2022年2022年国华锦界MCS控制功能设计说明书 .pdf
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1、陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所2006 年 03 月 10 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所SPCTI2006 年 03月 10 日 第页1协调控制系统11 总体说明单元机组协调控制的任务是快速跟踪电网负荷的需要和保持主要运行参数的稳定。当电网负荷变动时,从汽轮机侧看,只要改变汽机调速汽门
2、的开度,就能迅速改变进汽量, 从而能立即适应负荷的需要。 但锅炉即使马上调整燃料量和给水量,由于锅炉固有的惯性及迟延, 不可能立即使提供给汽轮机的蒸汽量发生变化。因此,如果汽轮机调汽门开度已改变,流入汽机的蒸汽量相应发生变化,那么此时只能利用主汽压力的改变来弥补或储蓄这个蒸汽量供需差额,此时,主汽压力将产生较大的波动。 因此,提高机组负荷适应能力与保持主要参数稳定存在一定的矛盾。协调控制系统设计时将锅炉、 汽轮机和发电机作为一个整体来考虑,使锅炉、汽机同时响应负荷要求,协调锅炉及其辅机与汽机的运行,以迅速、准确、稳定地响应负荷要求。协调控制系统适用于定压或滑压运行,有四种控制方式:111 协调
3、控制方式在此方式下, 汽机和锅炉两侧并行地接受负荷指令。锅炉侧通过改变燃烧率来维持主汽压力, 汽机侧通过改变调汽门开度来调整机组出力的大小。当汽机机前压力与设定值偏差超过一定限值时,汽机调汽门开度将受到限制。 属于以锅炉跟随为基础的协调控制方案。112 锅炉跟随方式汽机主控手动, 锅炉主控回路处于自动方式, 通过改变锅炉燃烧率进行主汽压力调节。113 汽机跟随方式锅炉主控手动, 汽机主控回路处于自动方式, 通过改变汽机调汽门开度进行主汽压力调节。114 手动方式锅炉和汽机主控回路均处于手动方式。12 机组负荷设定 (10CJA01DU001) 机组负荷通过二种方式设定(参见图 10CJA01D
4、U001 sh1/4) ,一种方式是运行人员手动给定,另一种是网控AGC 自动调整。图10CJA01DU001 sh1/4中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所SP1手动状态时,运行人员可以手动设定机组负荷,当SP1投入自动方式时,将接受网控 AGC 指令来调整机组负荷。SP1的机组负荷输出信号加上频率修正指令后,将与运行人员手动给定的机组
5、 最 大 允 许 负 荷 (SP2)、 最 小 允 许 负 荷 (SP3)以 及RUNBACK回 路 ( 图10CJA01DU007)给出的机组最大、最小允许负荷进行比较,再经过速率限制(10CJA01DU001 sh2/4) ,形成最终的机组负荷指令。当发生 MFT、RUNBACK 或非协调控制方式时, SP1 将切至手动方式,并跟踪机组实际负荷,当发生 AGC 调整指令信号坏质量、负荷拉回 (10CJA01DU001 sh4/4)或 AGC 指令推出时, SP1将切至手动方式。图 10CJA01DU001 sh1/4 机组负荷指令的速率限制由运行人员手动给定(10CJA01DU001 sh
6、2/4中的SP模块)。当主汽压力设定实际压力、燃料量设定实际燃料量、汽包水位设定实际水位任一情况发生时, 将闭锁机组减负荷指令 (10CJA01DU001 sh2/4) ;当一次风机动叶位置反馈达到最大、送风机动叶位置反馈达到最大、引风机静叶位置反馈达到最大、 风量设定实际风量、主汽压力设定实际压力、燃料量设定实际燃料量、 汽包水位设定实际水位任一情况发生时,将闭锁机组增负荷SPCTI2006 年 03月 10 日 第页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 16
7、 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所指令(10CJA01DU001 sh3/4) 。 机组增、减负荷闭锁除了首先单向闭锁负荷指令外,如果延时一段时间没有恢复正常,则将触发负荷拉回回路(10CJA01DU001 sh4/4) 。此时,AGC 方式将切除,通过机组负荷设定(SP1)的上、下限幅,反向自动增、减负荷,直至增、减负荷闭锁信号消失。13 主汽压力设定 (10CJA01DU002) 主汽压力设定回路适用于定压和滑压二种运行方式,参见10CJA01DU002 sh1/1。SP1手动方式时为定压运行方式, 此时运
8、行人员可以手动设定主汽压力定值;SP1投入自动方式后为滑压运行方式,此时将根据机组负荷指令自动调整主汽压力定值。 SP2有二个作用,在滑压运行方式时,提供运行人员对滑压运行时的主汽压力定值进行适当的修正;而在定压运行方式时,自动跟踪定压、滑压运行主汽压力定值的差值,保证从定压运行方式无扰切到滑压运行方式。当发生 MFT、RUNBACK 或锅炉、汽机主控全部处于手动方式时,SP1 将切至手动方式,并跟踪实际主汽压力。SPCTI图 10CJA01DU002 sh1/1 14 锅炉主控 (10CJA01DU003) 2006 年 03月 10 日 第页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
9、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所当锅炉主控 (A/M) 投入自动方式时,调节回路提供二种调节方式,参见10CJA01DU003 sh1/2 。PID1 为锅炉跟随方式调节器,以主汽压力作为被调量,并以直接能量平衡信号作为调节器的前馈信号。PID2 为协调控制方式锅炉调节器,此时汽机主控保持负荷, 锅炉调节器保持主汽压力;在机组负荷指令发生变化时,以负荷指令的比例加微分作为锅炉调节器的
10、前馈信号,同步增、减锅炉的燃料量,避免对主汽压力造成过大的扰动;另外,在协调控制方式,锅炉调节器的输出将乘上热值修正指令, 自动修正由于燃料发热量发生变化对系统造成的影响。当发生 RUNBACK 时,锅炉主控将切至手动方式,并跟踪RB 指令,快速减少锅炉的燃料量; 当燃料主控处于手动方式时,锅炉主控将切至手动方式,并跟踪燃料主控的输出,保证手、自动无扰切换;另外,在发生主汽压力信号(机侧)坏质量、 MFT 或汽机主控手动时主蒸汽流量信号坏质量时,锅炉主控也将切至手动。图 10CJA01DU003 sh1/2 15 汽机主控 (10CJA01DU004) 当汽机主控 (A/M) 投入自动方式时,
11、调节回路提供二种调节方式,参见SPCTI2006 年 03月 10 日 第页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所10CJA01DU004 sh1/3 。PID1 为汽机跟随方式调节器,以主汽压力作为被调量,保持主汽压力稳定。 PID2 为协调控制方式汽机调节器,此时汽机调节器保持负荷,锅炉调节器保持主汽压力;在机组负荷指令发生变化时,以负荷
12、指令的惯性环节作为汽机调节器的前馈信号,迅速改变汽机调门的开度, 以适应机组对负荷的要求;另外,在协调控制方式,如果主汽压力与设定值的偏差过大时,将通过C1、C2、T1、T2 对 PID2 进行上或下限制,避免快速响应负荷时,主汽压力过分偏离设定值。当发生 RUNBACK 时,汽机主控在一段时间内将处于保持状态,然后再调节主汽压力;当汽机DEH 没有处于遥控方式时,汽机主控将切至手动方式,并跟踪 DEH 的负荷参考,保证手、自动无扰切换;另外,在发生主汽压力信号(机侧)坏质量、 MFT 或锅炉主控自动时发电机有功功率信号全部坏质量时,汽机主控也将切至手动。图 10CJA01DU004 sh1/
13、3 16 频率修正 (10CJA01DU005) 在协调控制方式时,频率修正回路允许投入。根据发电机频率差(即电网频率 差 ) , 按 不 等 率 折 算 成 附 加 的 负 荷 指 令 迭 加 到 机 组 负 荷 设 定 回 路(10CJA01DU001 sh1/4) 。17 热值修正 (10CJA01DU006) 锅炉燃烧控制系统中的燃料量采用的是重量流量,随着煤成分的不同, 同样SPCTI2006 年 03月 10 日 第页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页
14、,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所SPCTI2006 年 03月 10 日 第页重量的煤量的发热量将发生变化,最终导致机组负荷的偏差。 锅炉产生的特定参数下的蒸汽流量代表着燃料在炉膛中的实际发热量,因此,在协调控制回路设计中增加了一个热值校正回路, 用蒸汽流量信号自动地校正燃料发热量,最终消除燃料热值变化所引起的负荷偏差。在协调控制方式时,热值修正回路允许投入。18 RUNBACK(10CJA01DU007) RUNBACK控制回路共有七个项目,分别为给水泵跳闸、炉水泵跳闸、磨煤机跳闸、空预器跳闸、一
15、次风机跳闸、送风机跳闸、引风机跳闸。正常运行时,根据上述设备运行情况及总燃油量计算出机组最大允许负荷(10CJA01DU007 sh6/8) ,根据磨煤机运行情况及总燃油量计算出机组最小允许负荷 (10CJA01DU007 sh4/8) ,最大、最小允许负荷作为机组负荷设定回路(10CJA01DU001)的负荷上下限。当任一上述设备跳闸时, 将根据剩下的设备计算出机组最大允许负荷,如果机组此时的实际负荷大于最大允许负荷,将发生RUNBACK(10CJA01DU007 sh6/8)。RUNBACK发 生 后 , 根 据 不 同 的 跳 闸 设 备 给 出 不 同 的 下 降 速 率(10CJA0
16、1DU007 sh7/8) ,使 RB 指令按此速率下降,并送至锅炉主控,使锅炉主控的输出减少燃料量和风量。另外,协调控制方式将切除,锅炉主控处于手动跟踪状态, 汽机主控在一段时间内处于输出自动保持状态,然后切至汽机跟随定压方式,自动维持当时的主汽压力。RUNBACK 发生后,将发出指令给 FSSS ,按一定的速率从上往下跳磨煤机,直至与要求的负荷相匹配,并根据实际情况自动启动相应的油枪。当机组实际负荷小于机组最大允许负荷后,RUNBACK 结束。2燃料主控 (10HYA00DU001) 锅炉主控的输出在燃料主控中进行交叉限制,实现先加风后加煤, 先减煤后减风(10HYA00DU001 sh2
17、/3) 。燃料主控的PID 调节器 (10HYA00DU001 sh3/3) 以风煤交叉限制后燃料指令作为设定值,它的输出控制6 台给煤机的转速,使总煤量与燃料指令相匹配,实际上是一个增益调节器。 即当下层处于自动方式的给煤机的数量不同时,同样名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所一个燃料指令变化量, 调节器将输出不同的变化量, 才能使反馈回
18、路的总煤量与燃料指令一致。当下层给煤机全部处于手动时,燃料主控切至手动方式,PID 调节器将跟踪各台运行的给煤机的平均转速, 平均转速与单台给煤机转速的差值将记忆在各自给煤机转速控制回路的偏置回路中,实现手、自动无扰切换。3风量调节31 送风机动叶调节 (10HLB10AA700/10HLB20AA700) A、B 两侧的热二次风流量经过分别的选择、补偿(10HLB10AA700 sh1/6)后相加,然后再与 6 台磨煤机的一次风量相加, 形成总风量信号 (10HLB10AA700 sh2/6)。送风调节的设定值来自燃料主控的风煤交叉限制后总风量指令,乘上氧量调节指令的修正后, 再在加法器中加
19、上运行人员的修正,然后与最低 30%风量比较后形成。图 10HLB10AA700 sh4/6 图 10HLB10AA700 sh4/6中虚线框内的模块用于手、自动无扰切换。手动时,设定值等于总风量乘上设定值再除以设定值,实际上等于总风量。投入自动后,切换开关切至“ 2”输入,虚线框内的乘法器的一端输入将缓慢变到“1.0” ,SPCTI2006 年 03月 10 日 第页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 16 页 - - - - - - - - - 陕西国华锦
20、界煤电项目工程MCS 控制功能设计说明书上海电力建设启动调整试验所此时调节器的设定值输入端SP将等于实际设定值。图 10HLB10AA700 sh4/6中,PID1 用于风量调节, 使实际风量与设定值一致,PID2 用于调节回路的增益补偿,使两台送风机平均动叶开度与要求一致,当只有一台送风机动叶处于自动方式时, 同样变化一个 PID1 输出开度指令,PID2将输出双倍的变化量才能使平均动叶开度与PID1 输出开度指令一致。A 送风机动叶控制A/M 站的设定值提供给运行人员用于对风量设定值的修正,B 送风机动叶控制A/M 站的设定值提供给运行人员用于对两台送风机动叶开度的修正,以保持两台送风机有
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