火电厂负荷控制系统
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火电厂负荷控制系统
五、协调控制系统的构成 1. SAMA图及各种图形符号
SAMA图是美国科学仪器制造协会（Scientific Apparatus Maker’s Association）所采用的 绘制图例，它易于理解，能清楚地表示系统 功能，在自动控制系统中大量应用。
火电厂负荷控制系统
SAMA图 简介
又能保证主汽压力波动较小 4.手动方式 • 汽轮机主控切手动，控制机组功率 • 锅炉主控切手动，控制主汽压力
火电厂负荷控制系统
三、机炉协调控制的设计方案 • 锅炉跟随为基础 • 汽机跟随为基础 • 机炉综合型 • 直接能量平衡
火电厂负荷控制系统
锅炉跟随为基础
火电厂负荷控制系统
汽机跟随为基础
火电厂负荷控制系统
测量或信号显示功能 自动信号处理功能 手动信号处理功能 执行机构
FT
LT
PT
TT
ZT
流量变送器 液位变送器 压力变送器 温度变送器 位置反馈
火电厂负荷控制系统
√
开方
K
×
乘法
∫
÷
除法
d/dt
±
偏量
系统的集合。 • 汽轮机控制系统：调节机组负荷和转速 • 锅炉控制系统：调节主汽压力和控制燃烧 • 汽轮机和锅炉系统互相影响。 • 任务：
– 功率, 频率 – 能量 – 安全
火电厂负荷控制系统
• 常用术语 1.RB(RUN BACK)——自动快速减负荷
机组主要辅机部分故障时，机组实际出力大于 允许最大出力时，快速降低负荷。 2.FCB(FAST CUT BACK)——快速甩负荷 当发电机由于故障而跳闸甩负荷后，锅炉快速 将负荷降低到适应水平。
•特点 1）利用锅炉蓄 热，机组功率 变化较快 2）主汽压力波 动比较大
火电厂负荷控制系统
2.机跟随方式（机跟炉） • 锅炉控制系统控制机组功率 • 汽轮机控制系统控制主汽压力 • 控制过程 1）手动负荷指令通过锅炉主控，控制燃料调节
阀，使主汽压力改变 2）为了维持主汽压力不变，主汽调机器输出调
节指令，改变阀门开度，最终改变输出的功率
二、协调控制的基本方式 外部负荷需要：PE 内部参数稳定：PT 四种基本方式 1.炉跟随方式（炉跟机） 汽轮机先动作，锅炉随后动作的调节 汽轮机控制系统控制负荷 锅炉控制系统控制主汽压力
火电厂负荷控制系统
• 控制过程 1）手动负荷指令通过汽轮机主控改变汽轮机 输出功率 2）主汽压力改变，通过锅炉主控，控制燃料 调节阀，调节主汽压力
火电厂负荷控制系统
火电厂负荷控制系统
火电厂生产过程
Pd
5 H
Ws 8 7
26
Wrs 9
27
D 4 1
MW
12
2
3
25 6
23
W
AF 11 22 B 10
28
18 21
29
13 14
至
20
19
烟
囱
24 15
16
17
火电厂负荷控制系统
协调控制系统
一、概述 • 协调控制系统：现代电厂中机、炉所有闭环控制
机组的负荷由中调通过微波信号、光纤 电路或计算机网络到RTU（远方终端）。
火电厂负荷控制系统
7.CCS——单元机组协调控制系统 8.BMS——锅炉炉膛安全监控系统 9.SCS——顺序控制系统 10.DAS——数据采集系统 11.DEH——汽轮机数字电液控制系统 12.BPS——旁路控制系统
火电厂负荷控制系统
火电厂负荷控制系统
• 锅炉调节在前，汽轮机调节在后 • 特点：主汽压力波动很小；
机组功率对外界负荷适应性比较差。 3.协调方式 • 汽轮机控制系统和锅炉控制系统同时动作
火电厂负荷控制系统
• 将负荷变化和主汽压力变化同时送到两个调节 系统中。
• 主要思路：在被控含量变化前主动实施调节 • 特点：既能以较快速度适应外界负荷变化
3.RUN UP、RUN DOWN——强增负荷、强减负荷
火电厂负荷控制系统
4.MFT——锅炉主燃烧跳闸
发生炉膛灭火等事故后，进入MFT主燃 料跳闸工况，切断锅炉的所有的燃料供 给。
5.ETS——汽轮机紧急跳闸
当继续运行危及汽轮机安全时，进入 ETS工况，强行关断进汽阀门。
6.AGC——自动发电控制
⑷滑压运行时，高排和汽轮机各级温度基本不变。因而汽 轮机零部件温度变化很小，热应力、热变形也变化不大， 这不仅提高了机组的安全性，而且也提高了机组对负荷变 化的适应能力。
⑸ 滑压运行能使汽轮机的工作条件得到改善，延长高压部
件的使用寿命：滑压Байду номын сангаас行时调门处于全开位置（或开度不
变），可以保证机组全周进汽，从而改善进汽部分的工作
火电厂负荷控制系统
复合变压运行
传统的滑压运行是调门全开或大部分开启，调门 不动，由锅炉通过控制主汽压力来控制负荷，但 这样就不能投CCS和AGC。 复合变压运行方式是通过优化，找到部分负荷下 最佳压力曲线，输入CCS，在负荷变动时CCS自 动改变压力设定，值班人员也可通过设定偏差做 局部压力调整，使汽轮机始终保持在经济工况下 运行。当然在此调整过程中，调门开度是适当变 动参与调节的。
机炉综合型
火电厂负荷控制系统
直接能量平衡
火电厂负荷控制系统
四、定压和滑压
• 滑压运行: 汽轮机在不同工况下运行时，调节汽阀处于全开状态，保 持主汽温度基本不变，由锅炉调整主汽压力，改变汽轮机 的进汽和焓降，以达到调节机组负荷的目的。
• 定压运行
是指汽轮机在不同工况下运行时，蒸汽参数保持不变，通 过调速汽门的节流调节控制汽轮机的进汽量，从而达到调 节汽轮机负荷的目的。
条件。
火电厂负荷控制系统
滑压运行的缺点：
1）负荷变动时，汽包内压力和温度随着变化，汽包的应力 问题比定压运行严重，成为限制机组负荷变动速度的主要 因素；
2）机组负荷变动，是靠锅炉调整燃烧和给水进行的，而锅 炉是热惯性大的设备，所以，负荷响应的速度慢；
3）低负荷时降低了主蒸汽压力，从而降低了机组的循环热 效率；
火电厂负荷控制系统
滑压运行的优点：
⑴ 部分负荷下高压缸效率可基本保持不变，调门节流损失 也小。末级排汽湿度小，减少了对叶片的冲蚀并减少了湿 汽损失；
⑵ 部分负荷下，滑压运行蒸汽压力下降，其比热亦减小； 另外，蒸汽压力降低使比容增大，流速增加，提高了传热 系数。因此滑压运行使锅炉传热得到改善；
⑶ 滑压运行时，随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低， 给水泵出口压力和流量随之减少， 其消耗功率也减少， 同时增加了锅炉供水的安全性；
五、协调控制系统的构成 1. SAMA图及各种图形符号
SAMA图是美国科学仪器制造协会（Scientific Apparatus Maker’s Association）所采用的 绘制图例，它易于理解，能清楚地表示系统 功能，在自动控制系统中大量应用。
火电厂负荷控制系统
SAMA图 简介
又能保证主汽压力波动较小 4.手动方式 • 汽轮机主控切手动，控制机组功率 • 锅炉主控切手动，控制主汽压力
火电厂负荷控制系统
三、机炉协调控制的设计方案 • 锅炉跟随为基础 • 汽机跟随为基础 • 机炉综合型 • 直接能量平衡
火电厂负荷控制系统
锅炉跟随为基础
火电厂负荷控制系统
汽机跟随为基础
火电厂负荷控制系统
测量或信号显示功能 自动信号处理功能 手动信号处理功能 执行机构
FT
LT
PT
TT
ZT
流量变送器 液位变送器 压力变送器 温度变送器 位置反馈
火电厂负荷控制系统
√
开方
K
×
乘法
∫
÷
除法
d/dt
±
偏量
系统的集合。 • 汽轮机控制系统：调节机组负荷和转速 • 锅炉控制系统：调节主汽压力和控制燃烧 • 汽轮机和锅炉系统互相影响。 • 任务：
– 功率, 频率 – 能量 – 安全
火电厂负荷控制系统
• 常用术语 1.RB(RUN BACK)——自动快速减负荷
机组主要辅机部分故障时，机组实际出力大于 允许最大出力时，快速降低负荷。 2.FCB(FAST CUT BACK)——快速甩负荷 当发电机由于故障而跳闸甩负荷后，锅炉快速 将负荷降低到适应水平。
•特点 1）利用锅炉蓄 热，机组功率 变化较快 2）主汽压力波 动比较大
火电厂负荷控制系统
2.机跟随方式（机跟炉） • 锅炉控制系统控制机组功率 • 汽轮机控制系统控制主汽压力 • 控制过程 1）手动负荷指令通过锅炉主控，控制燃料调节
阀，使主汽压力改变 2）为了维持主汽压力不变，主汽调机器输出调
节指令，改变阀门开度，最终改变输出的功率
二、协调控制的基本方式 外部负荷需要：PE 内部参数稳定：PT 四种基本方式 1.炉跟随方式（炉跟机） 汽轮机先动作，锅炉随后动作的调节 汽轮机控制系统控制负荷 锅炉控制系统控制主汽压力
火电厂负荷控制系统
• 控制过程 1）手动负荷指令通过汽轮机主控改变汽轮机 输出功率 2）主汽压力改变，通过锅炉主控，控制燃料 调节阀，调节主汽压力
火电厂负荷控制系统
火电厂负荷控制系统
火电厂生产过程
Pd
5 H
Ws 8 7
26
Wrs 9
27
D 4 1
MW
12
2
3
25 6
23
W
AF 11 22 B 10
28
18 21
29
13 14
至
20
19
烟
囱
24 15
16
17
火电厂负荷控制系统
协调控制系统
一、概述 • 协调控制系统：现代电厂中机、炉所有闭环控制
机组的负荷由中调通过微波信号、光纤 电路或计算机网络到RTU（远方终端）。
火电厂负荷控制系统
7.CCS——单元机组协调控制系统 8.BMS——锅炉炉膛安全监控系统 9.SCS——顺序控制系统 10.DAS——数据采集系统 11.DEH——汽轮机数字电液控制系统 12.BPS——旁路控制系统
火电厂负荷控制系统
火电厂负荷控制系统
• 锅炉调节在前，汽轮机调节在后 • 特点：主汽压力波动很小；
机组功率对外界负荷适应性比较差。 3.协调方式 • 汽轮机控制系统和锅炉控制系统同时动作
火电厂负荷控制系统
• 将负荷变化和主汽压力变化同时送到两个调节 系统中。
• 主要思路：在被控含量变化前主动实施调节 • 特点：既能以较快速度适应外界负荷变化
3.RUN UP、RUN DOWN——强增负荷、强减负荷
火电厂负荷控制系统
4.MFT——锅炉主燃烧跳闸
发生炉膛灭火等事故后，进入MFT主燃 料跳闸工况，切断锅炉的所有的燃料供 给。
5.ETS——汽轮机紧急跳闸
当继续运行危及汽轮机安全时，进入 ETS工况，强行关断进汽阀门。
6.AGC——自动发电控制
⑷滑压运行时，高排和汽轮机各级温度基本不变。因而汽 轮机零部件温度变化很小，热应力、热变形也变化不大， 这不仅提高了机组的安全性，而且也提高了机组对负荷变 化的适应能力。
⑸ 滑压运行能使汽轮机的工作条件得到改善，延长高压部
件的使用寿命：滑压Байду номын сангаас行时调门处于全开位置（或开度不
变），可以保证机组全周进汽，从而改善进汽部分的工作
火电厂负荷控制系统
复合变压运行
传统的滑压运行是调门全开或大部分开启，调门 不动，由锅炉通过控制主汽压力来控制负荷，但 这样就不能投CCS和AGC。 复合变压运行方式是通过优化，找到部分负荷下 最佳压力曲线，输入CCS，在负荷变动时CCS自 动改变压力设定，值班人员也可通过设定偏差做 局部压力调整，使汽轮机始终保持在经济工况下 运行。当然在此调整过程中，调门开度是适当变 动参与调节的。
机炉综合型
火电厂负荷控制系统
直接能量平衡
火电厂负荷控制系统
四、定压和滑压
• 滑压运行: 汽轮机在不同工况下运行时，调节汽阀处于全开状态，保 持主汽温度基本不变，由锅炉调整主汽压力，改变汽轮机 的进汽和焓降，以达到调节机组负荷的目的。
• 定压运行
是指汽轮机在不同工况下运行时，蒸汽参数保持不变，通 过调速汽门的节流调节控制汽轮机的进汽量，从而达到调 节汽轮机负荷的目的。
条件。
火电厂负荷控制系统
滑压运行的缺点：
1）负荷变动时，汽包内压力和温度随着变化，汽包的应力 问题比定压运行严重，成为限制机组负荷变动速度的主要 因素；
2）机组负荷变动，是靠锅炉调整燃烧和给水进行的，而锅 炉是热惯性大的设备，所以，负荷响应的速度慢；
3）低负荷时降低了主蒸汽压力，从而降低了机组的循环热 效率；
火电厂负荷控制系统
滑压运行的优点：
⑴ 部分负荷下高压缸效率可基本保持不变，调门节流损失 也小。末级排汽湿度小，减少了对叶片的冲蚀并减少了湿 汽损失；
⑵ 部分负荷下，滑压运行蒸汽压力下降，其比热亦减小； 另外，蒸汽压力降低使比容增大，流速增加，提高了传热 系数。因此滑压运行使锅炉传热得到改善；
⑶ 滑压运行时，随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低， 给水泵出口压力和流量随之减少， 其消耗功率也减少， 同时增加了锅炉供水的安全性；