DEH (Sistema de control electrohidráulico digital-)es el "cerebro y centro nervioso" de una turbina. Utiliza una computadora como núcleo y aceite resistente al fuego-a alta presión-como energía para lograr un control preciso de la velocidad, la carga y las válvulas de la turbina, así como una protección integral. Es el sistema central para el funcionamiento seguro y estable de las modernas unidades de energía térmica.
I. Funciones de control básicas y centrales
1. P: ¿Qué etapas se incluyen en la función central de control de velocidad del sistema DEH? ¿Cómo funciona cada etapa?
R: El control de velocidad es la función fundamental del DEH, cubriendo todo el proceso de la unidad desde el arranque hasta la conexión a la red, con una precisión de control de ±1 rpm. Es clave para el arranque seguro de la unidad.
- Control de arranque: después de que la unidad se apaga, el motor de arranque hace que el eje principal gire a una velocidad baja de 2 a 3 rpm para evitar que se doble debido a las diferencias de temperatura. DEH es responsable de poner en marcha el acoplamiento y desacoplamiento, el control de la velocidad y la protección. Si la corriente de arranque es demasiado alta o la velocidad es anormal, se disparará automáticamente.
- Control de aceleración: los operadores establecen la velocidad objetivo y la tasa de aceleración (generalmente 100 ~ 300 rpm/min), y DEH ajusta automáticamente las válvulas de vapor principales/válvulas reguladoras para controlar el flujo de vapor, asegurando que la velocidad de la turbina aumente suavemente. En el rango de velocidad crítico (por ejemplo, 1200~1800 rpm), el DEH aumentará automáticamente la tasa de aceleración para pasar rápidamente a través de la zona de resonancia y evitar vibraciones severas de la unidad.
- Control de calentamiento-: cuando la velocidad alcanza la velocidad de calentamiento-(generalmente 2040 rpm), el DEH mantiene la estabilidad de la velocidad para el calentamiento-a baja-velocidad y alta-velocidad, lo que garantiza un calentamiento uniforme de los cilindros de la turbina y el rotor, lo que reduce el estrés térmico. La duración del calentamiento-se calcula automáticamente en función de las temperaturas de los cilindros y, una vez que se cumplen las condiciones, la aceleración continúa automáticamente.
- Control de velocidad constante: una vez que la velocidad alcanza la velocidad nominal de 3000 rpm, DEH ingresa al control de bucle cerrado-de velocidad, estabilizando automáticamente la velocidad a 3000±1 rpm, preparándose para la conexión a la red. En este punto, incluso si la frecuencia de la red fluctúa, la velocidad de la unidad puede permanecer estable.
- Control de velocidad de rechazo de carga: cuando la unidad experimenta rechazo de carga, DEH cierra rápidamente las válvulas reguladoras para suprimir el exceso de velocidad y luego ajusta automáticamente las aperturas de las válvulas para estabilizar la velocidad a 3000 rpm, creando las condiciones para una rápida reconexión a la red.
2. Pregunta: ¿Cuáles son los modos de la función de control de carga del DEH? ¿Para qué condiciones de funcionamiento son adecuados?
Respuesta: Después de que la unidad está conectada a la red, el DEH cambia automáticamente al modo de control de carga, incluyendo principalmente los siguientes cuatro tipos:
- Modo de control de posición de la válvula (control de bucle-abierto): el DEH controla directamente el gobernador de acuerdo con el comando de apertura de la válvula establecido por el operador, y la carga fluctúa con los cambios en los parámetros del vapor. Este modo es adecuado para condiciones en las que la unidad acaba de conectarse a la red, los parámetros de vapor son inestables o el sistema CCS falla.
-Modo de control de bucle cerrado- de energía: el DEH utiliza la potencia activa del generador como señal de retroalimentación y ajusta automáticamente la apertura del gobernador para mantener la carga en el valor establecido. La precisión del control puede alcanzar ±1% de la carga nominal y este es el modo principal para el funcionamiento normal de la unidad.
- Modo de control de presión (caldera-después del modo turbina): el DEH utiliza la presión del vapor principal como señal de retroalimentación y ajusta automáticamente la apertura del regulador para mantener estable la presión del vapor principal. Este modo es adecuado para fallas-del lado de la caldera o condiciones de carga-restringidas, donde la caldera es responsable de ajustar la carga y la turbina es responsable de regular la presión.
- Modo de control coordinado (CCS): El DEH trabaja en coordinación con el sistema de control de la caldera para ajustar conjuntamente la carga de la unidad y la presión del vapor principal. El DEH es responsable de la respuesta rápida a los comandos de carga, mientras que la caldera ajusta lentamente la cantidad de combustible para garantizar parámetros de vapor estables. Este es el modo básico para la operación AGC (Control Automático de Generación).
3. Pregunta: ¿Qué es la regulación de frecuencia primaria? ¿Cómo logra el DEH la función de regulación de frecuencia primaria?
Respuesta: La regulación de frecuencia primaria es la primera línea de defensa para la estabilidad de la frecuencia de la red. Se refiere al ajuste automático de la carga de la turbina en función de las desviaciones de frecuencia cuando cambia la frecuencia de la red, compensando déficits o excedentes de energía en la red.
- Principio de implementación: DEH tiene una curva característica estática de carga-de velocidad- (es decir, característica de caída, generalmente del 4% al 5%). Cuando la frecuencia de la red cae (la velocidad disminuye), DEH abre automáticamente la válvula de la turbina para aumentar la producción de la unidad; cuando la frecuencia de la red aumenta (aumenta la velocidad), cierra automáticamente la válvula de la turbina para reducir la salida de la unidad.
- Parámetros clave:
- Banda muerta: generalmente ±2 rpm (equivalente a ±0,033 Hz), para evitar ajustes frecuentes de carga debido a fluctuaciones menores de frecuencia
- Límite: el rango de ajuste máximo de la regulación de frecuencia primaria es generalmente ±10 % de la carga nominal para evitar la sobrecarga de la unidad.
- Tiempo de respuesta: menor o igual a 3 segundos, lo que proporciona una respuesta rápida a los cambios de frecuencia de la red
- Requisitos operativos: la función de regulación de frecuencia primaria debe estar completamente activada en todo momento y no debe retirarse arbitrariamente; de lo contrario, afectará la estabilidad de la frecuencia de la red.
II. Funciones de optimización y gestión de válvulas
4. Pregunta: ¿Cuáles son los componentes principales de la función de gestión de válvulas de DEH?
Respuesta: La gestión de válvulas es una característica importante que distingue al DEH de los sistemas de control hidráulico tradicionales. Logra un funcionamiento eficiente y económico de la unidad optimizando la secuencia de apertura y el grado de apertura de las válvulas.
- Corrección de las características de flujo de la válvula: DEH ha incorporado-curvas características de flujo de la válvula, que se corrigen en función de los datos operativos reales para garantizar una relación lineal entre la apertura de la válvula y el flujo de vapor, lo que mejora la precisión del control.
- Conmutación de válvula única/válvula secuencial: cambia automática o manualmente los modos de control de válvula según la carga unitaria, equilibrando la estabilidad con carga baja y la economía con carga alta.
- Control de estanqueidad de válvulas: Verifica el estanqueidad de las válvulas principal y de regulación mediante pruebas de estanqueidad para evitar fugas internas que podrían causar sobrevelocidad o reducción de eficiencia de la unidad.
- Prueba de funcionamiento de válvulas: opera regularmente las válvulas para evitar que se peguen en una posición durante un período prolongado, lo que garantiza un cierre confiable de las válvulas durante las acciones de protección.
5. Pregunta: ¿Cuál es la diferencia entre el control de válvula única-y el control de válvula de secuencia? ¿Cómo se deben cambiar correctamente?
Respuesta: Estos son los dos modos principales de gestión de válvulas y afectan directamente la eficiencia térmica y la seguridad de la unidad.
Artículos de comparación|Control de válvula única-(regulación de estrangulamiento)|Control de válvula de secuencia (regulación de boquillas)
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Principio de funcionamiento|Todas las válvulas reguladoras se abren simultáneamente, ajustando el flujo de vapor estrangulando|Los reguladores se abren secuencialmente y solo la última válvula proporciona estrangulación.
Eficiencia térmica|Gran pérdida por estrangulamiento con carga baja, baja eficiencia térmica|Pequeña pérdida de estrangulación con carga baja, alta eficiencia térmica (entre un 1% y un 2% más que una sola válvula-)
Estrés térmico|El vapor ingresa al cilindro de manera uniforme, la tensión térmica del rotor es baja y la estabilidad de la unidad es buena|El vapor ingresa parcialmente al cilindro, el rotor se calienta de manera desigual, el estrés térmico es alto, propenso a vibraciones
Condiciones aplicables|Arranque de la unidad, funcionamiento con carga-baja, cambios de carga frecuentes|Operación estable con carga alta-
Requisitos de conmutación:
- Condiciones de conmutación: carga unitaria estable entre el 50 % y el 70 % de la carga nominal, parámetros de vapor principales estables, sin operaciones importantes
- Proceso de conmutación: DEH ajusta automáticamente las aperturas de la válvula paso a paso; El tiempo de conmutación es de aproximadamente 10 ~ 15 minutos.
- Precauciones: durante el cambio, supervise de cerca la vibración de la unidad, el desplazamiento axial y los cambios de temperatura del cilindro. Si ocurre alguna anomalía, deje de cambiar inmediatamente.
III. Funciones de protección y enclavamiento
6. P: ¿Cómo está estructurado el sistema de protección contra exceso de velocidad del sistema DEH? ¿Cuál es la lógica de acción de cada protección?
R: El exceso de velocidad es la falla más peligrosa para una turbina. El sistema DEH construye un sistema de protección contra exceso de velocidad de "tres-líneas de defensa", con múltiples capas de protección para garantizar la seguridad de la unidad.
- Primera línea de defensa: protección OPC contra exceso de velocidad (103% de la velocidad nominal, 3090 rpm)
- Lógica de acción: Cuando la velocidad excede las 3090 rpm, el DEH cierra rápidamente todas las válvulas de gobierno y las válvulas de cierre de extracción, mientras mantiene abiertas las válvulas principales de vapor.
- Resultado de la acción: después de que la velocidad cae por debajo de 3000 rpm, el DEH vuelve a abrir automáticamente las válvulas reguladoras para mantener la velocidad estable.
- Característica: Acción rápida (menor o igual a 0,1 segundos), no dispara la unidad, suprime eficazmente el aumento de velocidad durante el rechazo de carga.
- Segunda línea de defensa: 110% de protección eléctrica contra exceso de velocidad (3300 rpm)
- Lógica de acción: cuando la velocidad supera las 3300 rpm, el DEH envía un comando de disparo al ETS (Sistema de disparo de emergencia).
- Resultado de la acción: cierra todas las válvulas principales de vapor, válvulas reguladoras y válvulas de cierre de extracción; la unidad realiza un apagado de emergencia.
- Tercera línea de defensa: 112% de protección mecánica contra exceso de velocidad (3360 rpm)
- Lógica de acción: cuando la velocidad supera las 3360 rpm, actúa el dispositivo de disparo de emergencia tipo mosca-martillo, apagando mecánicamente la unidad a través de enlaces.
- Característica: Estructura completamente mecánica, que no se ve afectada por fallas del sistema eléctrico, y proporciona la última línea de defensa de seguridad.
7. Pregunta: Además de la protección contra exceso de velocidad, ¿qué otras funciones importantes de protección de enclavamiento tiene DEH?
Respuesta: DEH trabaja en coordinación con los sistemas ETS y TSI (instrumentación de supervisión de turbinas) para brindar una protección integral:
- Protección contra rechazo de carga: cuando el disyuntor de salida del generador se dispara, el DEH activa inmediatamente la protección OPC, cerrando rápidamente las válvulas del gobernador para evitar el exceso de velocidad.
- Protección de vacío bajo: cuando el vacío del condensador cae por debajo del límite, DEH activa un apagado a través de ETS para evitar que la alta temperatura de escape en el cilindro de baja-presión dañe el equipo.
- Protección contra baja presión de aceite lubricante: cuando la presión del aceite lubricante cae por debajo del límite, DEH activa un apagado a través de ETS para evitar que los rodamientos se quemen.
- Protección de baja presión de aceite EH: cuando la presión de aceite EH cae por debajo del límite, DEH activa un apagado a través de ETS para evitar que las válvulas no cierren.
- Protección de desplazamiento axial grande: cuando el desplazamiento axial del rotor excede el límite, DEH activa un apagado a través de ETS para evitar la fricción entre las piezas móviles y estacionarias.
- Protección de apagado manual: los operadores pueden activar manualmente un apagado mediante el botón de parada de emergencia en el panel de control del DEH.
