汽轮机DEH系统参数优化及故障查询

陈宗金

摘 要：本文仔细分析了DEH系统的参数优化设计的目的，为了掌握汽轮机电子式电液调速系统DEH的调速控制方法，首先大体上对DEH系统的基本结构组成进行了简要的分析，有了这个基础前提再对目前最为常用的串级PID调速控制模式下的关键调速参数P、I和D进行了详细的分析，然后以模糊控制法则为基础制定出了PID参数自整定优化设计的一整套实施步骤，这样做的意义在于能为提高汽轮机DEH系统的调速控制水平提供好的模板。

关键词：汽轮机;DEH系统;参数优化

就目前电厂生产过程中来看最为常用的设备就是汽轮机，而对于电力系统技术部门来说研究的核心内容之一就是汽轮机的调速控制，以往因为技术限制采用机械离心飞锤式调速器，后来则开发了以液压技术为基础而出现的液压式调速系统，到了如今快速发展的电子电力技术和控制技术为汽轮机装配上了电液调速系统。电液调速系统可以分为模拟式电液调速系统AEH和数字式电液调速系统DEH两个部分，在实际生产过程中，因为DEH系统与传统的控制系统相比其控制线性化、带负载能力和控制精度都有较大的优势所以被研究人员广泛关注和研究。

本文在进行DEH的系统优化设计的探讨时使用了参数化设计的思想并与主要结合数字式电液调速系统DEH的实际设计相关联，希望能以此为基础找出面向电厂热工循环控制实际需求的汽轮机DEH系统的参数化优化调速控制方法。

1.汽轮机DEH系统的基本结构组成

数字式电液调速系统DEH主要由五个部分组成，具体分析如下：

1.1电子控制器

准确的来说电子控制器的控制系统具有小型的计算机功能，其内部有完整的I/O接口，模数转换通道，以及必要的控制输出模块、电源模块等。电子控制器主要功能是接受信号，这些信号来自汽轮机控制系统中的给定的或者反馈信号，然后电子控制器将这些信号经过模数转换或者电气隔离处理后按照一种特定的格式再输送出来，这些特定的信号被传送到主汽阀调节装置中，来对汽轮机相关阀门进行一定的控制。

1.2操作系统

操作系统就是人机交互的平台，操作系统主要由操作盘、图像显示窗口及键盘等构建组成。它可以让人和机器进行对话并操纵机器来完成任务。汽轮机中的DEH系统的通信功能的设置就是在操作系统的帮助下完成的。

1.3油系统

油系统氛围两个部分：高压油控制系统和润滑油系统，这两者之间不会互相影响。高压油控制系统主要是为汽轮机控制系统提供必要的动力，汽轮机在运行的时候操作盘或者电子控制器会发出一系列的调节指令，然后高压油控制系统接收到指令后对系统供油动力压力进行操作。润滑油系统则主要是为润滑系统提供透平油。

1.4执行机构

在操作盘或者电子控制器发出控制指令后，会有专门的执行机构将这些指令转换为模拟量驱动指令，然后执行机构按照指令来完成相应的控制动作。执行机构主要包括电液伺服阀、伺服阀放大器，具有驱动能力的油动机组，其功能就是对高压调节气阀和中压调节气阀的驱动进行控制。

1.5保护系统

顾名思义保护系统就是对DEH控制系统提高保护，它分成三个模块：电路保护、油路保护及其他常规控制保护。保护系统提供保护的方式是电磁阀，它能实时监控DEH系统中的电流、电压、油压等参数一旦某环节出现问题能及时做出调控，从而保证DEH系统的稳定可靠工作。

2.汽轮机DEH系统的参数优化研究

2.1 DEH系统的关键控制参数分析

目前国内使用的汽轮机大多数都是采用基于串级PID控制来进行速率调控，因此为了更加贴合实际，本文将串级PID控制系统的汽轮机作为探讨的对象。

串级PID控制系统在进行调速的时候其主要控制的参数为比例系数P，积分系数I和微分系数D，在经过对这三个参数的分析后，再进行DEH系统的设计工作。

（1）参数P——比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，当系出现了偏差的时候，比例调节会按照比例来对系统进行调节来减少系统的偏差。但是比例作用也不能过大，比例作用合适的时候，调节的速度就会加快，减少误差，但是比例超出了合理的范畴，就会动摇系统的稳定性，更加严重的就会造成系统的不稳定。

（2）参数I——积分调节作用：它的作用就是系统消除稳态误差，减少误差。当系统出现误差的时候，积分调节就会发挥作用，一直到消除误差后才会停止运行。但是积分调节会降低系统的稳定性，让系统对动态信息的反映变慢。所以在实际生产过程中会将积分作用与另两种调节合理连接起来，这样就组成PI调节器或PID调节器。

（3）参数D——微分调节作用：微分作用就是讲系统偏差信号的变化率呈现出来，而且它还具有一定的预见性，能将偏差变化的趋势反映出来，因此它具有提前进行调控的功能，就是在已经有偏差出现的征兆的时候，微分调节作用就能消除这种隐患。因此，微分调节对系统的动态性能有巨大的提升。

2.2优化方案设计

以往的PID调速，是通过监测速度的输出，和系统的速度输入进行对比，得到速度偏差e，然后对偏差e进行监测，对P、I、D三个参数的大小进行科学合理的定值，这样就可以对速度进行合理的优化控制。但是这种控制方式有一个缺点那就是不能对速度偏差进行的实时调整，所以在进行调控时往往是速度出现偏差之后的事了，因此，本文提出基于模糊控制实现的PID参数自整定控制方法。

3.结语

汽轮机在如今的电厂中是被运用的最为广泛的设备之一，汽轮机的优化控制会对整个热工循环控制的效率及控制系统的可靠性产生影响。本论文对国内使用最为广泛的串级PID控制的汽轮机DEH系统进行了详细的分析，并提出了具体的优化的具体方案，这对提高汽轮的工作效率有良好的帮助，因此，本文对于汽轮机在DEH系统参数优化方面的探讨是有一定的实用价值的，值得推广应用。当然，本文只是简要的对汽轮机的DEH系统的参数优化进行了论述，至于更多的参数优化设计方案需要广大电力工程技术人员的共同努力，才能够把汽轮机控制的水平进行提高。

参考文献：

[1]梁静，毕胜红.汽轮机DEH系统参数优化研究[J].中国新技术新产品，2012，（22）：166

[2]肖林海.汽轮机DEH系统参数优化及故障查询研究[D].兰州理工大学，2011.DOI：10