600MW机组协调控制系统设计解析
600MW机组协调控制系统优化-5页文档资料
600MW机组协调控制系统优化1 机组概况河北国华沧东发电有限责任公司一期工程为两台600MW亚临界燃煤发电机组。
汽机岛由上海汽轮机厂供货，锅炉岛由上海锅炉厂供货。
2 协调控制系统控制原理协调控制的设计方案是以锅炉跟随为基础的协调控制系统，原设计机组采用定-滑-定运行方式，从0到27%为定压方式运行，27%到77%负荷区间为滑压运行方式，77%以上为定压运行方式。
锅炉主控输出指令由以下几个部分组成：1）机组负荷指令给定值信号；2）机组负荷指令给定值的微分信号；3）机组负荷指令目标值的微分信号；4）机组滑压设定值的微分信号；5）频差信号；6）压力设定值与实际值偏差的微分信号；7）锅炉主汽压力PID调节器输出信号。
其中，机组负荷指令给定值信号为锅炉主控制器的主前馈信号，其他微分前馈用于在机组负荷升降过程中提高锅炉主控制器的响应速度，压力设定值与实际值偏差的微分信号用于在主汽压力与设定值偏差过大时快速动作锅炉主控制器帮助调节主汽压力。
在机组负荷指令变化的初期汽机侧调门是基本不变的，因为送到汽机控制器的机组负荷指令要经过一个四阶滞后，延时时间t为锅炉产生蒸汽时间的0.2倍。
经过四阶惯性环节延迟后的负荷指令还要加上压力拉回回路计算的结果，再与实际负荷值进行偏差运行，偏差值经PID回路计算后做为汽机主控的输出送往DEH控制系统控制阀门开度。
汽机主控输出指令由以下几个部分组成：1）机组负荷指令给定值经过四阶惯性延迟；2）锅炉主控送来的机组负荷指令给定值的一阶微分信号；3）频差信号；4）主汽压力偏差信号即压力拉回回路；5）实际负荷值。
以上信号1-4相加后同实际负荷求偏差送入汽机主控PID调节器，PID 调节器的输出来控制汽轮机调速汽门的开度。
压力拉回回路就是计算设定压力与实际压力的偏差，当偏差值超过规定值后（原设计为±1.8%），就将这个偏差值经过处理放大后叠加到负荷命令回路中。
举例来说，当升负荷时，根据滑压曲线首先要增大压力设定值，如果在升负荷过程中，实际压力比设定压力低出太多，超过规定值，就会产生一个负数加到负荷命令上，从而减小负荷命令，减小调门开度，以便于增大实际压力，当实际压力与设定压力偏差小于规定值时，该值输出为0。
对火电厂600MW超临界机组协调控制系统的分析
对火电厂600MW超临界机组协调控制系统的分析作者：曾有琪韦培元马军来源：《城市建设理论研究》2012年第30期摘要：就国内火电厂的火电机组发展现状来看，大规模、高效率的超临界机组已经形成了市场化规模，600MW超临界机组比传统的亚临界机组有着压倒性的性能优势。
超临界机组对煤耗量的大幅度降低，有效缩减了火电厂的运营投资，在减少能源消耗、缩减运营成本的同时，也减少了污染物向环境中的排放。
文章就600MW超临界机组内容进行了简单的概述，介绍了600MW超临界机组协调控制策略，阐述了600MW超临界机组协调控制系统。
关键词：600MW超临界机组；控制策略；控制对象；协调控制系统Abstract: Considering the development situation of the domestic thermal power units of thermal power plants, the large-scale, high-efficiency supercritical unit has formed the marketization scale, and600 MW supercritical units have the overwhelming performance advantages compared with conventional subcritical units. Supercritical units contribute to the huge reduction in the amount of coal consumption, effectively reducing the investment in thermal power plant operators, which also can reduce the pollution emission to environment. In this paper, the content of 600MW supercritical units is described simply, coordinated control system strategy of the 600MW supercritical units are introduced, as well as its coordinated control system.Key words: 600 MW supercritical units; control strategy; controlled object; coordinated control system中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）随着国内对火电机组内容研究的不断深入，以及火电机组相关技术、系统在近几年内的高速发展，高效率、大规模的超临界机组在火电厂中的应用越来越广泛和普及。
600MW机组协调控制系统的分析
(2)负荷变化速率限制:最大变负荷率受机组运行状况的限制，为了保证机组平稳运行，不允许变负荷的速率过大。
(3)指令增/减闭锁:根据机组运行时产生的某些故障，以运行参数的偏差大小和方向对实际负荷指令实施增/减方向的闭锁，防止故障的危害进一步扩大。
由于启停一套制粉系统对协调控制系统所产生的扰动得到了有效的控制，基本消除了机前压力和负荷大幅度波动。
3.3 RB功能优化
当机组主要辅机发生故障而跳闸时，为维持锅炉允许出力，必须使机组快速自动降负荷，同时保证主要调节系统工作正常，维持机组主要参数在允许范围内。机组在进入168h考核前，通过RB试验，明确了机组在重要辅机失去下的控制特性。进一步对RB功能进行了分析和研究，对以下问题进行了改进和优化:
锅炉主控和汽轮机主控都采用单回路控制，取消了压力调节器。基于DEB控制策略，稳态时PT= PT0，主蒸汽压力测量值和给定值相等。由于采用了DEB控制策略，锅炉主控和汽轮机主控单回路控制相对于串级控制有相似的优点，即对扰动有较强的克服能力和一定的自适应能力等，同时简化了系统。
三、控制系统优化
3.1负荷指令前馈优化
DEB方案体现了锅炉快速响应负荷的思想，能量平衡信号(P1/PT)×PT0是BD的主体，反映了汽轮机对锅炉的能量要求，这就为机炉动态过程中协调两个控制器回路的工作提供了一个比较直接的能量平衡信号。P1/PT对调节阀开度微小的变化反应灵敏，(P1/PT)×PT0进一步反映了汽轮机能量要求。在稳态时，PT=PT0，(P1/PT)×PT=P1，它代表汽轮机的即时功率。在过渡过程中，PT≠PT0，(P1/PT)×PT0等于未来达到稳定时的P1值，代表汽轮机的预期功率。(P1/PT)×PT0×K1×d((P1/PT)×PT0)/dz代表汽轮机功率的变化在单位时间内锅炉所需补充的蓄热。K2×dPT0/df代表压力定值变化在单位时间内锅炉所需补充的蓄热。汽轮机功率和压力定值的微分项作用是在动态过程中加强燃烧率指令，以补偿机炉间对负荷的响应速度的差异(协调)和压力定值变化所要调节的蓄热(保证汽压较小的变化率，补偿压力损失)。由上述分析可知，热量指令BD完全代表了负荷变化所需的全部能量变化，反映了锅炉快速、准确地调节燃烧工况以适应负荷的变化。稳态时，调节器的被调量应等于设定值，各微分项为零。即BD=HR=P1。
浅谈国产600MW机组协调控制系统和其逻辑优化
浅谈国产600MW机组协调控制系统和其逻辑优化【摘要】某公司采用了国产600MW机组，本文简要介绍了协调控制系统，阐述了如何对其进行逻辑优化，希望可以提供一些有价值的参考意见。
【关键词】600MW机组，协调控制，逻辑优化1协调控制系统具体来讲，协调控制就是整体控制机炉，对负荷响应的快速性进行考虑，同时，又保证机组可以稳定的运行。
要促使电网需求得到满足，同时，又要将机组实际可能出力给充分纳入考虑范围。
本600MW机组协调控制系统将两级控制应用了过来，分别为上级控制和下级控制，上级为单元机组负荷控制系统，下级被称之为基本控制级，包括锅炉侧控制系统、汽机侧控制系统等。
协调控制级主要是对锅炉和汽轮发电机的运行进行协调和控制，对外部负荷指令进行接收。
2协调控制系统的逻辑优化一是机组的特点：本600MW机组具有一定的特殊性，将汽包锅炉、磨煤机直吹送粉、2台电动给水泵以及风冷机组的发电工艺给应用了过来。
在协调控制策略方面，则是将锅炉跟踪汽机给应用了过来。
但是，因为锅炉跟踪汽机需要先将当前汽轮机的负荷消耗信号给得出来，然后对锅炉的控制动作进行协调，本负荷消耗信号将锅炉的滞后时间常数给包括了进来，因此，对于负荷指令，本机组出力只有较慢的响应速度。
因为，相较于汽轮机组来讲，锅炉有着较慢的受控过程，特别是本发电机组将直吹送粉燃烧工艺给应用了进来，那么在很多工艺中都会导致时间的延迟。
机组的负荷指令没有较快的响应速度，那么就会在较大程度上降低供电质量和机组调节品质，对机组的经济性造成较大的影响。
二是原协调控制系统中存在的问题：阶跃的负荷信号不能够被锅炉主控的微分前馈所接受，那么就会有大幅波动问题发生于负荷中。
并且，只能够在负荷指令的速率限制之前叠加一次调频，那么就会将降低一次调频的质量。
将升降负荷投入到协调控制系统，机前压力有着较大的波动和较多的超调，这是因为仅有负荷指令微分前馈存在于炉主馈中。
在对协调控制进行切除时，有着较大的压力和负荷波动，这样无扰切换就无法实现。
600WM亚临界单元机组协调控制系统分析
单 炉 膛 、 型 布 置 、 角 切 圆 燃 烧 、 衡 通 风 、 封 闭 、 态 ｎ 四 平 全 固 排 渣 、 制 循 环 汽 包 型 燃 煤 锅 炉 ， 料 为 烟 煤 。 住 额 定 工 况 强 燃 下 ， 热 器 出 口 温 度 为 ５ ０ ， 热 器 的 进 、 口 温 度 为 过 ４℃ 再 出
度 和再热汽温 度为 ５０ 。锅炉 为亚 临 界 、 次 中间再 热 、 ４℃ 一
汽 轮 机 一 级 压 力 Ｐ１是 ＤＥ 中 的 一 个 关 键 变 量 ， 线 Ｂ 既 性 地 反 映 了 蒸 气 流 量 Ｄ 的 变 化 ， 线 性 地 反 映 了功 率 Ｎ 又 的 变 化 ， 就 为 锅 炉 和 汽 轮 机 之 间 的 能 量 变 化 建 立 了 统 一 的 这 量 纲 ， Ｐｌ问 接 地 反 映 了锅 炉 和 汽 轮 机 之 间 的 能 量 平 衡 。 即
偏 离给定 值 。（ ／ Ｔ Ｐ Ｐ１ Ｐ ） ｏ不 能 代 表 实 际 进 人 汽 轮 机 的 能 控 制 锅 炉 的 输 出 能 量 ， 证 任 何 工 况 下 机 组 内 部 能 量 供 需 保 而 的 平 衡 。本 机 组 应 用 以 （ ／ ） ０为 前 馈 信 号 。协 调 控 制 量 ， 是 代 表 了 汽 轮 机 所 需 的 能 量 。 Ｐｌ Ｐｖ Ｐ 热 量 信 号 ＨＲ 由主 蒸 汽 流 量 信 号 和 汽 包 压 力 的 微 分 信
２ ＤＥ Ｂ协 调 控 制 系 统 原 理
从 能 量 平 衡 的 观 点 ． 调 控 制 系 统 被 分 为 直 接 能 量 平 协
衡 Ｄ Ｂ协 调 控 制 系 统 和 间 接 能 量 平 衡 Ｉ Ｅ ＥＢ协 调 控 制 系 统 。
机 组 采 用 的 是 直 接 能 量 平 衡 Ｄ Ｂ协 调 控 制 系 统 。 Ｅ ２ １ 直 接 能 量 平 衡 Ｄ Ｂ的 特 点 ． Ｅ
600MW火力发电机组协调系统优化及合理调节
600MW火力发电机组协调系统优化及合理调节摘要：随着中国改革开放的不断深入，社会发展水平也在不断提升，我国电网建设规模也随之扩大，人们用电需求量增加的同时，相关部门一定要重视电力输送的品质，一定要注意供电的稳定性及安全性。
如果想要满足人们日益增长的需要就必须要有一定协调系统。
能够对于系统进行一定程度的优化，以此来降低成本提高效率。
提高供电系统的安全性和稳定性。
本文通过分析火力发电机组的一些结构和性质，深入的进行探究系统的优化与调节的一些具体的方法，对于现有的问题提出了一些具体的解决方法。
推动供电系统的升级。
满足大多数人的需要。
关键词：600MW火力发电机组；优化；合理调节1.火电发电系统机组的协调控制系统1.1基本方式基本方式可以归为低级运行方式，机组可以在启动状态以及供电负荷较低的状态下运行，一般而言，汽轮机和锅炉辅助如果出现运行异常的情况时是可以运用这种办法排查故障的。
所谓的基本方式就是将锅炉与汽机的主要控制系统处于手动状态，然后由相关工作人员统一手动控制，这样便可以通过系统负荷指令跟踪管控机组的实际发出功率，而且可以使其始终保持向更高一级控制系统转换的状态。
1.2基本内容工艺水系统：（工艺水箱，工艺水泵，轴封水，冷却水）烟气系统：（进、出口挡板，旁路挡板，增压风机，冷却风机，密封风机，加热器，烟囱，吸收塔）浆液制配系统：（制出石灰石浆液，打入吸收塔，脱去原烟气中的硫份，从而维持硫效率，和ph值）供浆系统：石灰石供浆泵向吸收塔打浆，氧化系统：氧化风机3台，向吸收塔鼓入氧气，使吸收塔内的石灰石浆液氧化达到一定的密度后，可以启动石膏脱水系统。
石膏脱水系统：（真空泵，真空皮带机脱水机，滤布冲洗水泵，滤布冲洗水箱..）脱吸收塔内石膏，可以提高副产品的价值1.3机跟炉方式这种方式也叫做汽轮跟踪方式，它属于协调系统中一种比较高级的方式。
如果在一定的情况下，汽轮机状态正常，锅炉没有自主运行时，就可以采取这种方法来面对一些紧急发生的情况。
火电厂2×600MW机组协调控制的分析
主 导作刖 ； 当实际负荷接近 目标负荷时 ， 前馈信 号 动态过程基本结束 ，通过变参数适当提高调 节 器的凋 作＿ ， 实际负荷尽快达到 目标负 ｝ 使 ＝ ｝ ｊ 荷。 １ 图 为变参数控制示意图 ， 变参数控制通过 Ｉ Ｆ９ 功能码 Ｆ ２ （ Ｄ Ｐ ￣ Ｎ Ｉ０ Ｃ ４ Ａ Ｔ实现 ， Ａ 即根据 实际 负衙与 目 标负荷 的差值 大小 ，自 动调 整负荷调 节器的 比例系数 、 积分系数等 。实践证 明 ， 变参 数控制有利于实现负荷 的动态快速 响应与稳态
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ＣＳ 汽机 曩 某电厂 ６ ０ ０ ＭＷ 超临界机组 协调控制系统 挖 。 Ｃ 方式时 ， 主控接 收机组 当前功葺 和 稳定 主要包括机 主控（Ｍ 、 主控（ Ｍ 、 ． ） Ｉ 炉 １ Ｂ ） 负荷指 令设 机组负荷指令 的偏差 ， 进行 Ｐ Ｄ计算 ， Ｉ 同时引入 定、 压力设定 、 调方式切 换 、 故障减 负荷 机前 力偏差和机组负荷指令作 为前馈 量。杠 协 辅机 （Ｕ Ｂ Ｃ ） Ｒ Ｎ Ａ 、 Ｋ 频率校正等功能 回路 对应 于机主 非 Ｃ Ｓ Ｃ 方式 下， 跟踪汽机主控输出值。 控、 炉主控 ， ４ 有 种机 组运行 控制方 式 ， 别是 分 ２ ． ４燃料量和给水量的比值控制 凹路 机炉协调方式 、 汽机跟踪方式 、 锅炉跟踪 方式和 燃料量和给水量 的比值控制 回路采 水跟 机炉手动方式 。该 电厂协调控制 系统采 用以锅 煤 的控制方式 。 当锅炉燃料量指令改变时 ， 根据 炉跟踪方式为基础 的协调控 制方 式。锅 炉跟踪 设计 煤种 的发热量 Ｅ动改变给水 流量设 定值 ， Ｊ 图 ｌ变参墩 控制示 意图 协调方式下 ， 炉主控负责维持机前压 力， 主控 如１ 机 果煤种发热量 变化 或其它因素的影响导致水 ３． ． ２ ２大偏 差叫拉调 节策略 再用 给水 流量对锅炉汽水分 如果机组运行 尚未稳定或 正常运行 时遇 到 用于控制机组 负荷 。 机组 的负荷响应速度怏 、 负 煤 比偏离设计伉 ， 荷控制精度较高 ， 但机前压力波动 幅度较大 。 离器入 Ｌ蒸汽温度进行 校正。锅炉汽水分离器 过＿ ｌ 人扰动 ， 可能会 出现大幅度偏差（ 超过± 负荷 女 口 Ｍ 。由于负荷调节 器采用变参数控制 ， 在大 ２１ ． 负荷指令 与压力定值处理 刚路 人 口温度 的设定值根据 汽水 分离器出 门压力经 ７ Ｗ） ２． ．Ｉ负荷指令处理 回路： １ 负荷设定 回路接 数发生器 自动给 出。给水流量指令按 下式确 偏 差时训 作月 偏弱 ，会ｍ现大偏差持续较长 ｊ 收运行人员手 动设定 的 目标负荷或 中渊 自 动发 定： 给水流量指令＝ 惯性环节迟 延后的锅炉 主指 的现象 。 大偏 差回拉 回路用于通过加 、 减燃料量 燃水比函数＋ 微过热 温度 问节器 的输 ｆ ¨ Ｉ 将 负荷托 稳 态区域（ 士Ｍ ， ： 偏差 ４ 然后 由负荷 电（Ｇ ） 令 ， Ａ Ｃ指 经速率 限制 、 负荷上 下限 限制和 令 ｘ 渊节器通过正常蒯 节将负荷稳定．定值 附近 。 在 负荷 指令闭锁 增减运算后 分别送往 机 主控 、 炉 ３协调控制 系统存 存的问题 及优化 方案 主控等 回路 ；频率校正 回路负责把 箍 信号转 ３ ． １协调控制系统存 在的问题 ３ ３ 给水 一动凋节优化 ． ２ 换为负荷偏差信 号， 叠加到负荷指令上。 （机组采 双进 双ｍ钢球磨直吹式制粉 系 １ １ （ 中间点温度 的设定 ： １ ） 根据分离 器 出口压 ２ ． 力定值处理 回路 ： 设 汁 ｒ定压 、 统 ， ． １ ２压 其 其燃料一 负荷 、 燃料一 压力特性惯性及滞后较 力先计算对应状 下的饱 和蒸 汽温度 ，根据 锅 滑压两种压力运行方式 。 在滑压方式时 ， 据负 大 ， 根 机组蓄热量较小 ， 燃 配比要 求严格 ， 水一 机炉 炉运行 要求 ，冉 力上过热度后作 为中间点温度 ｕ 荷一 压力定值关 系 表 １ 定机 前压 力定伉 。 确 压 动态杼 ｝差距悬殊 ， 常规方 法控制负倚 ， 生 采用 尢 的给定伉 。根据分离器 的压 力不 同来设置不 同 力定值 变化时 ， 给定 的压 力变化速率进行限 法解决 响应速度 过慢与超 渊严重之 问 的矛盾 。 的过热度。过热度可以 由运行人员手动设定偏 按 速。 压力定值和压力变化速率＿ 以 Ｏ ＿进 【燃 料 辛控投 入 自动 方式 时 ， 几 『 ＷＳ Ｌ ２ １ 设定值 是锅 炉主 置 ， 计巾考虑了汽水分离器入 口蒸汽温度最 设 行设定 。 控Ｆ 发的燃料量指令 ， 被调量是总燃料量 ， Ｉ ｉ Ｊ 占 小过热度 限制 ，当过热器喷水流量 占总给水流 设计 值偏差过大时 ，再对汽水分离 表 １某电厂 ６ ０ Ｗ 机组滑压 负荷一 力关 系 ０Ｍ 压 对 象是磨煤机负荷风挡极 ，由于采用 的双进 双 量 的比例 与 ¨ 蚯蔷Ｉ ＭＷ ¨ Ｊ ｊ ｛ ，１ ｔ， Ｅ Ｍｌ１ ． 出直吹钢球 磨供应的燃料量足根据一次风量来 器入 口蒸汽温度设定值进行小范同的增减 。 ０ 间接 计算 的 ， 方面 由于测量技术 的限制 ， 次 一 一 ｆ 给水流量 指令 的形 成 ： ２ ） 当给水泵均在 手 ３（ ０｝ 给水 １（ 给 风量难 以测量准确 ， 常发生零 点漂移等 问题 ； 动方式时 ， 流量指令计算 ＰＤ￣调 节器） 经 ４ １ ５） ！Ｊ ５ ４０ ２ ４ 当任一泵在 自动方式 时 ， 另一方面风 母中所 含的煤粉量也不可能完全 定值跟踪 中问点温 度 ； ６ ０ ２ ２ ４ ２ ｌ ） Ｐ采Ｊ中间点温度设定值。给水泵 全手 ｝ ｊ 定， 所以燃料量 的训算 比较模 糊 ， 给燃烧 测节带 Ｐ１的 Ｓ ２ ． 炉主控 ２锅 来不便 。由于磨煤机人 口风道为倒 … ’ ， Ｆ 形状 两 动 情『 下 ， Ｉ “跟踪实际给水流量 ； 兄 ＰＤ输 ｛ 任一给 锅 炉 主 控 设 计 有 ２种 方 式 ：ＢＦ方式 和 侧负荷 Ｊ 门 同时开肩时 容易 出现抢 风现 象 ， ｘ Ｌ 且 水泵 投入 自动 时 ，根 据 中间点 温度 偏差 进行 ＣＳ Ｃ 方式 。 负荷风测量不准确 ，无法用负荷风量表 征实际 Ｐ１ ’ ， Ｉ 算 门动修 正给水 流量设定值 。 ） Ｂ 方 式锅炉主控 Ｐ Ｄ逻辑 如下 ： 限幅 限 的燃料量 ，给协凋控制系统 的投运带 来很 大 Ｆ Ｉ 将 经过 多次试验和研究 ，我们在给水流量指 Ｉ 添 【 个前馈量 ：一个足锅炉 ）Ｉ Ｉ 速后 的主汽压力作为 给定值 ，主汽 压力测 量值 难 。ｆ给水控制 的设 汁采用水跟煤 的控制方式 ， 令讣算 Ｐ１ ： 力了 ２ ３ １ 即燃料量指 令信 号 ， 根据平 常运行 中给水 作 为过程值 ， 未投人 Ｂ 方式时 ，ＰＤ输 ｝强制 ＿锅炉燃 料量指令改变时 ，根掂设计煤种 的发 主控 ， Ｆ ｌ ｝ ｊ ！ Ｉ ｉ ＝ 跟踪锅炉 主控输 出， 投入 自动时 ， ｝ 主汽压 热量 ｆ动改变给水流量设定值 ，ｌ１ 将卡据 ｌ Ｌ ｉ 叟果煤种发热 流世和磨煤机 负荷 风总量的经验 比值 ，目前采 ｌ ： Ｈ ｌ ！锅炉燃 料量指令发生改变 力及其设定值的偏差
第四节600MW机组协调控制实例
&
75% RB
=1
&
50% RB
&
35% RB
电动给水泵运行
1 图13－23 给水泵RB逻辑
输出电功率
制粉系统出力
RB 目标值
H/ 3台磨煤机运行 H/ 1台炉水循环泵运行 H/
&
T
Y
A
3台磨运行
&
T
Y
A
3台磨运行
&
T
Y
空预器单侧运行
H/ 引风机单侧运行 H/ 送风机单侧运行 H/ 一次风机单侧运行 H/ 75% RB H/ Y & T Y & T Y & T Y & T A A 3台磨运行 A 4台磨运行 & T Y & T
Y
50% RB
H/ 35% RB
2台磨运行
RB 目标值 图13－24 RB目标值的生成
发生RB后，根据跳闸设备的不同而产生不同 的RB目标值。发生RB情况后，机组将快速减少 进入炉膛的燃料量，这时机组实际负荷指令跟踪 输出电功率，其处理方法如下： (1) 机组负荷大于330MW，当空预器、引风机、送 风机或一次风机设备中有任一台跳闸停运，则发 生RB。FSSS切除磨煤机，保留3台磨煤机运行， 协调控制方式切至汽轮机跟随方式，机组减负荷 至300MW； (2) 机组负荷大于330MW，炉水泵两台中的一台停 止运行，且5秒钟内备用泵未联锁启动，则发生 RB。FSSS切除磨煤机，保留3台磨煤机运行，协 调控制方式切至汽轮机跟随方式，机组减负荷至 300MW；
• (2) 当锅炉主控制器为自动,汽轮机主控制器 为手动时，采用锅炉跟随方式（BF MODE）。这时机前主蒸汽压力（机前压 力）由锅炉燃烧率自动控制，汽轮机调门 由DEH独立控制。
国产600MW机组协调控制系统及其逻辑优化
行方式 ， 各运行方式之问既可由操作人员通过０ Ｍ
面 进行手 动切换 ，也 可根据 机组运 行联 锁条件 和逻 辑 控制 自动进行 无扰 切换 ， 以达到 最佳运 行状态 。
２３１ 基本 方式 （ ａｅ ＿． ｂ ｓ）
故障有 ： 引风机 、 送风机 、 一次风机 、 空预器部分故
单轴 、 ｊ缸 四排汽 、 直接空冷凝汽式汽轮机 。发 电机
为 Ｑ Ｓ 一 ０ — 型水 一 一 冷 却 、静 态 励 磁 汽 轮 发 ＦＮ ６０２ 氢 氢
电机。汽轮发电机组在阀门全开工况下的输出功率
为 ６７１３ＭＷ 。 制 系统 采用 北京 和 利时 公 司制造 ６． ９ 控 的ＭＡ Ｓ 分散 控 制 系 统 ， 系统 主要 完成 负荷 控 制 ＣＶ 该 系 统 （Ｃ ）锅 炉控 制 系统 （ Ｓ 、 炉 安 全 监 控 系 Ｃ Ｓ、 ＭＣ ）锅
侧 自动控制系统和辅机控制系统。锅炉侧 自动控制 系统主要包括锅炉燃烧控制 系统 、 锅炉给水控制系 统、 锅炉汽温控制系统等几个大系统 ， 上述大系统均 包括若干子系统 ， 在此不再赘述 。 汽轮机侧 自动控制
系统完 成 大范 同 的转速 控制 、 荷控 制 、 负 异常 工况 下 的负荷 限制 、 主汽 压力 控制 、 阀门控 制与 管理 以及 自
机组 负荷 指 令处 理 回路根 据机 组运 行状 态 选择 各种负荷 指令 ，并 将其 转化 为机组可 以接受 的形式 ， 所处理 的负荷指 令有外部 负荷指令 和 内部负荷指 令 。 外部 负荷 指令 主要 包 括 ：电网调度 中心发 的
利
技
负荷调节指令 ，Ｉ Ｇ 指令 ： ￣Ａ Ｃ ］ 机组运行人员手动调整 的负荷 指令 ，Ｉ Ａ 指令 ： ￣Ｍ Ｎ ］ 机组频率偏差 自动调整
600MW直流炉-华北电力大学协调控制系统讲义
第二章协调控制一、协调控制概述协调控制系统关键在于处理机组的负荷适应性与运行的稳定性这一矛盾。
既要控制汽机充分利用锅炉蓄能，满足机组负荷要求；又要动态超调锅炉的能量输入，补偿锅炉蓄能，要求既快又稳。
超临界机组中的锅炉都是直流锅炉，作功工质占汽－水循环总工质的比例增大，锅炉惯性相对于汽包炉大大降低；超临界机组工作介质刚性提高，动态过程加快。
超临界直流炉大型机组的协调控制需要更快速的控制作用，更短的控制周期，以及锅炉给水、汽温、燃烧、通风等之间更强的协同配合。
二、协调控制的主要策略（1）锅炉、汽机之间功率平衡信号与汽机相比，锅炉系统动态响应慢、时滞大；对直流炉来说，合理地选择功率平衡信号，才能适应直流炉对快速控制的要求。
因此功率平衡信号的选择，对整个机组动态特性的影响极大。
依照实际的P1(或MW)信号出现后,再反馈到锅炉侧,因此是基于反馈的锅炉跟踪汽机设计.根据MWD,控制锅炉侧,因此是一种前馈控制.控制策略思想比P1信号慢,相差一个汽机/发电机时间常数τ.比MWD 信号慢,相差一个锅炉侧时间常数τB 。
时间上MWD 信号出现最早.时间关系机组的实发电功率.当前发电汽机实际消耗的功率.机组为达到一定负荷应当需要的功率.特点当前的机组发电功率代表了当前机组承担的负荷,也即锅炉应产生的负荷功率。
汽机第一级压力P1可换算为汽机侧当前实际消耗的蒸汽量,也即锅炉侧当前应提供的蒸汽功率。
机组负荷指令(MWD)代表了机组应发的功率,也代表了锅炉侧应提供的蒸汽功率。
物理意义第三方案机组实发功率(MW)第二方案汽机第一级压力(P1)第一方案机组负荷指令(MWD)需求信号MWD信号在快速性及时间上具有优势，前苏联及日本一般采用MWD信号。
下图为前苏联设计的协调系统示意框图。
图1 所示的前苏联协调控制方案，则是简单地采用了主汽压力Pt的动态微分来抵消锅炉侧的内扰，虽可以发挥一定的作用，但未能考虑到主汽压力与额定（设定）值之间的偏差，例如主汽压力已低于设定值，主汽压力升高过程中，锅炉侧反会减负荷，是其设计不合理之处。
600MW超临界机组协调控制系统分析及优化探讨朱志刚
600MW超临界机组协调控制系统分析及优化探讨朱志刚发布时间：2021-08-19T07:44:39.299Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第10期作者：朱志刚王坤[导读] 本文针对华能沁北发电有限责任公司二期工程2×600MW超临界机组协调控制系统构成、特点等进行了分析。
在机组运行期间，对此协调系统进行了调试、优化，机组在50～100%MCR负荷段具备了优良的负荷适应性。
根据运行实践，对机组主要参数调节品质现状进行分析，提出了解决思路，为同类型机组协调控制系统提供了借鉴。
朱志刚王坤华能沁北电厂河南济源 459000摘要：本文针对华能沁北发电有限责任公司二期工程2×600MW超临界机组协调控制系统构成、特点等进行了分析。
在机组运行期间，对此协调系统进行了调试、优化，机组在50～100%MCR负荷段具备了优良的负荷适应性。
根据运行实践，对机组主要参数调节品质现状进行分析，提出了解决思路，为同类型机组协调控制系统提供了借鉴。
关键词：协调控制系统超临界机组优化一、引言超临界机组的自动控制系统与亚临界参数机组相比，其动态特性更为复杂，需要更加完善的控制策略。
主要表现为：1、机组的动态特性随负荷大范围变化（通常的负荷变化范围 50％－100％），呈现出很强的非线性和变参数特性。
特别是为了适应调峰运行的需要，超临界机组常采用复合变压运行方式（亚临界＋超临界），由于水蒸汽特性在亚临界和超临界区域的差异，使得超临界机组在亚临界和超临界区域转换时的动态特性差异显著2、由于直流锅炉的工质流和能量流相互耦合，汽机调门开度、燃料量、给水流量都对主汽压力产生影响，从而在各个控制回路，特别是给水、汽温及负荷控制回路之间存在很强的非线性耦合。
3、直流炉的热力系统蓄热较少，因此对外界的扰动响应速度较快，容易发生分离器入口过热度摆动大、超温、超压等情况。
4、从控制模型上比较，超临界机组为三输入两输出的控制结构，控制策略上要求很高。
600MW空冷火电厂控制逻辑设计说明解析
热控控制逻辑设计说明一.模拟量控制系统（MCS）1 机炉协调控制系统机炉协调系统共分机组功率设定值计算系统、主汽压力设定值计算系统、锅炉主控系统、汽机主控系统。
基于机组发电功率的要求，机炉协调系统通过调节锅炉和汽机各相关子系统的设定值，指挥锅炉和汽机的相关子控制系统的出力，响应电网调度对机组发电功率的要求，同时保证机组本地参数运行的安全稳定性。
协调控制系统分锅炉主控和汽机主控，其中锅炉主控的控制输出指令是炉侧给水控制、燃料控制、送风控制等系统设定值的主要生成部分。
按照锅炉主控和汽机主控的手自动状态，协调控制系统可分为锅炉主控和汽机主控全为自动的协调CC方式，锅炉主控自动汽机主控手动的BF方式，锅炉主控手动汽机主控自动的TF方式，以及锅炉主控和汽机主控全为手动的BASE方式。
1.1 机组功率设定值生成系统功率设定值生成系统主要完成功率目标值的设定、限幅、限速三项主要功能，详述如下。
功率目标值的设定。
目标设定值的生成有自动、手动、跟随三种方式。
在自■ 动方式下，机组功率设定值生成系统接受电网调度来的发电指令作为功率目标值，经过一系列处理后，生成机组功率设定值；在手动方式下，则由运行人员设定机组功率目标值；当功率回路不在自动方式时，功率设定值生成系统处于跟踪方式，此时功率目标值跟随机组功率。
功率目标值的限幅。
功率给定值的限速主汽压力设定值计算系统在滑压下，主汽压力设定值计算系统据机组负荷计算出主汽压力目标值；在定压下，由运行人员手动设定目标值。
锅炉主控和汽机主控都在手动方式下，主汽压力目标值跟踪实际主汽压力。
主汽压力目标值经过速率限制后生成为主汽压力设定值。
速率限制的设定由运行人员手动设定。
当主汽压力较设定值过高时，上升压力速率置闭锁，当主汽压力较设定值过低时，下降速率降置闭锁。
当RB时，主汽压力设定值按某一预先组态速率下降到目标压力设定值。
1.2 炉主控锅炉主控的控制输出用来生产炉侧给水、燃料、送风等系统的控制设定值，以协调炉侧各主辅系统的出力，满足汽机侧对锅炉蒸汽能量的要求。
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1引言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。
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。
协调控制系统保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。
具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。
协调控制系统是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行。
单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。
处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。
处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。
2 协调控制系统任务与作用2.1 协调控制系统协调控制系统作用：保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。
具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。
协调控制系统任务：是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行在单元机组中，锅炉和汽轮机是两个相对独立的设备，从机组负荷控制角度来看，单元机组是一个存在相互关联的多变量控制对象，经适当假设可以看作是一个具有的两个输入和两个输出的互相关联的被控对象，其方框图如图2.1所示。
图2.1 单元机组负荷控制对象原理方框图μT- 通汽阀开度μB- 燃烧率水平NE-实发功率PT-主蒸汽压力单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。
处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。
处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。
子控制系统作用于负荷被控对象，如图2.2所示。
图2.2 单元机组协调控制系统简图2.2协调控制系统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。
协调控制系统适用于定压或滑压运行，定压运行：是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。
有四种控制方式：（1）协调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。
（2）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。
（3）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。
（4）手动方式锅炉和汽机主控回路均处于手动方式。
滑压运行：则是始终保持汽轮机调节汽门全开，在维持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。
单元机组滑压运行时有2种机炉负荷控制方式。
（1）锅炉跟随控制方式。
（2）协调控制方式。
3 协调控制系统组成3.1负荷管理控制中心（LMCC）负荷管理控制中心（LMCC）是对外部要求的负荷指令或目标负荷指令进行选择，并根据机组主辅机运行的情况加以处理，使之转变为机、炉设备负荷能力，安全运行所能接受的实际负荷指令N0，实际负荷指令又称ULD(Unit Load Demand)单元机组实际负荷指令。
负荷管理控制中心包括如下几个部分：(1)机组负荷指令的方式及处理根据机炉运行状态，选择机组可能接受的外部负荷指令(ADS及运行人员设定负荷指令、△f调频指令等)，将机组的外部负荷指令处理成能够接收的机组负荷指令N0。
(2)机组最大负荷/最小负荷限制运行人员可根据运行情况设置机组最大/最小负荷限制值。
(3)负荷要求指令的增/减闭锁根据机组运行时产生的某些故障，对实际负荷指令实施增或减的方向的闭锁，以防止故障的危害进一步扩大。
如图3.1。
图3.1 机组负荷指令形成及处理3.2机、炉主控制器机、炉主控制器是协调控制系统的控制机构，机、炉主控制器的主要功能是根据机组的运行条件和要求，运行人员可选择协调、锅炉跟随、汽机跟随等控制方式，给出合理的控制方案提供机组全面的协调控制。
根据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷控制方式，按照实际负荷指令N0与实发功率信号NE 的偏差和主汽压力的偏差 P以及其它信号，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，分别称为锅炉指令(Boiler Demand)NB 和汽轮机指令(Turbine Demand)NT 。
机炉主控制器的主要任务是产生各种控制策略和控制方式的切换。
控制策略是前馈控制、反馈控制、非线性元件以及多变量控制理论综合的应用。
机炉主控制器主要有以下两部分组成(1) 机炉正常运行情况下的负荷指令NB、NT的形成。
(2) 机炉的实际负荷指令NB’、NT’的形成。
4协调控制系统方案4.1 机组负荷设定机组负荷通过二种方式设定（图4.1机组负荷指令P0原理图），一种方式是运行人员手动给定，另一种是网控AGC 自动调整。
当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最大允许负荷(SP2)、最小允许负荷(SP3)以及RUNBACK 回路给出的机组最大、最小允许负荷进行比较，再经过速率限制，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、负荷拉回或AGC指令推出时，SP1 将切至手动方式。
机组负荷指令的速率限制由运行人员手动给定。
图4.1 机组负荷指令P0原理图4.2 负荷速率限制及反馈当负荷指令产生时，速率限制器将对负荷调节进行限制，如图5.2。
负荷指令P0产生以后通过速率限制器进行限制并根据限制前后信号进行比较得出负荷指令是否平衡。
由sh3-5取值决定T，为0则由T1(SP0设定的速率值)决定。
速率上线由主汽压力设定＜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，T为2。
否者T为1，由修正参数和设定平均值相加决定。
下限Sh5 是由负荷指令限制决定尤其决定T是1还是2。
上限T是由主汽压力设定＜实际压力、燃料量设定＜实际燃料量、汽包水位设定＞实际水位都不发生一个T为1，任意发生一个T为2。
图4.2 负荷指令速率限制原理图4.3闭锁机组负荷指令原理当主汽压力设定＜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(图4.3闭锁机组负荷指令原理图)；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，将闭锁机组增负荷指令。
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。
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。
图4.3闭锁机组负荷指令原理图4.4 主汽压力设定主汽压力设定回路适用于定压和滑压二种运行方式，如图4.4所示。
SP1 手动方式时为定压运行方式，此时运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。
图4.4 主汽压力设定图4.5 锅炉主控当锅炉主控(A/M)投入自动方式时，调节回路提供二种调节方式，如图4.5所示。
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4.5 锅炉主控图图5.6 气机主控当汽机主控(A/M)投入自动方式时，调节回路提供二种调节方式，如图4.6。
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。