怎样才能减小数控液压机的噪音?

DEH控制系统

1、 概述

汽轮机数字电液控制系统 （Digital Electric Hydraulic control system）简称DEH。

汽轮机数字电液调节系统的主要任务就是调节汽轮发电机组的转速、功率，使其满足电网的要求。

汽轮机控制系统的控制对象为汽轮发电机组，它通过控制汽轮机进汽阀门的开度来改变进汽流量，从而控制汽轮发电机组的转速和功率。

在紧急情况下，其保安系统迅速关闭进汽阀门，以保护机组的安全。

由于液压油动机独特的优点，驱动力大、响应速度快、定位精度高，汽轮机进汽阀门均采用油动机驱动。

汽轮机控制系统与其液压调节保安系统是密不可分的。

汽轮机数字电液控制系统DEH分为电子控制部分和液压调节保安部分。

电子控制主要由分布式控制系统DCS及DEH专用模件组成，它完成信号的采集、综合计算、逻辑处理、人机接口等方面的任务。

液压调节保安部分主要由电液转换器、电磁阀、油动机、配汽机构等组成，它将电气控制信号转换为液压机械控制信号，最终控制汽轮机进汽阀门的开度。

2、 DEH控制系统的组成

DEH控制系统分为两大部分电子控制系统部分、液压调节保安系统部分。

21、DEH电子控制系统部分主要包括操作员站、HUB、控制柜等。

控制柜中除配有与通常DCS系统类似的开入、开出、模入、模出I/O模块外，还配有DEH专用模块——测速单元、伺服单元。

通过先进的图形化组态工具，可设计出完善的控制策略，以适应不同汽轮机、不同液压系统的要求。

操作画面、数据库、历史库等均可与DCS系统共享。

操作员站：主要完成的是人机接口，运行人员通过操作员站完成能够利用DEH完成的正常操作。

任意一台操作员站可以定义成工程师站，工程师和DEH软件维护人员可以通过工程师站进行组态等修改算法和配置的功能。

HUB：网络集线器，实现上层网络的通讯物理接口。

控制柜：实现I/O模块的安装布置和接线端子的布置，I/O模块通过DP通讯线和主控单元连接构成底层的数据网络，I/O模块主要实现对所需要的控制信号的采集转换工作。

通过工程师站将DEH控制算法下装到控制柜，控制柜中的主控单元实现DEH控制算法的实现和运算。

测速单元：有三路测速通道，内部三选中逻辑，可输出超速限制、超速保护接点信号。

具有测速范围大1~5000Hz、测速精度高01%、响应速度快10ms等特点。

伺服单元：它与伺服阀、油动机、LVDT等组成位置随动系统。

具有自动整定零位幅值、及紧急手动控制功能。

定位精度为02%，响应时间小于05秒。

可与各种液压伺服系统相配。

22、DEH液压调节保安系统主要包括电液转换器、油动机、LVDT（位移传感器）、电磁阀、卸荷阀、压力开关等

电液转换器：是DEH最重要的环节，主要完成的是将电信号转换为可控制的液压信号。

油动机：最终液压的执行机构。

通过机械杠杆、凸轮、弹簧等机械连接实现对汽轮机的进入蒸汽和抽汽等的流量控制。

从而实现对汽轮机的转速、功率、汽压等最终目标的控制。

LVDT（位移传感器）：是油动机行程的实时反馈系统，FM146A伺服模块通过它的反馈信号和主控单元的指令进行比较从而调整输出信号，实现对油动机的稳定快速控制。

3、 DEH液压工作原理

31低压保安系统

311挂闸

系统设置的复位电磁阀供挂闸用。

挂闸过程如下：

在机组已跳闸状态下，按下挂闸按钮（设在DEH主控画面上），复位电磁阀带电作业，泄掉危急遮断器滑阀上腔室压力油，危急遮断器滑阀在其底部油压力作用下上升到上止点，将一次安全油（透平油安全油或低压安全油）的排油口封住，建立一次安全油。

一次安全油使隔膜阀关闭，从而建立二次安全油（抗燃油安全油或高压安全油），当压力开关检测到二次安全油压建立后，发出信号给DEH，使复位电磁阀失电，危急遮断器滑阀上腔室压力恢复到20MPa，当压力开关检测到该信号后发送给DEH，挂闸程序完成。

312遮断

低压保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。

A、 电气停机

实现该功能由低压遮断电磁阀和高压遮断（AST）及超速限制（OPC）模块来完成。

本系统设置的电气遮断本身就是冗余的，一旦接受电气停机信号，低压遮断电磁阀和高压遮断电磁阀同时带电：低压遮断电磁阀带电动作后，泄掉危急遮断器滑阀下腔室油压，使危急遮断器滑阀掉闸，进而泄掉隔膜阀上部一次安全油，使隔膜阀打开，泄掉二次安全油和快关油，快速关闭各阀门，遮断机组进汽；同时高压遮断电磁阀和快关电磁阀带电，分别泄掉二次安全油和快关油，快速关闭各主汽阀、调节汽阀。

B、 机械超速保护

机械超速保护由双通道的危急遮断器、危急遮断器杠杆及危急遮断器滑阀组成。

动作转速为额定转速的110~120%。

当转速达到危急遮断器设定值时，危急遮断器的撞击子击出，打击危急遮断器杠杆，使危急遮断器滑阀掉闸，泄掉一次安全油，使隔膜阀打开，泄掉二次安全油及快关油，快速关闭各主汽阀、各调节汽阀，遮断机组进汽。

C、 手动停机

手动按下手动遮断阀按钮，使危急遮断滑阀动作，将一次安全油泄掉，隔膜阀打开，泄掉二次安全油及快关油，快速关闭各进汽阀，遮断机组进汽。

此外，系统保安操纵箱上还设置了危急遮断器试验阀组，供危急遮断器做喷油试验和提升转速试验用。

32DEH液压部套说明

321复位遮断阀组

A、作用

在掉闸状态下，根据运行人员指令使复位电磁阀带电动作，泄掉危机遮断器滑阀上腔室压力油，使危机遮断器滑阀挂闸；遮断电磁阀带电动作，泄掉危机遮断器滑阀下腔室压力油，使危机遮断器滑阀掉闸，进而泄掉隔膜阀上部一次安全油，使隔膜阀打开，泄掉二次安全油及快关油，快速关闭各主汽阀、各调节汽阀，遮断机组进汽。

B、结构及工作原理

复位遮断阀组包括复位电磁阀、遮断电磁阀及压力开关等。

除有挂闸信号外，复位电磁阀处于失电状态，此时复位电磁阀将20MPa压力油引入危急遮断器滑阀上腔室。

当需要挂闸时，可使复位电磁阀将急遮断器滑阀上腔室接通排油，使急遮断器滑阀在下腔室油压力的作用下运动至上止点，此时再使复位电磁阀失电，使急遮断器滑阀上腔室油压重新恢复到20MPa，则挂闸工作完成。

322蓄能器

高压蓄能器共2组，均为氟橡胶皮囊式蓄能器，预充氮压力10MPa。

高压蓄能器通过集成块与系统相连，集成块包括隔离阀、排放阀以及压力表等，其中压力表指示的是油压而不是气压。

高压蓄能器用来补充系统瞬间增加的耗油及减少系统油压脉动。

323高压遮断（AST）及超速限制（OPC）模块

高压遮断模块由4个电磁阀、压力开关组件、节流孔、隔膜阀及集成块组成。

超速限制模块由2个电磁阀、节流孔、单向阀及集成块组成。

当机组挂闸时，压力开关发出二次安全油压建立与否的信号给DEH，作为DEH判断挂闸是否成功的一个条件。

正常机组已挂闸情况下，4个高压遮断电磁阀全部失电，隔膜阀关闭，二次安全油建立，使机组主汽阀油动机卸荷阀处于关闭状态；2个快关电磁阀也全部失电，快关油建立，使机组各调节阀油动机卸荷阀处于关闭状态。

当需要遮断汽机时，4个高压遮断电磁阀和2个快关电磁阀全部带电，泄掉二次安全油和快关油，快关各汽阀。

当OPC动作时，2个快关电磁阀带电，泄掉快关油，快关各调节汽阀。

当二次安全油泄压时，可通过单向阀联动快关油泄压，使主汽阀、调节阀快速关闭。

高压遮断模块的电磁阀可逐个在线试验。

324隔膜阀

隔膜阀集成在高压遮断模块上，它是将低压保安系统的挂闸及遮断信号传递给高压系统的部件。

隔膜阀受一次安全油控制，下部阀门控制着二次安全油。

一次安全油进入隔膜阀上腔室，当处于挂闸状态时一次安全油压力为20MPa，它将使隔膜阀关闭。

在遮断状态下，一次安全油被泄掉，隔膜阀打开，泄掉二次安全油，快速关闭各汽阀。

325主汽阀油动机

A、作用

系统的执行机构，受DEH控制完成主汽阀的开启和关闭。

B、组成和工作原理

本机组设有一个高压主汽阀油动机，为两位控制型。

油动机为单侧进油，以保证在失去动力源的情况下油动机能够关闭。

油动机由油缸、行程开关和一个控制块相连而成。

控制块上装有电磁阀、卸荷阀、单向阀及测压接头等。

当机组挂闸后，二次安全油建立，卸荷阀在上腔室油压力的作用下关闭，油动机工作准备就绪：当需要打开主汽阀时，使电磁阀失电，将压力油引入活塞下部，则油压力克服弹簧力和蒸汽作用使阀门逐渐打开，全开时行程开关将信号反馈至DEH；当需要活动主汽阀时，使电磁阀带电动作，将活塞下部接通排油，在弹簧力和蒸汽的作用下，阀门逐渐关小至活动试验到位，行程开关动作，DEH使电磁阀恢复失电状态，阀门又重新全开；当机组遮断需要快关主汽阀时，二次安全油被泄掉，卸荷阀打开，将油动机活塞下腔室油接通油动机活塞上腔室及排油管，在弹簧力及蒸汽力的作用下快速关闭油动机，同时电磁阀也带电动作，将油动机活塞下腔室油接通排油，作为油动机快关的辅助手段。

325高压调节阀油动机

A、作用

系统的执行机构，受DEH控制完成高压调节阀的开启和关闭。

B、组成和工作原理

本机组设有四个高压调节阀油动机，均为连续控制型。

各高压调节阀油动机均为单侧进油，以保证在失去动力源的情况下油动机能够关闭。

油动机由油缸、位移传感器和一个控制块相连而成。

控制块上装有伺服阀、卸荷阀、单向阀及测压接头等。

当机组挂闸后，快关油建立，卸荷阀在上腔室油压力的作用下关闭，油动机工作准备就绪。

伺服阀接受DEH来的信号控制油缸活塞下的油量

当需要开大阀门时，伺服阀将压力油引入活塞下部，则压力油克服弹簧力和蒸汽力作用使阀门开大，LVDT将其行程信号反馈至DEH。

当需要关小阀门时，伺服阀将活塞下部接通排油，在弹簧力和蒸汽力作用下，阀门关小，LVDT将其行程信号反馈至DEH。

当阀门开大或关小到需要位置时，DEH将其指令和LVDT反馈信号综合后使伺服阀回到零位，遮断其进油口和排油口，使阀门停留在指定位置上。

伺服阀具有机械零偏，当伺服阀失去电源时，能保证油动机关闭。

备有卸荷阀，供快速关闭油动机时用

当发生机组遮断、超速限制动作、油开关跳闸甩负荷等需要快关调节阀时，快关油被泄掉，卸荷阀打开，将油动机活塞下油接通油动机活塞上腔室及排油管，在弹簧力和蒸汽力作用下快速关闭油动机，同时伺服阀也将油动机活塞下油接通排油，作为油动机快关的辅助手段。

33高压抗燃油系统

高压抗燃油系统由液压伺服系统、高压抗燃油遮断系统和供油系统组成。

主要完成下述功能：

A）向各阀门油动机提供符合要求的高压动力油（14MPa）；

B）驱动各阀门并使高压调节阀门能够停止在需要的位置；

C）当需要时能够快速遮断汽轮机进汽。

331液压伺服系统

由阀门操纵座及油动机两部分组成，完成以下功能：

A）、控制阀门开度

系统设置有四个高压调节阀油动机。

分别由电液伺服阀实现连续控制。

在机组挂闸运行后，高压主汽阀油动机开启，此后的转速、负荷的调节受调节阀控制。

DEH发出的阀位控制信号，通过伺服板传到对应的电液伺服阀，使高压油进入油缸下腔，使活塞上升。

由于位移传感器（LVDT）的拉杆和活塞连接，活塞移动由位移传感器位置信号送入伺服板，直到与阀位指令相平衡时活塞停止运动。

此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号——液压力——机械位移的转换过程。

随着阀位指令信号变化，油动机不断的调节蒸汽阀门的开度。

B）、实现阀门快关

系统设置有阀门操纵座，阀门的关闭由操纵座弹簧力来完成。

机组正常工作时各油动机集成块上的卸荷阀芯将负载压力、回油压力和安全油压力分开，当需要停机或快关时，快关油压被泄掉，卸荷阀在油动机活塞下油压力的作用下打开，泄掉活塞下油压，油动机在阀门操纵座弹簧力作用下快速关闭。

332高压抗燃油遮断系统

系统由实现一次安全油转换为二次安全油的隔膜阀和能实现在线试验的高压遮断模块组成。

当机组挂闸后，一次安全油建立后，油压作用在隔膜阀上，使其动作，截断二次安全油的回油通道，若此时高压遮断电磁阀处于失电状态，二次安全油应建立。

332供油系统

供油系统为调节保安系统各执行机构提供符合要求的高压工作油（14MPa）。

供油系统由集装式油箱、油泵、滤油器、安全阀、冷油器、加热器、蓄能器、空气滤清器、液位计、温控器、磁性过滤器、油再生装置及必备的监视仪表组成。

供油装置的电源要求：

两台主油泵为：15KW、380VAC、50Hz、三相

一台再生油泵为：075KW、380VAC、50Hz、三相

一台循环油泵为：15KW、380VAC、50Hz、三相

一组电加热器为：24KW2、380VAC、50Hz、三相

4、 DEH控制系统

41可靠性设计

DEH控制系统必须符合国际电工委员会汽轮机技术规范IEC60045-1（1991-06）规定的故障安全原则。

即：

DEH系统失电时机组能安全停机。

液压系统工作油压消失时能安全停机。

具有防止误操作的措施。

系统间切换无扰。

具有完善的保护系统，且能独立于调节系统工作。

冗余设计，重要信号采用三选中冗余设计,如转速。

油动机LVDT反馈为双冗余高选。

测功信号采用数值滤液，能有效防止电网负荷扰动引起的反调。

完善的跟踪措施，保证控制方式切换为无扰。

冲转汽轮机必须分别按挂闸、开主汽门、开调门的操作顺序由逻辑控制回路保证。

可以预防误操作，防止转子意外冲转。

高压抗燃油油动机采用单侧进油、弹簧复位设计，可保证万一动力油源失压时能可靠停机。

电液伺服阀设置了机械零偏，可保证万一控制系统失电时能可靠停机。

42DEH控制系统功能

在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。

给定转速与实际转速之差，经PID(Proportional-Integral-Differential Controller)调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。

操作员通过操作员站上的软操盘设置升速率、目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近，实际转速随之变化。

当进入临界转速区时，自动将升速率改为大于等于400r/min/min快速冲过去。

在升速过程中，通常需对汽轮机进行暖机，以减小热应力。

在机组同期并网时，总阀位给定立即阶跃增加4~6%，使发电机带上初负荷，并由转速PI控制方式转为阀位控制方式。

并网后DEH的控制方式可在阀位控制、功率控制、主汽压力控制方式之间方便地无扰切换。

并且可与协调控制主控器配合，完成协调控制功能。

在阀控方式下，操作员通过设置目标阀位或按阀位增减按钮控制油动机的开度。

在阀位不变时，发电机功率将随蒸汽参数变化而变化。

在功控方式下，操作员通过设置负荷率、目标功率来改变功率给定值，给定功率与实际功率之差，经PI运算后控制油动机的开度。

在给定功率不变时，油动机开度自动随蒸汽参数变化而变化，以保持发电机功率不变。

在压控方式下，操作员通过设置压变率、目标压力来改变压力给定值，给定压力与实际功率之差，经PI运算后控制油动机的开度。

在给定压力不变时，油动机开度自动随蒸汽参数变化而变化，以保持主汽压力不变。

为了确保机组的安全，还设置了多种超速限制、负荷限制及打闸保护功能。

有的还可进行试验，以验证其正确性。

421调节系统功能

A）、升速控制

根据机组热状态，可控制机组按经验曲线完成升速率设置、暖机、过临界转速区，直到3000r/min定速。

B）、同期并网

可与自动准同期装置配合，将机组转速调整到电网同步转速，以便迅速完成并网操作。

并网时，自动使发电机带上初负荷。

C）、阀控方式

操作员通过CRT设置目标阀位或按增、减按钮改变总阀位给定值（单位为%），来调整机组负荷。

D）、功控方式

根据司机设置的目标负荷（单位为MW），自动调整机组负荷。

E）、压控方式

根据司机设置的目标主汽压力（单位为MPa），自动调整主汽压力。

F）、CCS方式

接受CCS主控器负荷管理中心来的负荷指令信号，自动调整机组负荷。

G）、一次调频（一次调频定义为在发电机组的给定值不变的情况下，通过发电机组调速系统的作用改变其输出功率来调整电网的频率。

）

在机组并网后，除紧急手动外，均具有一次调频功能。

死区在±2 r/min内,初值为2r/min。

不等率在3%~6%内连续可调，初值为45%。

H）、紧急手动

伺服单元在紧急手动方式下，操作员通过备用手操盘的增、减按钮直接控制油动机。

增、减速率为30%/min。

422限制保护功能

A）、超速限制

在发电机脱网状态下，转速超过3090r/min时，关调门；当转速小于3060r/min时，控制恢复正常。

油开关跳闸时，目标给定等于3000r/min，调门立即关2秒后控制恢复正常。

B）、阀位限制

总阀位给定小于阀位限制值。

当改变阀位限制值后，总阀位给定以6%/min的速率减到此限制值。

C）、高负荷限制

负荷大于限制值时，高负荷限制动作，总阀位给定以6%/min的速率下降。

D）、主汽压力低限制

主汽压力低于主汽压力限制值时，主汽压力低限制动作，总阀位给定以6%/min的速率下降。

E）、快卸负荷

锅炉系统主、辅机故障时，汽机负荷以规定速率减到规定的下限值。

F）、低真空负荷限制

当真空对应的负荷限制值小于实际负荷时，真空保护动作。

总阀位给定以12%/min的速率下降。

G）、超速保护、原有机械超速保护、原有TSI电气超速保护、DEH软件组态超速保护、DEH测速板硬件超速保护。

423试验系统功能

A）、超速保护试验

用于检验各超速保护的动作转速。

做机械超速试验时，DEH超速保护动作转速自动改为3390r/min，作后备保护。

B）、阀门严密性试验

可分别进行调门、主汽门严密性试验，并记录转子惰走时间。

C）、飞锤喷油试验

可在线进行喷油试验，活动危急遮断器飞锤。

D）、阀门活动试验

可分别对油动机进行试验。

油动机活动范围从100%到85%。

E）、遮断模块试验

可在线进行试验，用于检验遮断模块动作是否灵活。

424辅助系统功能

A）、自动判断热状态

根据机组冲转前高压内缸内上壁温度，将机组划分为冷、温、热、极热四种热状态。

B）、预暖

在中压缸启动方式下，机组若为冷态，可根据机组预暖系统设计预暖程序，自动对高压缸进行预暖。

C）、具有两种启动方式

高中压联合启动：高压、中压调节阀同时开启，通流能力为1:3关系。

中压缸启动：用中压调节阀完成升速、并网后，再开启高压调节阀。

D）、阀门管理

阀门配汽方式有单阀、顺序阀两种，可兼顾热经济性及寿命损耗。

E）、汽轮机自启动（必要时）

DEH采集汽轮机的有关运行状态信号，计算汽轮机转子的应力等参数，按照安全、经济的原则，与锅炉控制系统密切配合，自动完成汽轮机的启动升负荷及变工况控制。