協(xié)調(diào)系統(tǒng)講解

1、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 張軍2010、4、19協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)幾個(gè)名詞 CCS：coordinational control system（協(xié)調(diào)控制） BASE: 基本控制方式 TF: Turbine Follow(汽機(jī)跟隨） BF: Boiler Follow(鍋爐跟隨）CCS-TF：以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS-BF：以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主蒸汽壓力穩(wěn)定的意義 主蒸汽壓力是電廠集控運(yùn)行中監(jiān)視的最為重要的參數(shù)之一，不論對(duì)于原來(lái)的自然循環(huán)爐還是現(xiàn)在的超臨界直流爐，主蒸汽壓力穩(wěn)定則整個(gè)機(jī)爐電系統(tǒng)就會(huì)相對(duì)穩(wěn)定，所以不論是正常運(yùn)行中還是異常情況下都要盡量保持主蒸汽壓力穩(wěn)定。協(xié)調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)生 大家

2、知道：從給煤機(jī)變化指令發(fā)出到鍋爐壓力發(fā)生變化需要經(jīng)過一個(gè)過程（該過程經(jīng)歷了給煤機(jī)轉(zhuǎn)速增加、磨煤機(jī)加載、磨煤機(jī)增加通風(fēng)及爐膛燃燒等過程），也就是響應(yīng)速度慢，是一個(gè)慢速控制回路。而功率控制通過DEH直接控制調(diào)速汽 門，是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)，響應(yīng)快，屬快速控制回路。這兩個(gè)控制回路間調(diào)節(jié)速度不匹配，使主蒸汽壓力控制無(wú)法跟隨功率控制，造成機(jī)爐間的能量失衡，引起主蒸汽壓力波動(dòng)較大。若兩個(gè)控制回路調(diào)節(jié)速度相匹配，則鍋爐側(cè)的熱量變化就能迅速跟隨汽輪機(jī)側(cè)的能量變化，不會(huì)引起主蒸汽壓力較大波動(dòng)。由此產(chǎn)生了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 什么是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 在單元機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，考慮鍋爐和汽輪機(jī)的差異和特點(diǎn)，采取某些措施，讓機(jī)

3、爐同時(shí)按照電網(wǎng)負(fù)荷的要求變化，接受外部負(fù)荷的指令，根據(jù)主要運(yùn)行參數(shù)的偏差，協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制，從而在滿足電網(wǎng)負(fù)荷要求的同時(shí)，保持主要運(yùn)行參數(shù)（汽壓、負(fù)荷）的穩(wěn)定，這樣的控制系統(tǒng)，稱為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。For exmaple: 在實(shí)際加負(fù)荷過程中（尤其是變負(fù)荷率較大時(shí)），當(dāng)主汽壓力偏低時(shí)，汽機(jī)會(huì)放慢加負(fù)荷速度，等等鍋爐，一直等到鍋爐壓力恢復(fù)的差不多，汽機(jī)再去開調(diào)門加負(fù)荷（在這個(gè)過程中大家可以去注意一下有時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷會(huì)比設(shè)定負(fù)荷少不少，這“都是鍋爐反應(yīng)慢惹的禍”） 當(dāng)主汽壓力偏高時(shí)，汽機(jī)會(huì)加快加負(fù)荷速度，一直等到鍋爐壓力恢復(fù)的差不多（在這個(gè)過程中大家可以去注意一下有時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷會(huì)比設(shè)定負(fù)荷多不

4、少，這“都是鍋爐反應(yīng)慢惹的禍”） 總之一句話：協(xié)調(diào)就是“鍋爐跑的慢，汽機(jī)跑的快，跑滿的快點(diǎn)，跑快的慢點(diǎn)”（個(gè)人理解）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要組成部分負(fù)荷管理控制中心 汽機(jī)主控制器鍋爐主控制器協(xié)調(diào)控制概述圖負(fù)荷管理控制中心 負(fù)荷管理控制中心其主要功能是：接受外部的負(fù)荷要求指令，根據(jù)機(jī)組主要輔機(jī)運(yùn)行情況，將其處理成與機(jī)爐當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)的機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令。 負(fù)荷管理中心可以接受來(lái)自三方面的負(fù)荷指令，形成單元機(jī)組的目標(biāo)負(fù)荷指令，它們是： 1、電網(wǎng)調(diào)度中心遙控的負(fù)荷分配指令； 2、機(jī)組運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)置的負(fù)荷指令； 3、電網(wǎng)一次調(diào)頻所需的負(fù)荷指令； 目標(biāo)負(fù)荷指令是根據(jù)外界負(fù)荷要求設(shè)定的。單元機(jī)組負(fù)荷管理中心必

5、須根據(jù)自身當(dāng)前的運(yùn)行狀況、負(fù)荷能力、設(shè)備的安全保護(hù)和變負(fù)荷承受能力等因素，對(duì)目標(biāo)負(fù)荷指令進(jìn)行必要的處理，以產(chǎn)生單元機(jī)組能夠接受的實(shí)際負(fù)荷指令。即：外部負(fù)荷指令必須經(jīng)過一系列的修正后，即：外部負(fù)荷指令必須經(jīng)過一系列的修正后，才能產(chǎn)生實(shí)際負(fù)荷指令。才能產(chǎn)生實(shí)際負(fù)荷指令。 外部負(fù)荷指令需要以下修正修正部分主要包括：一次調(diào)頻修正； 負(fù)荷閉鎖增；（舉例） 負(fù)荷閉鎖減； RB(快減負(fù)荷）； 負(fù)荷迫升； 負(fù)荷迫降； 最大負(fù)荷限制； 最小負(fù)荷限制；機(jī)爐主控制器 機(jī)爐主控制器的主要作用是：接受機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令、機(jī)組實(shí)際功率、主蒸汽壓力給定信號(hào)、實(shí)際主蒸汽壓力等信號(hào)。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行條件及要求，選擇合適的負(fù)荷控制方式

6、；根據(jù)機(jī)組的功率偏差和主蒸汽壓力偏差進(jìn)行控制運(yùn)算，產(chǎn)生鍋爐主控負(fù)荷指令和汽輪機(jī)主控負(fù)荷指令，作為機(jī)爐協(xié)調(diào)動(dòng)作的指揮信號(hào)，分別送往鍋爐和汽機(jī)子系統(tǒng)。（鍋爐主控制器的輸出主要是燃料量；汽機(jī)主控制器的輸出主要是DEH系統(tǒng)，即調(diào)門的開度）協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)思路 不論是鍋爐跟隨方式，還是汽機(jī)跟隨方式，都是在汽輪機(jī)或鍋爐有一側(cè)不能投入自動(dòng)的情況下所采取的措施。這時(shí)機(jī)爐主控器的任務(wù)是維持主汽壓力這時(shí)機(jī)爐主控器的任務(wù)是維持主汽壓力，而機(jī)組負(fù)荷則由不能投入自動(dòng)的一方-汽輪機(jī)或者鍋爐決定。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行正常，機(jī)爐主控均在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根絕外界負(fù)荷要求決定機(jī)組實(shí)際負(fù)荷，按“需要”進(jìn)行控制，控制的目的是保持壓力和功率兩個(gè)

7、參數(shù)都為給定值；當(dāng)機(jī)組局部處于故障或異常狀態(tài)時(shí)，保持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行是主要矛盾，所以首先是自動(dòng)控制壓力為給定值，而負(fù)荷只能根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，由運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié)，按“可能”進(jìn)行控制。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行方式 運(yùn)行方式 鍋爐主控 汽機(jī)主控 調(diào)頻 基本方式 手動(dòng) 手動(dòng) 無(wú) TF 手動(dòng) 自動(dòng) 無(wú) BF 自動(dòng) 手動(dòng) 無(wú) CCS 自動(dòng) 自動(dòng) 有協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行方式詳述 Base方式：指鍋爐、汽機(jī)主控均處于手動(dòng)控制方式，由操作員設(shè)定汽機(jī)主汽門閥位指令和鍋爐燃料指令來(lái)控制機(jī)前壓力和機(jī)組負(fù)荷。如果汽機(jī)控制在“非遠(yuǎn)操方式”時(shí)，汽機(jī)主汽閥門開度交給DEH系統(tǒng)控制，汽機(jī)主控輸出跟蹤主汽門閥位反饋。 TF方式：是在鍋爐局部故障

8、時(shí)或啟、停磨煤機(jī)等工況變動(dòng)大時(shí)的一種輔助運(yùn)行方式，此時(shí)鍋爐主控在手動(dòng)控制方式，由操作員手動(dòng)設(shè)定燃料指令，汽機(jī)主控自動(dòng)調(diào)整機(jī)前壓力，該方式下動(dòng)態(tài)過程壓力波動(dòng)較小，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，但是機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)慢。 BF方式：是汽機(jī)局部故障時(shí)的一種輔助運(yùn)行方式，此時(shí)汽機(jī)主控在手動(dòng)方式，由操作員手動(dòng)設(shè)定汽機(jī)調(diào)門開度指令，控制機(jī)組負(fù)荷。鍋爐主控在自動(dòng)方式，該方式下機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)快，但以犧牲主汽壓力為代價(jià)，不管是內(nèi)擾還是外擾的影響，動(dòng)態(tài)過程壓力波動(dòng)相對(duì)較大，系統(tǒng)抗干擾能力較差。 CCS方式： 將鍋爐、汽輪機(jī)視為一個(gè)整體，把TF方式和BF方式結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，在使鍋爐燃燒產(chǎn)生的熱能與進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽帶走的熱能及時(shí)平衡，維

9、持主汽壓力基本穩(wěn)定的同時(shí)，又能使機(jī)組的輸出功率迅速響應(yīng)給定功率的變化。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)小結(jié)（供大家參考） 以上啰嗦了一大堆，簡(jiǎn)要的說(shuō)就是：1、在基本方式下（煤主控可以在手動(dòng)也可以在自動(dòng)），鍋爐加減煤量有運(yùn)行人員手動(dòng)干預(yù)，汽機(jī)加減負(fù)荷亦有運(yùn)行人員手動(dòng)干預(yù)。2、在TF或者BF（一般不使用）運(yùn)行方式時(shí)，實(shí)際上是一種壓力自動(dòng)方式（可設(shè)定壓力目標(biāo)值），只不過TF調(diào)節(jié)壓力快，BF調(diào)節(jié)壓力慢。這時(shí)要想改變負(fù)荷很簡(jiǎn)單，當(dāng)在TF方式下時(shí)，首先鍋爐手動(dòng)加減煤量，主汽壓力發(fā)生變化，然后汽機(jī)為了維持設(shè)定壓力，要開關(guān)調(diào)門，實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷的加減；當(dāng)在BF方式下時(shí)（一般不用此方式），汽機(jī)先開關(guān)調(diào)門，壓力發(fā)生變化后，然后鍋爐為了維持

10、設(shè)定壓力，會(huì)加減煤量。3、在CCS方式下時(shí)，運(yùn)行人員在定壓模式下只需設(shè)定好壓力目標(biāo)值（當(dāng)在滑壓方式下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成壓力目標(biāo)值，不需設(shè)定）、負(fù)荷目標(biāo)值、變負(fù)荷率還有壓力變化率，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加減負(fù)荷并且維持在壓力目標(biāo)值上。典型的協(xié)調(diào)控制畫面CCS的三種基本方案一、以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)二、以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)三、綜合型協(xié)調(diào)控制方式以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 當(dāng)負(fù)荷指令改變時(shí)，汽輪機(jī)主控制器先改變調(diào)節(jié)汽門的開度，以改變進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，使機(jī)組輸出功率迅速與負(fù)荷指令一致。調(diào)節(jié)汽門開度的變化導(dǎo)致主汽壓力變化，從而改變了鍋爐蓄熱量。這時(shí)汽壓偏差分別作用于鍋爐和汽輪機(jī)控制

11、器，同時(shí)調(diào)節(jié)燃燒率和調(diào)節(jié)汽門開度。一方面通過燃燒率的改變及時(shí)補(bǔ)償鍋爐蓄熱的變化；另一方面當(dāng)負(fù)荷的變化速度或幅度過高，主汽壓力的變化超過了設(shè)定值時(shí)，汽輪機(jī)側(cè)即由功率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)入壓力拉回方式，限制調(diào)節(jié)汽門的進(jìn)一步變化，以防過度利用鍋爐蓄熱，從而減少主汽壓力的動(dòng)態(tài)變化速度。最終，由鍋爐側(cè)保證汽壓恢復(fù)到給定值，而汽輪機(jī)側(cè)保證機(jī)組輸出功率與負(fù)荷指令一致。從汽壓偏差對(duì)汽輪機(jī)調(diào)門的限制作用可見，盡管這樣可緩解汽壓的幾句變化，但同時(shí)也減慢了機(jī)組輸出功率的響應(yīng)速度，實(shí)質(zhì)上是以降低電功率相應(yīng)性能為代價(jià)換取汽壓控制質(zhì)量的提高。在此意義上說(shuō)，協(xié)調(diào)控制的結(jié)果是鍋爐蓄熱得到合理利用，兼顧了機(jī)組輸出功率和汽壓兩方面的控制質(zhì)量。

12、以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 當(dāng)負(fù)荷指令改變時(shí)，鍋爐和汽輪機(jī)主控制器同時(shí)動(dòng)作，分別改變?nèi)紵省⒔o水流量和汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度。在鍋爐燃燒遲延期間，功率偏差信號(hào)作用于汽輪機(jī)控制器，從而改變調(diào)節(jié)汽門開度，暫時(shí)利用鍋爐蓄熱使機(jī)組輸出功率及時(shí)相應(yīng)負(fù)荷需求。汽輪機(jī)主控制器通過調(diào)節(jié)汽門開度進(jìn)行控制，最終由汽輪機(jī)保持汽壓為給定值。鍋爐側(cè)根據(jù)功率偏差改變鍋爐負(fù)荷指令，通過鍋爐子系統(tǒng)改變?nèi)紵手噶詈徒o水流量指令，最終保證機(jī)組輸出功率與負(fù)荷指令一致。由于在負(fù)荷指令改變時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門配合鍋爐側(cè)同時(shí)動(dòng)作，暫時(shí)利用了蓄熱能力，所以功率相應(yīng)速度快，但是，汽壓偏差也因此加大，這實(shí)質(zhì)上是以加大汽壓動(dòng)態(tài)偏差作代價(jià)來(lái)?yè)Q取功率

13、響應(yīng)速度的提高，同樣，協(xié)調(diào)控制的結(jié)果是兼顧了機(jī)組輸出功率和汽壓兩方面的控制質(zhì)量。綜合型協(xié)調(diào)控制方式 當(dāng)鍋爐側(cè)發(fā)出負(fù)荷控制指令，改變鍋爐燃燒率和汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度；另一方面利用機(jī)組蓄熱能力暫時(shí)適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，加快負(fù)荷相應(yīng)；另一方面改變輸入鍋爐的能量，以保持輸出能量的平衡；當(dāng)汽壓產(chǎn)生偏差時(shí)，機(jī)、爐主控制器對(duì)鍋爐側(cè)和汽機(jī)側(cè)同時(shí)進(jìn)行操作；一方面適當(dāng)限制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度，另一方面加強(qiáng)鍋爐燃燒率的控制作用，以補(bǔ)償蓄熱量的變化。控制過程結(jié)束后，機(jī)爐主控制器共同保證機(jī)組輸出功率與負(fù)荷指令一致，并使汽壓恢復(fù)為給定值。負(fù)荷管理控制中心負(fù)荷管理控制中心鍋爐主控制器鍋爐主控制器汽機(jī)主控制器汽機(jī)主控制器投入?yún)f(xié)調(diào)步驟（例子）一、投入汽機(jī)主控“自動(dòng)” 1、點(diǎn)擊協(xié)調(diào)控制畫面“CCS請(qǐng)求”按鈕； 2、點(diǎn)擊DEH畫面“CCS投入”按鈕； 3、點(diǎn)擊協(xié)調(diào)控制畫面“汽機(jī)主控AUTO”;二、投入鍋爐主控“自動(dòng)” 1、投入至少一臺(tái)（黃島兩臺(tái)）給煤機(jī)自動(dòng)； 2、投入“煤主控”； 3、點(diǎn)擊協(xié)調(diào)控制畫面“鍋爐主控AUTO” 三、點(diǎn)擊協(xié)調(diào)控制畫面“CCS-BF”按鈕； 自此協(xié)調(diào)投入正常?；瑝哼\(yùn)行曲線（舉個(gè)例子）附圖：滑壓運(yùn)行范圍16.67a7.41a汽輪機(jī)定滑定運(yùn)行曲線工況百分?jǐn)?shù)新汽壓力a12011010