一、前 言 大港发电厂#3、#4机为意大利ANSALDO制造厂生产的亚临界、中间再热、单轴、双缸、双排汽、凝汽式的328.5MW机组。原汽机调速控制系统包括功频电液调节系统(EHC)、汽机自启停系统(DACS)，汽机保护跳闸系统与EHC系统一体化设计。
二、机组改造前的控制系统设备状况 #3机组EHC（汽机电液调节）系统，是由意大利ESAContral公司设计制造的。应用于TOSI，安莎尔多公司328MW机组的汽机转速、负荷控制及汽机保护系统。该系统于1990年投入，已连续运行8年多，EHC系统为一套纯模拟控制系统，对外界干扰比较敏感，抗干扰能力较差，极易导致误动或系统波动。系统调节部分、控制部分使用运算放大器及分立元件，不利于参数的调整；长期运行因元件老化出现偏差，对机组安全运行极为不利。此系统为非冗余性系统，一旦系统中主要插件出问题，只能停机处理。且非数字化系统与DCS控制系统不能连接，对投入协调造成困难。大港#3、#4机组采用原制造厂配套的模拟电液调节系统（EHC），此种控制方式已远远不能满足大型机组自动控制的需要。同时原汽机的保护与控制是同一设备，这种设计思想也不符合国家标准"关于大型火电机组的控制与保护应单独设置"的要求，因此，有必要对原系统的控制和保护进行必要的改造。
三、机组改造后的控制设备配置特点 大港电厂#3、#4机组汽机控制系统改造后，采用由新华控制工程有限公司提供的DEH-IIIA型控制系统，采用100M网络的通讯速率，Y型的以太网络结构，支持TCP/IP的协议。所有的DPU（数据处理单元）和MMI（人机接口）站都挂在互为冗余的两条网络上，任一接点的故障都不会影响整个网络的正常工作，每一DPU与I/O站的通讯采用另一层网络结构，10M通讯速率的以太网方式。控制系统中阀门控制部分采用一对一方式，使得故障分散，另在控制方式上有全周进汽控制和部分进汽控制的方式可以选择，以利于机组的经济运行。
大港电厂#3、#4机组汽机保护系统ETS采用由上海新华控制工程有限公司配套的可编程控制器PLC（SIEMEN STEP7-300），冗余配置，在工程师站上可方便地监控保护信号状态，组态方便灵活。
四、改造后汽轮机DEH/ETS系统具有的功能4.1 DEH系统4.1.1满足现有电液调节系统的所有功能：
· 汽轮机预热逻辑
· 转速控制逻辑及加速度控制
· 全周/部分进汽切换逻辑
· 负荷控制
· 负荷限制
· 初压限制
· 低真空保护及真空保护旁路逻辑
· 功率负荷不平衡及甩负荷逻辑
· 阀门测试
· 汽轮机跳闸逻辑
· 汽轮机远程复位
· 机械超速试验逻辑
· 跳闸电磁阀试验逻辑
· 超速保护逻辑（OPC）及试验逻辑（103％n0，关高、中压调门；110％n0，关所有阀门，停机）
· 指令返航（RUNBACK）
· 汽轮机热态启动（中压缸启动）
· 汽轮机辅助阀门的控制逻辑
· 阀位等参数的指示
· 推力轴承磨损监测开关试验装置及指示
4.1.2 DEH系统新增及特有功能。
· 手动/自动升速/经验曲线启动。
· 摩擦检查。
· 在DEH控制下进行电超速保护试验、机械超速保护试验、保护在线试验。
· 自动同期(提供与同期装置的接口)。
· 可根据需要决定机组是否参与一次调频（可调）。
· 能够与CCS系统配合实现机炉协调，接收AGC控制指令。
· 故障诊断报警。
· 和其它系统的接口，如DCS、TSI和AGC。
· 停机状态下可进行仿真试验。
· 可进行严密性试验。
· 可以在工程师站进行参数修改、组态。
· 实现阀门管理和在线试验，能进行在线切换，实现节流调节和喷咀调节。
· 汽轮机热应力计算，指导操作员进行汽轮机的预热和启动
· 汽轮机寿命计算
· 汽轮机振动、胀差等监视信号的采集和显示。
4.2 ETS系统 发生下列表征危及机组安全的停机条件时，立即停止汽轮发电机组的运行。
· 凝汽器真空低、汽机转速高、调节用转速信号丢失、润滑油压低、主油泵出口压力低（与转速关联）、轴承回油温度高、锅炉MFT、发电机主保护动作、差胀大、轴向位移大、推力轴承磨损（机侧）、推力轴承磨损（电侧）、排汽缸温度高、机组并网后联合主汽门全部关闭、轴相对振动大、发电机断水、EH油压低、DEH失电故障、手动停机等。
· 所有跳闸逻辑参照原EHC系统的原则进行设计，包括全部的原EHC系统中跳闸信号。
· 监视功能：当进入ETS的参量越限时，发出予告信号至光字牌或联动相关设备或其它系统，完成故障的予处理作用。每一主要信号具备3路干接点输出，分别送于DCS、SOE和光字报警系统。
五、改造后汽轮机DEH/ETS系统的技术指标 · 转速控制范围：盘车转速～3500转/分，精度±1转/分；
· 负荷控制范围：0～115％，精度0.5%，在蒸汽参数稳定的条件下功率控制精度±1MW。
· 转速不等率： 3～6％；
· 高调门油动机关闭时间：< 0.2秒；
· 升速率控制精度： ±1 r/min;
· 甩额定负荷时转速超调量：< 7％额定转速；
· ETS回路控制周期设计小于10ms.
· 调节转速的迟缓率 < 0.06%.
· 一次调频死区 ≯ ±2 r/min
· 系统平均无故障时间：整套装置MTBF>10000小时；
· 系统可用率：99.9%.
六、机组改造及调试过程 2004年1月1日，大港电厂#3机组小修开始，整个小修的进展如下：
拆除原EHC和DACS的机柜，安装由新华提供的DEH系统和ETS系统的机柜，进行系统信号的连接和测试；
1月10日开始系统开始通电调试，测试所有的电源系统正常后，所有DPU和卡件开始上电，检查设备工作正常；
1月15日~16日进行系统的电液联调试验，阀门的伺服阀是采用进口的MOOG公司的射流管式伺服阀，每一个伺服阀的两组线圈的并联电阻为130欧姆左右，控制电流为±20mA，所以在DEH系统中的阀门控制卡上的限幅二极管修改为5V，做阀门迟缓率曲线合格，详细曲线如图一、图二；
阀门调试完成后，进行DEH系统所有的功能试验，验收试验合格。
该机组试验时的特点为阀门试验时主汽门、中调门、再热主汽门试验，阀门关至10%开度时同时动作阀门上的110VAC快关电磁阀，以使阀门快速关闭；并且在机组挂闸后所有阀门处于关闭状态，故在DEH组态中设定挂闸后再热主汽门的试验电磁阀带电，设定阀限后再热主汽门才开启（试验电磁阀失电），在选择启动方式后（现在只允许主汽门控制方式，待以后高调门改造成油动机一对一后，热态可以采用调门控制方式），所有调门缓慢开启，由主汽门进行汽机转速的控制和调节；机组并网后，在主汽门的开度在9.6%-14.5%的范围内可由运行人员进行控制方式的切换（即切换至调门控制方式），在主汽门开度达到14.5%后系统自动进行切换，切换过程中可按保持按钮进行切换保持。另进行严密性试验分两种情况，在启动之前，汽机挂闸后进行和机组3000r/min时进行，并且试验时只针对高压主汽门和高压调门进行。
图1 阀门迟缓率曲线（一） 
图2 阀门迟缓率曲线(三)
七、机组改造后的控制设备运行情况
1） 大港发电厂#3机组DEH/ETS系统改造后，整套DEH系统包括微机处理单元、过程输入输出通道、数据通讯系统、人-机接口、高压抗燃油液压伺服系统运行情况正常，能够很好的进行汽轮机的转速控制和负荷控制。
八、机组改造后的结论 改造完成后的验收试验结果表明，新华公司的DEH控制系统在功能上完全达到了要求。同时，现场运行及热工人员在实际操作后表示，相比原控制系统具有更可靠、易操作、易维护等特点。采用的DEH一IIIA装置硬件设计合理，布置紧凑，软件组态方便、灵话，各种技术指标达到并优于《火力发电厂分散控制系统技术规范》；DEH-IIIA系统采用标准硬、软件平台，符合世界DCS发展潮流；通过改造，汽轮机调节系统具有了阀门管埋和自动升速功能，克服了凸轮配汽机构固有的配汽特性差的毛病，提高了机组经济性。
此次改造设计上还存在有一定的欠缺，比如未能充分发挥DEH-IIIA型的SOE功能，汽机的ETS跳闸因素未接入DEH，无法保留跳闸的数据，对跳闸分析带来不便。
目前，#3机组运行超过150天，#4机组正在调试启动。
此次国内第一台意大利生产的328.5MW机组改造的顺利完成，也标志着新华控制工程有限公司在改造国外大型机组上又达到了一个新的台阶，对于今后其他电厂改造大型国外机组有很好的参考价值和指导意义。