机组协调控制系统(CCS)

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机组协调控制系统(CCS)

机组协调控制系统(CCS)
单元机组协调控制系统
第一节 协调控制系统的基本概念 第二节 协调控制系统的基本方案分析 第三节 单元机组协调控制系统实例分析 第四节 协调控制系统的整定
2021/10/10
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第一节 协调控制系统的基本概念
一、基本概念
当前随着大型发电机组的日益增多,大容量机组的汽机和锅炉都是组成单元制热 力系统。
单元机组在处理满足负荷要求并同时维持机组主要运行参数稳定这两个问题时,
ADS指令 频差信号 值班员指令
PB
负荷指令
LD
机炉主控
处理回路
制器回路 Pμ
图11-1 单元机组协调控制系统组成原理示意图
2021/10/10
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由上图,协调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两部分组成。 负荷指令处理回路接受中央调度所指令、值班员指令和频率偏差信号,通过选择和运 算,再根据机组的主辅机实际的运行情况,发出负荷指令。机炉主控制回路除接受负 荷指令信号外,还接受主蒸汽压力信号根据这两个信号的偏差,改变汽机调节阀的开 度和锅炉的燃烧率。
(2)方式II--汽机根随锅炉而汽机输出功率可调方式 这种调节方式时,锅炉、汽机自动系统都投入,但机组不参加电网调频,调度所
也不直接改变机组的负荷。只有机组运行人员可以改变机组的给定功率,机组输出功 率能自动保持等于给定功率。
(3)方式III--汽机跟随锅炉而机组输出功率不可调节方式 这时汽机运行正常,锅炉部分设备有故障,机组维持它本身实际输出功率,不接
是将机炉作为一个整体来看待的。然而汽机、锅炉实际上又是相对独立的,它们通过 各自的调节手段,如汽轮机调节阀开度、锅炉燃烧率,满足电网负荷的要求并保持机 组主要参数(主蒸汽压力)的稳定,但它们的能力不尽相同,差异较大。若在单元机 组控制系统的设计中,充分考虑它们的差异,以及各自的特点,采取某些措施(如引 入某些前馈信号、协调信号),让机炉同时按照电网负荷要求的变化,接收外部负荷 的指令,根据主要运行参数的偏差,协调地进行控制,从而在满足电网负荷要求的同 时保持主要运行参数的稳定。这样的控制系统称为协调控制系统。

CCS系统简介

CCS系统简介

CCS系统简介一、系统概述及其任务CCS系统英文全称为Coordinated Control System ,即协调控制系统。

它是根据单元机组的负荷控制特点,为解决负荷控制中的内外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控制系统。

从广义上讲,这是单元机组的符合控制系统。

它把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制,使其同时按照电网负荷需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协调运行,既保证单元机组对外具有较快的功率响应和一定的调频能力,又保证对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。

具体地讲,协调控制系统的主要任务是:1、接受电网中心调度所的负荷自动调度指令、运行操作人员的负荷给定指令和电网频率偏差信号,及时响应负荷请求,使机组具有一定的电网调峰、调频能力,适应电网负荷变化的需要。

2、协调锅炉、汽轮发电机的运行,在负荷变化率较大时,能维持两者之间的能量平衡,保证主蒸汽压力稳定。

3、协调机组内部各子控制系统(燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温等控制系统)的控制作用,在负荷变化过程中使机组的主要运行参数在允许的工作范围内,以确保机组有较高的效率和可靠的安全性。

二、新华CCS系统简介XDPS系统是新华公司自主开发的,基于windowsNT 平台上工作的分布式处理系统。

利用XDPS系统构成的DCS系统中包含有DAS、CCS、SCS、FSSS四个子系统。

各子系统之间相对独立,均有其自身的I/O卡件及对应的DPU—分布式处理单元。

通过控制扩展的智能和非智能的I/O卡件实现对工业现场各种模拟量、开关量、脉冲量等的采集和控制。

对于CCS系统而言,外观所能看到的只有I/O卡件,已经没有了传统意义上的调节器、伺放、操作器等装置,取而代之的是软件自身具有的各种丰富功能的功能块。

自动调节系统在接受外界的输入信号后,就利用内部的组态程序进行控制运算,而后输出控制信号。

所有自动系统均可实现手/自动无扰切换。

三、实例简介1、除氧器压力控制由系统图可知,这是一个简单的单回路控制系统,通过除氧器压力调整门调整三抽进汽量来控制除氧器压力。

CCS(协调控制系统)解读

CCS(协调控制系统)解读

Water Demand 给水主控指令---焓控制
Boiler Demand
设计给水
设计焓增
饱和度修正
实际焓增
启动循环泵出口流量
实际减温水量
给水指令
CCS撤出条件
CCS条件:汽机主控自动&锅炉主控自动;汽机、锅炉主控 任一自动撤出,CCS撤出;
汽机主控自动撤出条件:
• • • • • • 1、主汽压力测量信号坏值(三取二); 2、锅炉主控自动且发电机功率坏值; 3、汽机负荷指令坏值(三取二); 4、DEH未在远控; 5、旁路阀未全关; 6、DEH未跟踪(汽机指令与调节器设定偏差大);
FD Fan control 送风主控指令
送风主控的任务是保证燃料充分燃烧,接受氧量修正 的风量指令,对送风机动叶进行控制。 六台磨一次风量之和、二次风箱风量之和、OFA风量 之和构成了实际总风量信号;送风机主控对风量偏差进行 控制,同时通过电流平衡回路逐步调整动叶开度,是风机 电流逐步平衡。
FD Fan control 送风量主控指令
Fuel demand 燃料主控指令
BTU校正 Boiler Demand O2校正后风量 风量限制
PID
实际煤量偏差
去除燃油量
Fuel demand
Feeder A~F
Water Demand 给水主控指令
• 焓控制
控制原理: 实际给水指令 =设计给水×设计焓增/实际焓增
• 煤水比控制
控制原理: 给水指令=F(修正的锅炉负荷指令)
F(X) Boiler Demand 风量偏置
O2 TRIM
PID FDF PITCH CURREMT BALANCE
风量偏差
Fuel demand 燃料主控指令

CCS(协调控制系统)解读

CCS(协调控制系统)解读

Fuel demand 燃料主控指令
BTU校正 Boiler Demand O2校正后风量 风量限制
PID
实际煤量偏差
去除燃油量
Fuel demand
Feeder A~F
Water Demand 给水主控指令
• 焓控制
控制原理: 实际给水指令 =设计给水×设计焓增/实际焓增
• 煤水比控制
控制原理: 给水指令=F(修正的锅炉负荷指令)
Water Demand 给水主控指令---焓控制
焓控制器:
分离器出口压力、温度对应的焓值作为焓控制器实际值,锅炉主 控对应的焓设定值经过锅炉温控器输出修正后作为焓控设定值,经过 焓控制器后输出指令送入给水控制回路。 由锅炉主控输出负荷指令对应的设计给水量-对应设计过热减温 水量得出负荷对应的设计给水量;锅炉负荷指令对应的省煤器出口设 计焓-锅炉出口设计焓得出锅炉设计焓增;设计焓增经过焓控制器输 出修正获得实际焓增;
FD Fan control 送风主控指令
送动叶进行控制。 六台磨一次风量之和、二次风箱风量之和、OFA风量 之和构成了实际总风量信号;送风机主控对风量偏差进行 控制,同时通过电流平衡回路逐步调整动叶开度,是风机 电流逐步平衡。
FD Fan control 送风量主控指令
Water Demand 给水主控指令---焓控制
Boiler Demand
设计给水
设计焓增
饱和度修正
实际焓增
启动循环泵出口流量
实际减温水量
给水指令
CCS撤出条件
CCS条件:汽机主控自动&锅炉主控自动;汽机、锅炉主控 任一自动撤出,CCS撤出;
汽机主控自动撤出条件:
• • • • • • 1、主汽压力测量信号坏值(三取二); 2、锅炉主控自动且发电机功率坏值; 3、汽机负荷指令坏值(三取二); 4、DEH未在远控; 5、旁路阀未全关; 6、DEH未跟踪(汽机指令与调节器设定偏差大);

机组协调控制系统CCS

机组协调控制系统CCS

一、CCS控制系统简介。

协调控制系统CCS又称为单元机组的负荷控制系统,是将锅炉、汽机及辅机作为一个整体加以控制的十分复杂的多变量控制系统,该系统有机的、协调的控制锅炉的燃料、送风、给水以及汽机调节阀门开度,使各变量间的影响最小。

它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。

处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心,它对负荷指令进行运算处理形成控制决策,给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。

处于局部控制级的各子系统在机、炉主指令下分工协调动作,完成给定的控制任务。

单元机组协调控制系统的任务是:既要保证机组快速响应负荷需求,又能使机组的主要参数机前压力在变负荷的过程中保持相对稳定。

二、CCS协调控制系统的控制方式。

协调控制系统有以下五种控制方式:1、炉跟机方式(BF)。

当锅炉主控自动,汽机主控手动时为BF方式,锅炉主控控制机前压力,汽机调节机组功率。

2、机跟炉方式(TF)。

当汽机主控自动,锅炉主控手动时为TF方式,汽机主控控制机前压力;锅炉调节机组功率。

3、协调炉跟机方式(CCBF)。

当锅炉主控自动,汽机主控再投入自动时为CCBF方式,锅炉主控控制机前压力,汽机主控控制负荷。

4、协调机跟炉方式(CCTF)。

当汽机主控自动,锅炉主控再投入自动时为CCTF方式,汽机主控控制机前压力,锅炉主控控制负荷。

5、机炉手动方式。

汽机主控和锅炉锅主控均为手动方式,由锅炉调节压力,汽机改变调节汽门开度,调节实发功率。

控制方式之间通过负荷管理中心(LMCC)由运行人员实现无扰切换。

;每种方式下均有相应的调节器自动,其余的调节器跟踪。

协调方式下当因辅机故障发生RB时,锅炉主控自动将目标负荷降至正在运行的辅机所承担的负荷水平(即RB目标值),汽机主控则自动控制机前压力至设定值,RB结束后机组维持CCTF方式。

三、机组协调控制投入和切除条件及投、退协调控制的操作1、机组协调控制投入的条件:(1)机组负荷达到60%额定负荷以上,运行稳定。

CCS协调控制系统

CCS协调控制系统

CCS协调控制系统CCS协调控制系统的简述:机、炉均自动的方式称为协调控制方式、即CCS方式。

锅炉主控指令的产生方式7.1.1.1由燃料均值调治器产生,设定值=(燃料均值/当前功率)×RB对应负荷127MW,,过程值=燃料均值,此调治器在RB动作时起作用。

由“功率调治器+负荷指令前馈”产生,设定值=本质负荷指令-5×(PT-SP),过程值=机组本质负荷,前馈值=机组负荷指令函数,此调治方式在TF方式时起作用。

由“DEB+负荷指令前馈”产生,设定值=DEB,过程值=热量信号,前馈值=机组负荷指令函数,此方式在BF方式时起作用。

CCS汽机主控指令的产生方式由“功率调治器+负荷指令前馈”产生,设定值=本质负荷指令,过程值=机组本质负荷,前馈值 =机组负荷指令函数,此方式在BF方式时起作用。

由“主汽压力调治器+负荷指令前馈”产生,设定值=主汽压力设定值,过程值=主汽压力,前馈值=机组负荷指令函数,此方式在TF、非RB时起作用。

由主汽压力调治器产生,设定值=主汽压力设定值,过程值=主汽压力,此方式在RB动作时起作用。

CCS负荷指令的产生方式手动产生:即在AGC未投入时,由运行人员手动设定的机组负荷指令AGC产生:AGC(AUTOMATICGENERATORCONTROL)自动发电控制,即由省调直接给定机组指令调治机组负荷在一次调频投入时,机组指令为‘AGC指令’加上‘频差对应的功率值(由DEH送来)CCS的投入:锅炉主控投入自动今后,牢固一段时间,观察锅炉主控的调节质量,机前压力颠簸不大于检查汽包水位自动、送风自动、引风等系统自动工作正常,且DEH系统工作正常,今后在DEH控制盘进步行汽机阀切换,由单阀控制切至序次阀控制(切换机会前压力应大于),并切除DEH功率控制、转速控制后,将DEH就地控制切至MCS遥控控制,此时,负荷控制中心画面上汽机主控按扭由浅白色转为黑色、遥控指示灯由浅白色转为绿色(注:采用单阀、序次阀控制由运行人员依照情况而定)用汽机主控软手操调治汽机调门,观察汽机响应情况。

协调控制系统

协调控制系统

协调控制系统(CCS)1 系统简介CCS是一种连续的调节系统(Continuious Control System),被控的变量是模拟量。

单元机组的输出电功率与负荷要求是否一致反映了机组与外部电网之间能量供求的平衡关系;主汽压力反映了机组内部锅炉和汽轮发电机之间能量供求的平衡关系。

使机组对外保证有较快的负荷响应和一定的调频能力;对内保证主要运行参数(主蒸汽压力)稳定的系统称为协调控制系统(Coordinated Control System)。

这种系统往往是将被控量与设定值进行比较,经调节器运算后输出控制信号,使被控量发生变化,最终使被控量等于或接近设定值,系统是一个闭合的回路。

所以又称其为闭环控制系统(Closed loop Control System)。

所以CCS术语有三种来源,但本质上并无很大区别。

狭义上讲,CCS只是指负荷协调控制系统,广义上讲,单元机组上所有的连续调节系统都属于CCS。

蒲圻电厂2×300MW单元机组,采用OVATION分散控制系统作为控制设备,自动化水平高、功能全。

2 系统基本范围单元机组模拟量控制系统由协调控制系统及控制子系统、辅助设备自动控制系统构成。

协调控制系统(CCS)主要包括机组负荷指令控制、汽机主控、锅炉主控、压力设定、频率校正、RB等控制回路。

它直接作用的执行级是锅炉控制系统和汽机控制系统。

协凋控制系统主要有4大控制子系统:给水控制系统、汽温控制系统、燃烧控制系统和汽机控制系统。

锅炉燃烧控制系统和汽机控制系统是协凋控制系统的执行级,给水控制系统通过主汽流量前馈信号与机组负荷指令进行协凋,汽温控制系统则通过煤量或风量前馈信号与锅炉燃烧指令进行协凋。

图3-1为我厂300MW机组协凋控制系统及控制子系统相互关系示意图。

汽包锅炉的给水控制系统由汽包水位控制系统和给水泵最小流量再循环控制系统组成。

低负荷下的单冲量汽包水位控制,主要由给水旁路阀控制。

30%负荷以上则采用三冲量汽包水位控制系统,电泵转速通过液力耦合器调整,汽泵通过BFPT控制器控制小机进汽,从而调节转速。

协调控制系统(CCS)的测试与维护

协调控制系统(CCS)的测试与维护

• •
(1)负荷指令处理装置的主要功能。 1)根据机炉运行状态,选择机组可以接 受的ADS、频差信号、操作员设定及跟踪 实际功率等各种外部指令,处理后转化为 机炉的功率给定值NO(机组出力指令)。 • 2)进行对外部负荷指令的变化率和变化 幅度的限制处理。一般外部对机组的负荷 要求都是以电功率为目标,但根据机组负 荷变化能力的规定对机组负荷指令的要求, 应不超过规定负荷变化速度及负荷变化幅 度。
• • • • • • •
(10)空预器出口温度控制; (11)除氧器压力、水位控制系统; (12)热井水位调节系统; (13)汽动给水泵最小流量控制系统; (14)电动给水泵最小流量控制系统; (15)低压密封蒸汽温度调节系统; (16)再热冷段来蒸汽压力调节系统。
• • • • •
4.8.3基本检修项目及要求 (一)DCS自动控制系统软件检查和试验 (1)测量信号的系数及补偿参数的检查。 (2)例外报告量程及报警限值检查。 (3)各系统控制软件逻辑、定值、参数设 置的检查和模拟试验。 • (4)各控制系统相关画面的检查。
• 用,使磨出口温度调节更灵敏,出口温度 波动小。 • (5)超驰信号检查: • 1)当启磨顺控过程时,第3步磨驱动的准 备条件要求强制全开调温档板。 • 2)当停磨顺控过程时,第40步要求强制开 调温档板到x%开度。 • (四)磨料位控制系统 • 通过改变给煤机转速来保证双人一双出磨 煤位的控制方式。

5)主控制器能根据机组运行工况,对不 同的运行控制方式进行切换,实现单元机 组协调控制、锅炉跟随,汽轮机跟随及手 动了运行方式的切换。 • 6)主汽压调节由控制热一次风流量大小 来调节燃烧率。
• (二)协调控制系统功能性检查及方式切换试 验 • 在控制系统软件修改后,应对协调控制 系统进行功能性检查及方式切换试验: • (1)机组负荷指令的手动调整(升和降)、 负荷高/低限值的调整、负荷变化率的设 定功能性检查。 • (2)锅炉跟随、汽轮机跟随、协调控制三 种方式的切换试验。 • (3)负荷增减闭锁(Block Increase/ Block Decrease)功能性检查。 • (三)控制系统投入的条件
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三、协调控制系统的作用
协调控制系统由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两大部分组成,它们各自 的作用分别介绍如下: 1、负荷指令处理回路的作用 负荷指令处理回路的作用 (1)负荷指令处理回路接受的外部指令是电网调度所的负荷分配指令、机组运行人 员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。根据机组运行状态和电网对机 组的要求,选择其中一种指令或两种以上指令。 (2)限制负荷指令的变化率和起始变化幅度。
(3)限制机组最高和最低负荷。 (4)甩负荷保护。 (5)根据机组的辅机运行状态,选择不同的运行工况。 2、机炉主控制回路的作用 机炉主控制回路的作用 (1)接受经过处理的负荷指令P0,对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥 信号--锅炉指令PB和汽机指令PV。 (2)根据机组输出功率与负荷要求之间的偏差,决定不同的运行方式。
S 由上式可见,汽机控制回路功率给定值P0的反馈信号是p1,因p1对汽机调节阀开度的 响应比实发功率灵敏得多。故汽机调节阀能迅速而平稳地响应功率给定值的变化。
(1 + S )P0 − Kp1 + K p 1 (P0 − PE ) = 0
锅炉燃烧指令PM为:
1 p p PM = 1 + 1 S 1 + K ( p 0 − pT ) p T pT S 燃烧率指令的前馈信号是能量平衡信号p1 / pT ,式中微分项在动态过程中加强燃 烧指令,以补偿机炉之间对负荷要求响应速度的差异。由于要求动态补偿的能量不仅 与负荷变化率成正比,而且与负荷水平成正比,所以微分项要求乘以p1 / pT 值,汽压 偏差积分项保证了稳态时能消除压力偏差。 能量平衡信号与功率给定信号性质不同。后者仅表示电网对机组的负荷要求,前 者反映了汽机对锅炉的能量要求,这就为机炉之间动态过程中协调控制两个控制回路 的工作提供了一个比较直接的能量平衡信号。与指令信号间接平衡的协调系统相比, 锅炉控制回路的前馈信号无论是动态还是静态的精度都比较高,整定也比较方便。 通过上述分析介绍,我们不难看出,采用以锅炉跟随为基础的能量直接平衡协调 控制系统,在快速适应负荷要求,以及克服系统内部扰动方面,都有比较大的优势, 是目前诸多协调控制方案中较好的一种。
(4)方式IV--锅炉跟随汽机输出功率不可调节方式 这时锅炉工作正常,汽机部分设备工作异常,不接受外部负荷指令,锅炉燃烧率 处于自动状态,维持机前压力。汽机主控制器处于手动状态。 (5)方式V--手动控制方式 这时锅炉和汽机都处于“手动”控制,单元机组的运行由运行人员手动操作,主 控制系统中的负荷要求指令P0 跟踪机组的实际出力,为投入自动作好准备。
单元机组协调控制系统
第一节 第二节 第三节 第四节 协调控制系统的基本概念 协调控制系统的基本方案分析 单元机组协调控制系统实例分析 协调控制系统的整定
第一节
一、基本概多,大容量机组的汽机和锅炉都是组成单元制热 力系统。 单元机组在处理满足负荷要求并同时维持机组主要运行参数稳定这两个问题时, 是将机炉作为一个整体来看待的。然而汽机、锅炉实际上又是相对独立的,它们通过 各自的调节手段,如汽轮机调节阀开度、锅炉燃烧率,满足电网负荷的要求并保持机 组主要参数(主蒸汽压力)的稳定,但它们的能力不尽相同,差异较大。若在单元机 组控制系统的设计中,充分考虑它们的差异,以及各自的特点,采取某些措施(如引 入某些前馈信号、协调信号),让机炉同时按照电网负荷要求的变化,接收外部负荷 的指令,根据主要运行参数的偏差,协调地进行控制,从而在满足电网负荷要求的同 时保持主要运行参数的稳定。这样的控制系统称为协调控制系统 协调控制系统。 协调控制系统 ADS指令 频差信号 值班员指令 图11-1 单元机组协调控制系统组成原理示意图 负荷指令 处理回路 LD 机炉主控 制器回路 Pμ PB
四、协调控制系统的运行方式
协调控制系统的设计不同,所供选择的工作方式也有所区别。但是,一般协调控 制系统都具有下列五种工作方式: (1)方式I--机炉协调控制方式 单元机组运行情况良好,带变动负荷时采用这种方式。这时机炉参加电网调频, 调度所可以直接改变机组负荷,机组运行人员也可以改变机组输出功率,机炉自动调 节系统都投入运行。 (2)方式II--汽机根随锅炉而汽机输出功率可调方式 这种调节方式时,锅炉、汽机自动系统都投入,但机组不参加电网调频,调度所 也不直接改变机组的负荷。只有机组运行人员可以改变机组的给定功率,机组输出功 率能自动保持等于给定功率。 (3)方式III--汽机跟随锅炉而机组输出功率不可调节方式 这时汽机运行正常,锅炉部分设备有故障,机组维持它本身实际输出功率,不接 受任何外部负荷要求指令。自动调节的主要目的是维持锅炉继续运行,以便排除锅炉 的部分故障。此时只是汽机调节阀处于自动控制,锅炉燃烧率处于手动控制。
第二节
协调控制系统的基本方案分析
根据单元机组的动态特性及其负荷控制系统的任务,已经设计出了多种不同类型 的协调控制系统。目前协调控制系统的性能日趋完善,高性能的协调控制系统有以下 主要特点: (1)为了迅速满足电网调频的要求,尽可能提高机组的负荷适应性,为此,采用前 馈回路,充分利用锅炉蓄热量。 (2)不仅要求反馈回路能协调工作,而且要求提高前馈回路的动、静态补偿精度, 更好地相应电网负荷要求。 (3)负荷控制范围不断扩大,不仅在正常运行时能实现自动控制,而且在机组异常 时能自动处理事故和系统切换。
一、热工控制系统设计的基本方法
由图11-4可见,汽机调节器入口输入信号的平衡关系为: (1+S)P0 -PE+KP(pT-p0)=0 式中:S--微分算子 KP--加法器中比例系数 稳态时为: 1 (P0 − PE ) = 0 pT − p0 − KP 由此可见,汽机功率控制回路实际上是一个汽压控制系统,功率的偏差信号是汽 机调节回路的前馈信号,它用来修正压力给定值。当功率给定值P0 增加时,实际压力 给定值低于给定值p0,调节器将发出开大调节阀指令,增大实发功率。 锅炉燃烧率指令送往锅炉各子系统(燃料和送风系统)。由图11-4可见,燃烧率 指令PM 为: 1 PM = (1 + S )P0 + K p1 ( p0 − pT ) + K p P0 (P0 − PE ) S 式中:KP1 、KP--比例系数 S--微分算子 显然,功率定值P0 的比例微分是前馈信号,微分在动态过程中加强燃烧率指令, 以补偿机炉之间对负荷响应速度的差异,稳态时汽压偏差(p0-pT)信号为零,它在 动态过程中有适当修正燃烧率指令的作用。功率偏差的积分项用来校正燃烧率指令, 以保证机组的功率偏差和汽压偏差在稳态时都为零,其校正过程是通过锅炉和汽机两 个回路完成的。
μT
PE
如上图11-3所示,锅炉跟随控制系统其基本构成也包括两个反馈调节系统,即汽 机侧的机组功率控制系统和锅炉侧的主汽压力控制系统。其基本工作原理是,汽机调 节器WT1(S)接受功率给定值与实发功率反馈信号,根据它们之间的偏差,调节汽机调 节阀开度,从而改变进汽量使发电机输出功率迅速满足负荷要求。锅炉调节器WT2(S) 接受机前压力定值与机前压力反馈信号,根据它们之间的偏差,调整燃料量从而保证 主汽压力的稳定。由于机组功率对汽机侧调节作用的响应迅速,当负荷要求变化时, 本系统通过改变汽机调节阀开度,充分利用机组蓄能,就可以得到机组功率的快速响 应。但是,这是以牺牲主汽压力的稳定为代价的,又因为在锅炉侧的调节作用下,主 汽压力的响应有较大惯性。所以,在锅炉跟随系统中,快速的功率响应和较大的主汽 压力偏差是同时存在的,这就是锅炉跟随系统的特点。 为了减小主汽压力的波动,以锅炉跟随(汽机基本)为基础的协调控制系统可以 采用机前压力的定值与机前压力的反馈值之间的偏差信号,通过函数模块F(X),作用 在汽机调节器的输出端。当汽压偏差超过非线性模块的不灵敏区∆时,汽机调节器发 出的调节阀开度指令将受到限制。 )、按前馈回路分类 (二)、按前馈回路分类 单元机组负荷控制系统的任务之一是保证汽机锅炉之间能量供求关系的平衡,为 了改善控制系统的性能,增设了前馈回路,使能量的失衡限制在较小的范围之内,下 面介绍两种基本的前馈回路方案。 1、按指令信号间接平衡的协调控制系统: 图11-4是指令信号间接平衡协调控制系统的原理图,系统的特点是用指令间接平 衡机炉之间的能量关系,属于以汽机跟随为基础的协调控制系统。
P0 d × + + + ∑ + 锅炉主控 燃烧率指令 PE I + △ d ∑
△ ≯≮ △ + + pT PI 汽机调节阀 开度指令 + ∑
-
-
p0
图11-4
按指令信号间接平衡的协调控制系统
汽机调节器PI的任务是维持机前压力PT 等于给定值P0,但在负荷变化过程中,要 利用功率偏差(P0-PE)信号修正汽压给定值,以便利用锅炉的蓄热量。
2、能量直接平衡协调控制系统: p0 pT p1 P0 PE + + p d △ ÷ △ I I d ∑ × + + ∑ + +
- ∑
PI 汽机调节阀 开度指令
锅炉 燃烧率指令
图11-5 能量直接平衡协调控制系统原理图
图11-5是这种控制方案的原则 性系统原理框图,这个系统属于以 锅炉跟随为基础的协调控制系统。 这种系统的主要特点是采用能量平 衡信号p1 / pT 取代功率给定信号P0, 作为控制回路的前馈信号,其中p1 为汽机第一级后压力,两者的比值 p1 / pT与汽机调节阀开度成正比,无 论什么原因引起的调节阀开度变化, p1 / pT 都能对调节阀开度的微小的变 化作出灵敏的反应。所以,无论在 动态还是静态,p1 / p T 都能反映调节 阀的开度,即汽机输入能量。 由图11-5可见,汽机调节器输入 信号的平衡关系为:
如上图11-2所示,汽机跟随(锅炉基本)控制系统构成包括汽轮机侧的主蒸汽压 力控制系统和锅炉侧的机组功率控制系统。锅炉调节器WT2(S)接受功率给定和功率反 馈信号,当机组负荷发生变化时,首先通过锅炉调节器WT2(S)控制燃料量(此时给水 和送粉也应相应调整)。待机前压力PT改变后,再按机前压力与给定值的偏差,通过 汽机调节器WT1(S)改变汽轮机调节阀的开度,从而改变机组功率。显然,由于锅炉侧 调节有较大的惯性,且汽轮机侧保持主汽压力稳定时没有利用机组蓄能,所以在负荷 需求变化时机组响应较慢,但采用汽机的调节阀来控制主汽压力,使汽压波动较小。 汽机跟随(锅炉基本)为基础的协调控制系统,可以在汽机调节器前,加入功率 偏差的前馈信号,其原理是利用锅炉的蓄能,同时允许汽压在一定范围内波动。如图 11-2所示,功率偏差信号(P0-PE)可以看作是暂时改变的汽机调节器的给定值,当 (P0-PE)>0时,汽压给定值降低,汽机调节器发出开大调节阀的指令,增加输出 功率,反之亦然,当F(x)=0时,前馈作用不存在。 2、以锅炉跟随(汽机基本)为基础的协调控制系统: P0 + WT2(S) F(X) P0 + WT1(S) + M PT
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