摘 要：本文介绍了基于ABB SymphonyPlus系统平台的汽轮机控制保护系统在上海汽轮机厂超超临界1000MW火电机组中的应用情况。通过现场的调试、试验以及投运的应用情况分析，该系统能够满足超超临界汽轮机的运行控制功能要求，丰富了此类型机组的系统选择。
汽轮机控制保护系统是火电厂中最重要的设备之一，系统的安全可靠性以及自动化水平直接关系到火电厂的安全经济运行。近年来火电汽轮机组不断朝着大容量、高参数方向发展，1000MW超超临界汽轮机组进入快速发展时期。随着机组容量的不断增大设备更加复杂，其对汽轮机控制系统的安全可靠性、动态响应、自动化水平有了更高的要求。上海汽轮机厂生产的1000MW超超临界汽轮机具有热效率高、易维护、运行灵活、快速启动及自动化程度高等特点。
SymphonyPlus系统是ABB公司推出的SymphonyHarmony系列最新一代产品，该系列在火电控制方面具有非常广泛的应用。系统具有高灵活度，可扩展性特点，能够实现智能仪表、DCS控制系统、汽轮机控制系统、数据采集系统、火电厂厂级监控信息系统一体化设计，实现资源信息共享。本文主要介绍ABB SymphonyPlus
系统在上汽1000MW超超临界汽轮机控制系统中的应用。
1.系统介绍
超超临界汽轮机控制系统硬件部分使用ABB SymphonyPlus DIN系列，上位机为SymphonyPlusOperation人机接口。系统主要包括危急保护系统(ETS)，汽轮机基本控制系统(BTC)，自启动控制(ATC),汽轮机辅助系统(AUX)四部分共配置8台机柜。人机接口方面与DCS一体化设计，共享工程师站及操作员站，实现数据库及操作平台共享，增强了系统的可操作性。
1.1危急保护系统(ETS)
危急保护系统(ETS)共三台机柜包括两台模件柜一台继电器柜，主要负责采集就地轴瓦温度、轴承震动、油箱液位、凝汽器真空、汽机转速等重要信号进行三逻辑判断以及接受来自其他系统的保护信号完成跳机指令的汇集，同时DO模件通过触发遮断指令使就地阀门快关电磁阀失电，实现机组的保护功能。ETS包括两套BRAUN三冗余的硬超速保护装置，每套装置接受三路转速信号，实现三取二逻辑。三个转速实时监测并相互比较如其中任两个超过转速设定值或检测转速故障时触发遮断信号，两台装置二选一触发遮断。ETS系统的设计充分考虑了系统的安全性、可靠性的需求，机组每个主汽门及调门油动机均包含两个冗余失电动作的快关电磁阀，任一电磁阀失电快关对应阀门。遮断DO输出为分别来自不同模件的触点并联冗余后对应输出一个电磁阀，如一个模件故障不会对阀门产生影响。
1.2汽轮机基本控制系统(BTC)
汽轮机基本控制系统(BTC)共包含两个模件柜。BTC部分是汽机控制的核心部分，。BTC部分主要完成汽轮机的转速负荷控制，压力控制以及高排温度及高压叶片温度控制另外包括指令生产器、阀位限制器、TAB限制器等通过综合判断调节实现机组的转速、负荷、压力调节以及试验功能。超超临界汽轮机共六个转速信号进入汽轮机控制系统，首先在ETS系统中参与保护，然后转接到BTC部分有汽轮机保护模件(TP800)完成转速测量参与转速调节控制，BTC部分实现了六个转速信号的实时监测以及选择，方便了转速问题的处理。伺服控制方面由于超超临界机组的阀门数量少，高调中调各两个，单个阀门故障对系统有较大冲击因此需要伺服模件冗余，SymphonyPlus系统冗余伺服模件(VP800)原理如下图1所示。现场来阀门反馈为4~20mA信号，经信号隔离后产生两路相同的4~20mA信号送冗余伺服模件，同时冗余模件分别连接两路伺服阀的输出，冗余模件一主一备。经伺服模件冗余切换试验证明当主备模件切换时阀门无扰，控制正常，实现了阀门的冗余控制。
针对冗余伺服模件的应用进行了阀门切换实验。试验采用实际项目的油动机、伺服阀及阀门反馈，通过实验验证当模件切换时阀位有轻微变化而后控制正常，满足冗余的要求。效果如下图2所示。
1.3汽轮机自动控制(ATC)
汽轮机自动控制部分由一个模件柜构成。主要完成机组的各部套的温度点测量和判断，热应力计算以及汽机自启动on个部分的顺序控制逻辑。为实现机组的自启动控制以及减少寿命损耗现代大型汽轮机组普遍配备热应力计算功能。超超临界机组设有应力评估器(Turbine Stress Evaluator)，计算在汽轮机启动停机以及正常运行时的允许温升率，以确定最佳的主蒸汽参数及汽轮机的转速和负荷变化率，以确保运行中主要部件的应力不超限，延长机组的寿命。主要监视的部套有高压主汽门阀壳，高压调门阀壳，高压汽缸，高压转子，中压转子[1]。各部套计算出的允许温升率取小参与运算。
1.4 汽轮机辅助系统部分(AUX)
汽轮机辅助系统硬件部分由两个模件柜组成。上汽超超临界汽轮机控制为典型的汽机岛控制。DEH除汽轮机主机的控制外还包括汽机的辅助系统成套设备的控制和各部套顺序控制逻辑。辅助系统顺序控制主要包括润滑油部分，EH油部分，轴封供汽部分，油系统检查以及汽机疏水和抽汽逆止门。机组的启动停止SGC运行过程中通过下发指令给辅助系统的顺序控制，实现辅机自动启停功能。
原标题：【SYMPHONY PLUS系统在超超临界汽轮机控制系统中的应用(上)】
