09第三章 单元机组协调控制系统.ppt

第三章 单元机组协调控制系统 * 第一节 协调主控一、协调控制系统概述在DCS控制系统出现前，锅炉和汽轮机的负荷变动时是各自对自己的被调节量进行调节。随着单元机组容量的增大、电网容量的增加和电网调频、调峰要求的不断提高以及机组自身稳定运行要求的不断提高，常规的调节方法以远不适应。或者说由于以上的原因，机组各设备之间的耦合不断加大（相互影响加大），不得不把锅炉、汽机等相关设备看成一个统一对象来考虑。将锅炉和汽机等视为一个控制对象进行控制的方法称为协调控制。 协调控制：通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组调频、调峰能力，稳定运行参数。特别是600MW以上的机组都设置了协调控制系统。协调控制系统（CCS）（按原电力部自动化协会推荐应称为：MCS），但习惯原因多数仍使用CCS表示协调控制系统。二、协调系统的运行方式协调控制系统在协调机炉运行时共有四种运行方式，各运行方式都有优缺点，根据实际情况酌情选择使用。（原则：负荷变动不能使主汽压力变化过大）1）炉跟机：需要机组进行负荷变化时，首先改变汽机的负荷，然后在协调系统控制下让炉来稳定主汽压力。优点：负荷变化快；缺点：机组参数变化大 （插图） 2）机跟炉：当需要负荷变化时，首先由锅炉改变运行参数以适应负荷要求（例如增加燃煤以适应负荷增加的要求），然后，汽机在保证主汽压力不变的情况下逐渐改变负荷。优点：负荷变化期间机组运行参数稳定；缺点：负荷变化较慢，且对电网频率等影响大。3）协调方式：在负荷变化时，锅炉、汽轮机自动控制系统同时动作，以满足负荷变化之要求。如无特殊要求，这种方式负荷变化和运行参数都介于以上两种方式之间。4）手动方式：协调系统可以在自动和手动方式之间进行切换。(以上1-3为自动，4为手动)也还可以锅炉手动而汽机自动或锅炉自动汽机手动等控制方式。不过总以手动控制功率，而自动控制主汽压力。 无论使用那种协调控制方式，基本思想是一致的：1）充分利用锅炉的蓄能，但又要加以限制。充分利用蓄能可以加快负荷变化，但无节制又会使机组参数变化太大（例如主汽压力降低过低）。以上为炉跟机设计思想2）补偿蓄能，动态超调锅炉能量输入。快速改变锅炉能量输入以适应负荷要求。机跟炉设计思想。3）尽可能减少锅炉汽机间的相互扰动。采取的调节方法是，各自解决本侧的扰动，当锅炉或汽机侧出现扰动后，本侧要加快调节争取将扰动快速消除，以免影响到另一方。例如锅炉由于燃煤侧出现扰动（燃煤发热量变化），锅炉调节系统要不惜调节阀门的频繁动作而快速消除，否则，燃煤影响到主汽压力后，就要影响到汽机，汽机的动作有会作用于锅炉，这样非常容易系统协调系统的不稳定。 4）采用前馈信号使跟随方及时动作以避免参数波动。应该说这一点是协调系统和原来常规仪表的主要区别。常规仪表就是由于没有这种功能才会在大机组负荷变动面前“束手无策”。下面以图3-1为例，了解以下内容：1）如何看自动控制图（了解各种符号的含义）2）如何分析自动控制图（自动控制原理）3）分析协调控制原理 一、符号识别 最好能将符号记录 下来,以便日后查看 自动/手动切换开关，上边为自动，右边的为手动信号。 菱形中A表示模拟信号发生器，手动调节可以产生不同的模拟信号 低值选择器：在两个输入中选择最小的信号作为输出。右侧RUNBACK是自动快速减负荷指令。 高值选择器：在输入的两个信号中选择最小的数值。其右侧输入为最小负荷，是要求机组输出的最小数值，运行中负荷指令必须大于这个数值 切换：一般切换设备，可以控制这个切换设备以决定使用两个输入信号中的一个。 高值限幅器：一侧输入限定数值（右侧），一侧为被限定输入。在运行时，被限定的输入输入不能超过限定数值，当输入超过限定数值时，该限定单元输出为限定数值 例如：在启动汽轮机时，汽机温度不增长过快，否则热应力过大，会损坏汽机设备，上面传送下来的负荷指令不大于高限数值，但应力计算会限制在某时间段内不大于某个数值 加法器：将输入的两个或多个信号进行加法运算。 自动调节器：根据输入信号（偏差信号）决定输出调节信号的大小。 函数转换器F（X）：对被测量信号进行线性矫正或补偿运算等操作。 比较器：两个输入信号之差作为比较器的输出。 补充自动控制图形符号说明：LAG（英文含义：落后、迟延）--惯性LIM（limit：限制、限定）--幅值限定RAMPC—速率限定 2、自动控制系 统原理 汽轮机负荷调节系统：（机主控电路）输入量为发电机功率T和给定数值A比较后作为调节器K.S输入信号。通过运算后输出到DEH调节汽机进汽门开度，从而改变汽轮机功率。 锅炉负荷指令运算系统：经过此运算单元输出到锅炉调节系统以维护主汽压力不变。 广义调