，使M3模块的输出切换回到S1端，由于M1模块的输出在试验开始后就一直保持不变，所以试验结束后调门又开到试验前的位置，此时DEH仍处于汽机手动方式下运行，若要维持汽机转速为3 000 r／min，则需要将DEH切换到汽机自动方式，并设置目标转速为3 000 r／min。
1．3原主汽门严密性试验逻辑分析
主汽门严密性试验与调门的相似，如图1实线部分所示，试验开始后，M10模块输出为逻辑“1”，送到M8模块的S3输入端使其输出为0％，关闭高压主汽门，同时M10模块的输出还送到中压主汽门控制回路，使控制中压主汽门的电磁阀带电，关闭中压主汽门。为保证机组安全，此时调门不会自动开大，需要运行人员手动将调门慢慢开至最大进行试验。试验结束后，DEH全开高、中压主汽门，同样需要将DEH切换到自动方式并设置目标转速3 000 r／min。
2阀门严密性试验逻辑存在的问题
根据以上的分析可知，严密性试验逻辑存在如下缺陷和不足：
a）试验结束后，蒸汽参数可能会比试验前有所升高，调门在试验结束后直接开回到试验前的位置，且DEH又在手动方式下运行，不会自动控制转速，调门不会因为转速的升高而关小，很可能会造成汽机超速事故；
b）主汽门试验结束后，立即将主汽门全开，容易发生汽机超速事故（高、中压调门，主汽门都开到最大位置了！）。
该DEH系统在国内几个电厂应用时，在进行阀门严密性试验的时候，都发生了汽机超速事故。为此，东方汽轮机厂对试验作了一些硬性规定：要求在试验结束前，必须先对汽机进行打闸，等汽机跳闸后，再结束试验，最后重新挂闸冲转，待试验完毕后取消DEH的此项功能，以后不能再进行阀门严密性试验。东方汽轮机厂的这些规定对防止汽机超速有一定作用，但很难让运行人员理解，极易造成误操作，也体现不出DEH较高的自动化水平，而且最后取消了此项功能，使得DEH不符合原设计要求。因此，必须对DEH的此逻辑功能进行改进。
3阀门严密性试验逻辑的改进
3．1改进阀门严密性试验逻辑
针对原逻辑的不足，在机组调试时，对严密性试验逻辑作如下改进：
a）调门严密性试验结束后，仍保持调门关闭状态。当运行人员重新将DEH切换到自动方式并设定目标转速后，调门即会自动开启并将汽机转速控制到目标值3 000 r／min，避免汽机超速事故的发生；
b）主汽门试验结束后，由于增加了自动关调门逻辑，且要调门关到位后才打开主汽门，避免了汽机超速事故的发生，修改后的逻辑见图1虚线所示。
3．2改进后的调门严密性试验逻辑分析
从图1虚线部分可以看出，调门试验开始后，M9模块的输出除送到M4模块，使DEH切至手动方式运行外，还送到M1模块的S6输入端，使M1模块的输出等于S5而不是保持，同时M9模块的输出还经一非门后送至M2模块的S2输入端，使M2模块的速率限制不起作用，使M1模块的输出能立即送至M3模块的S1输入端。由于在手动方式下，为实现手动／自动两种方式的无扰切换，M1模块的S5输入端信号会跟踪M3模块的输出。因此，试验开始后，M1模块的输出立即跟踪变为0％，在试验结束后，虽然M3模块输出切换回到S1端，但其输出仍为0％，保持调门继续关闭状态，不会引起汽机超速。
3．3改进后的主汽门严密性试验逻辑分析
从图1虚线部分可以看到，在主汽门试验结束后，M10模块的输出恢复为逻辑“0”，但并不立即去打开主汽门，而是先经非门M12模块后变为逻辑“1”，再由M13模块产生一个1s的脉冲信号，此脉冲信号同时送到M3模块的S3输入端和M1模块的S6输入端，使M3模块输出变为0％关闭调门，同时使M1模块的输出也跟踪为0％。由于此时M2模块的速率限制不起作用，M1模块的输出能直接送至M3模块的S1输入端，待脉冲信号消失后，M3模块输出切回到S1端，由于M1模块的输出保持为0％不变，所以M3模块的输出切换回至S1端后仍为0％，继续关闭调门。等调门关到位后，M16模块输出为逻辑“1”，使R／S触发器模块M17复位，将主汽门打开。由于采用了先关闭调门后再开主汽门的方法，从而避免了汽机超速事故的发生。图1中的M15为一个60 s的延时模块，其作用是防止“所有调门都关闭”信号出现故障时造成M17模块无法复位。有了M15模块的作用后，即使某个调门的伺服卡出现了故障，在主汽门试验结束后1 min，仍可以将主汽门打开，从而不影响机组正常运行（DEH的设计思想是在部分阀门的伺服卡出现故障时机组仍能正常运行）。由于调门由全开到全关大约需要1 s时间，因此将M15模块的延时设为60 s，留有较大的余量，以防止调门未到全关闭位置时就打开主汽门。
4结束语
经逻辑改进后，韶关发电厂10号机组的阀门次阀门严密性试验结束后，汽机转速都能良好控制，从没出现过超速现象，说明逻辑改进是成功的。
来源：广东电力
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