660MW超臨界機(jī)組控制方案說明

1、龍泉金亨2×660MW超臨界機(jī)組MCS系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)：校對(duì)：審核：批準(zhǔn)：新華控制工程有限公司2012年3月18日660MW超超臨界機(jī)組控制方案說明1超超臨界機(jī)組模擬量控制系統(tǒng)的控制要求 超臨界機(jī)組相對(duì)于亞臨界汽包爐機(jī)組，有兩點(diǎn)最重要的差別：一是參數(shù)提高，由亞臨界提高至超臨界；二是由汽包爐變?yōu)橹绷鳡t。正是由于這種差別，使得超臨界機(jī)組對(duì)其控制系統(tǒng)在功能上帶來許多特殊要求。也正是由于超臨界機(jī)組與亞臨界汽包爐機(jī)組這兩個(gè)控制對(duì)象在本質(zhì)上的差異，導(dǎo)致各自相對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)在控制策略上的考慮也存在差別。這種差別在模擬量控制系統(tǒng)中表現(xiàn)較為突出。此處謹(jǐn)將其重點(diǎn)部分做一概述。1.1 超臨界鍋爐的控制

2、特點(diǎn) (1)超臨界鍋爐的給水控制、燃燒控制和汽溫控制不象汽包鍋爐那樣相對(duì)獨(dú)立，而是密切關(guān)聯(lián)。 (2)當(dāng)負(fù)荷要求改變時(shí)，應(yīng)使給水量和燃燒率（包括燃料、送風(fēng)、引風(fēng)）同時(shí)協(xié)調(diào)變化，以適應(yīng)負(fù)荷的需要，而又應(yīng)使汽溫基本上維持不變；當(dāng)負(fù)荷要求不變時(shí)，應(yīng)保持給水量和燃燒率相對(duì)穩(wěn)定，以穩(wěn)定負(fù)荷和汽溫。 （3）濕態(tài)工況下的給水控制分離器水位控制，疏水。 （4）干態(tài)工況下的給水控制-用中間點(diǎn)焓對(duì)燃水比進(jìn)行修正，同時(shí)對(duì)過熱汽溫進(jìn)行粗調(diào)。 （5）汽溫控制采用類似汽包鍋爐結(jié)構(gòu)，但應(yīng)為燃水比+噴水的控制原理，給水對(duì)汽溫的影響大；給水流量和燃燒率保持不變，汽溫就基本上保持不變。1.2 超臨界鍋爐的控制重點(diǎn)超臨界機(jī)組由于水變

3、成過熱蒸汽是一次完成的，鍋爐的蒸發(fā)量不僅決定于燃料量，同時(shí)也決定于給水流量。因此，超臨界機(jī)組的負(fù)荷控制是與給水控制和燃料量控制密切相關(guān)的；而維持燃水比又是保證過熱汽溫的基本手段；因此保持燃/水比是超臨界機(jī)組的控制重點(diǎn)。本公司采用以下措施來保持燃/水比：（1） 微過熱蒸汽焓值修正 對(duì)于超臨界直流爐，給水控制的主要目的是保證燃/水比，同時(shí)實(shí)現(xiàn)過熱汽溫的粗調(diào)，用分離器出口微過熱蒸汽焓對(duì)燃/水比進(jìn)行修正，控制給水流量可以有效對(duì)過熱汽溫進(jìn)行粗調(diào)。(2) 中間點(diǎn)溫度本工程采用中間點(diǎn)溫度（即分離器出口溫度）對(duì)微過熱蒸汽焓定值進(jìn)行修正。當(dāng)中間點(diǎn)溫度過高，微過熱蒸汽焓定值立即切到最低焓，快速修改燃/水比、增加給

4、水量。當(dāng)中間點(diǎn)溫度低與過熱度，表明分離器處于濕態(tài)運(yùn)行，此時(shí)焓值修整切為手動(dòng)。(3) 噴/水比（過熱器噴水與總給水流量比）在超臨界機(jī)組如果噴/水比過大（或過?。戳鬟^水冷壁的給水量過?。ɑ蜻^大），用噴/水比修正微過熱蒸汽焓定值（即修正燃/水比），改變給水流量，使過熱減溫噴水處于良好的控制范圍內(nèi)。(4) 燃水指令的交叉限制回路 本工程給水最小流量限制、燃/水交叉限制，主要目的是在各種工況下防止燃料與給水比的失調(diào)。燃料指令由鍋爐指令加變負(fù)荷超調(diào)量前饋，經(jīng)給水指令增、減閉鎖限制（中間點(diǎn)溫度正常范圍內(nèi)）；給水指令經(jīng)燃料指令增、減閉鎖限制（中間點(diǎn)溫度正常范圍內(nèi)）。 （5）高加解列超調(diào)前饋 高加解列，給水

5、溫度偏低，通過超調(diào)前饋快速減少給水量（超調(diào)量與負(fù)荷成比例關(guān)系），以確保燃/水比調(diào)整使過熱汽溫在正常范圍內(nèi)。 注：高加解列超調(diào)量只受最小流量限制，不受其他條件影響。 1.3 超臨界鍋爐的給水控制 超臨界鍋爐給水控制要完成了多重控制任務(wù)：控制燃/水比、實(shí)現(xiàn)過熱汽溫的粗調(diào)、滿足負(fù)荷的響應(yīng)。1） 給水指令組成 給水指令由燃料指令經(jīng)f(x)對(duì)應(yīng)的總給水量減去過熱器噴水量、通過燃/水比修正，加變負(fù)荷超調(diào)量前饋，經(jīng)燃料指令增、減閉鎖限制（中間點(diǎn)溫度正常范圍內(nèi)），加高加解列前饋。具體分析如下：（1） 給水指令的前饋 給水指令的前饋包括：靜態(tài)前饋和動(dòng)態(tài)前饋二部分組成。 靜態(tài)前饋 這是給水指令的主導(dǎo)部分，由燃料指

6、令折算出鍋爐需要的給水總量，扣除減溫水量后，作為直流爐的給水指令，通過這部分的靜態(tài)前饋，基本保證了燃/水之比。由于燃料、給水對(duì)過熱汽溫反應(yīng)存在時(shí)差，因此給水指令要經(jīng)慣性環(huán)節(jié)延遲。 變負(fù)荷超調(diào)量動(dòng)態(tài)前饋?zhàn)冐?fù)荷超過1.5%(9MW)時(shí)對(duì)燃料、給水指令超調(diào)前饋，主要是為了提高機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)速度。 高加解列超調(diào)前饋 高加解列，給水溫度偏低，通過超調(diào)前饋快速減少給水量（超調(diào)量與負(fù)荷成比例關(guān)系），以確保燃/水比調(diào)整使過熱汽溫在正常范圍內(nèi)。（2） 給水指令的反饋修正 靜態(tài)前饋部分基本上確定了燃料與給水流量之間的關(guān)系，在實(shí)際運(yùn)行中，這一關(guān)系還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作必要的修正，使分離器出口焓維持在定值附近。反饋修正的

7、思路為：當(dāng)過分離器出口焓大于設(shè)定值時(shí)，適當(dāng)逐步加大給水指令；反之，則減少給水指令。焓定值的確定可分為二種情況，一種是正常情況下焓定值的確定；另一種是當(dāng)分離器出口超溫時(shí)的焓定值計(jì)算。 正常情況下分離器出口焓定值的計(jì)算 在正常情況下，分離器出口焓定值由二部分組成：一是基準(zhǔn)的焓設(shè)定值；二是由實(shí)際運(yùn)行情況確定的定值修改量。a 基準(zhǔn)的焓設(shè)定值 基準(zhǔn)的焓設(shè)定值是分離器出口壓力的函數(shù)，f(x) 代表了不同負(fù)荷對(duì)分離器出口蒸汽保證一定的過熱度的控制要求。b. 焓設(shè)定值的修正 焓控設(shè)定值修正是指根據(jù)分離器出口溫度或噴/水比在一定范圍內(nèi)修正焓控設(shè)定值。當(dāng)分離器出口溫度大于定值3（初設(shè)），經(jīng)過焓設(shè)定積分器將焓設(shè)定值

8、適當(dāng)減少，相應(yīng)增加給水流量指令；反之相反。用噴/水比（過熱器噴水量/總給水量比值）對(duì)焓控定值進(jìn)行修正，其因是直流鍋爐的給水流量控制與減溫水總量的控制之間存在著必然的聯(lián)系，比如當(dāng)過熱噴水量大，就說明前面的水冷壁的給水流量偏小，即可以通過減小焓控定值，增加給水流量而使過熱噴水恢復(fù)到原來的值。注：焓定值修正范圍：中間點(diǎn)溫度過熱度在超過熱、欠過熱范圍內(nèi)，即焓控設(shè)定值必須保證在Hmax和Hmin之間。 分離器出口超溫時(shí)的焓定值計(jì)算給水控制系統(tǒng)還必須實(shí)現(xiàn)防止水冷壁管出口溫度的越限，當(dāng)分離器出口溫度偏差大于3時(shí)，按上節(jié)方法減小焓設(shè)定值；當(dāng)分離器出口溫度大于限值（超過熱）時(shí)，控制回路將焓設(shè)定值迅速切至最低限H

9、min，從而快速增加給水流量，防止水冷壁出口溫度進(jìn)一步上升；當(dāng)水冷壁出口溫度超過其對(duì)應(yīng)負(fù)荷下的溫度保護(hù)定值，則發(fā)生MFT，這是直流鍋爐為防止水冷壁管超溫而設(shè)置的一個(gè)重要保護(hù)。2）濕態(tài)運(yùn)行方式（1）當(dāng)分離器出口溫度低于欠熱度（分離器出口壓力函數(shù)），即為濕態(tài)方式。 （2）濕態(tài)方式燃/水比切手動(dòng)，用上述給水指令與給水流量的偏差的PI調(diào)節(jié)控制給水調(diào)門或電動(dòng)給水泵。 （3）鍋爐處于非直流運(yùn)行方式，焓控制器處于跟蹤狀態(tài)，給水控制保持32% BMCR流量指令，由于分離器處于濕態(tài)運(yùn)行, 通過液控閥10HAG41AA101、10HAG42AA101)進(jìn)鍋爐排污擴(kuò)容器，在暖管階段通過調(diào)閥10HAG70AA101進(jìn)

10、入一級(jí)減溫，給水系統(tǒng)處于循環(huán)工作方式。在機(jī)組負(fù)荷大于32%BMCR后，鍋爐逐步進(jìn)入直流運(yùn)行狀態(tài) ，焓控制器開始工作。3）干態(tài)運(yùn)行方式 用給水指令與給水流量的偏差的PI調(diào)節(jié)控制用電泵或汽泵轉(zhuǎn)速，即控制給水量。干態(tài)方式用分離器出口焓對(duì)燃/水比進(jìn)行修正。4）RB給水指令 RB時(shí)經(jīng)燃料指令折算的給水指令縮短延遲時(shí)間，60秒后用過熱器入口焓對(duì)燃/水比進(jìn)行修正（在RB過程，噴/水比不參與），確保過熱汽溫在可控范圍內(nèi)。5）給水控制方式給水控制系統(tǒng)采用二臺(tái)50%汽泵、一臺(tái)30%電泵、主給水旁路調(diào)門。給水控制系統(tǒng)通過對(duì)泵速和閥門的配合控制來給水量。為適應(yīng)機(jī)組的各種運(yùn)行方式，設(shè)計(jì)多回路變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。 機(jī)組在啟動(dòng)

11、和低負(fù)荷（小于30%額定負(fù)荷）時(shí)，由一臺(tái)電泵向鍋爐供水。這時(shí)給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)按單電泵工作方式。當(dāng)鍋爐給水量較小時(shí)，用出口旁路閥調(diào)節(jié)給水量。當(dāng)旁路開度達(dá)90%時(shí)，應(yīng)改為電泵或汽泵轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)負(fù)荷大于30%，當(dāng)主給水電動(dòng)門打開，旁閥超馳以一定速率關(guān)閉。正常工況二臺(tái)汽泵運(yùn)行，主給水電動(dòng)門打開，控制汽泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)負(fù)荷。給水控制系統(tǒng)屬單回路控制，轉(zhuǎn)速控制一拖三，不采用平衡算法，原因是給水回路是快速跟隨系統(tǒng)。控制系統(tǒng)變參數(shù)由控制內(nèi)部變結(jié)構(gòu)完成，分單電泵、單汽泵、雙汽泵、混泵控制方式。正常工況電泵處于后備“自并”狀態(tài)。1.4 改善超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制調(diào)節(jié)品質(zhì)為了提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)的能力，主要方法為： 采用機(jī)組指令并

12、行前饋到機(jī)、爐主控，即要充分利用機(jī)組的蓄熱，也要提速燃燒指令； 加快鍋爐側(cè)的快速響應(yīng)尤其是燃水的快速響應(yīng)，對(duì)給水和給煤應(yīng)有合理的、經(jīng)智能化處理的超調(diào)量，加快整個(gè)機(jī)組的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。變負(fù)荷時(shí)，燃水指令的超調(diào) 當(dāng)增負(fù)荷幅度9MW，同時(shí)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令變化率大于0.2MW/min（這是二次確認(rèn)，即非AGC工況按下GO。），啟動(dòng)增負(fù)荷超調(diào)指令。 超調(diào)持續(xù)時(shí)間的判斷邏輯當(dāng)增負(fù)荷幅度差值<3MW、機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令與實(shí)發(fā)功率偏差<2MW，上述任一條件成立，增負(fù)荷超調(diào)結(jié)束。超調(diào)量 超調(diào)量與變負(fù)荷速率、實(shí)際負(fù)荷指令有關(guān)。變負(fù)荷速率越快，超調(diào)的量也越大；負(fù)荷指令越高，超調(diào)的量也越大。 當(dāng)遇到加負(fù)荷后隨

13、即又減負(fù)荷的工況，則加負(fù)荷超調(diào)立刻結(jié)束，同時(shí)觸發(fā)減負(fù)荷超調(diào)。反之亦然。 注：減負(fù)荷超調(diào)類同。增加一次風(fēng)量的前饋一次風(fēng)壓設(shè)定值是機(jī)組指令的正比函數(shù)，通過改變一次風(fēng)壓來提高鍋爐變負(fù)荷速率；利用鍋爐主控指令的前饋信號(hào)同時(shí)改變一次風(fēng)量，充分利用磨煤機(jī)內(nèi)的蓄粉來快速響應(yīng)負(fù)荷需要。2本公司超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是將汽機(jī)、鍋爐作為整體考慮。在綜合控制策略基礎(chǔ)上，通過預(yù)測(cè)提前量來提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力、抑制動(dòng)態(tài)偏差；與各種非線性、方向閉鎖等控制機(jī)理的有機(jī)結(jié)合，協(xié)調(diào)處理燃料與給水匹配，使過熱蒸汽溫基本穩(wěn)定，協(xié)調(diào)控制機(jī)組功率與機(jī)前壓力，協(xié)調(diào)處理負(fù)荷要求與實(shí)際能力的平衡。在保證機(jī)組具備快速負(fù)荷響

14、應(yīng)能力的同時(shí)，維持機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定。圖一350MW超臨界機(jī)組負(fù)荷控制中心2.1 機(jī)組指令處理回路 機(jī)組指令處理回路是機(jī)組控制的前置部分，它接受操作員指令、AGC指令、一次調(diào)頻指令和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)節(jié)任務(wù)，對(duì)負(fù)荷指令進(jìn)行處理使之與運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷能力相適應(yīng)。2.1.1 AGC指令 AGC指令由省調(diào)遠(yuǎn)方給定，420mA對(duì)應(yīng)330MW720MW。當(dāng)機(jī)組發(fā)生RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK，退出AGC控制。2.1.2一次調(diào)頻指令一次調(diào)頻指令為頻率對(duì)應(yīng)功率關(guān)系，頻率調(diào)節(jié)死區(qū)范圍為±0.033HZ（3000±2r/min），頻率調(diào)節(jié)范圍確定為50&#

15、177;0.2 HZ，即49.850.2 HZ（對(duì)應(yīng)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制范圍為3000±12r/min），對(duì)應(yīng)±40MW。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到上限720MW或下限340MW對(duì)一次調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行方向閉鎖，當(dāng)機(jī)組發(fā)生RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK時(shí)退出一次調(diào)頻控制。機(jī)組指令的實(shí)際能力識(shí)別限幅功能機(jī)組指令的實(shí)際能力識(shí)別限幅是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的偏差、輔機(jī)運(yùn)行狀況，識(shí)別機(jī)組的實(shí)時(shí)能力，使機(jī)組在其輔機(jī)或子控制回路局部故障或受限制情況下的機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令與機(jī)組穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力相符合。保持機(jī)組/電網(wǎng)，鍋爐/汽機(jī)和機(jī)組各子控制回路間需要/可能的協(xié)調(diào)，及輸入/輸出的能量平衡。機(jī)組指令的實(shí)際能力識(shí)

16、別限幅功能，反映了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一種重要設(shè)計(jì)思想控制系統(tǒng)自適應(yīng)能力：1）正常工況“按需要控制”，實(shí)際負(fù)荷指令等于目標(biāo)指令；2）異常工況“按可能控制”，目標(biāo)指令跟蹤實(shí)際負(fù)荷指令。機(jī)組指令的實(shí)時(shí)能力識(shí)別限幅功能主要有：1）方向性閉鎖2）迫升/迫降（Run Up/Run Down）3）輔機(jī)故障快速減負(fù)荷（Runback）所有機(jī)組實(shí)時(shí)能力識(shí)別限幅功能，均設(shè)計(jì)有超馳優(yōu)先級(jí)秩序，并具備明了的CRT顯示。方向閉鎖功能方向閉鎖技術(shù)作為CCS的安全保護(hù)，具有下例功能：1）防止參數(shù)偏差繼續(xù)擴(kuò)大的可能；2）防止鍋爐各子控制回路間及鍋爐、汽機(jī)間的配合失調(diào)有繼續(xù)擴(kuò)大的可能。機(jī)組指令增閉鎖1） 機(jī)控指令達(dá)上限；2） 鍋爐指

17、令增閉鎖；3） 給水控制增閉鎖；4） PT<PS；5） 引風(fēng)控制增閉鎖；6） 送風(fēng)控制增閉鎖；7） 一次風(fēng)控制增閉鎖；8） RUNBACK。 機(jī)組指令減閉鎖1）機(jī)控指令達(dá)下限；2）鍋爐指令減閉鎖；3）給水控制減閉鎖；4）PT>PS；5）引風(fēng)控制減閉鎖；6）送風(fēng)控制減閉鎖；7）一次風(fēng)控制減閉鎖。迫升/迫降（Run Up/Run Down）指令迫升/迫降作為CCS的一種安全保護(hù)，具備按實(shí)際可能自動(dòng)修正機(jī)組指令功能。迫升/迫降主要作用是對(duì)有關(guān)運(yùn)行參數(shù)（燃料量、送風(fēng)量、給水流量、一次風(fēng)壓）的偏差大小和方向進(jìn)行監(jiān)視，如果它們超越限值，而且相應(yīng)的指令已達(dá)極限位置，不再有調(diào)節(jié)余地，則根據(jù)偏差方向

18、，對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)施迫升/迫降，迫使偏差回到允許范圍內(nèi)，從而達(dá)到縮小故障危害的目的。迫升1）機(jī)組指令減閉鎖； 2）下列任一條件成立：（1）機(jī)前壓力高于定值3%；（以下數(shù)值暫定） （2）風(fēng)量指令小于總風(fēng)量5%；（3）給水指令小于給水流量5%；（4）一次風(fēng)壓高于設(shè)定值1KPa。迫降1）機(jī)組指令增閉鎖；2）下列任一條件成立：（1）機(jī)前壓力低于定值3%；（以下數(shù)值暫定） （2）風(fēng)量指令大于總風(fēng)量5%； （3）給水指令大于給水流量5%； （4）一次風(fēng)壓低于設(shè)定值1KPa。輔機(jī)故障快速減負(fù)荷（Runback）機(jī)組主要輔機(jī)在運(yùn)行中跳閘是突發(fā)事件，此時(shí)若僅靠運(yùn)行人員操作，由于操作量大、人為因素多，不能確保機(jī)組

19、安全運(yùn)行。因此RB功能是否完善是衡量CCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要指標(biāo)。 本公司根據(jù)多年RB功能設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐，提出“以靜制動(dòng)、綜合協(xié)調(diào)”的RB控制策略，在眾多電廠得到成功實(shí)施，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 以靜制動(dòng)指發(fā)生RB工況時(shí)，BMS按要求切除多于燃料，CCS根據(jù)RB目標(biāo)值計(jì)算出所需的燃料量后，鍋爐主控處于靜止?fàn)顟B(tài)。綜合協(xié)調(diào)指發(fā)生RB工況時(shí)，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)以確保運(yùn)行工況的平衡過渡，汽機(jī)主控維持負(fù)荷與機(jī)前壓力關(guān)系。在快速減負(fù)荷的同時(shí)要對(duì)某一輔機(jī)跳閘引起的運(yùn)行工況擾動(dòng)進(jìn)行抑制，即采用適當(dāng)?shù)那梆伭?，以減小RB工況初期影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定的不利因素。對(duì)外協(xié)調(diào)BMS、DEH、SCS控制系統(tǒng)快速、平穩(wěn)地把負(fù)荷降低

20、到機(jī)組出力允許范圍內(nèi)。2.1.3.3. 龍泉金亨660MW超臨界燃煤機(jī)組RB控制策略（簡(jiǎn)介）1）Runback項(xiàng)目（1）運(yùn)行中一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘；（2）運(yùn)行中一臺(tái)送風(fēng)機(jī)跳閘；（3）運(yùn)行中一臺(tái)給水泵跳閘；（4）運(yùn)行中一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘。2）BMS快速切磨（具體由BMS定）(1)RB發(fā)生時(shí)，三臺(tái)磨以上運(yùn)行，保留下部相鄰層二臺(tái)磨（無故障磨），其余從上到下切除，切除間隔6秒，一次風(fēng)機(jī)間隔3秒。(2) 相關(guān)的燃燒器出口門關(guān)閉,對(duì)應(yīng)的容量風(fēng)門、旁路風(fēng)門關(guān)閉。（3）投運(yùn)相對(duì)運(yùn)行磨對(duì)應(yīng)油層。（4）CCS判斷是否產(chǎn)生磨煤機(jī)RB？不是，按下述細(xì)調(diào)由CCS完成；如果是，發(fā)RB信號(hào)；同時(shí)處于自動(dòng)工況的容量風(fēng)門立即開大，盡量減

21、少燃料量失衡，20秒后維持最大可能出力。3）細(xì)調(diào)由CCS完成（1）RB發(fā)生時(shí)BMS快速切除燃料，同時(shí)引風(fēng)調(diào)節(jié)前饋關(guān)?。ǚ扰c切除燃料量成比例）。（2）CCS根據(jù)RB發(fā)生前單位煤耗（實(shí)時(shí)）計(jì)算目標(biāo)值所需的燃料量，等BMS完成切除燃料后，根據(jù)目標(biāo)燃料量與保留燃料量比較，通過RB燃料調(diào)節(jié)，維持目標(biāo)燃料量（本工程通過容量風(fēng)來控制燃料）。（3）RB過程中汽機(jī)主控增閉鎖。 （4）低于目標(biāo)負(fù)荷或負(fù)荷變化率小于5 MW/min ，RB過程結(jié)束。4）給水指令是鍋爐煤量的函數(shù)，此時(shí)給水指令的延遲時(shí)間要自動(dòng)減少，即快速保持燃/水比；并采用分離器出口焓對(duì)燃/水比進(jìn)行修正，確保過熱汽溫在可控范圍內(nèi)。圖二 A汽泵跳閘RB

22、15）利用DEH RB接口實(shí)現(xiàn)快速降負(fù)荷（汽機(jī)主控采用脈沖量接口）RB過程的主要手段是快速切除燃料，在克服燃料慣性后，其主汽壓力快速下降，此時(shí)汽機(jī)主控仍然采用脈沖量控制，不能快速關(guān)調(diào)門，即不能維持機(jī)前壓力負(fù)荷關(guān)系；當(dāng)機(jī)前壓力低于滑壓定值0.3MPa，通過DEH RB接口動(dòng)作，關(guān)小調(diào)門，來維持機(jī)前壓力與負(fù)荷關(guān)系；在機(jī)前壓力回升到低于滑壓定值0.1MPa，恢復(fù)CCS遙控；當(dāng)機(jī)前壓力再低于滑壓定值0.3MPa，DEH RB接口再次動(dòng)作，維持機(jī)前壓力與負(fù)荷關(guān)系，同時(shí)快速降負(fù)荷。注：本工程采用模擬量接口，有專門機(jī)側(cè)RB調(diào)節(jié)器，因此CCS 送DEH RB信號(hào)是禁止的。6）內(nèi)部協(xié)調(diào)如果一臺(tái)引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中跳閘

23、產(chǎn)生RB工況時(shí)，則對(duì)送風(fēng)機(jī)控制進(jìn)行相應(yīng)比例前饋，以減小爐膛壓力波動(dòng)幅度。圖三 A汽泵跳閘RB23.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.1協(xié)調(diào)控制方式3.1 .1 協(xié)調(diào)控制分MAN、BF、TF、CCBF、CCTF五種方式1) MAN方式 MAN方式即鍋爐主控、汽機(jī)主控都在手動(dòng)方式。2) BF方式 BF方式爐跟機(jī)，即鍋爐控制主汽壓力，汽機(jī)主控在手動(dòng)方式。3) TF方式 TF方式機(jī)跟爐，即汽機(jī)控制主汽壓力，鍋爐主控在手動(dòng)方式。4) CCBF（爐跟機(jī)）方式 CCBF方式即汽機(jī)控制功率，鍋爐控制壓力。這是一種控制功率為主的綜合控制方式，機(jī)組指令按比例直接作用到汽機(jī)、鍋爐主控；DEB信號(hào)作為前饋?zhàn)饔玫藉仩t主控調(diào)節(jié)模塊，功

24、率偏差、機(jī)前壓力偏差作為細(xì)調(diào)。為了限制過多失放蓄熱，在汽機(jī)主控設(shè)計(jì)用機(jī)前壓力偏差對(duì)功率定值進(jìn)行修正。5) CCTF（機(jī)跟爐）方式 CCTF方式即鍋爐控制功率，汽機(jī)控制壓力。這是一種控制壓力為主的綜合控制方式，機(jī)組指令按比例直接作用到鍋爐、汽機(jī)主控；DEB信號(hào)作為前饋?zhàn)饔玫藉仩t主控調(diào)節(jié)模塊，功率偏差、機(jī)前壓力偏差作為細(xì)調(diào)。這里用功率偏差對(duì)機(jī)前壓力控制進(jìn)行前饋，在保證機(jī)前壓力穩(wěn)定的前提下，減小功率偏差；同時(shí)用機(jī)前壓力偏差對(duì)功率控制進(jìn)行前饋，在保證功率穩(wěn)定的前提下，減小機(jī)前壓力偏差。3.1.2負(fù)荷控制中心負(fù)荷控制中心是一體化人機(jī)接口。除顯示重要參數(shù)外，它包括以下功能：1） 鍋爐主控操作器內(nèi)容：定壓、

25、滑壓偏置、變壓速率設(shè)定，定壓方式下壓力保持、進(jìn)行功能；容量風(fēng)指令及容量風(fēng)均值；磨入口風(fēng)壓顯示。2） 汽機(jī)主控操作器 內(nèi)容：負(fù)荷上下限、變負(fù)荷速率設(shè)定；汽機(jī)主控指令、DEH負(fù)荷參考及汽機(jī)各閥門開度顯示。 3）操作員指令在CCS方式下通過操作員指令達(dá)到改變負(fù)荷目的，其指令具有保持、進(jìn)行功能； 4）一次調(diào)頻 一次調(diào)頻是根據(jù)電網(wǎng)頻率與額定頻率（50HZ）之差，綜合電網(wǎng)安全、機(jī)組的調(diào)峰能力，設(shè)定為0.0167HZ(1rpm)對(duì)應(yīng)4MW。此轉(zhuǎn)差功率關(guān)系直接作用于DEH內(nèi)部，從而達(dá)到快速改變負(fù)荷。CCS接收轉(zhuǎn)差頻率關(guān)系起到同步作用，否則將進(jìn)行負(fù)荷拉回；也可由CCS單獨(dú)完成一次調(diào)頻功能。當(dāng)CCS發(fā)生Runba

26、ck、Runup、Rundown，切除CCS一次調(diào)頻。 5）重要狀態(tài)信息及RB、RU、RD投切功能 增、減閉鎖，RU、RD及不同輔機(jī)RB狀態(tài)指示，RB、RU、RD在協(xié)調(diào)方式下，可以投入(RB需要經(jīng)過試驗(yàn))。操作員指令投入自動(dòng)（AGC控制），負(fù)荷由中調(diào)控制。3.2鍋爐主控方案鍋爐主控分三種工況：1）爐跟機(jī)調(diào)節(jié)算法輸入：機(jī)組指令、DEB為前饋信號(hào)，機(jī)前壓力與設(shè)定值相比較。平衡算法輸入：調(diào)節(jié)算法輸出作為容量風(fēng)指令；容量風(fēng)指令均值作為反饋。2）機(jī)跟爐調(diào)節(jié)算法輸入：機(jī)組指令、DEB為前饋信號(hào)，機(jī)組指令與實(shí)發(fā)功率相比較。平衡算法輸入：調(diào)節(jié)算法輸出作為容量風(fēng)指令；容量風(fēng)指令均值作為反饋。3）RB工況： RB

27、調(diào)節(jié)器控制容量風(fēng)，此時(shí)鍋爐主控處于機(jī)跟爐方式，跟蹤校準(zhǔn)后的燃料指令均值；RB結(jié)束，自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常的機(jī)跟爐方式。注：本系統(tǒng)用積分模塊組成平衡算法。1）DEB信號(hào) 采用與汽機(jī)調(diào)閥開度成正比的信號(hào)作為鍋爐負(fù)荷前饋，式中微分項(xiàng)在動(dòng)態(tài)過程中加強(qiáng)燃燒指令，以補(bǔ)償機(jī)、爐之間對(duì)負(fù)荷要求響應(yīng)速度的差異。由于要求補(bǔ)償?shù)哪芰坎粌H與負(fù)荷變化量成正比，而且還與負(fù)荷水平成比例，所以微分項(xiàng)要乘以。式中：P1首級(jí)壓力；PT機(jī)前壓力；PS機(jī)前壓力定值。 2）燃料信號(hào)的熱值補(bǔ)償燃料量的熱值補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用積分無差調(diào)節(jié)特性來保持燃料信號(hào)與鍋爐蒸發(fā)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它和總?cè)剂狭啃盘?hào)之差經(jīng)積分運(yùn)算后送到乘法模塊對(duì)燃料信號(hào)進(jìn)行修正。3）風(fēng)/煤

28、交叉風(fēng)/煤交叉采用鍋爐燃料指令（經(jīng)煤/水交叉限制）與該指令經(jīng)慣性環(huán)節(jié)輸出相比較，取大值控制風(fēng)量、取小值控制燃料量，可以避免實(shí)際信號(hào)波動(dòng)對(duì)控制帶來負(fù)面影響，方便地實(shí)現(xiàn)了加負(fù)荷先加風(fēng)、后加煤；減負(fù)荷先減煤、后減風(fēng)的“富風(fēng)”策略。5）滑壓定值 滑壓定值是負(fù)荷函數(shù)，增加滑壓偏置，既能滿足運(yùn)行使用的靈活性，又能解決滑壓、定壓的無擾切換。6）高加解列對(duì)鍋爐主控影響 高加解列P1突變（即DEB指令突變），對(duì)鍋爐主控有影響，我們采用DEB指令保持20秒，以抑制其不利因素。3.3汽機(jī)主控汽機(jī)主控在BF方式下控制功率，當(dāng)機(jī)前壓力偏差超出±0.3MPa，對(duì)功率設(shè)定值進(jìn)行修正,減少閉鎖現(xiàn)象。在TF方式下控制

29、機(jī)前壓力，用功率偏差對(duì)壓力定值進(jìn)行修改。RB過程也采用TF方式，用專用RB調(diào)節(jié)器，維持負(fù)荷與機(jī)前壓力關(guān)系；RB過程機(jī)組指令跟蹤實(shí)發(fā)功率，常規(guī)的TF調(diào)節(jié)器處于跟蹤狀態(tài)。當(dāng)送DEH RB接口動(dòng)作，汽機(jī)主控跟蹤負(fù)荷參考。RB結(jié)束，進(jìn)入常規(guī)的TF控制方式。3.4磨煤機(jī)控制3.4.1磨機(jī)負(fù)荷控制(容量風(fēng)擋板控制) 煤粉由容量風(fēng)帶出磨煤機(jī)，在磨內(nèi)粉位一定的情況下（即風(fēng)/粉比一定），控制容量風(fēng)的流量，就可以控制磨的出力。燃料主控的指令直接作用于容量風(fēng)擋板控制磨煤機(jī)負(fù)荷，自動(dòng)時(shí)運(yùn)行人員可以加一定量的偏置以調(diào)整每臺(tái)磨的出力。3.4.2磨機(jī)總風(fēng)量控制(旁路風(fēng)擋板控制) 磨煤機(jī)的總風(fēng)量包括容量風(fēng)和旁路風(fēng)，容量風(fēng)用于

30、輸送煤粉，流量與磨的負(fù)荷成正比，旁路風(fēng)有兩個(gè)作用：干燥原煤及保證磨最小總風(fēng)量，防止煤粉在管道沉積。給煤機(jī)轉(zhuǎn)速與磨的總風(fēng)量對(duì)應(yīng)的函數(shù)曲線f(x)保證磨風(fēng)量設(shè)定值大于磨最小總風(fēng)量。另外，給煤量的變化對(duì)磨的出口溫度影響也較大，當(dāng)出口溫度偏離設(shè)定值時(shí)，適當(dāng)調(diào)整旁路風(fēng)量的定值，調(diào)節(jié)磨的出口溫度。3.4.3磨煤機(jī)粉位控制 雙進(jìn)雙出磨的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)快，其原因是磨出力的改變是通過容量風(fēng)流量的改變而改變的。而前提條件是，磨的料位必須保持恒定，即風(fēng)/粉比恒定。因此，磨的料位控制也是雙進(jìn)雙出磨最基本的控制之一,也是投磨煤機(jī)負(fù)荷(容量風(fēng)擋板)自動(dòng)的必要條件。 差壓信號(hào)在磨的大罐底部裝有兩個(gè)差壓測(cè)量裝置，驅(qū)動(dòng)

31、端、非驅(qū)動(dòng)端各一個(gè)。裝置由下向上對(duì)煤粉吹出恒定流量的氣流，通過測(cè)量煤粉層上面與氣流下端的差壓，可測(cè)得煤粉的料位。差壓測(cè)量裝置定期進(jìn)行吹掃，防止煤粉堵塞。在吹掃過程中，差壓信號(hào)無效，此時(shí)應(yīng)保持吹掃前的測(cè)量值，待吹掃結(jié)束后，信號(hào)才有效，此時(shí)恢復(fù)使用測(cè)量的信號(hào)。3.4.4磨煤機(jī)出口溫度控制磨煤機(jī)的出口溫度通過磨的冷、熱風(fēng)擋板開度反比例控制。在控制磨的出口溫度同時(shí)保持磨的入口總風(fēng)量不變。在暖磨期間，不控制磨的出口溫度，而控制磨的入口風(fēng)溫。3.5 引風(fēng)系統(tǒng)本系統(tǒng)采用二臺(tái)50%軸流風(fēng)機(jī)，引風(fēng)控制采用平衡算法，以滿足一臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中跳閘，該風(fēng)機(jī)控制動(dòng)葉超馳關(guān)閉；另一臺(tái)運(yùn)行引風(fēng)機(jī)自動(dòng)增加出力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)防內(nèi)爆、

32、平衡算法調(diào)節(jié)死區(qū)消除，方向閉鎖和聯(lián)鎖保護(hù)功能。1） 防內(nèi)爆發(fā)生MFT瞬間爐膛壓力急劇下降，可能發(fā)生爐膛變形。因此一旦發(fā)生MFT、爐膛壓力不高，運(yùn)行中的引風(fēng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)按送風(fēng)執(zhí)行器指令比例減小，40秒后逐步恢復(fù)。2)RB切除燃料影響RB發(fā)生時(shí)切除給粉機(jī)（BMS），同時(shí)引風(fēng)調(diào)節(jié)前饋關(guān)，關(guān)的幅度與切除燃料量成比例。3） 非線性控制爐膛負(fù)壓影響因素較多，波動(dòng)也很頻繁。對(duì)于較小波動(dòng)（偏差小于±20Pa）不調(diào)節(jié)，這樣有利于運(yùn)行工況穩(wěn)定。5）方向閉鎖 爐膛壓力高于50Pa,送風(fēng)控制增閉鎖、引風(fēng)控制減閉鎖；爐膛壓力低于-200Pa,送風(fēng)控制減閉鎖、引風(fēng)控制增閉鎖。6）啟停磨影響一次風(fēng)機(jī)、磨的啟停對(duì)爐膛壓

33、力影響較大,為此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)前饋。7）爐膛壓力量程:四臺(tái)為-1000Pa1000Pa（便于RB工況），一臺(tái)為大量程 -10KPa10KPa ，便于事端記錄。8）喘振保護(hù)當(dāng)某種原因使某引風(fēng)機(jī)喘振，通過就地報(bào)警接點(diǎn)使該引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉超馳關(guān)3%，同時(shí)該風(fēng)機(jī)增閉鎖；5秒后報(bào)警信號(hào)未能消除，該風(fēng)機(jī)控制切手動(dòng)，同時(shí)聲光報(bào)警，由機(jī)務(wù)專業(yè)進(jìn)行檢查。9）為什么要用平橫算法 平橫算法優(yōu)點(diǎn) 對(duì)多回路輸出系統(tǒng)（即一個(gè)調(diào)節(jié)回路帶二個(gè)或以上執(zhí)行機(jī)構(gòu)），對(duì)象的特性（增益）受其回路投入套數(shù)影響。采用平衡算法具備自動(dòng)修正增益功能，可避免調(diào)節(jié)器變參數(shù)，因此平衡算法得到普遍應(yīng)用。當(dāng)運(yùn)行中一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘，其對(duì)應(yīng)的煤粉管關(guān)斷

34、門、容量風(fēng)擋板強(qiáng)制關(guān)閉，通過平衡算法可以使處于自動(dòng)工況下其它容量風(fēng)擋板適當(dāng)開大，快速消除內(nèi)擾。 平衡算法的優(yōu)點(diǎn)，在特定場(chǎng)合成了缺點(diǎn)平衡功能范圍是有限制的，超出范圍就出現(xiàn)死區(qū)。以二平衡為例作一說明：如果引風(fēng)機(jī)控制指令70%（平衡算法輸入），輸出也70%；不考慮偏置，A引控制指令70%、B引控制指令70%。當(dāng)B引跳閘，該引控制指令以一定速率關(guān)閉。根據(jù)平衡原理，A引以一定速率開到140%（實(shí)際90%限位），力圖維持其引風(fēng)量。此時(shí)引風(fēng)控制指令70%，平衡算法輸出90%。當(dāng)負(fù)荷快速下降時(shí)，要等引風(fēng)機(jī)控制指令降到45%以下，A引風(fēng)機(jī)才開始回調(diào)，顯然存在25%死區(qū)。 如何克服特定場(chǎng)合“缺點(diǎn)” GE新華通過多

35、年工程實(shí)踐，有了克服“缺點(diǎn)”的有效措施。例如何消除“調(diào)節(jié)死區(qū)”，增加“檢修位”克服檢修對(duì)多回路控制處于自動(dòng)狀態(tài)下回路影響。消除死區(qū)原理很簡(jiǎn)單，在DCS系統(tǒng)中采用“適時(shí)跟蹤”機(jī)理。即只要跳閘風(fēng)機(jī)指令小于1%，處于自動(dòng)工況的風(fēng)機(jī)指令超過89%；發(fā)一個(gè)短脈沖使調(diào)節(jié)器瞬間跟蹤A、B風(fēng)機(jī)指令均值，即平衡算法輸入改為45%，消除了調(diào)節(jié)死區(qū)。所謂的“檢修位”其實(shí)質(zhì)是把停運(yùn)的執(zhí)行器指令到平衡算法的反饋“強(qiáng)制”為零，這樣就避免了檢修操作帶來的擾動(dòng)。3.6送風(fēng)控制 本系統(tǒng)送風(fēng)控制采用一臺(tái)50%軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量指令與負(fù)荷相對(duì)應(yīng)，可以通過氧量校正M/A輸出（自動(dòng)或手動(dòng)）修正風(fēng)量指令。本系統(tǒng)具備喘振保護(hù)及完善的連鎖功能。

36、1）風(fēng)量指令風(fēng)量指令由鍋爐指令先經(jīng)風(fēng)煤限制，方便實(shí)現(xiàn)加負(fù)荷時(shí)先加風(fēng)、后加煤；減負(fù)荷時(shí)先減煤，后減風(fēng)。后經(jīng)氧量校正，再經(jīng)過最小風(fēng)量限制。 2）送風(fēng)機(jī)喘振保護(hù)（與引風(fēng)機(jī)類同）。 3）引風(fēng)機(jī)跳閘影響引風(fēng)機(jī)跳閘對(duì)爐膛壓力影響較大，采用比例前饋適當(dāng)減小送風(fēng)量，可以有效地抑制爐膛壓力波動(dòng)。 3.7一次風(fēng)壓控制 本系統(tǒng)采用一臺(tái)50%軸流風(fēng)機(jī)，通過維一次母管壓力與機(jī)組負(fù)荷指令關(guān)系，來提升機(jī)組變負(fù)荷能力。同樣具備喘振保護(hù)及完善聯(lián)鎖功能。3.8二次風(fēng)擋板控制1） 差壓控制 二次風(fēng)擋板控制為單回路控制系統(tǒng)，用它保持風(fēng)箱/爐膛差壓和負(fù)荷的關(guān)系，控制范圍為3751000Pa.2） 油層二次風(fēng)擋板控制 油層二次風(fēng)擋板控制

37、分點(diǎn)火位、油壓控制、差壓控制。點(diǎn)火位是為了該層油槍安全點(diǎn)火；當(dāng)該層油槍在運(yùn)行時(shí)，采用油壓控制，否則差壓控制。3） 聯(lián)鎖控制 當(dāng)負(fù)荷大于30%MCR時(shí)，BMS控制輔助風(fēng)擋板開始由最高一層起每隔10秒鐘關(guān)閉一層，直至運(yùn)行煤層的上面一層輔助風(fēng)擋板為止，以保證差壓滿作要求。減負(fù)荷時(shí)，情況相反。4） NOx風(fēng)量控制鍋爐NOx排量屬于減排重要指標(biāo)，NOx排量與總風(fēng)量成比例，通過頂部二次風(fēng)擋板開度可以有效控制NOx排量。 COFA、SOFA按上鍋提供資料開環(huán)控制。5） 燃料風(fēng)擋板控制（1）燃料風(fēng)擋板開度與對(duì)應(yīng)燃料成比例，分單操、層操。正常工況采用層操。（2）為了保護(hù)停運(yùn)燃燒器不過熱燒壞，停運(yùn)燃燒器擋板開度應(yīng)

38、隨鍋爐總空氣流量的改變而作相應(yīng)的調(diào)整，停運(yùn)燃燒器擋板開度與總空氣測(cè)量流量間的函數(shù)關(guān)系按上鍋資料。3.9密封風(fēng)壓控制本工程采用二臺(tái)100%密封風(fēng)機(jī)，正常工況一運(yùn)一備，用密封風(fēng)機(jī)出口擋板控制。密封風(fēng)壓定值是一次風(fēng)壓定值加X（一般23KPa），采單回路調(diào)節(jié)。3.10 汽溫控制系統(tǒng) 1）過熱汽溫 過熱汽溫三級(jí)控制?？刂品绞綖榇?jí)，其主環(huán)和付環(huán)均為比例積分調(diào)節(jié)。（1）抗積分飽和功能由于汽溫調(diào)節(jié)對(duì)象的慣性和延遲大，調(diào)節(jié)特性差，使主調(diào)容易發(fā)生積分飽和現(xiàn)象，從而使系統(tǒng)動(dòng)作遲緩，易發(fā)生振蕩。為此采用付調(diào)指令限值啟動(dòng)抗積分飽和功能。 （2）閥門特性修正 （3）負(fù)荷前饋功能 （4）一級(jí)汽溫飽和溫度限制2）再熱汽溫 再熱汽溫分二級(jí)控制，煙氣擋板控制為粗調(diào)；再熱噴水作為后備手段，控制方式為串級(jí)；高壓缸排汽溫度作為前饋信號(hào)。（1）抗積分飽和功能（2）閥門特性修正（3）邏輯功能 MFT、溫差過大強(qiáng)關(guān)減溫噴水閥。 RUBACK發(fā)生時(shí)，發(fā)一個(gè)超馳脈沖關(guān)減溫噴水閥。當(dāng)噴水閥指令大于4%時(shí)，打開噴水截止閥。噴水閥指令小于2%時(shí)，關(guān)閉噴水截止閥。再熱蒸汽溫