2协调控制系统

目录

1选题背景 (1)

1.1设计目的 (1)

1.2设计的指导思想 (1)

2方案论证(设计理念)： (1)

2.1设计内容和要求 (1)

2.2系统设计原理 (2)

3过程论述 (3)

3.1负荷指令控制部分 (3)

3.1.1负荷指令运算回路 (4)

3.1.2负荷指令限制回路 (4)

3.1.3实际负荷指令形成系统 (4)

3.2机前压力定值的形成 (5)

3.2.1负荷报警 (5)

3.2.2机前压力定值的形成 (6)

2.2.3机前压力形成 (7)

3.3机炉负荷控制部分 (7)

3.3.1锅炉主控制器 (7)

3.3.2汽轮机主控制器 (8)

3.4控制方式 (9)

3.4.1汽轮机跟随方式 (9)

3.4.2锅炉跟随方式 (9)

3.4.3协调控制 (10)

3.5逻辑功能 (10)

3.5.1锅炉基本控制方式选择逻辑 (10)

3.5.2汽轮机基本控制方式选择逻辑 (11)

3.5.3功率控制方式 (11)

3.6控制系统跟踪 (11)

4总结 (12)

5课程设计心得体会 (12)

参考文献： (13)

1选题背景

1.1设计目的

通过本课程设计，使学生能较好的运用过程控制的基本概念、基础理论与方法，根据大型火电机组的生产实际，对火电机组的过程控制系统进行分析，设计出原理正确，功能较为全面的300MW火电机组协调控制系统。

1.2设计的指导思想

随着单元机组的发展，必须将汽轮机和锅炉作为一个整体进行控制，而机、炉的调节特性有相当大的差别，锅炉是一个热惯性大、反应很慢的调节对象，而汽轮机相对是一个惯性小、反应快的调节对象。因此要用协调控制系统，保证在满足负荷要求的同时，保持主要运行参数的稳定。

2方案论证(设计理念)：

2.1设计内容和要求

（1）负荷指令管理部分

输入参数：外部负荷要求指令（ADS，就地，电网频率变化所要求负荷指令）输出参数：实际负荷指令，锅炉负荷指令

负荷指令限制回路：

a、最大/最小允许负荷限制回路

b、负荷返回回路（RB）

常用辅机：送风机、引风机、给水泵、发电机失磁、备用、规定返用速率

c、.迫升/迫降回路（RVN UP/DOWN）

d、闭锁增/减回路（BLOCK I/D）

e、负荷快速切断（Fast Cut back. FCB）回路

负荷操作：

LMCC（负荷管理中心）面板增、减负荷按钮：

中、高、低速选择；速度限制（速率整定在3%-5%）

（2）机炉负荷控制部分：

输入参数：P1机前压力、机前压力定值、锅炉负荷指令、实际负荷指令、频率偏差、实发功率

输出参数：锅炉指令、至DEH的负荷指令

锅炉主控制器：

a、前馈信号形成（P1/P T）P0 或P1[1+K（P0—P T）]

b、机前压力定值形成定压、滑压

汽机主控：

三个调节器：汽机机前压力调节器、电功率调节器、蒸汽流量调节器

工作方式：

a、以锅炉跟随为基础的CCS（功率控制）

b、锅炉跟随（非电功率）

c、汽机跟随（电功率）

d、手动

系统跟踪：

a、汽机基本，且汽机处于（就地）控制时，实际负荷指令跟踪DEH负荷基准

b、炉基本时，锅炉主控指令跟随锅炉负荷指令

c、非功率控制方式时，电功率调节器输出跟踪P1，蒸汽流量调节器输出跟踪DEH负荷基准。

d、在炉基本或功率控制时，实际负荷指令跟踪DEH负荷基准。

2.2系统设计原理

图1 单元机组负荷控制系统的组成

一般单元机组协调控制系统构成如图1所示，它是一个分级控制系统结构，由协调控制级的负荷控制系统(又称主控制系统)、基础控制级的子控制系统(锅炉控制系统和汽轮机控制系统)和单元机组对象组成。

负荷控制系统通过锅炉控制系统和汽轮机控制系统来使机组达到既满足负荷要求又满足主蒸汽压力稳定的要求。负荷控制系统是由负荷指令处理回路(又称负荷管理控制中心)和机炉主控制器(机炉主控制回路)两部分组成。

负荷指令处理回路(Load Demand Computer，LDC)接受的外部负荷指令有：电网调度所的负荷分配指令ADS(Automatic Dispatch System)、值班员手动指令和电网频率(由电网频率产生调频所需的负荷指令)。负荷指令处理回路将对外部负荷请求指令进行选择，并根据机组主、辅机运行情况加以处理，使之转变为单元机组安全运行所能接受的实际负荷指令P0。

机炉主控制器有两个主要作用，一是根据机组的运行条件及要求，选择合适的负荷控制方式；二是接受实际负荷指令、输出电功率PE、主蒸汽压力给定值P0和主蒸汽压力P T信号，并根据选择的负荷控制方式，对输出电功率和主蒸汽压力进行相应的控制运算，分别产生汽机(主控制)指令TD(Turbine Demand)和锅炉(主控制)指令BD(Boiler Demand)，这些指令作为协调机炉动作的控制信号分别送汽轮机和锅炉控制系统。

基础控制级上，对于汽轮机侧来说，汽轮机控制系统是汽轮机数字电液控制系统(Digital Electric Hydraulic System，DEH)。对于锅炉侧来说，参加单元机组负荷控制的控制系统主要是燃烧过程控制系统(直流锅炉还含给水控制系统)。燃烧过程控制系统根据锅炉指令BD调节燃料量(给水量与之相适应)来改变燃烧率，汽轮机数字电液控制系统根据汽机指令TD调节阀门开度来改变汽轮机进汽量。当机组采用协调控制方式时，由于燃烧率(给水量)和进汽量的协调变化，使得机组既快速满足外部发电负荷的要求，同时又使得主蒸汽压力波动小，保证了机组安全经济运行。

3过程论述

3.1负荷指令控制部分

如图2负荷指令管理部分通常接受来自三个方面的负荷指令，形成单元机组的目标负荷指令，他们是：电网中调指令ADS、就地指令和电网频率变化所要求