機組的控制及安全保護

1、機組的控制及安全保護1 集控運行授課提綱 機組控制保護 機組的控制及安全保護2 第三章 機組的控制及安全保護 DCS集控的概念： （P105） DCS以微處理機為基礎(chǔ)，構(gòu)成分散控制、分級管理的過程控制 單元（DPU），完成對主機和輔機系統(tǒng)的運行控制。 nDCS主要功能五方面-（調(diào)節(jié)/保護/順控/檢測/信息管理) n若干自控系統(tǒng)。 n主要自控系統(tǒng)的代號（P105） nDAS、CCS、FSSS、DEH、TSI、BPCS、SCS、MEH等 機組的控制及安全保護3 3-1控制系統(tǒng)簡介（P106） 1、DAS數(shù)據(jù)采集處理？（功能？ P106） 2、CCS機爐協(xié)調(diào)主控 協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)功能 根據(jù)負荷需求(調(diào)度

2、命令和系統(tǒng)頻率)和機組負荷能力，對機 爐自控系統(tǒng)發(fā)出負荷控制指令，切換不同的運行方式.當(dāng) 異常工況時還發(fā)出聯(lián)鎖保護指令 負荷控制方式 n機跟爐（安全）、爐跟機（基本）、協(xié)調(diào)控制（最佳） 機組的控制及安全保護4 3、鍋爐控制系統(tǒng) 1)鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)(若干) 2)FSSS/BMP爐膛安全保護和燃燒器控制 -控磨煤機、燃燒器，風(fēng)門 4、汽機控制系統(tǒng)DEH、ETS、TSI、ATC 機組的控制及安全保護5 5、電氣控制系統(tǒng)（圖3-2） 勵磁、調(diào)速、同期并列控制及自動發(fā)電AGS、廠 用電控制 6、SCS輔機系統(tǒng)順控 SCS包括鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng) 、化水系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、 輔汽系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、凝汽器系統(tǒng)、汽機油系統(tǒng)，

3、 循環(huán)水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)等 注：協(xié)調(diào)控制，局部控制，給水調(diào)節(jié)，汽溫控制， 旁路控制-屬于閉環(huán)調(diào)節(jié) 機組的控制及安全保護6 3-2負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 要求負荷快速響應(yīng)、運行方式切換、防動態(tài)超速 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組成 協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)-鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng) |_汽機調(diào)節(jié)系統(tǒng) 機組的控制及安全保護7 3-2/一、負荷協(xié)調(diào)控制方式 負荷控制方式 n機跟爐（安全）、爐跟機（基本）、協(xié)調(diào)控制（最佳） 協(xié)調(diào)控制優(yōu)點能快 速跟蹤電網(wǎng)負荷需求； 又能迅速補充燃料、調(diào) 整燃燒，保證主汽壓的 基本穩(wěn)定 機組的控制及安全保護8 1、主控系統(tǒng)基本構(gòu)成方塊圖（下頁） n負荷指令處理裝置（負荷指令運算、機組負荷能力運算） n機爐主控制器 2

4、、系統(tǒng)運行方式 n 參與調(diào)頻時協(xié)調(diào)控制/ 自動/手動切換為其它方式 三、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理方框圖（下頁） 3-2/二、負荷主控系統(tǒng) 機組的控制及安全保護9 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方框圖 機組的控制及安全保護10 3-2/四、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理方框圖 機組的控制及安全保護11 3-3鍋爐FSSS/BMP系統(tǒng) 兩大任務(wù) 1）燃燒器及其輔機啟停控制；2）爐膛燃燒安全保護。 CCSFSSSDAS 一、主要功能（框圖P124圖3-17） 1、鍋爐啟?？刂棋仩t吹掃、點火、油系統(tǒng)及油層控制，制粉系統(tǒng)和 煤層控制，火檢 2、二次風(fēng)門控制、 3、一次風(fēng)機等輔機監(jiān)控 4、事故處理及聯(lián)鎖主燃料跳閘MFT， 5、運行監(jiān)視和報警 與

5、CCS配合實現(xiàn)機組FCB和RB。 機組的控制及安全保護12 二、FSSS工作描述（P166） n對燃燒系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)視、邏輯判斷動作指令聯(lián)鎖程控完成燃燒器及有關(guān) 輔機啟停操作或處理未事故。 nFSSS與CCS被視為現(xiàn)代鍋爐控制的兩大支柱 n注CCS主要實現(xiàn)鍋爐運行參數(shù)調(diào)節(jié)，也有聯(lián)鎖保護 nFSSS不直接參與燃料和風(fēng)量調(diào)節(jié)，主要是邏輯控制保安全 機組的控制及安全保護13 三、FSSS的組成四部分 （圖4-15） n控制盤（開關(guān)按扭，指示燈，跳閘首出原因） n敏感元件（檢測燃燒、燃料及風(fēng)的壓力溫度流量）、 n驅(qū)動器（對調(diào)節(jié)擋板啟閉指令送CCS系統(tǒng)執(zhí)行 n邏輯系統(tǒng)。 nCRT圖形站（OIS）主要有爐膛燃

6、油系統(tǒng)圖，制粉系統(tǒng)圖爐膛火焰 等模擬圖，。還可顯示主燃料跳閘、爐膛吹掃、油層啟動等邏輯組態(tài) 圖， 機組的控制及安全保護14 3-3/四、FSSS運行控制（選講） 1、鍋爐吹掃 n吹掃的目的和條件； n吹掃程控框圖P169（圖4-1） 機組的控制及安全保護15 n2、自動點火控制-P175，圖4-22 n3、風(fēng)門擋板控制P175 n4、事故狀態(tài)下燃燒器的投切控制P175 n當(dāng)FCB時，F(xiàn)SSS根據(jù)穩(wěn)燃要求自動選擇投 切油槍/煤燃燒器 n當(dāng)RB時，由CCS選擇輔機允許的負荷及運 行方式，F(xiàn)SSS根據(jù)自動選擇投切油槍/煤燃 燒器 機組的控制及安全保護16 5、 MFT保護（P170） 1）MFT動作

7、條件（緊急停爐條件）-水位異，風(fēng)機 全跳，燃料斷，火焰滅，爐壓異，汽溫高，空預(yù) 器全停，給水泵全停，手動跳 MFT切斷所有燃料，通過總聯(lián)鎖緊急停爐停機。 機組的控制及安全保護17 2） MFT保護主要內(nèi)容 nMFT-汽機跳、發(fā)電機跳、汽動泵跳、電動泵 啟、燃燒器全停延時輕油系統(tǒng)停、制粉系統(tǒng)停、 一次風(fēng)機停 3）MFT動作后處理原則 n監(jiān)調(diào)汽包水位、調(diào)節(jié)爐壓、迅查原因、極熱態(tài)啟 動準備（啟重油泵、吹掃等）、原因不清按停爐 處理 機組的控制及安全保護18 4）MFT跳閘程控（P174圖4-20）P173 有條件之一MFT動作，顯示首出跳閘原因。 在下次啟動吹掃指令時顯示燈滅 吹掃完成后MFT狀態(tài)解

8、除 機組的控制及安全保護19 3-4汽機控制系統(tǒng)（P141） 一、DEH系統(tǒng) 1、組成（圖3-31） 2、DEH功能（P142） 功率調(diào)節(jié)、參數(shù)監(jiān)視、OPC控制、自動啟動、閥門 管理及試驗、手動控制 3、DEH功率控制原理（圖示） n三回路PI串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)， n自動/手動構(gòu)成多種運行方式。 機組的控制及安全保護20 DEH調(diào)節(jié)三回路圖 n調(diào)節(jié)級壓力反饋增強調(diào)節(jié)的快速性， n功率反饋保證調(diào)節(jié)的準確性。 n一次調(diào)頻回路 由調(diào)節(jié)特性確定功率請求信號 n調(diào)頻運行負荷增，功率給定隨增。 機組的控制及安全保護21 二、汽機TSI系統(tǒng)P127 n1、TSI系統(tǒng)的作用（P128）多通道連續(xù)測汽機機 械狀態(tài)參數(shù)

9、。指示、報警、跳閘、事故分析。 2、TSI監(jiān)視項目 n汽機運行的主要監(jiān)視項目（汽機機械狀態(tài)參數(shù)）？ 測點布置？（圖示） n東汽300MW機TSI項目有：轉(zhuǎn)速、軸承振動、大軸 振動、軸向位移、大軸偏心、大軸撓度、汽缸膨 脹、脹差、推力軸瓦磨損等。 機組的控制及安全保護22 TSI系統(tǒng)簡介 1、 測點布置（P131）（圖3-24：200MW機、圖3-23： 300MW機） 機組的控制及安全保護23 300MW機TSI系統(tǒng)（131圖3-23） 常用渦流傳感 器和LVDT線性 差動傳感器。 n顯示汽機軸系 結(jié)構(gòu)示意圖 測點位置標 示被測參數(shù)測 量值、設(shè)置報 警燈A和跳閘燈 T 機組的控制及安全保護24

10、 TSI與DEH的關(guān)系 機組的控制及安全保護25 3-5/三、機組安全保護 安全保護監(jiān)視報警，主機跳閘，輔機聯(lián)鎖啟停 機組安全保護典型項目： n鍋爐汽包水位保護、滅火保護、緊急停爐保護MFT等 n汽機超速控制OPC（功能？），遮斷保護ETS（項目？） n輔機系統(tǒng)鍋爐輔機聯(lián)鎖（制粉系統(tǒng)、送引風(fēng)機、空預(yù) 器）、泵類聯(lián)鎖、給水泵低水壓和事故聯(lián)動；旁路聯(lián)鎖保護， 加熱器水位保護等 n發(fā)電機繼電保護系統(tǒng)相間短路后備保護、發(fā)電機失步保 護、發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子接地保護、發(fā)電機差動保護等 n機組大聯(lián)鎖保護 。FCB和RB。 機組的控制及安全保護26 3-5/一、典型鍋爐保護簡介 1、鍋爐滅火保護火檢滅火保護，爐

11、壓滅火保護 P170 2、緊急停爐保護MFT 3、汽包水位保護 4、主汽壓高保護 機組的控制及安全保護27 3-5/一/鍋爐水位保護 根據(jù)下列條件繪出汽包水位保護功能框圖 n水位高分三值保護（300MW機為+100、+200、+250） 報警、開汽包放水門、緊急停爐。 n水位低分三值保護（300MW機為-100、-150、-250） 報警、開備用給水門、緊急停爐。 注：為防止安全門動作時假高水位影響，禁開放水門，規(guī)定 延時確認假高水位消失才解除閉鎖。 為防止甩負荷動作時假低水位影響，水位保護閉鎖，延時自 動解鎖。 機組的控制及安全保護28 3-5/ 一/主汽壓高保護 根據(jù)下列條件繪出主汽壓高保

12、護功能 框圖。 n汽壓高一值（亞臨界爐17.15）報警,如發(fā)電機失磁故障,停 部分燃燒器減負荷, n汽壓高二值(17.35)(可能電氣故障造成) 繼續(xù)停部分燃燒器 減負荷,投旁路系統(tǒng)(或開向空排汽門)維持低負荷運行； n如汽機甩全負荷、汽包水位高二值時，則自動投高旁、停 部分 燃燒器、投油穩(wěn)燃。實現(xiàn)停機不停爐（FCB）如汽 壓繼續(xù)升高，應(yīng)動作開啟安全門或?qū)崿F(xiàn)緊急停爐（MFT）。 機組的控制及安全保護29 二、汽機安全保護 1、DEH的超速控制OPC、 n103%超速控制、甩負荷超速控制調(diào)門快關(guān)延時開。 2、電氣危急遮斷控制系統(tǒng)ETS、（可編程控制器PLC） n對機組有重大影響的參數(shù)超限，關(guān)汽門

13、停機。 n通過電磁閥泄油關(guān)門。 主要項目有超速低真空低油壓主再汽溫異常軸向位移油 位低瓦溫高振動大排汽缸溫高脹差大轉(zhuǎn)子偏心度大手 動停項目。能進行在線動作試驗 機組的控制及安全保護30 n3、機械超速危急遮斷系統(tǒng) n動作轉(zhuǎn)速為1.11.12額定轉(zhuǎn)速.危急保安器 偏心飛錘(飛環(huán))擊出,通過機械超速遮斷機 構(gòu)泄油關(guān)門 n1、 手動停機 n2、 聯(lián)鎖保護（若干） 機組的控制及安全保護31 3-5/三、機組聯(lián)鎖保護 主機聯(lián)鎖，主輔機聯(lián)鎖 機組聯(lián)鎖保護框圖 機組的控制及安全保護32 3-5/三/（一）大聯(lián)鎖保護 n機組大聯(lián)鎖（圖147圖3-33） n1、MFT-ETS-發(fā)電機跳閘（項目P134）- -斷

14、路器跳閘； nETS-FCB，F(xiàn)CB不成功則MFT； n主變跳但機組變壓器末跳甩負荷帶廠用電。 機組的控制及安全保護33 3-5/ 三/（二）FCB保護（P148） 1、 FCB的目的 n當(dāng)汽機/電氣故障時，機組快速切回，停機不停爐或帶廠 用電運行。 2、FCB動作的主要內(nèi)容P148 重新建立能量平衡，不使參數(shù)偏離過大 四條原則穩(wěn)壓、穩(wěn)水位，穩(wěn)燃，穩(wěn)廠電周波 3、FCB動作邏輯（P149圖3-34） FCB允許條件？FCB相關(guān)系統(tǒng)投自動 甩負荷的原因及現(xiàn)象？P234 FCB動作設(shè)備系統(tǒng)自動切換？ 機組的控制及安全保護34 FCB動作邏輯（P149圖3-34） 機組的控制及安全保護35 n4、F

15、CB動作后的處理P149 FCB觸發(fā)邏輯處理1分鐘FCB自動復(fù)置。適當(dāng)手動調(diào)整 n查輔機汽源切換、查安全門動作、水擊等異常、 n水位急劇變化水位調(diào)節(jié) n如低負荷運行監(jiān)視燃燒、汽溫調(diào)節(jié)、 n5%FCB運行 10分鐘、維持廠用電頻率、監(jiān)視輔 機運行。 機組的控制及安全保護36 3-5/三/（三）RB保護（P150） 1、RB保護輔機跳閘快減負荷保護 有50%RB、75%RB兩種方式。 鍋爐輔機故障甩負荷主要有？ 2、鍋爐輔機RB保護的主要動作（P150） 鍋爐快減負荷、機跟爐方式 50%RB時，各層燃燒器點火器遞次投入（由上至下、15 秒間隙）投油減煤減風(fēng) 送風(fēng)機跳聯(lián)鎖跳同側(cè)一次風(fēng)機、引風(fēng)機及空預(yù)

16、器。 3、RB動作后處理P152 、確認所有自動動作正常，90秒后RB信號復(fù)置 監(jiān)視汽溫、水位、燃燒、；查原因。 機組的控制及安全保護37 典型爐引風(fēng)機RB動作流程（規(guī)程整理） nRB投入條件（若干）CCS投入、旁路投入、MFT投入、 燃油壓力合格等 n引風(fēng)機RB50% n自動機跟蹤； n減少一套燃煤處理裝置； 自動關(guān)閉跳閘引風(fēng)機入口檔板，開完運行引風(fēng)機入口擋板， 關(guān)小送風(fēng)機入口擋板，維持爐膛負壓； 自動投油減煤減風(fēng)、自動減負荷到50%（速率100%/分） n。 機組的控制及安全保護38 n注：單臺引風(fēng)機跳現(xiàn)象紅燈熄電流到零、爐 壓變正、汽壓汽溫下降、MFT可能動作 n四角噴燃爐自動投入下油槍

17、；自動停運上 層給煤機、減少相應(yīng)二次風(fēng)層、自動減負 荷到點50%（固定速率） 機組的控制及安全保護39 3-5/四、輔機聯(lián)鎖保護（選講） 1、給水泵保護 讀圖練習(xí)：簡述給水泵保護框圖動作流程 機組的控制及安全保護40 3-5/四/（二）旁路聯(lián)鎖保護 旁路保護框圖簡述動作流程 機組的控制及安全保護41 3-6電氣系統(tǒng)安全監(jiān)控（電氣系統(tǒng)安全監(jiān)控（P134） 一、同期控制系統(tǒng)、二、勵磁控制系統(tǒng) 三、發(fā)變組保護（眾多）了解功能，例 1、差動保護1）縱聯(lián)差動：防止定子繞組相間短路；2） 橫聯(lián)差動：防止定子繞組匝間短路；短路電流增大發(fā)熱燒毀 發(fā)電機） 保護動作將主斷路器和勵磁系統(tǒng)跳閘并報警。 2、定子接地

18、保護/轉(zhuǎn)子接地保護保護動作同上 3、發(fā)電機逆功率保護（保護汽輪機不空轉(zhuǎn)過熱） 保護動作 同上 ； 機組的控制及安全保護42 發(fā)變組安全控制（電氣課已講） 4、瓦斯保護保護變壓器 5、發(fā)電機失磁保護部分失磁時備用勵磁迅速 投入，不成功時動作停機 還有定子過負荷保護、低頻保護、失步保護、逆 功率保護、過勵磁保護等 機組的控制及安全保護43 發(fā)電機側(cè)穩(wěn)定性控制措施（P136） n自動切除發(fā)電機 n電氣制動 n快關(guān)汽門 n自動重合閘 n快速勵磁/切除部分負荷/再同步控制、解列 機組的控制及安全保護44 機組的控制及安全保護45 3-5輔機系統(tǒng)程控SCS（選 講） n順控概念 n時間順控，條件順控，邏輯

19、順控 n基本邏輯功能與、或、非 n延時器、觸發(fā)器RS等 n觸發(fā)器RS（R條件俱備，S開始執(zhí)行） 機組的控制及安全保護46 一、高加運行控制 1、給水管路系統(tǒng)特點（P196圖4-45） 2、高加啟動控制要求圖4-46 n注水排氣查漏（監(jiān)視水位可知） n通水操作（先出后進）通汽操作（由低到 高） n控溫變率預(yù)暖（通過抽汽旁路） n疏水調(diào)整逐級自流、及時回收除氧器/ n疏水水位負荷穩(wěn)定投自動 機組的控制及安全保護47 一/3、高加程控（P201圖4-47、圖4-46） 順合：注水排氣、水壓合格投水側(cè)（出進）； 投汽側(cè)（逆止門、旁門預(yù)暖、關(guān)旁進汽（低高） 機組的控制及安全保護48 一/4、高加正常運行維護 1）監(jiān)視指標（P199）圖示？意義？ 端差、水位、汽壓、出水溫、 2）維護工作（P198）、 n任務(wù)調(diào)水位、調(diào)端差高加疏水門和抽汽門 3）防腐、事故處理 機組的控制及安全保護49 二、給水泵組運行控制P205 1、給水泵組：前置泵、汽動泵變速小汽機，電動泵液力偶合器。 2、給水泵組運行 1）變速控制 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服杠桿液力偶合器勺管位置或進油閥位調(diào)節(jié) 小汽機靠MEH控制。30005000轉(zhuǎn)/分變速。 2)運行要求 n 暖泵備用（泵上下溫差壁溫度）、 2）控制