1、ICS 27.040 K59 NB 中华人民共和国 能源行业 行业标准 NB/T 10299 2019 螺杆膨胀机（组）调速控制系统技术规范 Governing system specifications of screw expander（ unit） 2019 - 11 - 04发布 2020 - 05 - 01实施 国家能源局 发布 NB/T 10299 2019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术 语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 控制系统的结构和性能要求 . 3 6 调速控制系统应用功能 . 5 7 验收和技术资料 . 6 NB/T
2、 10299 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由全国螺杆膨胀机标准化技术委员会（ SAC/TC512）归口。 本标准负责起草单位：深圳能源 集团 股份有限公司。 本标准参加起草单位：江西华电电力有限责任公司 、 江西华电螺杆发电技术有限公司 本标准主要起草人：苏坚 胡达 赖华欣 、孙艳超 本标准为首次 制定 。 NB/T 10299 2019 1 螺杆膨胀 机 (组 ) 调速控制系统技术规范 1 范围 本标准规定了螺杆膨胀机（组）调速控制系统的结构、性能指标、应用功能、试验和验收等技术要 求。 本标准适用于工
3、质为汽水两相、饱和蒸汽或过热蒸汽的螺杆膨胀机（组），非水为工质（如低沸点 工质）的 有机郎肯 循环螺杆膨胀机（组）也可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 4208-2017 外壳防护等级（ IP代码） GB/T 17626.3 电磁兼容 测量和试验技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.11 电磁兼容 测量和试验技术 电压暂降、电压中断、电压变化的抗扰度试验 GB/T 30554-2014 螺杆膨胀机 术语 3 术
4、语和定义 GB/T 30554-2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 调速控制系统相关术语和定义 3.1.1 调速控制系统 governing system 将控制信号按特定方式转换成进汽阀门位置的设备总和。包括测速元件、控制系统、阀门执行机构 等。 3.1.2 控制系统 control system 控制系统是调速控制系统的重要组成部分。控制系统接受机组的运行参数，经过逻辑运算输出信 号驱动阀门执行机构实现控制功能。 3.1.3 控制周期 control circle 控制周期是控制系统从数据采集到控制运算再到输出信号循环一次的执行时间。 3.1.4 主控制器 contro
5、l unit 主控制器 是控制系统的控制中枢。它按照 机组设定 的组态程序，完成逻辑和算术运算功能， 通过 I/O模 件实现控制功能 。同时检查电源、存储器、 I/O模件的状态。 NB/T 10299 2019 2 3.1.5 可用率 availability 系统正确执行功能的时间和计划执行该功能的总时间之比，用百分比表示。可用率表明在外部资源 保证的前提下，系统可执行规定功能状态的能力。 3.2 其它专业术语和定义 3.2.1 阀位控制 valve position control 以调节阀开度作为被调量，手动 设定 调节阀开度，简称阀控方式。 3.2.2 速度控制 speed contr
6、ol 机组启动控制和升降转速控制。 3.2.3 负荷控制 load control 以发电机功率为被调量，按设定的变化率，自动控制发电机输出功率等于给定值。 3.2.4 压力控制 pressure control 以进汽压力（主汽阀前压力）为被调量，按设定的 目标值和 变化率 调整 蒸汽压力。 3.2.5 同期控制 synchron control 在调速控制系统的支持下，实现发电机自动同期并网的控制系统。 4 总则 4.1 调速控制系统选配原则 4.1.1 为满足螺杆膨胀机组实现启动、速度控制、负荷控制的要求，提高机组运行的可靠性、经济 性、可控性和负荷调整的适应性，调速控制系统应采用技术成
7、熟、可靠的控制系统。 4.1.2 调速控制系统的 功能、性能和整体方案，应与螺杆膨胀机组的主体结构相适应。并根据机组的 容量、类型 、 结构特点和实际应用需求，确定调速 控制系统的功能和性能指标。 4.1.3 在实现相同功能的条件下，调速控制系统应选用可靠性高、结构简单、易于维护的系统。调速 控制系统的设计、控制逻辑的组态和调试，应为熟悉螺杆膨胀机组的专业单位。 4.2 调速控制系统的基本要求 4.2.1 测量仪 表 4.2.1.1 测速探头 可 选用磁电式测速探头，根据螺杆膨胀机组类型合理选择测速探头的数量 。 4.2.1.2 测量 仪 表 量程和精度应满足机组不同工况下的要求。 测量仪表
8、与控制系统 间 应设置必要的接 线盒（箱） 。 配置必要的就地 显示 仪表 。 4.2.1.3 所有 仪表均应校验合格，并在有效检验期内使用 。 4.2.2 控制系统 NB/T 10299 2019 3 4.2.2.1 控制系统的重要组成部分 ， 如电源 、 主控制器 、通讯 网络是否采用 冗余配置应由供需双方商 定。 4.2.2.2 参与控制和保护的关键工艺参数 应按 冗余 变送器及输入通道 配置 ，输入应配置在不同的输入 模件中； 重要工艺参数应尽可能冗余配置 。 4.2.2.3 控 制系 统出现硬 件或软件故障时， 应 不会 丧失 保护功能， 并能 保证机组 实现安全停机。 4.2.2.
9、4 安装 于室内 控制系统的 射频电磁场辐射抗扰度试验 ， 满足 GB/T 17626 .3一般试验等级 2级 要求、数字无线电话试验等级 2级要求。 4.2.2.5 安装于工业现场的 控制系统的 射频电磁场辐射抗扰度试验， 满足 GB/T 17626 .3一般 试验等级 3 级 要求 、 数字无线电话试验等级 3级要求 。 4.2.2.6 安装于室内 和 工业现场 的 控制系统的 电压暂降和 电压变化抗扰度试验 ，满足 GB/T 17626 .11的 2类要求。 4.2.3 阀门执行机构 4.2.3.1 阀门执行机构可根据机组的结构特点和实际 应用条件 来确定，驱动 方 式可选用电动、气动或
10、 液 动方 式。 4.2.3.2 阀门执行机构应具有响应速度快、线性好、定位精度高的特点，满足机组运行要求。 4.2.3.4 开关型执行机构应只有全开、全关两个位置，调节型执行机构 在行程范围内 可控制在任意位置。 5 控制系统的结构和性能要求 5.1 系统结构 控制系统应由工作站、通讯网络、 主 控制器 、 I/O模件等构成。 5.2 机柜 5.2.1 机 柜的外壳防护等级，室内应满足 GB/T4208-2017IP52要求 ,室外 应 满足 IP56要求，电子设备 间 应 满足 IP42要求 。机柜应尽可能远离高压柜、动力设备和高频设备。 5.2.2 机柜内的弱电端子排物理上应与控制、电源
11、供电回路的端子排分开。所有继电器、备用开关和 设备的备用接点应引致端子排上。机柜内各设备标志明晰、布置合理，方便接线、汇线和布线以及其 它操作。 5.2.3 机柜内端子排、电缆夹头、电缆走线及接线槽均应采用阻燃型材料。 5.2.4 机柜内电源电缆、输入 /输出电缆、动力电缆和接地线必须合理布线，以减 少外部环境信号对 电缆的干扰以及各种电缆之间的 相互 干扰。 5.2.5 机柜应有独立的安全地、屏蔽地及相应接地铜排。调速控制系统可采用中心接地汇流排的方 式，实现系统的单点接地。电缆屏蔽层应在机柜单点接地。 NB/T 10299 2019 4 5.3 人机接口 5.3.1 操作员站是操作人员对被
12、控对象进行控制操作的工具和手段 ， 应能实时监测机组 及其辅助 系统 和设备的运行状态 ，并 具有如下基本功能 ： a）控制操作功能 b）显示功能 c）报警功能 d）打印存储功能 5.3.2 操作员站应采用 先进 成熟的计算机工作站或工业控制计算机，操作系统宜采用开放、标准的操 作系统， 应至少 配置 以下设备： a） 显示器 b）处理器 c）键盘和鼠标 5.3.3 操作员站的 按键、键盘或鼠标等手段发出的操作指令应在不大于 1s的时间内被执行，操作指 令从发出到执行确认的响应时间应不大于 2s，画面显示的实时数据的刷新周期不大于 1s。 5.3.4 工程师站应具有控制算法应用软件的组态、编译
13、、下载、调试，以及控制参数的设置、调整等 基本功能。 5.3.5 工程师站如与操作员站采用相同硬件类型时，可与操作员站兼容使用 。工程师站应设置软件保 护密码，设置权限管理。 5.4 主控制器 5.4.1 冗余配置的 主控制器 应双向勿扰切换。控制和保护功能不应因冗余切换而丢失或延迟。 5.4.2 主控制器 因电源故障重新 受电后，应能自动恢复正常工作而无需人为干预。 5.4.3 主控制器 应具备完善的诊断功能，提供诊断信息和故障码。 5.4.4 主控制器 采用的存储器 RAM应保证在无电源的状态下 ,至少三个月组态数据不会丢失。 5.4.5 主控制器 应能在线修改应用软件中的可调整参数，如
14、PID参数、延时和脉冲宽度时间、仪表量 程等。 5.4.6 主控制器的处理能力 应满足控制周期不大于 250ms。 5.4.7 主控制器在最大负荷运行时，负荷率不应超过 60%， 平均负荷率不超过 40%。 5.4.8 主控制器的通信负荷率不应超过 20% 5.5 电源 5.5.1 冗余配置的电源装置 应能接受两路交流 220V、 50Hz单相电源，其中一路来 自不停电电源 （ UPS）。两路电源 在电源装置内 应能互为备用 并能自动无扰切换 。 5.5.2 电源 装置 应为控制系统提供直流电源， 并具有 30% 40%的裕量， 满足设备负载 的 要求。两套 直流电源应分别由两路交流电源提供。
15、 5.5.3 电源装置应为 调速 控制系统相关的仪表和设备提供交流或直流供电 。 NB/T 10299 2019 5 5.5.4 电 源装置应为机柜内 I/O模件、主控制器、通信模件提供电源，任一通道电源故障不应影响其 他通道正常工作。 5.6 输入 /输出（ I/O）模件 5.6.1 I/O模件包括模拟量、开关量以及热电偶、热电阻、转速、振动 等类型的模件 。 5.6.2 I/O模件应能完成数据扫描、整定、线性化、热电偶冷 端补偿、质量判断、工程单位转化等功 能。 5.6.3 I/O模件应具有电源状态、 I/O通道状态、模拟量信号开路和短路、输入信号超限等诊断信 息 ，并 能通过 LED指示
16、显示。 5.6.4 I/O模件 输入通道、输出通道及其工作电源，均应互相隔离。 输入信号与内部电路均应采取光 电隔离或其它隔离。开关量输出信号采用电隔离输出。 5.6.5 I/O模件的供电回路应配置适当的熔断器，熔断器的更换无需拆拔其它组件。 5.6.6 I/O模件 在误加 250V直流电压或交流峰 -峰电压时，应不损坏电源和整个系统。 5.6.7 每种 I/O点裕量不少于 10%， I/O模件槽裕量不少于 10%。 6 调速控制系统 应用功能 调速控制系统 完成 机组从静止开始 升速直至 机组带满负荷 全过程的监控保护功能 。 6.1 控制方式 6.1.1 自动控制 自动控制根据机组的运行参
17、数按设定的启动曲线，机组启动、升速、带负荷全过程。在自动控制 方式下也可进行人为干预。 6.1.2 操作员自动控制 6.1.2.1 操作员自动控制是机组的基本控制方式，操作员根据机组状态设定目标转速、目标负荷，完 成机组转速和负荷闭环控制 。 6.1.2.2 操作员自动控制也可纳入自动控制方式，作为自动控制方式下的人为干预手段。 6.1.3 手动控制 手动控制即操作员手动操作控制机组的调节阀开度，实现负荷开环控制，又称阀位控制。 6.2 控制功能 6.2.1 转 速控制 NB/T 10299 2019 6 包括启动控制、升速控制和定速控制。转速应能在额定转速上、下 3%范围以内进行调整且满足自
18、 动同期装置的要求（驱动发电机组）；转速应能在满足需方要求的商定范围以内进行调整（驱动非发电 机组）。 6.2.2 负荷控制 包括升、降负荷控制和稳定负荷控制。当发电机孤立运行时，从空负荷到满负荷之间（包括两者） 所有负荷下的转速稳定；当发电机并网或与其它发电机并列运行时，负荷能稳定输入电网。 6.2.3 压力控制 6.2.3.1 定压控制：改变调节阀的开度来升、降负荷，保持新蒸汽压力恒定。 6.2.3.2 滑压控制：保持调节阀的开度不变或基本不变，负荷随新蒸汽压力变化而变化 。 6.2.4 同期控制（驱动发电机组） 接受同期装置的同期信号，实现机组同期并网。 6.3 保护功能 6.3.1 当
19、调速控制系统故障、转速信号故障、调速控制系统电源失去 或机组安全监视装置发出信号 时 ，应产生调速控制系统跳机保护信号。 6.3.2 任何控制方式下，机组保护功能不应退出，不应设置保护“投切”按钮。 6.4 试验功能 6.4.1 在不妨碍机组运行的情况下， 主汽阀、调节阀 局部进行活动试验，检查阀门能否自由活动。 6.4.2 供方应规定阀门活动试验的限制条件、试验周期和方法。 6.5 接口功能 6.5.1 同期接口（驱动发电机）。 6.5.2 数据通信接口。 6.5.3 安全监视装置接口。 6.5.4 远程 诊断 接口 ，可 由供需双方商 定。 7 验收和技术资料 7.1 验收 7.1.1 供
20、方负责调速控制系统的安装、试验和调试，需方可在合同中规定要求参加“观察”和“见 证”试验过程，调速控制系统的试验结果和数据需经供需双方共同认可。 NB/T 10299 2019 7 7.1.2 验收应在调速控制系统随机组稳定运行一段时间后进行，具体时间由供需双方商定。 7.1.3 系统功能和性能的考核应在保质期内进行，质保期应从验收完成开始，为期 12个月。 7.1.4 可用率的统计在调速控制系统投入正常使用后进行，计时开始时间可由供需双方商定。统计范 围只限系统本身，不包括接入系统的变送器和执行器等现场设备。 7.2 技术资料一般应包括以下内容： a) 调速控制系统 硬件手册； b) 调速控制 系统设备清单和备品备件设备清单； c) 调速控制 系统的控制组态手册； d) 调速控制 系统组态生成软件； e) 调速控制 系统控制逻辑图、系统接线图和 I/O清单； f) 调速控制系统说明书、操作手册、维护手册。 其中， c）、 d）、 e）、 f）部分的资料可由供需双方商定。建议需方接受供方专业人员的指导维护。 _
