华能上安电厂一期工程引进美国GE公司2×350MW机组，每台机组各配有2台汽动给水泵。该汽动给水泵汽轮机的电液控制系统(MEH)原为美国GE公司生产MDT-20控制器，属模拟组件控制系统，自上世纪80年代末投入应用，运行已超过10年时间。由于电子元器件老化严重，经常出现问题，严重影响了机组安全经济运行；加之模拟组件仪表目前已在全世界范围内处于被淘汰地位，备品备件已很难买到，而且原连锁保护逻辑全部由硬线搭接实现，使用了大量跨接线，极为复杂繁琐，接线图几经修改仍有不明之处。因此，在总结1号机组MEH系统改造成功经验的基础上，由国电热工研究院和华能上安电厂联合于2001年对2号机组MEH系统进行了改造。改造后的MEH系统随2号机组大修完成后启动并正式投入使用至今，运行稳定，操作方便，热工维护工作量大大减少，达到了预期改造目的。
1 系统选型
2号机控制系统为INFl90分散控制系统。根据实际情况，决定采用INFl90分散控制系统硬件改造MEH系统。改造后的MEH系统连接到电厂INFI90DCS的INFI-NET工厂环路上，以便运行人员从现有INFI90操作员站MCS上即可操作MEH系统。正常情况下，无需到BTG立盘的操作员面板上操作，可减轻运行人员的劳动强度，提高运行管理水平。控制功能上，充分发挥INFI90DCS逻辑处理、故障诊断和控制功能强大、编程灵活、方便的优势，使原有控制功能尤其是保护和故障诊断功能更加完善。
2 系统组成
每台汽动给水泵MEH控制系统的液力系统为一套独立的高压抗燃油系统，执行机构包括高压主汽阀和低压主汽阀各1个，高／低压联合调节阀1个。
控制功能包括控制汽机的复位、跳闸、高低压主汽门启闭以及控制启动过程中的升速、正常运行和超速试验，并带有超速保护功能。MEH控制系统还具有遥控接口与CCS相连，作为CCS的一个子系统，完成协调控制。
整个系统由过程控制单元PCU13、操作员面板、液压部件、伺服阀、转速测量装置、模拟量遥控接口及连接电缆等组成，由PCU13同时控制2台给水泵汽轮机运行。控制柜的输出经伺服阀装置转换成油压信号，控制高／低压联合调节阀油动机开度，以调节给水泵汽轮机转速及给水泵出力。
3 系统功能
MEH系统控制给水泵汽轮机的全转速范围为(0～6100)r／min，其中启动升速阶段为(0～3300)r／min；工作范围为(3300—5500)r／min，超速遮断限制为5745r／min。
根据GE公司给水泵汽轮机运行要求，升速过程中，转速必须在3min内从0上升到3300r／min。
改造后MEH系统部分升速曲线如图1。可以看出，该MEH系统的控制功能稳定可靠，控制品质良好。
3．1 改造后的MEH主要功能
(1)转速测量 给水泵汽轮机的3路转速测量信号采用三取中设计，以提高系统的可靠性。同时就地安装了数字转速指示表，以便直观显示。
(2)远方挂闸／跳闸功能及跳闸原因首出记忆 实现在主控室内通过操作员站MCS操作画面或操作员面板完成给水泵汽轮机远方挂闸／跳闸功能，并记录导致给水泵汽轮机跳闸的第一个原因，以便事故分析。
(3)高压／低压主汽阀试验 实现在机组运行过程中，对高压主汽阀和低压主汽阀的活动性试验，以确保给水泵汽轮机液力系统的安全可靠性。
(4)运行方式选择 1)遥控方式：当汽轮机转速达到3300 r／min且其它条件都满足时，REMOTE FW AUTO带灯按钮开始闪烁，按下该按钮进入遥控方式；2)运行人员转速自动控制：运行人员通过转速自动控制方式直接操作CRT画面，设置转速目标值和升速率控制转速；3)手动控制：发生下列任一情况时，系统自动切手动：2个或2个以上转速信号故障、按下手动按钮、调门伺服阀子模件通讯故障、主汽门未打开、转速控制偏差大于200r／min。
(5)仿真试验 在给水泵汽轮机液力系统已恢复，但整个机组尚不具备启动条件的情况下，采用仿真程序模拟给水泵汽轮机的运行工况，全面测试控制程序以及就地设备的各种功能。
(6)阀门校验 实现调节阀的离线和在线阀门检验功能，确保阀门开度指示的准确性。
3．2 超速保护
当汽轮机转速达到5745r／min时，第一级电超速保护动作，跳闸电磁阀和主汽门试验电磁阀受电，使主汽阀和调节阀快速关闭。
第二级超速保护为机械超速保护，当给水泵汽轮机转速达到机械超速保护动作定值时，机械超速保护动作，使主汽阀和调节阀快速关闭。
当汽轮机转速达到6100r／min时，后备电超速保护动作，使主汽阀和调节阀快速关闭。
4 软件设计
本软件采用标准化程序设计方法，将MEH控制系统的控制方式、超速保护、转速测量处理回路等编制成标准组态软件，以确保软件的通用性，并且方便调试及维护。
5 工程中遇到的问题及解决方案
5．1 转速测量及指示
每台汽动给水泵汽轮机共安装4个测速探头。其中3个探头产生的转速信号进入MEH系统，探头类型为AIRPAX被动式磁阻发讯器。另一个探头产生的转速信号直接进入就地安装的AIRPAX数字转速指示表供显示，探头类型为AIRPAX磁电型主动式探头。
根据实践经验，为防止工程应用中较常见的因测速齿盘齿数较多而使被动式探头在高速时易达到磁饱和状态，从而导致不能准确测量转速的现象发生(因给水泵汽轮机工作转速远高于主汽轮机3000 r／min的工作转速，更易出现这种现象)，改造中采取了预防措施，即将给水泵汽轮机测速齿盘的齿数由原来的60齿削减为30齿，从而有效地防止了磁饱和状态的出现，运行效果良好，转速测量准确可靠。
5．2 高／低压联合调节阀油动机驱动控制
INFl90的液压伺服模件IMHSS03驱动电流的最大输出能力为-64 mA～+64 mA，而高／低压联合调节阀油动机所需的驱动电流为-350 mA～+350mA。因此两者之间存在一定的差距。试验证明，直接用液压伺服模件IMHSS03控制该调节阀油动机的效果不佳。经过双方的认真研究和论证，决定设计加工一套独立完整的功放模件。该功放模件由液压伺服模件IMHSS03控制，其输出电流为-350 mA～+350mA，满足调节阀油动机所需的驱动电流要求。运行效果证明，这种设计稳妥可靠，控制品质良好。
6 改造后的MEH系统评价
(1)成熟性 采用INFl90分散控制系统实现汽动给水泵汽轮机MEH系统功能的方式在国内已有多年的成功实例，如深圳妈湾电厂一期2×300 MW机组等。华能上安电厂一期工程2×350MW机组MEH系统的成功改造更加说明了这种改造方案的成熟性。
(2)先进性 采用分散控制系统DCS代替原模拟组件仪表实现汽动给水泵汽轮机MEH系统功能的先进性不言而喻。这是因为分散控制系统所具有的组态灵活、调试方便、系统可靠及维护量小等优点都是原模拟组件仪表无法比拟的。
(3)实用性 该汽动给水泵汽轮机MEH系统提供了2种操作手段，即INFl90的操作员站MCS画面及操作员面板，操作方法简单合理，灵活实用。控制功能良好，保护功能完善，具有较强的实用性。
(4)可靠性 根据该系统的运行情况来看，其长期可靠性较高。这一方面得益于分散控制系统DCS本身较高的成熟性和可靠性，另一方面得益于系统设计中不但考虑了冗余技术，还设计有高压／低压主汽阀试验、推力瓦磨损试验、仿真试验及阀门校验等功能，保证了故障的早期发现和处理，提高了机组安全运行的可靠性。
7 结 论：
(1)改造后的2号机组MEH系统目前已稳定运行了1年，1号机组MEH系统也已稳定运行近三年。MEH系统直接与CCS连接，作为CCS的一个子系统
参与协调控制，并且在系统中直接参与给水流量的控制，大大减少了给水调节阀的节流差压损失，提高了经济效益。
(2)MEH改造达到了预期效果，使机组运行的可靠性、经济性都得到了显著提高。目前，该给水泵汽轮机控制系统运行可靠，汽包水位控制平稳，并通过了上安电厂的验收。
(3)华能上安电厂一期工程2x350 MW机组MEH系统的成功改造为国内相同或类似机组给水泵汽轮机改造工程奠定了技术基础。