超超临界机组自动化成套控制系统
600MW超临界机组深度调峰热工控制系统约束条件及对策
600MW 超临界机组深度调峰热工控制系统约束条件及对策摘要：为适应碳达峰、碳中和目标下燃煤机组的发展趋势，通过研究 QB 厂600MW 机组深度调峰至 30%额定负荷下热工控制系统对机组安全运行的限制及保护等条件，提出了针对性的解决对策，为同类型机组深度调峰工况的安全运行提供了有益借鉴。
关键词：深度调峰；热工控制；限制；保护；安全1热控技术对超临界火电机组深度调峰的约束与保护1.1协调控制系统的负荷区间限制QB 厂600MW 超临界机组协调控制系统通常针对50%额定负荷以上负荷区间，在 50%额定负荷以下以启停机控制为主，协调投用的最低负荷为 300MW。
当机组运行过程中负荷低于 50%额定负荷以下时，控制对象特性会发生较大变化，主要运行参数以及设备都接近于正常调节范围的下限，调节、安全裕度较小，存在协调控制系统调节品质差、AGC 响应速度慢、一次调频性能差、燃烧不稳定等问题。
在低负荷工况时，机组被控过程的动态特性变化显著。
煤质、燃烧稳定性、电网调度指令的频繁变化等各种扰动因素叠加时，采用常规PID 和并行前馈的控制策略有时难以有效控制，需要针对深度调峰工况进行逻辑优化。
1.2大负荷区间主、再热汽温控制深度调峰工况下，给水量、燃料量、减温水、协调等回路因为调节对象特性相比中高负荷工况差异明显，过热汽温控制品质不能满足自动连续运行要求，负荷稳定时汽温控制一般，在变负荷时，主汽温控制偏差较大，有时主汽温控制的较低，影响机组经济性，需要做出针对性的逻辑优化。
再热汽温控制采用尾部烟道挡板调整，再热烟气挡板控制无法投入自动，运行人员手动操作量大，且再热汽温波动较大。
有时再热汽温控制的很低，影响机组经济性。
由于配煤不均，燃料量波动大，频繁开关锅炉尾部烟道挡板，造成再热汽温波动大。
1.3脱硝排放控制系统脱硝喷氨控制控制无法投入自动，运行人员手动操作量大，且烟囱入口 NOx 浓度波动较大，存在超标风险。
另外，NOx 浓度测量存在测点少、延迟长等特点，动态过程中极易造成控制回路振荡发散，值班员监盘时工作量大，存在过度喷氨的现象，加剧空预器、烟冷器的堵塞程度。
1000 MW超超临界机组精处理系统改造及智能化升级
1000 MW超超临界机组精处理系统改造及智能化升级
钱陈虎;拓凯;陈明;刘天涯;雷俊茹;田文华
【期刊名称】《能源科技》
【年(卷),期】2024(22)1
【摘要】某电厂2×1000 MW超超临界机组锅炉给水采用加氧处理(OT),利用西安热工研究院“火电厂高速混床运行性能诊断及优化专家系统”对精处理高速混床和再生系统进行诊断,发现运行末期泄漏离子、再生系统缺乏智能监控装置及再生酸碱用量大等问题。
应用树脂输送图像智能识别及控制仪(IRIC)和双层多孔板布水装置改造后,树脂体外再生过程实现了智能控制,树脂输送终点识别准确率100%;高速混床平均周期制水量增幅108%,出水Na+和Cl-含量均优于《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T 12145—2016)要求,经济效益和安全效益显著。
【总页数】5页(P56-60)
【作者】钱陈虎;拓凯;陈明;刘天涯;雷俊茹;田文华
【作者单位】国能朗新明环保科技有限公司南京分公司;西安热工研究院有限公司;国家能源集团泰州发电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
【相关文献】
1.1000 MW超超临界燃煤机组废水处理系统优化
2.某660MW超超临界机组凝结水精处理系统运行技术
3.1000MW超超临界机组凝结水精处理系统调试问题及
处理措施4.某1000 MW超超临界机组锅炉补给水处理系统除盐方案探讨
5.1000MW超超临界机组0号高压加热器改造对机组经济性的影响
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660MW超超临界机组协调控制系统优化分析
学术论坛660MW超超临界机组协调控制系统优化分析张 鑫（京能（锡林郭勒）发电有限公司，内蒙古 锡林浩特 026000）摘要：本文主要对国内某发电公司的两台660MW超超临界机组协调控制系统进行分析，首先分析了机组的协调控制相关的策略特点与难点，然后对机组的运行期间出现的协调控制系统问题加以优化，最终为机组的运行安全和经济运行打下一定的基础。
关键词：660MW超超临界机组；控制策略；优化；大延迟；协调控制系统1 概述本次分析的机组为660MW超超临界褐煤间接空冷机组。
锅炉为高参数超超临界褐煤直流锅炉，并使用中速辊式正压直吹式的制粉系统，汽轮机为高背压九级回热高效汽轮机，发电机为双水内冷汽轮发电机，机组辅机配置为：空气预热器两台、磨煤机七台、送风机两台、引风机两台、一次风机两台、汽动给水泵一台，公用电泵一台。
热工控制系统（DCS）使用OVATION分散控制系统，模拟量控制系统（MCS）能够对系统进行分散控制，并针对锅炉和汽轮机以及设备加以连续的闭环控制，确保机组稳定安全，符合安全启、安全停、定压、滑压的运行标准。
2 协调控制的策略分析超超临界机组使用的协调控制系统由汽轮机和锅炉的主控回路、负荷指令和主蒸汽压力的相关设定、协调方式的切换、辅机故障快速减负荷、频率和热值的校正等功能回路。
汽轮机和锅炉的主控回路一般情况下有四种不同的运行控制：汽轮机跟随控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统分别是手动和自动），机炉协调控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统均为自动），锅炉跟随控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统分别为自动和手动），基本控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统均为手动）。
协调控制系统通常使用锅炉跟随的方式。
炉跟机协调控制方式下，由锅炉主控系统来承担维持机前压力，而汽轮机主控则使用在对机组的负荷控制。
此种控制方式特点为机组负荷响应快，负荷控制精度要高，但机前压力波动大。
依据相关部门对机组的要求，使用此协调的方式可以更加符合要求，下图1显示为2.1 机组的负荷指令和蒸汽压力定值处理回路机组的负荷指令回路是负责机组接收外部负荷指令，然后再进行处理，最后再当作负荷的给定值发送至锅炉与汽轮机的主控系统，总共三个子回路：最大限制和最小限制回路，负荷控制站，变化率限制回路。
两种1000MW超超临界机组协调控制典型控制方案分析
各级汽温 偏差
中间点温 度过热度
燃料量BIR指令 燃水比控制WTR
WTR控制的原理图
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汽温传递机理
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一、超临界机组的流派
二、超临界机组的动态特性
三、煤水比控制的分类
四、ALSTOM 1000MW机组的协调控制
五、西门子直流炉全程给水控制
六、三菱1000MW机组的协调控制
在给水控制的干态阶段，给水流量指令=
FWSP H2SP H2CORR H1SP H2SP H2CORR H1actual PIEnthalpy
理论给水流量，或根据煤水比得到的给水流量
当分离器出口蒸汽压力变化时，蒸发器内金属的蓄热也将发生变化，无论是吸 热还是放热，这部分热量都将影响到给水的实际吸热量，也就是说，煤燃烧产生 的热量并非全部被水所吸收或水所吸收的并非只有煤燃烧产生的热量（还有金属 释放的热量），因此应从蒸发器理论吸热量的计算中排除
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一、超临界机组的流派
二、超临界机组的动态特性
三、煤水比控制的分类
四、ALSTOM 1000MW机组的协调控制
五、西门子直流炉全程给水控制
六、三菱1000MW机组的协调控制
七、BIR指令
八、三菱机组的煤水比（WTR）控制
九、投运效果
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超临界机组的动态特性
热力 学 理 论认为，在22.115MPa,温度374.15℃时，水的汽化会在一 瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存 的两相区存在，两者的参数不再有区别。当水蒸汽参数大于上述临 界状态的压力和温度值时，则称其为超临界参数。 超超临界参数的概念实际为一种商业性的称谓，以表示发电机组具 有更高的压力和温度。我国将超超临界机组的研究范围设定在蒸汽 压力大于25MPa或蒸汽温度高于593℃的范围。 由于在临界参数下汽水密度相等，因此在临界压力下无法维持自然 循环，只能采用直流炉。超临界直流炉的汽水行程如下图所示。
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
一、基本原理
660MW超超临界汽轮机是一种采用超超临界循环技术的汽轮机，其工作原理主要是利用燃烧产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机转动发电机发电。
该汽轮机采用超超临界循环技术，能够在高温高压状态下工作，提高了燃烧效率和发电效率，同时减少了CO2排放。
二、结构特点
1.燃烧系统：采用先进的燃烧技术，能够高效燃烧，减少NOx和SOx 排放。
2.锅炉系统：采用超超临界循环技术，实现高温高压循环，提高了锅炉效率。
3.汽轮机系统：采用先进的涡轮设计和材料，能够实现高效率的能量转换。
4.发电机系统：采用高效率的发电机设计，能够实现高效率的发电。
三、系统组成
1.燃烧系统：包括燃烧室、燃烧器和燃气管道等，用于将燃料燃烧产生高温高压蒸汽。
2.锅炉系统：包括锅炉本体、过热器、再热器和除尘器等，用于将燃烧产生的高温高压蒸汽转化为动能。
3.汽轮机系统：包括高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机等，用于将高温高压蒸汽的动能转化为机械能。
4.发电机系统：包括同步发电机、变压器和电气设备等，将汽轮机转动的机械能转化为电能。
牛玉广--超超临界机组自动化成套控制系统
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发热量系数
抗煤质扰动控制示意图
16
机组升降负荷过程燃烧器摆角和喷水联合调节，减温水只在再热汽温超温时 喷入，且流量较低，节能效果明显。
基于内模控制的燃烧器摆角及喷水联合调节 17
4. 基于激励式仿真机的控制系统设计与调试
需要解决的两个关键问题： 仿真机模型的准确性问题，包括静态准确性与 动态准确性 模型与DCS的连接问题，DPU/虚拟DPU
f6(x)
+
氧量调节器
-
实际氧量
++
DDF
++
频率校正回路
锅炉主控
f4(x)
×
+ f3x)
+
一阶惯性 A/B
+ f5x) 微过热蒸汽焓 -
值设定 微过热蒸
汽焓值
焓值调节器
× 动态解耦
汽轮机 指令
总风量 指令 燃料量 指令
给水流 量指令
1000MW超超临界机组协调控制框图
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依据火电机组全工况下的非线性测度，建立分段控制模型
3
2. 系统结构
体系结构
4
功能结构
激励式仿真机
6
SIS构成
实时/历史数据库 管理系统
目前实际工程项目 数据已达到50万点
3. 超超临界机组建模与控制
仿真模型
A l13
d
2u3
d
DH
1
DH
3
Q1
机组模型
控制模型
整体非线性模型
dpd dt
9
a1(uT pd8
600MW超临界机组总体介绍
600MW超临界机组总体介绍
首先，600MW超临界机组是一种燃煤发电机组，采用超临界锅炉及超
临界蒸汽参数运行。
其设计能力达到了600兆瓦，是一种大型的发电机组。
它采用了先进的燃煤发电技术，具有较高的发电效率，可以最大限度地利
用煤炭资源。
600MW超临界机组的核心设备是超临界锅炉。
它采用了高温高压的工质，将锅炉内的水蒸汽压力提高到临界值以上，使得蒸汽温度大幅度提高。
这种工艺使得机组的热效率得到提高，能耗减少。
同时，超临界锅炉还具
有较小的包容性和快速启停的特点，适合应对电网负荷波动和需求峰谷的
变化。
此外，600MW超临界机组还采用了先进的自动化控制系统。
通过实时
监测和分析各项参数，调整机组的工作状态，使其保持在最佳的工作状态。
这种自动化控制系统能够有效地提高机组的稳定性和可靠性，减少人工干
预的需求。
总的来说，600MW超临界机组是一种现代化、高效能的发电设备。
它
不仅具有高热效率和低耗能的特点，还具有较低的排放量和高度自动化的
控制系统。
这使得600MW超临界机组成为了目前燃煤发电的首选，为能源
供应提供了可靠支持，同时也对环境保护做出了贡献。
超超临界1000MW机组的系统介绍
超超临界1000MW机组的系统介绍
严卫春;董真;刘孝峰
【期刊名称】《热力透平》
【年(卷),期】2008(037)001
【摘要】介绍上汽超超临界1000MW机组汽封、润滑油、顶轴油、本体疏水系统,并与引进Westinghouse技术的相关系统进行对比,以增强读者对超超临界1000MW机组系统的深入了解.
【总页数】5页(P22-25,62)
【作者】严卫春;董真;刘孝峰
【作者单位】上海交通大学机械动力系,上海,2000301;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海,200240;上海交通大学机械动力系,上海,2000301;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海,200240;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TK263
【相关文献】
1.超超临界1000MW机组双切圆锅炉主再热汽温提升方法研究 [J], 胡庆伟; 苏胜; 向军; 崔晓宁
2.超超临界1000MW机组启动期间降低NOx排放的研究 [J], 沈志勇;李冬;李军
3.超超临界二次再热1000MW机组回热系统优化 [J], 程辉
4.超超临界1000MW机组一次调频控制策略研究与优化 [J], 陈节涛;曾海波;张林;
周传杰
5.超超临界1000MW机组深度调峰风险分析及措施 [J], 马云飞
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600MW超临界机组DCS一体化改造经验简述
600MW 超临界机组 DCS 一体化改造经验简述
□柏海峥 罗 涛
【内容摘要】某公司#5#6 机组 DCS 已连续运行 11 年，硬件可靠CS 设备老化问题，增强了 DCS 系统功能及开放性，彻底实现了单元机组的一体化集中监控和信息共享。
装、新新机柜的接线、对校线，单体调试、分步调试、整体调试 等工作。工期紧、工 作 量 大、调 试 时 间 短、责 任 重 大，所 以 前 期准备工作是重中之重，决定改造是否成功。
1． 业主工程技术人员全过程全方位参与。编制进度计 划表、技术措施、施工方案、文件包、工序卡，这些是保证后续 工作顺利进行的基础。进度计划表越详细越好，把各项工作 精确到天。尽早召开一联会，以保证随后的逻辑画面组态及 硬件采购的 时 间。 在 一 联 会 上，业 主 应 提 供 详 细 的 测 点 清 单、控制功能说明 书、机 组 控 制 原 逻 辑 图、原 监 控 画 面、及 这 次改造工程所涉及的控制接口类型； 讨论并决定 DCS 系统控 制器功能的划分及测点的布置。二联会确定详细逻辑功能 说明以及系统画 面，改 造 工 程 的 硬 件 方 案，重 大 的 逻 辑 修 改 及优化方案，在此次阶段必须确定下来。每个 DCS 子系统安 排一个负责人进行全程负责，从工程进度，硬件分配、软件组 态、逻辑设计全程参与，把能想到的问题在前期解决，例如改 造前存在逻辑问 题，以 及 需 要 优 化 逻 辑 与 画 面，在 设 计 阶 段 就给解决，给后期调试留出更多时间。
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Industrial & Science Tribune 2019 （18） 7
3． 制订合理实施方案，要求施工队责任到人，提高工作 效率，缩短施工 工 期。 拆 接 线 是 工 作 量 最 大 工 序，正 确 的 拆 接线方法是提高效率，保证工期的关键。停机前按接线图打 好号头，拆下 的 每 根 信 号 线 的 线 芯 号 头 上 有 原 机 柜 接 线 位 置，新机柜接线 位 置。 拆 下 的 电 缆 标 签 上 要 有 原 电 缆 编 号、 原机柜号、新机柜号、卡件号，电缆下撤时在同一新机柜的电 缆捆在一起下撤电缆夹层。这样保证在新机柜安装完成后 能迅速准确 地 回 抽 到 位，也 便 于 迅 速 准 确 定 位 新 的 接 线 位 置。临时电缆标签可以使用塑料带，防止在下撤及回抽过程
大连庄河电厂600MW超临界机组一体化平台主辅控DCS系统
日前，公司EDPF－NT产品一举中标国电内蒙古东胜热电厂2×330MW空冷供热机组主机DCS和辅助车间一体化DCS工程。
主机DCS实际配置点数高达21000点，系统配置要求很高，并且电调系统一体化；辅助车间控制设备采用与主机一样的DCS控制系统，辅机控制点数也达10088点。
辅助车间一体化DCS系统,分为水网控制系统和灰煤硫网控制系统，包含整个水务系统、输煤系统、除渣系统和脱硫系统等，项目实施主、辅机一体化DCS控制，可以大大加强机组运行管理，提高自动化和信息化水平，减少值班点，提高电厂辅助车间(系统)管控一体化水平。
大连庄河电厂600MW超临界机组一体化平台主辅控DCS系统摘要：本文介绍了大连庄河电厂600MW超临界机组一体化平台主辅控DCS系统的总体结构、系统功能和配置情况，并对系统和功能设计上的主要特点进行了分析。
一、项目总体情况国电电力大连庄河发电有限责任公司2×600MW国产超临界机组采用北京国电智深控制技术有限公司（国电智深）自主知识产权的EDPF-NT分散控制系统实现主辅控系统的控制，这是国内第一个采用国产自主化DCS系统的600MW超临界机组项目，也是国内第一个采用一体化系统平台实现600MW超临界机组主控和辅助车间控制的项目。
该项目是《国家科学仪器和工业自动化高技术产业化重大专项－超临界火力发电机组综合自动化系统产业化项目》和《大型火力发电机组分散控制系统国产化项目》的依托工程。
同时作为首台套应用于600MW 超临界机组的自主化控制系统项目，该项目于2006年4月被国家发改委确定为落实《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》的第一个技术进步示范工程。
该项目于2006年2月26日正式启动，2006年11月29日中国国电集团工程部组织了国内知名专家参加的出厂验收评审会，与会专家一致认为：“应用EDPF-NT系统设计成套的国电电力大连庄河发电有限责任公司一期2×600MW机组自动控制系统配置合理、技术先进、功能齐全、质量可靠，符合技术规范要求，同意通过出厂验收，可以在600MW级超临界机组上应用”。
国产1000MW超超临界机组技术综述
国产1000MW超超临界机组技术综述一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，高效、清洁的发电技术已成为电力行业的重要发展方向。
国产1000MW超超临界机组作为当前国际上最先进的发电技术之一，其在我国电力工业中的应用和发展具有重要意义。
本文旨在对国产1000MW超超临界机组技术进行全面的综述，以期为我国电力工业的可持续发展提供技术支持和参考。
本文将首先介绍超超临界技术的基本原理和发展历程，阐述国产1000MW超超临界机组的技术特点和优势。
接着，文章将重点分析国产1000MW超超临界机组的关键技术，包括锅炉技术、汽轮机技术、发电机技术以及自动化控制系统等。
本文还将对国产1000MW超超临界机组在节能减排、提高能源利用效率以及降低运行成本等方面的实际效果进行评估，探讨其在电力工业中的应用前景。
本文将总结国产1000MW超超临界机组技术的发展趋势和挑战，提出相应的对策和建议，以期为我国电力工业的可持续发展提供有益的启示和借鉴。
通过本文的综述，读者可以全面了解国产1000MW超超临界机组技术的现状和发展方向，为相关研究和应用提供参考和指导。
二、超超临界机组技术概述随着全球能源需求的不断增长和对高效、清洁发电技术的迫切需求，超超临界机组技术在我国电力行业中得到了广泛的应用。
超超临界机组是指蒸汽压力超过临界压力，且蒸汽温度也相应提高的火力发电机组。
与传统的亚临界和超临界机组相比，超超临界机组具有更高的热效率和更低的煤耗，是实现火力发电高效化、清洁化的重要途径。
超超临界机组技术的核心在于提高蒸汽参数，即提高蒸汽的压力和温度，使其接近或超过水的临界压力（1MPa）和临界温度（374℃）。
在这样的高参数下，机组的热效率可以大幅提升，煤耗和污染物排放也会相应降低。
同时，超超临界机组还采用了先进的材料技术和制造工艺，以适应高温高压的工作环境，保证机组的安全稳定运行。
在超超临界机组中，关键技术包括高温材料的研发和应用、锅炉和汽轮机的优化设计、先进的控制系统和自动化技术等。
超临界大型火电机组安全控制技术(四篇)
超临界大型火电机组安全控制技术超临界大型火电机组是指在高温高压条件下运行的火电机组，利用化石燃料（如煤、油、气）进行燃烧产生高温高压蒸汽，然后将蒸汽通过汽轮机驱动发电机发电。
在超临界状态下，火电机组的效率更高，燃烧更充分，能够有效降低二氧化碳排放。
然而，超临界大型火电机组的高温高压运行状态也带来了更高的安全风险。
因此，安全控制技术非常重要。
一、超临界大型火电机组的安全风险分析超临界大型火电机组的高温高压工作环境带来了以下安全风险：1. 高温高压蒸汽爆炸风险：超临界大型火电机组运行时，蒸汽压力和温度都非常高，一旦蒸汽系统出现泄漏或其他故障，可能引发爆炸事故，造成人员伤亡和设备损坏。
2. 燃烧系统故障风险：超临界大型火电机组的燃烧系统承受着巨大的压力和温度，一旦燃烧系统发生故障，可能导致火灾和爆炸，严重危及安全。
3. 锅炉爆炸风险：超临界大型火电机组的主要设备是锅炉，在高温高压工作环境下，一旦锅炉出现爆炸或泄漏问题，可能引发严重的事故。
超临界大型火电机组安全控制技术（二）为了保证超临界大型火电机组的安全运行，需要采取一系列安全控制技术，包括以下方面：1. 设备运行状态监测与预警技术：通过安装各种传感器和监测设备，实时监测超临界大型火电机组的运行状态，包括温度、压力、流量等参数，一旦发现异常情况，及时发出预警信号，以便采取相应的措施。
2. 安全阀与过压保护技术：超临界大型火电机组的高温高压系统中，需要安装安全阀和过压保护设备，一旦系统压力超过预设范围，即可自动启动安全阀，释放多余的压力，以保证系统的安全运行。
3. 火灾探测与灭火技术：超临界大型火电机组的高温高压环境容易引发火灾，因此需要安装火灾探测设备，并配备灭火系统，一旦发现火灾情况，可以及时启动灭火装置，以防止火灾蔓延。
4. 蒸汽系统泄漏控制技术：超临界大型火电机组的蒸汽系统泄漏是一大安全隐患，需要采取一系列控制措施，包括安装泄漏监测装置、加强密封和维护、定期检测、及时修复漏损等。
国电智深公司DCS系统介绍
国电智深公司DCS系统介绍国电谏壁百万超超临界机组DCS系统正式列为国家新技术示范项目日前，国家能源局正式批复国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS 系统为国家新技术示范项目，这是继国电庄河电厂六十万超临界机组DCS系统列为国家技术示范工程之后，国电集团再次承担的发电机组DCS系统新技术引领和推广的国家示范项目。
批复要求国电集团通过示范项目，形成产学研相结合的火电机组自动化控制系统技术创新体系，培养人才队伍，提高百万千瓦级超超临界机组自动化控制系统的整体与功能设计、硬件研制、应用软件开发组态和调试应用等能力水平，促进自主化DCS系统在百万千瓦级超超临界机组的推广应用。
国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统工程是国电集团百万机组自主化控制系统攻关课题依托项目，也是国家863重点项目“火电行业重大工程自动化成套控制系统”依托工程。
项目的成功示范必将推动我国在该领域的技术进步。
国家新技术示范项目是国家为实现首台套应用突破的重大装备而设立的，国电谏壁电厂示范项目的正式命名体现了国家对重大装备自主研发应用的支持和肯定，也是对国电集团科技产业雄厚技术水平和实力的充分肯定。
国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统采用国电智深公司自主研发的EDPF-NT+分散控制系统，该系统已经成功推广应用于十多台六十万超临界机组，并正在六台超超临界机组上得到应用。
目前该项目已基本完成系统组态等工作，发货到现场，开始接线工作，项目配套应用虚拟控制器的全仿真机进入到调试最后阶段，开始先行对控制策略等进行验证，为系统顺利投运打下了良好基础。
预计国电谏壁电厂首台百万超超临界机组将于明年年初正式发电并网运行。
国电智深公司DCS系统助庄电60万机组获得全国发电可靠性金牌2010年5月28日，在国家电监会和中电联联合举办的2009年度电力可靠性指标发布会上，采用国电智深公司自主知识产权的DCS 系统实现机组主、辅一体化控制的大连庄河发电公司1号机组被授予“2009年度全国发电可靠性金牌机组”荣誉称号，成为中国国电集团公司唯一获此殊荣的机组。
超超临界汽轮机控制系统说明(阀位说明)
补汽阀运行说明
• 夏季工况超发负荷 • 一次调频： 正常运行时滑压运行，调门全开。如参 与一次调频，补汽阀打开，增加负荷，待 蒸汽参数上升后补汽阀逐渐关闭。 • 负荷快速响应 如要求快速升负荷，将补汽阀打开，满 足负荷要求。同时，锅炉增加燃烧量提高 参数，补汽阀逐渐关闭。
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心 Shanghai Turbine Plant
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
阀门动作顺序
• 高中压联合启动 • 高压缸先进汽，中调门在16%流量时开启 • 根据高排温度调节高中压调门的开度，调整高中压缸 流量比
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心 Shanghai Turbine Plant
Shanghai Turbine Plant
DEH主控制画面
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
控制模块
• MYA01-YMYA20 Steam Turbine Controller • MAY80-XMAY81 Startup and shutdown program • MAY02-YMAY52 Steam Turbine Protection System
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
主汽压力控制
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
主汽压力控制
主蒸汽压力控制器实现两个功能： 限压模式 防止主蒸汽压力实际值降到压力极限值 之下，以支持锅炉控制。 初压模式 控制主蒸汽压力。主蒸汽压力控制器采 用PI控制器。通过设定值形成模块的中央低 选功能，它调节汽轮机蒸汽流量直至另一个 控制器起作用。
1000MW超超临界汽轮机控制系统(课题报告).
转速偏差的比例增益
X
转速设定 -
K4
转速控制器输出
实际转速 K
转速控制器原理
转速设定值和实际转速比较， 得到转速偏差。 转速偏差乘以一个比例增益后送到 PI 调节器的出口。 同时，又经过偏差比例 K4 送到 PI 调节器的入口，经 PI 运算后再相后得出转速控制器的输出指令，经 设定值形成模块后在送到阀位控制器， 通过电液转换器控制进汽阀的开度， 从而控制进入汽轮机的流量， 实行转速的闭环控制。 2.1.1.2 负荷控制 在汽轮机组并网后，机组控制即切换为负荷控制。 目标负荷一般通过协调控制系统给定，也可由运行人员通过操作员站给出。通过应力评估器 TSE 给 出的负荷增减变化率，将目标负荷转换为负荷设定值。负荷设定值和功率变送器测得的实际负荷比较， 得到负荷控制偏差。此偏差送到转速/负荷控制器的 PI 调节器，实现负荷的闭环控制。同时，引入有效 负荷设定值的前馈作用，可以消除电网引起的负荷波动，同时也可快速响应负荷设定值的变化。电网频 率对功率的影响直接作用在 PI 调节器入口，并且通过转速前馈增益作用于调节器的输出端，参与机组 的一次调频。 2.1.1.3 频率响应 运行人员可以通过操作员站对“频率响应”功能进行投入和切除。 频率影响只有在带有负荷控制器的负荷运行时才有效。 当从该模式切换到带有转速控制器负荷运行 或切换到带有初始压力控制器的运行，该影响会自动切除（如果先前投入） 。 如果电网频率太高，转速负控制偏差——降低机组的出力。 如果电网频率太低，转速正控制偏差——增加机组出力。 为在初始压力模式中，确保转速/负荷控制器和主蒸汽压力控制器断开，用初始压力模式的偏置值 调整有效负荷设定值。该值在限制压力模式中复置为零。 2.1.2 主蒸汽压力控制器 主蒸汽压力控制器实现两个不同的功能 在限压模式中，它用来防止主蒸汽压力实际值降到压力限制值水平之下。在初始压力控制模式中， 它控制主蒸汽压力。主蒸汽压力控制器有一个 PI 调节器。通过设定值形成模块的中央低选功能，它调 节汽轮机进汽流量直至另一控制器动作。 当主蒸汽压力控制器不动作时，控制器输出设置在中央低选功能加增加的主蒸汽压力控制偏差，以 将主蒸汽压力控制器从动作控制器中切除。
大连庄河电厂600MW超临界机组一体化平台主辅控DCS系统
历史站和工程师站等） 之间的信息传输
采用 交 换 型 工业 以太 网 通 信 速 率
关 １ １ ） 模拟量调节设备 １Ｏ 个 ， ２ 个。从 ４ 系统规模来讲也是目前投运的国产 Ｄ Ｓ Ｃ
规 模最 大 的系统 之一 。 单 元机 组共 配置 控 制器 ２对 （ ９ 含 Ｄ Ｈ控制 器 ２ Ｅ 对、Ｍ Ｈ 制器 ２ ） 公 Ｅ控 对
维普资讯
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大连庄河电厂 ６ ０ Ｗ 超临界机组 ０Ｍ 体化平台主辅控 Ｄ Ｓ系统 Ｃ
一
潘钢 余康 万晖 孙瑜
项目总体情况
国 电 电 力 大 连 庄 河
团工程部组织了国内知 名专家参加的出厂验收
用自主研发的Ｅ Ｐ—Ｔ专用光纤收发器 Ｄ ＦＮ 通过 光缆连接 ，可将 ＩＯ总线扩展 到 ／
３ ０ ｍ远 处 。 ００
现 其 中烟气脱硫控制 Ｄ Ｓ Ｃ 系统采用独
立的网络结构 辅控系统其余部分采用
一
体化网络结构。一体化辅控系统控制
范围覆盖水、 煤、灰、燃油、 暖通、空压 机等系统 其中输煤程控、电除尘、启 动锅炉、 制氢、 制氯采用Ｐ Ｃ Ｌ 控制， 采用
关键词：自主 国产 Ｄ Ｓ Ｏ 超临界机组
潘钢先生 ，北京国电智深控制技术有限公司
总经理 ， 教授级高工：余康先生 ，工控事业部 副总经理 ， 高工：万晖先生 ．工控事业部 总工程 师 ， 高工：孙瑜 先生 ．工程服务部经理
工程师。
评审会 ，与会专家一致
认 为 ： 用 Ｅ Ｐ—Ｔ 应 Ｄ ＦＮ 系
组 和 公 用 系 统 Ｉｏ测 点 数 量 达 到 ８ ０ ／ ２０
超临界锅炉单元机组协调控制系统课件
随着系统智能化程度的提高，数据安全问题也日益突出，需要采取 有效的措施保障数据安全。
人员培训
随着系统复杂性的增加，人员培训也面临新的挑战，需要不断提高操 作人员的技能水平。
未来发展的展望
1 2 3
更加高效、环保的运行
通过不断的技术创新和优化，超临界锅炉单元机 组协调控制系统将实现更加高效、环保的运行。
增强系统稳定性
改进协调控制系统的性能 ，增强超临界锅炉单元机 组的稳定性，减少运行波 动和事故风险。
提升响应速度
提高协调控制系统的响应 速度，以便快速应对各种 工况变化，保证机组安全 、高效运行。
系统优化的方法
先进控制算法
采用现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对协调控制 系统进行优化。
模型预测控制
04
CHAPTER
超临界锅炉单元机组协调控 制系统的实现
系统实现的步骤
系统设计
根据需求分析结果，设计系统 的架构、模块和接口。
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保系统功能正常、性能达标 。
需求分析
明确系统需要实现的功能和目 标，分析系统的输入和输出。
系统开发
根据系统设计，编写代码并实 现各个模块的功能。
预测控制技术
超临界锅炉单元机组的参数和特性会随着 运行工况的变化而变化，需要采用自适应 控制技术来适应这种变化。
超临界锅炉单元机组具有大时滞、大惯性 等特性，需要采用预测控制技术来减小时 滞和惯性对控制系统的影响。
系统实现的注意事项
安全性与可靠性
超临界锅炉单元机组是高参数、 大容量的机组，其协调控制系统
超临界锅炉单元机组协调控制 系统课件
目录
CONTENTS
超超临界机组节能型协调控制系统的开发与实施PPT课件
13
第13页/共28页
投用效果 ✓通过大量的现场试验和策略优化，节能
型协调控制系统在外三获得了成功。 ✓汽机调门始终全开的运行方式下，实际
负荷能够达到或超过1.5%/min的速率 要求，且机组热力参数平稳。 满足了AGC和一次调频的指标要求。
4
第4页/共28页
凝结水调负荷的工作原理
• 加负荷时，减小凝结水流量，使进入低加的 抽汽量减少，机组发电功率增加。此时除氧 器水位下降，凝汽器水位上升。
• 减负荷过程与加负荷过程恰好相反。
5
第5页/共28页
凝结水调负荷的能力计算
✓ 依据机组的热平衡图，可以计算出低加全切时 理论上能够增加的负荷。外三机组，1000MW 负荷时，切除所有低加，短时间内增加负荷 53MW，这是理论的最大能力。
7
第7页/共28页
凝结水调负荷的对象特性试 验
外三#7机组850MW负荷点，凝泵出口调门阶跃变化时， 8
机 组 负 荷 及 除 氧 器 / 凝 汽 器第水8页位/共2的8页变 化 。
控制特点
基于凝结水调负荷的协调控制系统
• 凝结水调负荷主要是解决变负荷初期的负荷 响应，改善由于锅炉燃烧的滞后而产生的负 荷响应的延时。
2
第2页/共28页
外高桥三厂的机组经济运行方式
外三1000MW机组采用西门子汽机，无调节级，为了最优的经济性，运行中汽机调 门始终全开。 由于汽机调门全开，主蒸汽压力不直接控制，传统的机组协调控制无从谈起。
3
第3页/共28页
外高桥三厂的机组协调控制
汽机调门全开，经济性最优，但负荷调节响应最差。 若不采用其他的手段，机组加减负荷的速率就是锅炉燃烧率变化而引起机组负荷变化 的速率，必定是缓慢的过程。 为了满足电网AGC变负荷的要求，设计了基于凝结水调负荷的节能型协调控制系统。
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（3）控制器参数整定 被控对象特性试验； 控制器参数整定； 函数关系及前馈参数整定。
（4）控制系统投运调试 稳定运行调试； 定值扰动调试； 升降负荷调试； 异常工况调试。
➢ 全仿真系统调试完毕后，将虚拟DPU中的控制逻辑及 参数下载到现场DCS的DPU中，可以作为现场调试的初 始值。
仿真机负荷控制中心界面
运行优化指导 设备状态评估
炉膛出口烟温、火焰位置因子计算 锅炉效率计算 热循环效率及汽温、汽压、减温水量耗差计算
控制系统优化 关键信号构造
NOX排放量预测 制粉系统运行优化 基于前馈和解耦的协调、燃烧及其它子系统综合优化
原始信号校准
锅炉热量信号软测量 煤发热量、水份、灰份、可磨性软测量
氧量软测量 锅炉给水流量、主蒸汽流量、风量、氧量综合校准
20
同一机组仿真模型与不同DCS的连接
5. 应用情况
1000MW超超临界机组仿真系统 22
基于仿真机的控制系统调试技术
（１）信号检查 信号名称检查； 连接方式检查； 补偿计算检查； 信号质量检查等。
（2）控制逻辑检查 阀门、挡板等调节机构的手动操作检查； 自动投切逻辑检查； 手自动跟踪及无扰切换检查； 控制器动作方向检查。
f6(x)
+
氧量调节器
-
实际氧量
++
DDF
++
频率校正回路
锅炉主控
f4(x)
×
+ f3x)
+
一阶惯性 A/B
+
f5x) 微过热蒸汽焓 -
焓值调节器
值设定 微过热蒸
汽焓值
00MW超超临界机组协调控制框图
× 动态解耦
汽轮机 指令
总风量 指令 燃料量 指令
给水流 量指令
13
依据火电机组全工况下的非线性测度，建立分段控制模型
N
模 糊 监 督 器
f1(x) f2(x) f3(x)
多变量
控制器1
B1 1
k1
B1'
1'
多变量
控制器2
B2 2
k2
B2'
2'
多变量 控制器3
B3 3 B3'
k3 3'
B +
+
控制模型非线性测度示例
多模型控制系统
锅炉二次风配风方式综合优化
锅炉燃烬风量综合优化 锅炉一次风煤配比综合优化
锅炉排烟氧量综合优化 一次风压、二次风压优化
9
NE a4 (uT pd8 a5 )
分段线性模型
WPB
(s)
0.509(1 36s) (1189s)(1 205s)
e23s
模型分类
机组框图模型
9
某1000MW超超临界机组框图模型 10
1100 1050 1000
950 900 850 800 750
0 2780 2760 2740 2720 2700 2680 2660 2640
3
2. 系统结构
体系结构
4
功能结构
5
激励式仿真机
SIS构成
7
实时/历史数据库 管理系统
目前实际工程项目 数据已达到50万点
3. 超超临界机组建模与控制
仿真模型
A l13
d
2u3
d
DH
1
DH
3
Q1
机组模型
控制模型
整体非线性模型
dpd dt
9
a1(uT pd8
a5 ) a2uB a3uW
最优设定值
最优运行方式
单元机组 协调控制
燃烧 控制
回路级 控制
给水 控制
回路级 控制
全局优化控制结构
单元机组 协调控制
燃烧 控制
回路级 控制
给水 控制
回路级 控制
频率校正回路
负荷 指令 设定 回路
DYN 一阶惯性
ICR
++ + ++ +
+ -
实际功率
汽机主控
f1(x)
+ -
实际压力
负荷指令
压力调节器
于内模控制的燃烧器摆角及喷水联合调节
4. 基于激励式仿真机的控制系统设计与调试
需要解决的两个关键问题： 仿真机模型的准确性问题，包括静态准确性与 动态准确性 模型与DCS的连接问题，DPU/虚拟DPU
ห้องสมุดไป่ตู้18
利用运行数据及优化算法（如遗传算法）进行模型修正
高温过热器模型
修正前 修正后
19
仿真机模型与DCS的通信 数据通信方式：数据接口； OPC方式：OPC Server,OPC Group, OPC Item
1000MW机组非线性控制模型及验证26200
中 间 点 焓 值 /kJ/kg
负 荷 /MW
实际值 计算值
1000
2000
3000 时 间 /s
4000
5000
6000
实际值 计算值
1000
2000
3000 时 间 /s
4000
5000
6000
中调负 荷指令
机组能 耗指标
机组/全厂信息监控
机组负荷指令
Thank you
32
•
每一个优秀的人，都有一段沉默的时 光。那 一段时 光，是 付出了 很多努 力，忍 受孤独 和寂寞 ，不抱 怨不诉 苦，日 后说起 时，连 自己都 能被感 动日子 。。20. 8.1320. 8.13Thursday, August 13, 2020
超超临界机组自动化成套控制系统
牛玉广
华
北
电
力
大
学
国家火力发电工程技术研究中心
电站设备状态监测与控制教育部重点实验室
1
1. 背景
863重点项目：火电行业重大工程自动化成套控制系统
目标： 研究开发一套适用于百万千瓦级超超临界火电机组的
自动化成套控制系统，形成以分散控制系统（DCS）为 核心，包括厂级监控信息系统（SIS）、全激励仿真系统 （SIM）、现场总线技术及高参数智能化仪表、超超临界 机组优化控制策略等在内的百万千瓦级超超临界火电机组 整体自动化解决方案。
2
主要研究内容：
超超临界机组自动化成套控制系统体系结构和关键技术 超超临界机组自动化控制系统 超超临界机组控制系统用现场总线技术及高参数智能仪表 超超临界机组运行特性分析与优化控制策略 超超临界机组厂级监控信息系统 超超临界机组的高精度、全激励仿真系统 超超临界机组自动化成套控制系统工程设计技术 超超临界机组自动化成套控制系统工程实施技术
阶跃扰动试验曲线
控制系统参数调整界面
控制系统闭环运行曲线
试验研究平台-DCS、SIM、SIS
实验室研究平台： 数据-仿真-试验-闭环优化调试环境
虚拟DCS
全仿真机
优化控制
状态监控中心（SIS） 历史数据库
控制优化中心
状态检测 能耗特性
海量历史数据中心及仿真中心
➢ 包括超超临界机组的运行历史数据库系统。数据存储容量 5TB。完整的火电厂运行数据中心。 ➢ 超超临界机组全激励全仿真机系统以及控制系统评价软件体 系。
燃烧优化控制框图
抗煤质扰动控制示意图
修正后煤质做功能力系数
2 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4
相 关 系 数 0.9596 1.3
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
0.2
0.21
发热量系数
机组升降负荷过程燃烧器摆角和喷水联合调节，减温水只在再热汽温超温时 喷入，且流量较低，节能效果明显。