第四章 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制

1、機(jī)組協(xié)調(diào)控制機(jī)組協(xié)調(diào)控制 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 發(fā)電機(jī)組控制發(fā)電機(jī)組控制 電能質(zhì)量：電壓、頻率、波形和供電的可靠性電能質(zhì)量：電壓、頻率、波形和供電的可靠性 電壓與無(wú)功功率電壓與無(wú)功功率:當(dāng)系統(tǒng)提供的無(wú)功功率小于無(wú) 功功率負(fù)荷時(shí)，電壓下降。 頻率與有功功率頻率與有功功率: 當(dāng)系統(tǒng)提供的有功功率小于 負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)頻率下降。 有功功率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié) 有功功率有功功率: 通過(guò)調(diào)汽機(jī)的進(jìn)汽量（改變發(fā)電機(jī)功 率角）調(diào)節(jié)有功功率。 無(wú)功功率無(wú)功功率: 通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流達(dá)到無(wú)功功率的平 衡。 一一 、單元機(jī)組控制問(wèn)題、單元機(jī)組控制問(wèn)題 單元機(jī)組的輸出電功率（有功功率）（有功功率）與

2、電 網(wǎng)負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組與外部電 網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系，而主蒸汽壓 力反映了單元機(jī)組內(nèi)的鍋爐與汽輪機(jī)、發(fā) 電機(jī)之間能量供求的平衡關(guān)系。 機(jī)組的輸出電功率PE和主蒸汽壓力pT是單 元機(jī)組控制的兩個(gè)主要參數(shù)。 二、二、 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)基本組成單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)基本組成 協(xié) 調(diào) 控 制 級(jí) 基 礎(chǔ) 控 制 級(jí) 機(jī)爐主控回路 給 水 空 氣 燃 料 鍋爐汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī) 鍋爐控制系統(tǒng)汽輪機(jī)控制系統(tǒng) 主蒸汽壓力給定值po 負(fù)荷指令處理回路 ADS指令值班員指令 外部負(fù)荷指令 電網(wǎng)頻率 主蒸汽壓力pT 實(shí)際負(fù)荷指令P0 機(jī)組輸出電功率PE 圖131 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成 單 元 機(jī)

3、 組 負(fù)荷控制系統(tǒng) 子控制系統(tǒng) 進(jìn) 汽 量 鍋爐指令BD 汽輪機(jī)指令TD 三、機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性三、機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性 + + B T + + GNT(s) GPT(s) GNB(s) GPB(s) PE pT 汽輪機(jī)控制系統(tǒng) 鍋爐控制系統(tǒng) TD BD 圖132 負(fù)荷被控對(duì)象方框圖 GNT(s)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度T對(duì)機(jī)組輸出電功率PE的傳遞函數(shù) GPT(s) 汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度T對(duì) 主蒸汽壓力pT 的傳遞函數(shù) GNB(s) 燃燒率B對(duì)機(jī)組輸出電功率PE的傳遞函數(shù) GPB(s) 燃燒率B對(duì)主蒸汽壓力pT的 傳遞函數(shù) 單元機(jī)組 1. 單元機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性單元機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性 圖13

4、3 單元機(jī)組被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性 T T B t t t pT t PE （a） B t T t B t pT pT t PE （b） 機(jī)前壓力維持不變條件下，測(cè)的利用燃料調(diào)負(fù)荷 2. 負(fù)荷控制系統(tǒng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性負(fù)荷控制系統(tǒng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性 對(duì)于鍋爐側(cè)，由于各控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程 相對(duì)于鍋爐特性的遲延和慣性可忽略不計(jì)， 因此可假設(shè)它們配合協(xié)調(diào)，能及時(shí)跟隨鍋 爐指令BD，接近理想隨動(dòng)系統(tǒng)特性，故有 B=BD。 對(duì)于汽輪機(jī)側(cè)，如果汽輪機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán) 時(shí)，則汽輪機(jī)指令TD就是調(diào)門(mén)開(kāi)度T，T TD。這樣，負(fù)荷控制系統(tǒng)的廣義被控對(duì) 象的動(dòng)態(tài)特性與單元機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性相同。 第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷指令處理回路負(fù)荷指

5、令處理回路 負(fù)荷指令處理回路的主要作用是：對(duì)外部 負(fù)荷要求指令進(jìn)行選擇并根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情 況進(jìn)行處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)適合于機(jī)、 爐運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)際負(fù)荷指令P0。同時(shí)根據(jù) 機(jī)組的運(yùn)行方式，產(chǎn)生主蒸汽壓力給定值po。 一、正常工況下負(fù)荷指令處理一、正常工況下負(fù)荷指令處理 在機(jī)組的設(shè)備及主要參數(shù)都正常的情況 下，機(jī)組通常接受的三個(gè)外部負(fù)荷指令為： 電網(wǎng)調(diào)度所的負(fù)荷分配指令A(yù)DS、值班員 手動(dòng)指令（就地負(fù)荷指令）和電網(wǎng)調(diào)頻所 需負(fù)荷指令。 正常工況下，負(fù)荷指令一般受到以下限制： 負(fù)荷指令變化速率限制負(fù)荷指令變化速率限制 運(yùn)行人員所設(shè)定的最大、最小負(fù)荷限制運(yùn)行人員所設(shè)定的最大、最小負(fù)荷限制 圖136 正常工

6、況下負(fù)荷指令處理原則性方案 輸 出 Y Ps 0% 速率限制 回路 中調(diào)指令 電網(wǎng)頻率 就地指令 f 變化率限制值 f0頻率給定值 ADS a f 最小負(fù)荷Pmin 最大負(fù)荷Pmax f(x) A f A A P0實(shí)際負(fù)荷指令 A 變化率限制值 MW/min 1 k N 0 輸 出 輸 入1 速率限制回路原理圖 （a） （b） T3 T T4 輸出等于輸 入1 輸 入 Y T2 為了安全和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，幅度在3負(fù)荷 死區(qū)0.033HZ(2r/min) 一種比例控制 二、異常工況下的負(fù)荷指令處理二、異常工況下的負(fù)荷指令處理 當(dāng)機(jī)組的主機(jī)、主要輔機(jī)或設(shè)備發(fā)生故障，影響當(dāng)機(jī)組的主機(jī)、主要輔機(jī)或設(shè)備發(fā)生故

7、障，影響 到機(jī)組的帶負(fù)荷能力或危及機(jī)組的安全運(yùn)行時(shí)，就到機(jī)組的帶負(fù)荷能力或危及機(jī)組的安全運(yùn)行時(shí)，就 要對(duì)機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令進(jìn)行必要的處理，以防止要對(duì)機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令進(jìn)行必要的處理，以防止 局部故障擴(kuò)大到機(jī)組其他處，以保證機(jī)組能夠繼續(xù)局部故障擴(kuò)大到機(jī)組其他處，以保證機(jī)組能夠繼續(xù) 安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。 機(jī)組主機(jī)、主要輔機(jī)或設(shè)備的故障原因有兩類(lèi)機(jī)組主機(jī)、主要輔機(jī)或設(shè)備的故障原因有兩類(lèi)： 第一類(lèi)為跳閘或切除，如某臺(tái)風(fēng)機(jī)跳閘等，這類(lèi)故第一類(lèi)為跳閘或切除，如某臺(tái)風(fēng)機(jī)跳閘等，這類(lèi)故 障的來(lái)源是明確的，可根據(jù)切投狀況加以確定。障的來(lái)源是明確的，可根據(jù)切投狀況加以確定。 第二類(lèi)為工作異常，其故

8、障來(lái)源是不明確的，無(wú)第二類(lèi)為工作異常，其故障來(lái)源是不明確的，無(wú) 法直接確定，只能通過(guò)測(cè)量有關(guān)運(yùn)行參數(shù)的偏差間法直接確定，只能通過(guò)測(cè)量有關(guān)運(yùn)行參數(shù)的偏差間 接確定。接確定。 對(duì)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令的處理方法有四種：負(fù)荷對(duì)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令的處理方法有四種：負(fù)荷 返回（返回（Run Back ，RB）；快速負(fù)荷切斷）；快速負(fù)荷切斷 (Fast Cut Back，F(xiàn)CB，快速甩負(fù)荷，快速甩負(fù)荷)；負(fù)荷；負(fù)荷 閉鎖增閉鎖增/減減(Block Increase/ Block Decrease， BI/BD) 和負(fù)荷迫升和負(fù)荷迫升/迫降迫降 (Run Up/ Run Down，RU/RD)。 其中，負(fù)荷返回其中

9、，負(fù)荷返回RB和快速負(fù)荷切斷和快速負(fù)荷切斷FCB是是 處理第一類(lèi)故障的，負(fù)荷閉鎖增減處理第一類(lèi)故障的，負(fù)荷閉鎖增減BI/BD和和 負(fù)荷迫升迫降負(fù)荷迫升迫降RU/RD是處理第二類(lèi)故障。是處理第二類(lèi)故障。 1負(fù)荷返回RB 又稱(chēng)輔機(jī)故障減負(fù)荷或甩負(fù)荷，其主要作又稱(chēng)輔機(jī)故障減負(fù)荷或甩負(fù)荷，其主要作 用是：根據(jù)主要輔機(jī)的切投狀況，計(jì)算出用是：根據(jù)主要輔機(jī)的切投狀況，計(jì)算出 機(jī)組的最大可能出力值。若實(shí)際負(fù)荷指令機(jī)組的最大可能出力值。若實(shí)際負(fù)荷指令 大于最大可能出力值，則發(fā)生負(fù)荷返回，大于最大可能出力值，則發(fā)生負(fù)荷返回， 將實(shí)際負(fù)荷指令降至最大可能出力值，同將實(shí)際負(fù)荷指令降至最大可能出力值，同 時(shí)規(guī)定機(jī)組的

10、負(fù)荷返回速率。時(shí)規(guī)定機(jī)組的負(fù)荷返回速率。 因此，負(fù)荷返回回路具有兩個(gè)主要功能：因此，負(fù)荷返回回路具有兩個(gè)主要功能： 計(jì)算機(jī)組的最大可能出力值；規(guī)定機(jī)組的計(jì)算機(jī)組的最大可能出力值；規(guī)定機(jī)組的 負(fù)荷返回速率。負(fù)荷返回速率。 （1）最大可能出力值的計(jì)算最大可能出力值的計(jì)算 當(dāng)鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常時(shí)，機(jī)組的最當(dāng)鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常時(shí)，機(jī)組的最 大可能出力值與主要輔機(jī)的切投狀況直接有關(guān)，大可能出力值與主要輔機(jī)的切投狀況直接有關(guān)， 主要輔機(jī)跳閘或切除，最大可能出力值就會(huì)減小。主要輔機(jī)跳閘或切除，最大可能出力值就會(huì)減小。 因此機(jī)組的最大可能出力由投入運(yùn)行的主要輔機(jī)因此機(jī)組的最大可能出力由投入運(yùn)行

11、的主要輔機(jī) 的臺(tái)數(shù)確定。應(yīng)隨時(shí)計(jì)算最大可能出力值，并將的臺(tái)數(shù)確定。應(yīng)隨時(shí)計(jì)算最大可能出力值，并將 它作為機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令的上限。它作為機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令的上限。 機(jī)組的主要輔機(jī)設(shè)備有風(fēng)機(jī)（送、引風(fēng)機(jī)）、機(jī)組的主要輔機(jī)設(shè)備有風(fēng)機(jī)（送、引風(fēng)機(jī)）、 給水泵（電動(dòng)、汽動(dòng)給水泵）、鍋爐循環(huán)水泵，給水泵（電動(dòng)、汽動(dòng)給水泵）、鍋爐循環(huán)水泵， 空氣預(yù)熱器以及汽輪機(jī)或電氣側(cè)設(shè)備等。因此，空氣預(yù)熱器以及汽輪機(jī)或電氣側(cè)設(shè)備等。因此， 負(fù)荷返回負(fù)荷返回RB的主要類(lèi)型包括送風(fēng)機(jī)的主要類(lèi)型包括送風(fēng)機(jī)RB、引風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī) RB、一次風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)RB、給水泵、給水泵RB、磨煤機(jī)、磨煤機(jī)RB等。等。 0 T T f(x) A

12、送風(fēng)機(jī)A運(yùn)行 T T A 送風(fēng)機(jī)B運(yùn)行 f(x) 引風(fēng)機(jī)A運(yùn)行 引風(fēng)機(jī)B運(yùn)行 T T A f(x) 空氣預(yù)熱器A運(yùn)行 空氣預(yù)熱器B運(yùn)行 T T A f(x) 汽泵A轉(zhuǎn)數(shù)2kr/min 同時(shí)汽泵A出口門(mén)開(kāi) 汽泵B轉(zhuǎn)數(shù)2kr/min 同時(shí)汽泵B出口門(mén)開(kāi) TA 電泵運(yùn)行 RB 目標(biāo)值（MW） T T A f(x) 一次風(fēng)機(jī)A運(yùn)行 一次風(fēng)機(jī)B運(yùn)行 RB 返回速率（MW/min） 圖137 負(fù)荷返回回路 RB與其它系統(tǒng)關(guān)系與其它系統(tǒng)關(guān)系 CCS、FSSS、DEH和和SCS系統(tǒng)系統(tǒng) CCS系統(tǒng)是機(jī)組中心，是實(shí)現(xiàn)RB功能的關(guān)鍵部 分。RB的發(fā)生判斷、目標(biāo)負(fù)荷計(jì)算、RB結(jié)束等 由CCS完成，并協(xié)調(diào)機(jī)組的各系統(tǒng)

13、動(dòng)作。 對(duì)鍋爐側(cè)來(lái)說(shuō)，CCS首先要發(fā)信號(hào)至FSSS完 成切粉（投油），同時(shí)，鍋爐主控制器適當(dāng)調(diào)整 燃料量，維持適當(dāng)?shù)腻仩t燃燒率。 對(duì)汽輪機(jī)側(cè)來(lái)說(shuō)，機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)切換TF方 式，由汽輪機(jī)完成調(diào)壓功能，其他的子系統(tǒng)仍然 處于自動(dòng)方式，維持各參數(shù)，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn) 行。 FSSS系統(tǒng)根據(jù)各廠的系統(tǒng)不同，功能也不盡 相同，但均要接受CCS發(fā)出的RB信號(hào)，完成切粉 降低燃燒率的功能。 對(duì)于某些特定狀態(tài)下，要求RB優(yōu)先級(jí)高一些， 無(wú)論機(jī)組是否處于協(xié)調(diào)方式均要發(fā)生，所以一些 RB邏輯直接在FSSS中設(shè)計(jì)，如強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的 爐水循環(huán)泵RB、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的一次風(fēng)機(jī) RB大多設(shè)計(jì)在FSSS內(nèi)。此外，根據(jù)每

14、臺(tái)鍋爐的 最低穩(wěn)燃負(fù)荷，不同的鍋爐降低燃燒率的方式不 同，對(duì)于最低穩(wěn)燃負(fù)荷較高的機(jī)組，F(xiàn)SSS應(yīng)設(shè)計(jì) 有投油的功能。 DEH系統(tǒng)在RB過(guò)程中也很重要，在RB 發(fā)生后，鍋爐維持固定的燃燒率，機(jī)組的 汽壓參數(shù)由汽輪機(jī)通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)汽門(mén)，減 少負(fù)荷完成。 其他系統(tǒng)如SCS系統(tǒng)在給水泵RB時(shí)，要 通過(guò)程序聯(lián)啟電動(dòng)給水泵和其他的相應(yīng)操 作。只有通過(guò)以上各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作， 才能使機(jī)組自動(dòng)、平穩(wěn)地降低負(fù)荷至目標(biāo) 值 。 當(dāng)發(fā)生負(fù)荷返回時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換機(jī)組的 運(yùn)行方式。若鍋爐輔機(jī)發(fā)生跳閘而產(chǎn)生負(fù) 荷返回，則機(jī)組將以汽輪機(jī)跟隨方式運(yùn)行， 這時(shí)因?yàn)榇藭r(shí)鍋爐擔(dān)負(fù)機(jī)組負(fù)荷能力受到 限制。同理，若汽輪機(jī)輔機(jī)發(fā)生跳閘而產(chǎn)

15、生負(fù)荷返回，則機(jī)組將以鍋爐跟隨方式運(yùn) 行。 （2）負(fù)荷返回速率的規(guī)定）負(fù)荷返回速率的規(guī)定 當(dāng)機(jī)組的主要輔機(jī)跳閘或切除時(shí)，最大 出力階躍下降，這對(duì)于機(jī)組來(lái)說(shuō)是一個(gè)較 大的沖擊，為保證負(fù)荷返回過(guò)程中機(jī)組能 安全、穩(wěn)定地繼續(xù)運(yùn)行，所以必須對(duì)最大 可能出力值的變化速率進(jìn)行限制。 2負(fù)荷快速切斷負(fù)荷快速切斷FCB 負(fù)荷快速切斷負(fù)荷快速切斷FCB（又稱(chēng)快速甩負(fù)荷）的（又稱(chēng)快速甩負(fù)荷）的 作用是當(dāng)機(jī)組突然與電網(wǎng)解列（送電負(fù)荷作用是當(dāng)機(jī)組突然與電網(wǎng)解列（送電負(fù)荷 跳閘），或發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)跳閘時(shí)，快速跳閘），或發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)跳閘時(shí)，快速 切斷負(fù)荷指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速甩負(fù)荷。切斷負(fù)荷指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速甩負(fù)荷。 主機(jī)

16、跳閘的負(fù)荷快速切斷通?？紤]兩種情況： 一種是送電負(fù)荷跳閘，機(jī)組仍維持廠用電運(yùn)行，一種是送電負(fù)荷跳閘，機(jī)組仍維持廠用電運(yùn)行， 即不停機(jī)不停爐；即不停機(jī)不停爐； 另一種是發(fā)電機(jī)跳閘、汽輪機(jī)跳閘，由旁路系統(tǒng)另一種是發(fā)電機(jī)跳閘、汽輪機(jī)跳閘，由旁路系統(tǒng) 維持鍋爐繼續(xù)運(yùn)行，即停機(jī)不停爐。負(fù)荷指令應(yīng)維持鍋爐繼續(xù)運(yùn)行，即停機(jī)不停爐。負(fù)荷指令應(yīng) 快速切到快速切到0（鍋爐仍維持最小負(fù)荷運(yùn)行）。（鍋爐仍維持最小負(fù)荷運(yùn)行）。 負(fù)荷快速切斷回路的功能與實(shí)現(xiàn)和負(fù)荷返回回 路相似，只不過(guò)減負(fù)荷的速率要大得多。 3負(fù)荷閉鎖增負(fù)荷閉鎖增/減減BI/BD 第二類(lèi)故障會(huì)造成諸如燃料量、風(fēng)量、給水流量等運(yùn) 行參數(shù)的偏差增大。 負(fù)荷閉

17、鎖增減指的是，當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，如果出 現(xiàn)下述任一種情況： （1）任一主要輔機(jī)已工作在極限狀態(tài)，比如送風(fēng)機(jī)等工）任一主要輔機(jī)已工作在極限狀態(tài)，比如送風(fēng)機(jī)等工 作在最大極限狀態(tài)；作在最大極限狀態(tài)； （2）燃料量、風(fēng)量、給水流量等任一運(yùn)行參數(shù)與其給定）燃料量、風(fēng)量、給水流量等任一運(yùn)行參數(shù)與其給定 值的偏差已超出規(guī)定限值。值的偏差已超出規(guī)定限值。 認(rèn)為設(shè)備工作異常，出現(xiàn)故障。該回路就對(duì)實(shí)際負(fù)荷 指令加以限制，即不讓機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令朝著超越工作極 限或擴(kuò)大偏差的方向進(jìn)一步變化，以防止事故的發(fā)生，直 至偏差回到規(guī)定限值內(nèi)才解除閉鎖，這就是所謂的負(fù)荷指 令閉鎖或負(fù)荷閉鎖。負(fù)荷指令閉鎖分閉鎖增BI（實(shí)際負(fù)

18、荷 指令上升方向被閉鎖）和閉鎖減BD（實(shí)際負(fù)荷指令下降 方向被閉鎖）。 引起機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令閉鎖的原因主要有： （1）閉鎖增BI 1） 負(fù)荷BI：機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令達(dá)到運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定的最 大負(fù)荷限制值，或機(jī)組輸出電功率小于機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令， 且二者偏差大于允許值； 2） 主蒸汽壓力BI：汽輪機(jī)負(fù)荷達(dá)到最大值，或在鍋爐跟隨 方式下，機(jī)前主蒸汽壓力小于給定值，且二者偏差大于允 許值； 3） 燃料BI：燃料指令達(dá)到高限（給煤機(jī)工作在最大極限狀 態(tài)），或燃料量小于燃料指令，且二者偏差大于允許值； 4） 給水泵BI：給水泵輸出指令達(dá)到高限，或給水量小于給 水指令，且二者偏差大于允許值； 5） 送風(fēng)機(jī)BI

19、：送風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限，或風(fēng)量小于風(fēng)量 指令，且二者偏差大于允許值； 6） 引風(fēng)機(jī)BI：引風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限，或爐膛壓力高于 給定值，且二者偏差大于允許值； 7） 一次風(fēng)機(jī)BI：一次風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限，或一次風(fēng)壓 小于給定值，且二者偏差大于允許值。 實(shí)際負(fù)荷指令為最大負(fù)荷限制值 BI 圖138 負(fù)荷閉鎖增 BI邏輯圖 輸出電功率小于實(shí)際負(fù)荷指令一定限值 汽機(jī)負(fù)荷達(dá)到最大 鍋爐跟隨方式 主蒸汽壓力小于給定值一定限值 燃料指令達(dá)到高限 燃料量小于燃料指令一定限值 給水泵輸出指令達(dá)到高限 給水量小于給水指令一定限值 送風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限 送風(fēng)量小于風(fēng)量指令一定限值 引風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限 爐

20、膛壓力高于給定值一定限值 一次風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限 一次風(fēng)壓小于給定值一定限值 1 1 1 1 1 1 1 1 & 4負(fù)荷迫升、迫降負(fù)荷迫升、迫降RU/ RD 對(duì)于第二類(lèi)故障，采取負(fù)荷閉鎖增/減BI/BD 措施是機(jī)組安全運(yùn)行的第一道防線。當(dāng)采 用BI/BD措施后，監(jiān)測(cè)的燃料量、空氣量、 給水流量等運(yùn)行參數(shù)中的任一參數(shù)依然偏 差增大，這樣需采取進(jìn)一步措施，使負(fù)荷 實(shí)際負(fù)荷指令減小增大，直到偏差回到 允許范圍內(nèi)。從而達(dá)到縮小故障危害的目 的。這就是實(shí)際負(fù)荷指令的迫升迫降RU/ RD，負(fù)荷迫升/迫降是機(jī)組安全運(yùn)行的第二 道防線。 通常，下列情況之一發(fā)生，則產(chǎn)生實(shí)際負(fù)荷指令迫降RD： 1）燃料RD：燃

21、料指令達(dá)到高限（給煤機(jī)工作在最大極限狀 態(tài)），同時(shí)燃料量小于燃料指令的偏差大于允許值； 2）給水RD：給水泵輸出指令達(dá)到高限（給水泵工作在最大 極限狀態(tài)），同時(shí)給水量小于給水指令的偏差大于允許 值； 3）送風(fēng)機(jī)RD：送風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限（送風(fēng)機(jī)工作在最 大極限狀態(tài)），同時(shí)風(fēng)量小于風(fēng)量指令，且二者偏差大 于允許值； 4）引風(fēng)機(jī)RD：引風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限（引風(fēng)機(jī)工作在最 大極限狀態(tài)），同時(shí)爐膛壓力高于給定值，且二者偏差 大于允許值； 5）一次風(fēng)機(jī)RD：一次風(fēng)機(jī)輸出指令達(dá)到高限（一次風(fēng)機(jī)工 作在最大極限狀態(tài)），同時(shí)一次風(fēng)壓小于給定值，且二 者偏差大于允許值。 調(diào)頻投入 Pmax Y ADS A

22、手動(dòng)設(shè)定 Pmin BD BI RU RB速率RD/RU速率熱應(yīng)力限制 手動(dòng)速率 f P0 RB目標(biāo)值 A A T T T RDT 速率限制 回路 T RB T RD或RU A T f(x) A 0% T 圖139 負(fù)荷指令處理回路原則性構(gòu)成功能框圖 Y N N A A 100% 0% A Y 單元機(jī)組連鎖（三個(gè)層次）單元機(jī)組連鎖（三個(gè)層次） （1）RB： 由CCS發(fā)出 CCS和FSSS協(xié)調(diào)動(dòng)作 （2）FCB:電氣或CCS發(fā)出 （3）機(jī)組跳閘全停 鍋 爐 主 燃 料 跳鍋 爐 主 燃 料 跳 （MFT） 汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng) （ETS） t發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘 鍋爐鍋爐

23、MFT條件條件汽輪機(jī)跳閘條件汽輪機(jī)跳閘條件發(fā)電機(jī)跳閘條件發(fā)電機(jī)跳閘條件 主斷路器跳閘主斷路器跳閘 電網(wǎng)故障電網(wǎng)故障 1 機(jī)組快速甩負(fù)機(jī)組快速甩負(fù) 荷（荷（FCB） 不成功不成功 成功成功 帶廠用電帶廠用電 N 停機(jī)停機(jī) 鍋爐低負(fù)荷鍋爐低負(fù)荷 發(fā)電機(jī)帶廠用電運(yùn)行發(fā)電機(jī)帶廠用電運(yùn)行 鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)爐主控回路機(jī)爐主控回路 機(jī)爐主控回路是由汽輪機(jī)主控制器機(jī)爐主控回路是由汽輪機(jī)主控制器(TM，Turbine Master) 和鍋爐主控制器（和鍋爐主控制器（BM，Boiler Master）兩部分組成。）兩部分組成。 機(jī)爐主控制器主要作用是：機(jī)爐主控制器主要作用是： （1）

24、根據(jù)機(jī)組運(yùn)行的條件和要求，選擇合適的負(fù)荷控制方）根據(jù)機(jī)組運(yùn)行的條件和要求，選擇合適的負(fù)荷控制方 式；式； （2）接受）接受P0、PE、pT和和p0信號(hào)，并按照選擇的負(fù)荷控制方信號(hào)，并按照選擇的負(fù)荷控制方 式將這些信號(hào)送到機(jī)、爐主控制器中，經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算給出式將這些信號(hào)送到機(jī)、爐主控制器中，經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算給出 鍋爐指令鍋爐指令BD和汽機(jī)指令和汽機(jī)指令TD，從而完成負(fù)荷控制任務(wù)。，從而完成負(fù)荷控制任務(wù)。 負(fù)荷控制方式：機(jī)爐分別控制方式和機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式。負(fù)荷控制方式：機(jī)爐分別控制方式和機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式。 一、機(jī)爐分別控制方式一、機(jī)爐分別控制方式 1、鍋爐跟隨方式、鍋爐跟隨方式 由汽輪機(jī)側(cè)調(diào)功率，鍋爐側(cè)

25、調(diào)汽壓。 P0改變時(shí)，汽輪機(jī)主控制器先發(fā)出改變調(diào)門(mén)開(kāi)度的TD， 改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，使機(jī)組PE迅速與P0趨于一致。調(diào)門(mén) 開(kāi)度改變后pT隨即變化，這時(shí)，鍋爐主控制器根據(jù)汽壓偏 差發(fā)出BD，改變鍋爐的燃燒率（及相應(yīng)的給水流量），使 pT恢復(fù)到給定值p0，最后穩(wěn)態(tài)時(shí)，PEP0，pTp0。 當(dāng)燃燒率擾動(dòng)（內(nèi)擾）時(shí)，汽壓變化而產(chǎn)生偏差，蒸汽 流量也變化。汽輪機(jī)側(cè)為了保持輸出電功率不變而要?jiǎng)幼?調(diào)門(mén)，其結(jié)果將進(jìn)一步加劇汽壓的變化，使偏差增大，造 成較大的汽壓波動(dòng)。 + + B T + GNT(s) GPT(s) GNB(s) GPB(s) PE pT 汽輪機(jī)控制系統(tǒng) 鍋爐控制系統(tǒng) TD BD 圖1310

26、鍋爐跟隨方式方框圖 GTM(s) GBM(s) P0 + + + p0 pT BDTD p0 PI PEP0 PI 圖139 鍋爐跟隨方式 鍋爐跟隨方式一般用于蓄熱能力相對(duì)較大的中， 小型汽包鍋爐機(jī)組。母管制運(yùn)行機(jī)組常采用這種 方式。 大型單元機(jī)組蓄熱能力相對(duì)較小，尤其是直流 鍋爐機(jī)組在負(fù)荷變化較劇烈的場(chǎng)合，正常情況下 一般不采用這種負(fù)荷控制方式。 鍋爐跟隨方式在大型單元機(jī)組負(fù)荷控制中只是 作為一種輔助運(yùn)行方式。一般當(dāng)鍋爐側(cè)正常，機(jī) 組輸出電功率因汽輪機(jī)側(cè)的原因而受到限制時(shí)， 如汽輪機(jī)側(cè)的主、輔機(jī)或控制系統(tǒng)故障，汽輪機(jī) 控制系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)，常采用鍋爐跟隨方式來(lái) 維持主蒸汽壓力穩(wěn)定。 2、汽輪

27、機(jī)跟隨方式 + + + + B T GNT(s) GPT(s) GNB(s) GPB(s) PE pT 汽輪機(jī)控制系統(tǒng) 鍋爐控制系統(tǒng) TD BD 圖1312 汽輪機(jī)跟隨方式方框圖 GTM(s) GBM(s) P0 + + p0 pT BDTD p0 PI PEP0 PI 圖1311 汽輪機(jī)跟隨方式 鍋爐調(diào)節(jié)機(jī)組的輸出電功率、汽輪機(jī)調(diào)節(jié) 汽壓。 當(dāng)P0改變時(shí)，鍋爐主控制器先發(fā)出改變鍋爐 的燃燒率的指令BD。pT改變后，汽輪機(jī)主控 制器發(fā)出改變調(diào)門(mén)開(kāi)度的指令TD，從而改變 進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流入量，使機(jī)組輸出電功率 PE改變，并與實(shí)際負(fù)荷指令P0趨于一致。最后 穩(wěn)態(tài)時(shí)，PEP0，pTp0。 當(dāng)燃燒率

28、擾動(dòng)時(shí)，汽壓變化而產(chǎn)生偏差， 蒸汽流量也變化，機(jī)組輸出電功率隨之變 化。汽輪機(jī)主控制器為了保持汽壓而要?jiǎng)?作調(diào)門(mén)，其結(jié)果將進(jìn)一步加劇蒸汽流量的 變化，使機(jī)組輸出電功率的變化加劇，偏 差增大。造成較大的輸出電功率波動(dòng)。 機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)速度慢，不利于帶變動(dòng)負(fù)荷 和參加電網(wǎng)調(diào)頻。這種負(fù)荷控制方式適用 于帶基本負(fù)荷的單元機(jī)組，在一些特殊場(chǎng) 合被使用，如： （1）新機(jī)組剛投入運(yùn)行，機(jī)組特性尚未完全 掌握的情況下； （2）鍋爐出力小于汽輪機(jī)出力，而且想讓機(jī) 組帶最大可能的負(fù)荷運(yùn)行時(shí)； （3）在鍋爐側(cè)發(fā)生主機(jī)、輔機(jī)及控制系統(tǒng)故 障，鍋爐控制系統(tǒng)投入手動(dòng)運(yùn)行時(shí)； （4）機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中采用滑壓升負(fù)荷，當(dāng)汽 壓達(dá)到

29、額定值后，進(jìn)行定壓升負(fù)荷。 鍋爐跟隨汽機(jī)跟隨 電功率汽壓電功率汽壓 負(fù)荷擾動(dòng)響應(yīng)快波動(dòng)大響應(yīng)慢波動(dòng)小 燃燒率擾動(dòng)波動(dòng)小波動(dòng)大波動(dòng)大波動(dòng)小 3、其它方式 機(jī)爐主控制器全部解除自動(dòng)控制，轉(zhuǎn)為手 動(dòng)控制，主控指令由操作員手動(dòng)改變，各自 維持各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，而不參與機(jī) 組輸出功率和汽壓的自動(dòng)控制，負(fù)荷自動(dòng)控 制系統(tǒng)相當(dāng)于被切除，這種方式稱(chēng)為基本控基本控 制方式制方式。 二、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式 協(xié)調(diào)控制是將鍋爐和汽輪機(jī)作為有機(jī)的 整體進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決負(fù)荷響應(yīng)快速性 和汽壓運(yùn)行穩(wěn)定問(wèn)題，由此要考慮機(jī)側(cè)和 爐側(cè)同時(shí)兼有調(diào)功和調(diào)壓的雙重任務(wù)。 為提高負(fù)荷響應(yīng)能力，在保證機(jī)組安全 運(yùn)行（即汽壓在允許范圍

30、內(nèi)變化）前提下， 充分利用機(jī)組蓄熱能力，加快機(jī)組初期負(fù) 荷的響應(yīng)速度。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐側(cè)燃燒 率的調(diào)節(jié)，及時(shí)恢復(fù)蓄能，使蒸發(fā)量保持 與機(jī)組負(fù)荷一致。 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，就在于蓄能的 合理利用和補(bǔ)償，也就是：（1）充分利用 鍋爐的蓄能，又要相應(yīng)限制這種利用；（2） 補(bǔ)償蓄能，動(dòng)態(tài)超調(diào)鍋爐的能量輸入。 為了提高負(fù)荷響應(yīng)能力，在協(xié)調(diào)控制系 統(tǒng)中多采用前饋控制技術(shù)。同時(shí)為了保證 充分利用蓄熱能力，并使汽壓不超過(guò)允許 范圍，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)還引入了一些非線性 環(huán)節(jié)。 因此協(xié)調(diào)控制是以前饋反饋控 制為主的多變量控制系統(tǒng)，其中反饋控制 是負(fù)荷控制的基礎(chǔ)，通過(guò)它來(lái)確保機(jī)組內(nèi)、 外兩個(gè)能量供求平衡關(guān)系，前饋控

31、制主要 是為了補(bǔ)償機(jī)組的動(dòng)態(tài)遲延，加快負(fù)荷響 應(yīng)。 1、以汽輪機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 非線性環(huán)節(jié)的限幅值pmax 即為主蒸汽壓力pT允許變化 的范圍， BD TD f(x) PoPE popT 圖1314 以汽輪機(jī)跟隨方式為基礎(chǔ) 的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) PI PI 由于通過(guò)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)調(diào)功會(huì) 對(duì)汽壓產(chǎn)生影響，故功率偏 差信號(hào)經(jīng)函數(shù)發(fā)生器f(x)后對(duì) 主蒸汽壓力給定值進(jìn)行修正， 以避免功率調(diào)節(jié)過(guò)程中由于 主蒸汽壓力變化對(duì)功率調(diào)節(jié) 的回拉作用。 2、以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 從汽壓偏差對(duì)汽 輪機(jī)調(diào)門(mén)的限制作用 可見(jiàn)，盡管這樣可使 汽壓波動(dòng)不超過(guò)允許 范圍，但同時(shí)也減慢 了輸出電功率的響應(yīng) 速度，實(shí)

32、質(zhì)上是以降 低輸出電功率響應(yīng)性 能作為代價(jià)來(lái)?yè)Q取汽 壓控制質(zhì)量的提高。 BD pT TD p0 PI PEP0 PI 以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) A 3、綜合型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) pTp0PEP0 BD TD PI PI A PD 4、負(fù)荷指令的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、負(fù)荷指令的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 由于鍋爐的動(dòng)態(tài)遲延和慣性是影響單元機(jī)組負(fù)荷特性的 主要制約因素。因此，前饋控制的重點(diǎn)是鍋爐側(cè)。前饋信 號(hào)來(lái)源有兩種： (1) 按負(fù)荷指令進(jìn)行的前饋控制，負(fù)荷指令反映電網(wǎng)對(duì)機(jī)組 的負(fù)荷要求，將負(fù)荷指令作為鍋爐側(cè)的前饋信號(hào)，可加速 平衡汽輪機(jī)與鍋爐之間能量供求關(guān)系，進(jìn)而加快鍋爐側(cè)的 負(fù)荷響應(yīng)速度； （2）按蒸汽流量進(jìn)行前

33、饋控制，蒸汽流量反映汽輪機(jī)對(duì)鍋 爐的負(fù)荷要求，將蒸汽流量作為鍋爐側(cè)的前饋信號(hào)，也可 加快鍋爐側(cè)的負(fù)荷響應(yīng)速度。因此，雖然前饋信號(hào)不同， 但作用都是使鍋爐的輸入能量與能量要求隨時(shí)保持平衡， 也就是使機(jī)爐之間能量保持平衡。 負(fù)荷指令做前饋信號(hào)（超超臨界機(jī)組） TD T D N BD PI pT TD po PI PE Po 以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制 p1po/ pT D BD PI pT po PI PEPo p1po/ pT 以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制 1000MW BD PI pT TD po PI PE Po 1000MW機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) f(x) f(x) KP Ti K 5、以能量平衡

34、信號(hào)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、以能量平衡信號(hào)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 以能量平衡信號(hào)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是 一種以汽輪機(jī)能量需求信號(hào)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào) 控制系統(tǒng)，其出發(fā)點(diǎn)是在任何工況下保證 鍋爐輸入能量與汽輪機(jī)需求能量相適應(yīng)。 汽輪機(jī)耗汽量可作為對(duì)鍋爐輸入能量的要 求信號(hào)，以保持鍋爐產(chǎn)能與汽輪機(jī)耗能隨 時(shí)平衡，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐間的基本協(xié)調(diào)。 汽輪機(jī)對(duì)鍋爐的能量要求信號(hào)也稱(chēng)能量平 衡信號(hào)。 調(diào)節(jié)級(jí)壓力p1可以代表進(jìn)入汽輪機(jī)的實(shí)際 蒸汽流量，因此用p1 作為對(duì)鍋爐的能量要 求信號(hào)。但僅采用p1 作為前饋信號(hào)將對(duì)主 蒸汽壓力pT造成動(dòng)態(tài)正反饋?zhàn)饔谩?如燃燒率增加，使主蒸汽壓力pT 上升， 會(huì)使調(diào)節(jié)級(jí)壓力p1 上升，

35、這樣采用p1 前饋 作用會(huì)使燃燒率進(jìn)一步增加。由此可見(jiàn)， p1 并不總是代表汽機(jī)的能量要求，因此單 引p1 作鍋爐前饋信號(hào)，很少采用。 為了克服正反饋，應(yīng)以汽輪機(jī)的能量需 求信號(hào)而不是實(shí)際的消耗能量信號(hào)作為對(duì) 鍋爐的能量要求信號(hào)，即應(yīng)以蒸汽流量的 需求（稱(chēng)為目標(biāo)蒸汽流量）而不是實(shí)際蒸 汽流量作為鍋爐的前饋控制信號(hào)。為此必 須對(duì)p1進(jìn)行修正，以形成目標(biāo)蒸汽流量信 號(hào)。目前有兩種修正法：壓力比修正法和 壓力差修正。 下面介紹具有壓力比修正的能量平衡信 號(hào)的構(gòu)成。 能量平衡信號(hào)為p1p0/pT，壓力比p0/pT 為p1 的修 正系數(shù)，它能克服動(dòng)態(tài)過(guò)程中p1 正反饋，能量平 衡信號(hào)準(zhǔn)確地代表汽輪機(jī)的能

36、量需求。 p1與pT 之比精確地表示汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的有效流通 面積或開(kāi)度。即。T0時(shí)， p10； T Tmax 時(shí)， p1 p1max。 如果定壓運(yùn)行時(shí)，p0為常數(shù)，則能量平衡信號(hào) 與調(diào)門(mén)開(kāi)度之間是線性關(guān)系，汽輪機(jī)能量需求也 可由代表調(diào)門(mén)開(kāi)度的壓力比p1 / pT表示。 如果滑壓運(yùn)行時(shí)， p0 不是常數(shù)，則能量平衡 信號(hào)與調(diào)門(mén)開(kāi)度不是線性關(guān)系，代表調(diào)門(mén)開(kāi)度的 壓力比p1 / pT 不能正確表示汽輪機(jī)能量需求，這 時(shí)必須采用p1p0/pT 作為汽輪機(jī)的能量需求信號(hào)。 鍋爐側(cè)擾動(dòng)對(duì)主蒸汽壓力pT和調(diào)節(jié)級(jí)壓力p1具有 相似的影響，如燃燒率自發(fā)增加時(shí)， pT 上升， p1 也上升，而p1 / pT （調(diào)門(mén)

37、開(kāi)度）保持不變，能 量平衡信號(hào)p1 p0/ pT不變，因而動(dòng)態(tài)過(guò)程中正反饋 作用消失。穩(wěn)態(tài)時(shí)，通過(guò)控制使得 pT p0 ， 故 p1 p0/ pT p1，即能量需求等于實(shí)際消耗或目標(biāo) 蒸汽流量等于實(shí)際蒸汽流量。 由此可見(jiàn)，能量平衡信號(hào)p1 p0/ pT無(wú)論動(dòng)態(tài)還 是靜態(tài)都能準(zhǔn)確地代表汽輪機(jī)的能量需求 。因此， 能量平衡信號(hào)p1 p0/ pT 被廣泛應(yīng)用于單元機(jī)組的 協(xié)調(diào)控制中，形成了各種形式的協(xié)調(diào)控制方案。 p1po /pT pTp1 鍋爐指令BD po K 圖1317 以能量平衡信號(hào)為前饋信號(hào)的協(xié)調(diào)控制方案 f(x) P PE K P0 汽機(jī)指令TD 第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)組協(xié)調(diào)控制實(shí)例機(jī)組協(xié)調(diào)控

38、制實(shí)例 一、系統(tǒng)總體介紹 機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同前， 其中負(fù)荷控制系統(tǒng)由負(fù)荷指令處理 回路和機(jī)爐主控回路兩部分構(gòu)成， 機(jī)爐主控制器發(fā)出的控制指令最終 形成鍋爐（主控）指令和汽輪機(jī) （主控）指令。 機(jī)組采用如下四種控制方式： (1) 當(dāng)鍋爐主控制器和汽輪機(jī)主控制器 均為手動(dòng)時(shí)，采用基本方式（BASE MODE）。當(dāng)鍋爐主燃料控制為自動(dòng) 時(shí)，鍋爐指令和汽機(jī)指令均由手動(dòng)設(shè) 定，汽輪機(jī)調(diào)門(mén)由DEH獨(dú)立控制。 (2) 當(dāng)鍋爐主控制器為自動(dòng),汽輪機(jī)主控制器 為手動(dòng)時(shí)，采用鍋爐跟隨方式（BF MODE）。這時(shí)機(jī)前主蒸汽壓力（機(jī)前壓 力）由鍋爐燃燒率自動(dòng)控制，汽輪機(jī)調(diào)門(mén) 由DEH獨(dú)立控制。 (3) 當(dāng)鍋爐主控

39、制器為手動(dòng)，汽輪機(jī)主控制 器為自動(dòng)時(shí)，采用汽輪機(jī)跟隨方式（TF MODE）。這時(shí)主蒸汽壓力由汽輪機(jī)調(diào)門(mén)自 動(dòng)控制，機(jī)組功率由運(yùn)行人員手動(dòng)控制。 (4) 當(dāng)鍋爐主控制器和汽輪機(jī)主控制器均為 自動(dòng)時(shí)，采用協(xié)調(diào)控制方式（CC MODE）。 采用以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)（CBF）的協(xié)調(diào)控制 方式，即主蒸汽壓力通過(guò)鍋爐燃燒率自動(dòng)控 制，機(jī)組功率通過(guò)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)自動(dòng)控制。 在協(xié)調(diào)控制和鍋爐跟蹤方式下，可以采 用滑壓控制。滑壓控制時(shí)，主蒸汽壓力的 給定值是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷來(lái)自動(dòng)設(shè)定。在機(jī) 組定壓控制時(shí)，主蒸汽壓力的給定值由運(yùn) 行人員手動(dòng)設(shè)定。 二、負(fù)荷指令處理回路 1、負(fù)荷指令處理回路 接受的負(fù)荷指令為：ADS指令、運(yùn)行

40、人員 負(fù)荷指令和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)機(jī)組情況， 按一定的邏輯條件進(jìn)行這三種負(fù)荷指令的 選擇。 & & 調(diào)頻回路投 入 N V ADS A3000 T A f(x) A 0 負(fù)荷指令切手 動(dòng) 輸出電功率 負(fù)荷指令跟蹤 Y 目標(biāo)負(fù)荷指令 負(fù)荷指令超高限 負(fù)荷指令跟蹤 負(fù)荷指令超低限 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速 圖1318 目標(biāo)負(fù)荷指令的生成 TT Y N T Y N T Y N 1 當(dāng)為機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式；負(fù)荷指令變化速 率未超速；ADS指令信號(hào)正常；機(jī)組運(yùn)行 正常未發(fā)生RD、BI或BD時(shí)，負(fù)荷指令切手 動(dòng)邏輯信號(hào)為“0”，控制切換器選擇接受 ADS指令。 1 1 1 鍋爐控制器手動(dòng) 汽輪機(jī)控制器手動(dòng) ADS指令超速率

41、 負(fù)荷指令跟蹤 ADS信號(hào)錯(cuò)誤 RD BI BD 負(fù)荷指令切手動(dòng) 圖1319 相應(yīng)切換邏輯信號(hào)構(gòu)成 AGC禁止 切換器切換至運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定：ADS信號(hào)錯(cuò)誤； ADS指令變化超過(guò)機(jī)組最大響應(yīng)速率；鍋爐主控制器和 汽輪機(jī)主控制器一方為手動(dòng)時(shí)（非協(xié)調(diào)控制方式）； AGS禁止；機(jī)組發(fā)出RD、BI或BD。 調(diào)頻回路的投入需要同時(shí)滿足三個(gè) 條件：機(jī)組在協(xié)調(diào)控制方式下、頻率信號(hào) 完好、運(yùn)行人員按下調(diào)頻回路投入按鈕。 調(diào)頻回路投入后，現(xiàn)負(fù)荷指令變?yōu)樵?負(fù)荷指令加上電網(wǎng)頻率校正指令。當(dāng)頻率 過(guò)低時(shí)會(huì)增加負(fù)荷指令；否則減小，從而 保證電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定。當(dāng)上述三個(gè)條件中 的任何一個(gè)不滿足時(shí)，會(huì)切除調(diào)頻回路。 在機(jī)組

42、非協(xié)調(diào)控制方式或在協(xié)調(diào)控制方式下 ADS指令變化速率超速時(shí)，負(fù)荷指令跟蹤信號(hào)為 “1”，該信號(hào)使得切換器切換到目標(biāo)負(fù)荷指令跟 蹤發(fā)電機(jī)實(shí)際功率，以便協(xié)調(diào)控制方式再投入時(shí) 的無(wú)擾切換。 最大及最小負(fù)荷限制的作用是當(dāng)機(jī)組在協(xié)調(diào)控 制方式下，避免ADS指令超過(guò)運(yùn)行人員設(shè)定的最 大及最小負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷指令超過(guò)機(jī)組允許的最小 或最大負(fù)荷時(shí)，由相應(yīng)邏輯信號(hào)控制相應(yīng)切換器 切換，使得負(fù)荷指令保持原輸出值，從而閉鎖了 負(fù)荷指令的變化。 負(fù)荷變化速率目標(biāo)負(fù)荷指令 協(xié)調(diào)控制方 式 N A K A0 K 輸出電功率 RD 速率選擇 實(shí)際負(fù)荷指令 H/L H/ 負(fù)荷保持負(fù)荷偏差 N T Y Y N T N Y T A0

43、 Y Y T 圖1320 實(shí)際負(fù)荷指令形成回路 速率選擇 手動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行 手動(dòng)負(fù)荷保持 AGC 自動(dòng) 調(diào)頻回路投入 & 協(xié)調(diào)方式 負(fù)荷保持 RD RB BI BD 負(fù)荷偏差 & & S 1 R & 1 1 1 1 1 1 1 圖1321 速率選擇邏輯 速率選擇負(fù)荷偏差實(shí)際負(fù)荷指令變化趨勢(shì) 11增加 10減小 0X保持 除了上面介紹的對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令基本處理方法 外，還以下幾種處理情況： （1）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，操作員手動(dòng)按下負(fù)荷保持手動(dòng)按下負(fù)荷保持 按鈕，速率選擇信號(hào)為“0”，實(shí)際負(fù)荷指令被保 持。 （2）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，操作員手動(dòng)按下負(fù)荷進(jìn)行手動(dòng)按下負(fù)荷進(jìn)行 按鈕。此時(shí)，根據(jù)指令偏差情況，進(jìn)行

44、實(shí)際負(fù)荷 指令的增加、減小和保持處理。如負(fù)荷保持信號(hào) 為“1”，則表示實(shí)際負(fù)荷指令與目標(biāo)負(fù)荷指令不 相等，速率選擇信號(hào)為“1”，根據(jù)負(fù)荷偏差信號(hào) 控制實(shí)際負(fù)荷指令增或減。當(dāng)負(fù)荷保持信號(hào)為“0” 時(shí)，表示此時(shí)實(shí)際負(fù)荷指令與目標(biāo)負(fù)荷指令相等， 此時(shí)，速率選擇信號(hào)為“0”，實(shí)際負(fù)荷指令保持。 （3）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，AGC自動(dòng)或調(diào)頻回 路投入，對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令處理上面介紹過(guò)。 （4）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，當(dāng)RD信號(hào)為“1” 時(shí)，速率選擇信號(hào)為“0”，PID輸出保持， 而實(shí)際負(fù)荷指令被置0，此時(shí)機(jī)組被強(qiáng)迫減 負(fù)荷直到RD信號(hào)消失為止。 （5）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，當(dāng)BI信號(hào)為“1”時(shí)，如 果此時(shí)負(fù)荷偏差信號(hào)為“

45、1”，即實(shí)際負(fù)荷指令小 于目標(biāo)負(fù)荷指令，速率選擇信號(hào)為“0”，實(shí)際負(fù) 荷指令保持。反之，如果負(fù)荷偏差信號(hào)為“0”， 即實(shí)際負(fù)荷指令大于目標(biāo)負(fù)荷指令，速率選擇信 號(hào)為“1”，允許實(shí)際負(fù)荷指令減小操作。因此， 實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷指令閉鎖增功能。 （6）在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，當(dāng)BD信號(hào)為“1”時(shí)， 原理同（5），但速率選擇信號(hào)的邏輯切換與（5） 相反，由此實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷指令閉鎖減功能。 (7) 當(dāng)RB信號(hào)為“1”時(shí)，機(jī)組切汽輪機(jī)跟隨方式， 速率選擇信號(hào)為“0”，PID輸出保持，而實(shí)際負(fù)荷 指令跟蹤輸出電功率。 2、RB信號(hào)生成 主要監(jiān)測(cè)的輔機(jī)包括：給水泵、送風(fēng)機(jī)、 引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、空預(yù)器及爐水循環(huán)泵。 在機(jī)組負(fù)荷

46、大于一定值的情況下，若上述 輔機(jī)跳閘，則發(fā)出RB請(qǐng)求。 RB信號(hào)發(fā)出后，機(jī)組控制方式將自動(dòng)切 為汽輪機(jī)跟隨方式。汽輪機(jī)維持主汽壓力， 鍋爐則以預(yù)定的RB目標(biāo)值降低鍋爐總?cè)剂?量，也就是由FSSS系統(tǒng)根據(jù)RB目標(biāo)值， 將部分磨煤機(jī)切除，保留與機(jī)組負(fù)荷相適 應(yīng)的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)。 A引風(fēng)機(jī)運(yùn)行 B引風(fēng)機(jī)運(yùn)行 A送風(fēng)機(jī)運(yùn)行 B送風(fēng)機(jī)運(yùn)行 A一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行 B一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行 空預(yù)器A主電機(jī)運(yùn)行 空預(yù)器A輔助電機(jī)運(yùn)行 空預(yù)器B主電機(jī)運(yùn)行 空預(yù)器B輔助電機(jī)運(yùn)行 引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 送風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 一次風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 空預(yù)器單側(cè)運(yùn)行 圖1322 主要輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)邏輯 =1 =1 =1 1 1 =1 汽動(dòng)給水泵A跳閘 汽動(dòng)給

47、水泵B跳閘 電動(dòng)給水泵運(yùn)行 50% RB & 35% RB 75% RB =1 1 & & & 圖1323 給水泵RB邏輯 制粉系統(tǒng)出力 3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行 1臺(tái)爐水循環(huán)泵運(yùn)行 引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 送風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 一次風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行 空預(yù)器單側(cè)運(yùn)行 50% RB 35% RB 75% RB A A A A A RB 目標(biāo)值 圖1324 RB目標(biāo)值的生成 RB 目標(biāo)值 H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ & & & & & & & & & T 輸出電功率 Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y 3臺(tái)磨運(yùn)行 3臺(tái)磨運(yùn)行 4臺(tái)磨運(yùn)行 3臺(tái)磨運(yùn)行 2臺(tái)磨運(yùn)行 發(fā)生R

48、B后，根據(jù)跳閘設(shè)備的不同而產(chǎn)生不同 的RB目標(biāo)值。發(fā)生RB情況后，機(jī)組將快速減少 進(jìn)入爐膛的燃料量，這時(shí)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令跟蹤 輸出電功率，其處理方法如下： (1) 機(jī)組負(fù)荷大于330MW，當(dāng)空預(yù)器、引風(fēng)機(jī)、送 風(fēng)機(jī)或一次風(fēng)機(jī)設(shè)備中有任一臺(tái)跳閘停運(yùn)，則發(fā) 生RB。FSSS切除磨煤機(jī)，保留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行， 協(xié)調(diào)控制方式切至汽輪機(jī)跟隨方式，機(jī)組減負(fù)荷 至300MW； (2) 機(jī)組負(fù)荷大于330MW，爐水泵兩臺(tái)中的一臺(tái)停 止運(yùn)行，且5秒鐘內(nèi)備用泵未聯(lián)鎖啟動(dòng)，則發(fā)生 RB。FSSS切除磨煤機(jī)，保留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，協(xié) 調(diào)控制方式切至汽輪機(jī)跟隨方式，機(jī)組減負(fù)荷至 300MW； (3) 機(jī)組負(fù)荷大于360MW

49、，兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵中的一 臺(tái)停止運(yùn)行，發(fā)生給水泵RB。FSSS切除磨煤機(jī)， 保留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，協(xié)調(diào)控制方式切至汽輪機(jī)跟 隨方式，機(jī)組減負(fù)荷至300MW； （4）任一汽動(dòng)給水泵跳閘，電泵聯(lián)啟成功，發(fā)75 RB信號(hào)， 保留4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行；任一臺(tái)汽動(dòng)給 水泵跳閘，電泵聯(lián)啟不成功，發(fā)50RB信號(hào)；保 留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵均跳閘，電泵 聯(lián)啟成功，發(fā)35RB信號(hào)；保留2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行； （5）任三臺(tái)磨運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷大于360MW，發(fā)RB 信號(hào)，負(fù)荷減至300MW。 3、RD信號(hào)生成 RD信號(hào)是通過(guò)監(jiān)測(cè)總風(fēng)量、爐膛壓力和 給水量這三個(gè)量與它們的給定值之間偏差； 以及相應(yīng)設(shè)備的對(duì)應(yīng)狀態(tài)來(lái)生成RD信號(hào)， RD信號(hào)是由送風(fēng)機(jī)RD、引風(fēng)機(jī)RD和給水 泵RD構(gòu)成。 爐膛壓力給定值 總風(fēng)量給定值 送風(fēng)機(jī)A指令最大 送風(fēng)機(jī)A自動(dòng) RD 1 1 送風(fēng)機(jī)B指令最大 送風(fēng)機(jī)B自動(dòng) 1 1 & & 送風(fēng)機(jī)DR 引風(fēng)機(jī)A指令最大 引風(fēng)機(jī)A自動(dòng) 1 1 引風(fēng)機(jī)B指令最大 送風(fēng)機(jī)B自動(dòng) 1 1 & & 引風(fēng)機(jī)DR 給水流量給定值 汽動(dòng)給水泵A指令最大 汽動(dòng)給水泵A自動(dòng) 1 1 汽動(dòng)給水泵B指令最大 汽動(dòng)給水泵B自動(dòng) 1 1 & & 電動(dòng)給水泵指令最大 電動(dòng)給水泵自動(dòng) 1 1 給水泵DR 1 圖1325 RD信號(hào)的生成 /L H/ /L 4、BI/BD信號(hào)生成 閉鎖增與閉鎖減邏輯實(shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)備