最新协调控制系统原理及CFBB锅炉协调控制ppt课件PPT课件.ppt
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1、协调控制系统原理及协调控制系统原理及CFBB锅锅炉协调控制炉协调控制ppt课件课件 提提 纲纲一、基本概念二、协调控制系统的组成和原理三、我厂协调控制系统的概述四、协调主控操作画面介绍时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 图1 单元机组协调控制系统简图 时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述1.1 机组负荷管理控制中心机组负荷管理控制中心 机组负荷管理控制中心(Load Management Control Center简写LMCC),又称为机组负荷指令处理装置,其主要作用是:根据机组运行
2、状态,对机组的外部负荷需求指令(称为目标负荷指令),如电网中心调度所的负荷调度(ADS)指令或者运行人员设定的负荷指令进行选择和处理,形成与机组主/辅设备的负荷能力和安全运行相适应的机组实际负荷指令,作为机炉主控制器的机组功率给定值信号。当机组参加电网一次调频时,该功率给定值信号还需经过电网频差修正。热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述1.1.1 负荷指令的形成负荷指令的形成 机组的负荷指令一般经以下流程形成, 见图2图2负荷指令形成流程1.1.2 目标负荷的产生目标负荷的产生 目标负荷的产生基本有2 种方式, 1 种是操作员手动方式, 另1 种是调度自动方式(A
3、DS 方式) , 其逻辑见图3。时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述图3 目标负荷产生逻辑热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述图3中, AM 为模拟存储器模块, 当其控制端SW = 1 时, AM 的输出Y = X , 该环节处于跟踪状态; ASW 是模拟量切换开关, 当其控制端SW= 1 时, Y = X1 , SW = 0 时, Y = X2 ; 其中A 为与门, NO 为非门, FF 为触发器。在CCS 未投入或CCS 已投入, 但目标负荷
4、设定处于“非操作员方式”, 则AM (2) 处于跟踪状态, 此时操作员负荷指令NM 等于机组实发功率,这就为投入协调时实现无扰切换做好了跟踪准备。当CCS 投入且“操作员方式”投入时, AM(2) 处于手动可设定状态, 操作员负荷指令NM 就可以由操作员在(初始值) 实发功率的基础上利用AM 手动增( 端) 和手动减(D 端) 进行增、减操作。此时, 因ASW的SW = 0 , 所以其输出N= X2 = NM 即是操作员手动负荷设定状态下产生的目标负荷值。时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 在ADS 方式下且机组CCS 投入时, 目标负荷
5、N3为ASW 的输出Y = X1 = NA , 它是从调度经RTU 系统传递给机组的, 该值的起始值等于机组的实发功率, 它是由AM (1) 在未投ADS 状态时跟踪得到的, 在ADS 方式投入后, NA 可由调度人员通过AM (1) 的端(增) 和D 端(减) 进行增、减操作, 该值经ASW 传至N3即为在ADS方式下的机组目标负荷值。1.1.3 调频功率分量的引入调频功率分量的引入 参加电网调频是每台发电机组的义务, 机组承担电网一次调频的能力可从2 个方面考核,一是其静特性, 二是其动态特性。静特性指的是参加调频改变功率的大小, 动态特性指的是参加调频改变功率的速度。机组的静特性一般由其
6、不等率或其倒数(调差系数) K = 1/的大小来衡量。机组参加电网一次调频变量N 由下式计算: 时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述N = K f = f 1/ 调差系数K 表示每单位频差所应承担的机组功率增量, 不等率表示每单位负荷变量是由多少频差引起的。 机组参加电网一次调频的动态特性主要由其所能提供的升、降负荷率来考核, 要保证机炉之间的能量平衡, 即保证主蒸汽参数不变,则单靠调整锅炉的燃烧率速度是不够的, 因为所有锅炉的动态响应速度都远远慢于汽轮机, 它们的纯滞后在数十s 至数百s 不等, 它们的容积滞后也在数十s 至数百s。因此为
7、满足电网一次调频快速响应的需要, 必须充分利用锅炉的蓄热,并且宁肯损失一些主汽压力品质。于是, 机组参加电网一次调频的速度即应由2 个因素决定, 一是锅炉燃烧响应的速度, 另一个是锅炉的蓄热系数CK 和机组允许的汽压变化速度和幅值。由上述2 个因素确定机组在调频范围内功率变化的速率V 值。 热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 调频功率分量N 的产生和加入到机组目标负荷中去的逻辑见图4。 图4 调频功率分量N 的产生和引入逻辑 图4 中, K为线性模块, 用其可整定机组调差系数K ; RL 为速率限制模块, 用以整定机组参加一次调频功率变化的速率; ADD 为加法
8、模块, N*为目标负荷, N1* 为加入调频分量后的负荷指令。热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 某些带基本负荷的机组不希望在小的频差范围内调频, 以保证其参数稳定, 在上述逻辑中, 可以设调频限制(简称频限) 功能。当需要频限投入时, 可将f 引入到一死区模块DB , 使系统只有在超过死区范围时才参加调频。当电网调频需要时, 又可以切换到线性模块K, 从而实现了频限投入与切除功能, 其逻辑见图5。 图5频限投入与切除逻辑 时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述1.1.4 LMCC站的具体功能:站的具体功能:
9、1)实际负荷要求指令()实际负荷要求指令(ALD或或ULD)的产生)的产生 在机组正常运行工况下,电网调度所来得负荷分配指令(ADS)或机组运行人员设定的负荷指令,通过负荷变化速率限制器,电网频率校正(如果机组参与电网调频),最小最大负荷限制回路后产生实际负荷要求指令。如果机组主、辅机发生故障或事故而产生快速返回(RB)、快速切回(FCB)、迫升(RU)、迫降(RD)、主燃料跳闸(MFT)等信号时,机组将自动地切换到手动方式运行,这时实际负荷要求指令将跟踪锅炉实际负荷指令 。 2)负荷的增加和减少)负荷的增加和减少 协调控制系统为运行人员提供了增减负荷按钮,来进行机组“目标负荷指令”的增加和减
10、少。“目标负荷指令”可在画面上显示。 热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 3)最大)最大/最小负荷限制最小负荷限制 协调控制系统提供机组最大/最小负荷限制值,运行人员可通过协调主控画面调整机组最大/最小负荷限制值,限制值的增减直接影响实际负荷指令。当实际负荷指令等于最大或最小限制值,实际负荷指令不论要增加或减少都将受到闭锁。当实际负荷指令等于由运行人员设置的最大/最小负荷限制值时,限制状态变暗。 4)负荷变化速率限制)负荷变化速率限制 协调控制系统提供机组最大负荷变化速率,运行人员可通过协调画面调整机组最大负荷变化速率。它是对运行人员手动或ADS指令改变负荷的速
11、率进行限制。机组最大负荷变化速率是根据机组变负荷的能力而确定的。当实际负荷指令的变化速率在运行人员设定的最大速率时,速率限制状态变暗。时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 5)远方)远方/就地控制就地控制 机组运行人员通过操作按钮来选择就地(Local)或远方(Remote-ADS)控制。在“就地”控制时,运行人员可操作“增加”和“减少”按钮来改变“目标负荷指令”。这时,“目标负荷指令”将根据运行人员设定的允许的最大变化速率来改变。在“远方”控制时,目标负荷指令将根据运行人员设定的允许的最大变化速率来响应ADS指令。 6)负荷快速返回()负
12、荷快速返回(Run BackRB) 当机组主要辅机,例如送风机、引风机、一次风机、磨煤机、空气预热器、给水泵等出现故障时,机组就不能满负荷运行,必须迅速减负荷CCS设计了快速返回信号,以保护机组的安全。如果是锅炉侧主要辅机发生故障,则将在汽轮机跟随方式下完成负荷快速返回,即锅炉需要迅速减负荷,而汽轮机应跟着迅速把负荷降下来。负荷降低的幅度要看主要辅机故障的情况而定。热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 7)负荷快速切回()负荷快速切回(Fast Cut BackFCB) 机组在运行时,如果发生严重故障,例如机组突然与电网解列(即送电负荷突然跳闸),或汽轮机跳闸,这
13、时快速返回已不能适应迅速减少负荷的要求。CCS设计了快速切回信号,以实现机组快速甩负荷。FCB的设计分两种情况,一种是甩负荷至厂用电,当机组用电负荷突然跳闸,为了使机组仍能维持厂用电运行,既不停炉也不停机,则FCB功能使机、炉均能维持在最小负荷运行。另一种是发电机、汽轮机跳闸,这时FCB使汽轮机快速甩负荷或停机,锅炉产生的蒸汽通过旁路系统输出,锅炉继续维持最小负荷运行,即停机不停炉。 8)负荷增)负荷增/减闭锁减闭锁 当发生煤输送管道或燃烧喷嘴堵塞,挡板卡死,执行机构、调节机构等设备工作异常的故障时,燃料量、空气量、给水量等运行参数的偏差将会增大。CCS设计了负荷增/减闭锁信号,对这些运行参数
14、的偏差大小和方向进行监视,如果出现故障,负荷增/减闭锁回路根据偏差的方向,将对实际负荷指令实施增或减方向的闭锁,以防止故障的危害进一步扩大,直至偏差回到规定限值内才解除闭锁。时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述 9)负荷迫升)负荷迫升/迫降迫降 对于负荷增/减闭锁所遇到的一类故障,除了采用负荷增/减闭锁措施外,CCS通常还采用迫升/迫降措施,当有关的运行参数偏差超过了允许值,同时有关的控制输出已达到极限位置,不再有调节余地。则迫升/迫降回路根据偏差的方向,将对实际负荷指令实施迫升/迫降,使偏差回到允许值范围之内,从而达到缩小故障危害的目的。
15、 当发生迫升/迫降后,CCS将使负荷指令处于保持状态。 10)负荷保持)负荷保持/恢复恢复 CCS还设置了负荷的保持和恢复按钮,其作用是在各种控制方式下切换或发生负荷指令的迫升/迫降后,暂时维持切换前的负荷指令不变,待切换完毕后再进行控制。时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFBB锅炉协调控制系统简述2 机、炉主控制器机、炉主控制器 机、炉主控制器的主要作用是:接受LMCC发出的实际负荷指令,实发功率信号和主汽压的偏差,汽轮机调节级压力与主汽压的比值的反馈信号,即汽轮机阀位的反馈信号。根据机组的运行条件和要求,选择合适的负荷控制方式,按照实际负荷指令与实发功率信号的
16、偏差和主汽压的偏差以及其他信号,进行控制运算,分别产生对锅炉子控制系统和汽轮机子控制系统的协调动作的指挥信号,分别称为锅炉负荷指令(Boiler Demand) 和汽轮机负荷指令(Turbine Demand) 。 单元机组主控制系统是单元机组协调控制系统的核心,在单元机组协调控制系统中无论是调频和调负荷、机组的启动和停止、故障情况下的安全运行、锅炉燃烧率的变化、汽轮机调节阀开度的变化都是在主控制系统统一指挥下达到协调的,即机组的输入能量和输出能量在满足电网负荷要求的前提条件下总是保证平衡,完成主控制系统与子系统之间的协调。 时间:2011.5.26热控专业培训课件协调控制系统原理及X厂CFB
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