火力发电厂主要控制工艺逻辑

1.1 火电厂控制工艺

1.1.1 机组指令

机组指令就是对机组下达的负荷指令，机组指令回路接收电网中调AGC指令和本机运行人员的指令。负荷指令下达至汽机主控回路和锅炉主控回路，通过锅炉风粉控制和汽机

DEH 控制实现系统对负荷指令的响应，见图1。

机组指令接收AGC信号的先决条件是机组处于协调控制模式，就是说汽机控制在自动状态，锅炉控制也在自动状态。在这种情况下，电网中调会根据电网频率的变化，计算频率差，折合成负荷指令下达给发电机组。发电机组根据AGC信号，通过协调控制系统增加或减少机组出力，稳定电网的频率。

当AGC投入条件不成立的情况下，一般采用锅炉跟随汽机的控制方式，即汽机控制功率，锅炉控制压力。在这种情况下，机组发电功率由本机运行人员设定，而锅炉则自动调整出力，维持机前设定压力的稳定，保证汽机与锅炉之间的能量平衡。

当汽机主控无法投入自动，同时锅炉主控也无法投入自动的情况下，机组处于BASE

运行方式（手动方式）。此时，DEH系统根据主汽压力来调整综合阀位，使汽机与锅炉保持能量平衡，机组指令跟随综合阀位对应的机组功率。机组BASE方式运行通常是机组运行的过渡阶段。

当发电机组的重要辅机（送风机、引风机等）出现故障，只能运行两台设备中的一台时，不能提供充足的出力，发电机组也就无法在额定出力下正常工作。这时，机组控制以RB （RUNBACK：快速返回）方式运行，通常机组负荷会降低一半。此时的机组指令同机组

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BASE 方式运行时相似，处于跟随模式。即主汽压力不断下降，汽机进汽调节阀逐渐关小，机组负荷指令则根据综合阀位的大小跟随相应值。

机组指令控制是机组控制系统的顶层控制，也是协调控制的顶层控制，伴随着机组运行

工况的变化，指令控制会选择相应控制策略，保持机组出力与电网需求的平衡和汽机与锅炉

的能量平衡。

图1指令控制SAMA图

1.1.2 协调控制系统

协调控制系统就是汽机与锅炉协调控制系统，通常存在三种协调控制方式：机炉协调控

制方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式，见图2。

图2协调控制系统SAMA图

在汽机主控在自动态，且锅炉主控在自动态时，机组控制处于机炉协调控制模式。在机炉协调控制方式下，汽机与锅炉并行操作，锅炉控制机前压力，汽轮机控制功率，两者互相影响。负荷变化过程先于锅炉指令信号，同时压力变化修正调节阀位置。

当汽机主控在手动态，且锅炉主控在自动态时，机组控制处于锅炉跟随模式。在锅炉跟随控制方式下，锅炉控制机前主汽压力，汽机调门采用手动调节的方式来获得期望的功率。

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控制过程为，主汽压力设定值与机前压力相比较，其偏差经过发电机信号前馈和修正后产生锅炉指令信号去风和燃料回路。同时，运转员通过设定调节阀位置来建立负荷指令。

当锅炉主控在手动，且汽机主控在自动时，机组控制处于汽机跟随模式。在汽机跟随控制模式下，汽轮机控制机前蒸汽压力，通过调节锅炉的燃烧率来获得期望的负荷。运转员手动设置燃料和风量值，燃料和风量的变化会带来锅炉能量水平的变化，从而改变机前压力的

变化。

1.1.3 定压滑压选择

机前压力是单元制机组负荷控制一个十分重要的参数，定压和滑压选择指在机组正常运

行时，机前压力是保持一个定值还是维持某一个函数关系。机前压力设定值应该等于某个目

标值还是按照某个函数关系跟踪负荷指令，则是由定压滑压选择控制策略来实现，见图3。

PT

偏置设定值

FW1

I A

FW2

PDF

FDF RB

IDF

APH

UD F(x)T∑

I T

滑压设定值

PT T Track

T

T

A I

I压力速率限制

A I I A

PS

定压设定值压力实际设定值

图3定压滑压选择

单元机组按照定压方式运行时，机前压力保持不变，机组功率与调节阀的开度保持一一

对应关系。单元机组滑压运行时，汽机调节阀的开度维持不变——一般为全开位置，机组功

率与机前压力保持一一对应关系。

定压可以在机组仸意控制模式下选择，而滑压需要在锅炉跟随控制模式并且机组负荷较

大的情况下进行。在机炉协调模式下，如果出现RB，则控制方式变为锅炉跟随，机前压力

维持动作前压力一段时间，然后按照一定的速率滑压下降。

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1.2 汽机控制工艺

2.2.1 汽机控制

汽机控制就是汽轮机调节阀控制，汽机控制的执行部分就是数字电液调节系统DEH。

汽机控制在不同的控制方式下，将汽机指令送达DEH系统，DEH系统根据汽机指令作出相应的动作，驱动调节阀动作，完成对负荷或压力的控制，见图4。

汽机指令

TD

TF

CCS遥控

DEH反馈信号

100%

T

T

T

0%

I I

H/L A

至DEH

图4汽机控制SAMA图

相对于锅炉控制，汽机控制要简单一些，主要DEH控制。DEH系统控制根据指令调节调节阀的开度，完成对转速和负荷的控制。给水控制在设备属于汽机侧，但是在自动状态下接收的锅炉指令。给水控制主要对两台汽动给水泵和一台电动给水泵的控制。在机组启动阶

段和低负荷阶段，由30%负荷的电动给水泵供水，采用单冲量水位控制方式。在负荷较高阶段和额定负荷运行时，有两台50%负荷的启动给水泵供水，采用三冲量的水位控制模式。

2.2.2 给水控制（汽泵）

汽动给水泵是机组正常运行时的全部给水来源，采用三冲量的水位控制策略，见图5。

汽包水位被控对象的扰动有四个来源，给水量的扰动为内部扰动，其余如蒸汽负荷的扰动、燃料量的扰动以及汽包压力的扰动等为外部扰动。其中给水扰动、汽机负荷扰动和锅炉热负荷扰动影响比较大。

由于蒸汽流量和燃料量的变化是经常产生的外部扰动，并且是产生"虚假水位"的根源，所以在给水控制系统里常常引入蒸汽流量、燃料量信号作为前馈信号，以改善外部扰动时的控制品质。如上图所示，三冲量的调节回路中主要包含有主调节器TPI及付调节器TPI，付

调节器一般用比例规律的。主调节器接受水位信号作为主控信号去控制副调节器。副调节器