MEH控制（MEH控制系统的原理及功能介绍）

MEH控制系统采用高压抗燃油作为工作介质，电液伺服阀作为液压接口设备，高低压调节阀油马达作为执行机构来控制给水泵汽轮机的转速。本文以图表形式介绍了MEH控制系统的原理和功能。

一、给水泵汽轮机电液控制系统原理

MEH采用高压抗燃油作为工作介质，电液伺服阀作为液压接口设备，高低压调节阀油马达作为执行机构，构成完整的MEH控制系统，控制给水泵汽轮机转速，满足用户要求。

锅炉给水泵汽轮机用于驱动大型电站锅炉的给水泵，满足锅炉给水的要求。MEH控制原理如图1所示。

图1 1MEH控制系统示意图

机组启动和正常运行时，通过测速板采集机组转速，开关量通过输入板送至控制回路。DPU对这些信号进行判断、分析和计算，然后综合LVDT返回的信号，输出控制信号给伺服阀，伺服阀改变调节阀的开度，控制进入给水泵汽轮机的蒸汽流量，改变汽轮机的转速。当汽轮机转速变化时，由汽轮机控制的给水泵转速也发生变化，给水泵出口流量发生变化，从而满足锅炉给水流量的要求。

通常，该装置有两个蒸汽源。从主机的第四级抽取的工作蒸汽源；来自再热器冷端的备用汽源。工作汽源(主机第四级抽汽)和备用汽源(再热器冷端蒸汽)都使用同一个蒸汽室——喷嘴室，蒸汽由喷嘴分配。进汽系统示意图见图2。不同项目的工作汽源和备用汽源可能略有不同。

图2 2MEH进汽系统示意图

本机组由低压辅助汽源启动。启动时，辅助蒸汽通过止回阀、电动闸阀、低压主汽阀和低压调节阀进入给水泵汽轮机。此时，抽汽止回阀和开关阀关闭。随着大型机组负荷的增加，工作蒸汽参数也随之增加。当主机负荷大于汽源切换点时，工作蒸汽参数能满足主机功率对供水的要求，辅助启动汽源被切断，即工作汽源(主机第四级抽汽)在汽源切换点以上的工况下确实工作，在2840 r/min ~ 5945 r/min的运行转速范围内连续稳定运行，其最低转速能维持给水泵的最小流量循环工况。工艺给水泵的涡轮速度由低压调节阀控制。

当大型汽轮机负荷降低时，工作蒸汽参数也随之降低。当大型机从高负荷降至汽源切换点水平以下时，即大型机恒压运行时，锅炉汽压保持不变，当大型机负荷降至40%以下时，给水泵转速保持锅炉汽压不变；当机器在大滑压下运行时，锅炉蒸汽压力随负荷变化，当机器负荷降至30%以下时，给水泵最低运行转速应为2840r/min。

若给水泵汽轮机低调阀开度大于95%，工作蒸汽参数仍不能满足上述要求，则需切换至备用汽源(再热器冷端蒸汽)。此时，给水泵汽轮机的转速由开关阀控制，实际转速与给定转速比较后得到一个差值。在PID操作之后，阀打开指令信号被输出到切换阀。当阀门开启时，低压调节阀将全开，低压进汽管道上的抽汽逆止阀将自动关闭，即给水泵汽轮机的进汽口将切换到备用状态

二、控制系统的主要功能

1、MEH控制系统有三种操作控制模式。

手动控制模式

手动控制模式是开环控制模式。在这种模式下，操作员可以通过操作手动阀位置设置按钮或增加和减少OIS上的按钮，直接控制阀门开度，达到控制转速的目的。

自动速度控制模式

自动速度控制模式是自动调节的常用模式之一。操作员可以通过操作手动/自动按钮，并设置目标速度和速度增加率以自动增加速度。

为了保证信号的可靠性，MEH系统将对现场转速传感器测得的转速信号进行三取二的处理，以获得可靠的实际转速信号。如果三个速度中有两个速度信号故障，将确定系统速度故障，并切换到手动控制模式。现场速度信号送至测速板后，在测速板中进行处理，转换成数字信号送至控制回路，控制回路以此信号作为实际速度输入信号。将实际速度与给定速度进行比较后，得出一个差值。PID计算后，控制电路输出开阀指令信号给电液伺服阀，控制伺服阀动作，改变调节阀的开度，从而控制进入汽轮机的蒸汽流量，改变汽轮机的转速。当调节阀开度的反馈信号与阀开度的指令信号一致，即实际速度与设定的目标速度一致时，此时电液伺服阀将自动回到中间位置，油马达的进油和排油被切断，调节阀的开度保持不变，一个自动调速过程结束。

自动速度控制回路的PID参数可以通过工程师站在线修改，有利于运行人员根据实际情况对控制过程进行有效干预，大大提高了控制的可靠性和灵活性，更适合现代自动控制的要求。

锅炉自动控制方式

要使锅炉进入自动控制模式，必须满足以下条件：

a、MEH处于自动速度控制模式；

b、来自锅炉控制系统的锅炉给水流量信号在2800 r/min至6000 r/min之间；

c、实际转速与来自锅炉控制系统的锅炉给水流量信号之差在25r/min以内；

D.MEH接收CCS请求信号。

当上述条件满足时，操作员可以操作CCS控制OIS上的按钮将锅炉置于自动控制模式。

在锅炉自动控制模式下，MEH接收来自锅炉控制系统的4-20mA控制信号，转换成MEH中的转速信号，4mA对应2800r/min，20mA对应6000r/min，为线性。此时，MEH仅充当执行机制。MEH收到锅炉控制系统的控制信号后，直接发送给控制回路。作为目标值，MEH输出4mA~20mA信号给锅炉控制系统作为反馈信号。在锅炉自动控制模式下，汽轮机的转速随锅炉控制系统的控制信号而变化。

锅炉自动控制模式是一种比较完善的控制模式，它同时考虑了汽轮机和锅炉的控制。它把整个电厂作为一个系统来控制，可以使控制过程更加合理。

由于在锅炉自动控制模式下，来自锅炉控制系统的控制信号通过控制回路进行转换，自动速度控制回路可以很好地跟踪锅炉自动控制回路系统，当锅炉自动控制模式切换到自动速度控制模式时，不会产生扰动，可以保持原来的状态和运行控制参数。

在锅炉自动控制模式下，如果上述任一条件不满足，锅炉自动控制模式将被切断。

2、小型机器的悬挂和打开

汽轮机锁死是建立高压安全油压的过程。当机组满足汽机已开机和所有阀门全关两个条件时，操作员输出开机指令

汽轮机的启动有三种方式：第一种是中控室控制台上的手动停止按钮。二是当汽轮机转速达到电超速运行转速时，MEH控制电路输出汽轮机制动信号。第三种方法是当MEH收到METS发出的中断汽轮机的信号时，会通过继电器逻辑硬电路接通汽轮机。

当汽轮机在运行中出现异常情况时，需要紧急停机，可通过操作集控室控制台上的手动停机按钮来实现，以保护汽轮机的安全。

3、超速保护和超速测试

MEH在汽轮机正常运行时，软件配有超速保护逻辑。如果运行中汽轮机实际转速超过设定的超速保护值，MEH将输出超速制动信号，使现场所有电磁阀动作，解除高压安全油压，快速关闭主汽阀和调节阀，蒸汽不会进入汽轮机，从而降低转速，从而保证汽轮机的安全。

为了保证超速保护逻辑动作的准确性，MEH有电超速试验。通过操作OIS上的电超速试验按钮，操作员将其设置为试验位置，然后将目标速度设置为超速保护动作速度值，并设置合适的升速率开始升速。当汽轮机的实际转速达到超速保护动作的转速值时，MEH向动作现场的各电磁阀输出超速制动信号，并卸载高压安全油，使汽轮机停机。

4、阀门活动测试

为了防止主阀因长期全开而卡死，MEH配有阀门活动测试功能。低压主汽门动作试验时，操作员通过操作OIS上的主汽门试验按钮将其设定为输入，MEH输出阀门动作试验指令信号，使低压主汽门上的动作试验电磁阀动作，关闭低压主汽门。当MEH收到阀门活动试验到位的信号时，MEH使活动试验电磁阀失电，低压主汽门重新开启至全开位置。当MEH收到低压主汽门全开信号时，低压主汽门活动试验结束。

5、高压中断模块的中断电磁阀测试

有四个电磁阀用于小机器停机，它们是两并联两串联结构。为了防止汽轮机长期运行时电磁阀卡涩，MEH有遮断电磁阀的活动试验，四个电磁阀只能单独试验。当操作相应的电磁阀活动测试按钮时，MEH发出相应的测试信号，使电磁阀断电，从而使相应的压力开关动作。MEH收到压力开关动作信号后，表示测试成功，电磁阀再次通电。至此，测试结束。

6、阀门校准

设定伺服系统静态关系的目的是使油马达在整个行程中受伺服阀控制。阀位给定信号与油马达升程的关系如下：

给定的0-100对应于行程的0-100%。

为了保持这种对应的良好线性，用于反馈油马达的LVDT需要在安装时使其铁芯在中间线性部分移动。

给水泵汽轮机启动前，油动机可快速设定。

注意：确保主汽阀前没有蒸汽，以防整个过程中汽轮机失控。

为了保证上述关系的良好线性，可以先进行零点校正。零位修正后，给定值为50，可移动LVDT的安装位置，使油马达行程为50%。

不同的电气系统有不同的阀门静态设置方法。详见各系统阀门静态关系设置操作步骤。

一般来说，在设置静态关系后，需要进行线性测试。此时系统中发出开启指令，比如要求开启指令=20.0，就地测量阀门的实际行程。记录开启指令、阀门实际行程和阀位反馈。通常，一个b