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汽轮机控制系统

汽轮机控制系统组成

一般来讲，汽轮机控制系统由人机界面、测量元件、控制装置、执行机构等部分组成。

人机界面为各种操作显示设备，如CRT，各种指示灯/表，鼠标，操作按钮/开关等。

测量元件为各种传感器，如测速头，热电偶，变送器，行程开关等。它们将各种工艺

过程变量转换成不同形式的电子信号，送往控制装置。

控制装置是整个控制系统的核心，实现系统的各种控制功能。目前常用的控制装置都

是以微处理器和网络技术为基础的数字式控制系统。通常由通过网络连接的控制站、操作员

站、工程师站以及电源装置和必要的机柜等辅助设备构成。其中，控制站包括运算处理部件

和I/O转换部件。

由于汽轮机是一种大型高速旋转设备。其执行机构必须具有较大出力和快速响应，所

以普遍采用液压型执行机构，也称作油动机。因此，还必须配备液压动力源向执行机构提供

液压工作介质。根据设计的不同，可以采用汽轮机润滑油作为工作介质，也可以配置独立油

源。

另外，在数字式控制系统中还有大量的不同功能的软件程序分布在系统各部件中，与

硬件设备协同工作，共同完成控制任务。

汽轮机作为一种在高温、高压、高速条件下连续运行的大型机械设备，其高可靠性既

是工艺过程的要求，也是自身安全的需要。所以在配置汽轮机控制系统时必须给予高度重视。

冗余技术、自诊断技术和分散结构被广泛采用。

在控制装置内部，均采用双网结构，防止信息传送故障。CPU处理器采用三冗余配置，

3取2表决机制或双机热备配置，裁决机制，一用一备。对重要信号，从一次元件到I/O通

道都采用3冗余或双冗余配置。

执行器一般采用双线圈伺服阀；双泵供油，一用一备，自动连锁。

另外，分散结构使系统各功能科学合理地分配在不同的部件中，任何部件损坏只会引

起系统部分功能丧失，不会导致整个系统故障，更不会危及机组运行安全；同时系统中非常

完善的自诊断功能可以对系统中绝大多数异常进行有效的鉴别、报警，必要时自动将故障部

件从系统中隔离。目前，自诊断都可以达到具体I/O通道。从而充分保证了系统的安全可靠。

随着材料科学的发展，加工技术的进步，汽轮机参数越来越高，容量越来越大，对执

行机构提升力的要求也越来越高。目前，300MW以上机组一般都单独配置供油装置，采用抗

燃油（三芳基磷酸脂）作为工作介质，其工作压力超过10Mpa。

汽轮机控制与保护系统主要有以下几部分组成：

电子控制装置(DCS--DControlSystem)

DEH--DigitalElectronicHydraulicControl)

高压抗燃油供油系统(

伺服执行机构

透平油及机械脱扣系统

--EmergencyTripSystem

汽轮机危急跳闸系统（ETS）

汽轮机超速保护控制系统（OPC—OverSpeedControl）

TSI系统(TSI--TurbineSupervisoryInstrumentation)

一、电子控制装置

电子控制装置包括控制柜、工程师站、操作员站及手操盘。

控制柜装有计算机、模拟量和开关量（脉冲量）输入输出组件和电源等。完成数字运算

和逻辑运算，输出控制与保护指令。

工程师站建立和管理数据库，进行组态和编程。当该站处于在线状态时，可监视操作员

站全部功能等。

操作员站可选择控制方式、修改设定值、操作控制系统、显示和确认报警等。

手操盘是当计算机系统故障时，通过手操盘控制阀位，维持机组运行。

二、高压抗燃油供油系统

2.1.概述

汽轮机数字电液控制系统（简称DEH），由电子控制系统和液压系统（简称EH）两部份

构成。其中液压系统主要包括：供油系统、执行机构、危急遮断系统、机械超速及手动停机

装置。（见图2-1）

供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动执行机构，执行机构按受DEH控制系

统的指令，以调节汽轮机各蒸汽阀门的开度，控制机组的转速或发电机功率，执行机构的油

动机都是单侧进油，开启是靠控制油的压力，关闭是靠