西門子1000MW機組閉環(huán)控制簡介

1、1000MW機組閉環(huán)控制簡介湯益琛一、機組協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)控制的目的可以簡單描述為：在維持機、爐能量平衡的前提下快速響應(yīng) 系統(tǒng)負(fù)荷需求。我廠1000MV機組的協(xié)調(diào)控制方式是以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的機爐協(xié) 調(diào)控制方式，即我們常說的鍋爐控壓力，汽機控負(fù)荷，特點是負(fù)荷響應(yīng)快，主汽 壓力欠穩(wěn)。變負(fù)荷時的響 應(yīng)優(yōu)化圖1協(xié)調(diào)控制示意圖1、負(fù)荷控制回路通過查看DCS和DEH空制畫面中可以發(fā)現(xiàn)，機組負(fù)荷指令 N與汽輪發(fā)電機 組最終響應(yīng)的負(fù)荷指令是有區(qū)別的，因為協(xié)調(diào)控制是一種智能控制，是會根據(jù)自 身特點和能力來靈活響應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷需求的。鍋爐具有大慣性、大遲延的調(diào)節(jié)特性，壓力拉回回路是當(dāng)鍋爐對主汽壓力調(diào)節(jié)不足時，讓響應(yīng)速度快

2、的汽輪機參與穩(wěn)定主汽壓力。即當(dāng)主汽壓力偏差較大時，汽機加負(fù)荷，開調(diào)門，抑制汽壓上漲；反之，則減負(fù)荷、關(guān)調(diào)門。五號機的 壓力拉回回路的壓力偏差動作值范圍為0.350.8 MPa，六號機為0.150.8MPa該回路示意圖如圖2:負(fù)荷扌旨令* DEZHPs rn -F<x)P負(fù)荷壓力偏差肛“圖2壓力拉回回路一次調(diào)頻優(yōu)化主要是針對投 AGCC寸，AGC旨令與一次調(diào)頻方向不一致，引起 調(diào)頻效果差而設(shè)計。簡單說，就是當(dāng)一次調(diào)頻響應(yīng)幅值 >0.1MW時，暫停AGC旨 令響應(yīng)，并增加1.5MW的一次調(diào)頻效果。信號補償是因為DEH的負(fù)荷指令是通過硬接線從 DCS模擬量輸出的，存在信 號衰減。為了還原

3、失真的信號，此處將 DEH攵到的信號通過跨服務(wù)器 AP間通訊 傳回DCS進行差額補償。2、鍋爐主控指令主要由以下幾部分組成：(1) 、基本指令：單元負(fù)荷指令和頻率校正疊加作為 B-MASTER勺基本指令，是 機組穩(wěn)定運行時的鍋爐負(fù)荷，即汽機發(fā)多少，鍋爐就燒多少。(2) 變負(fù)荷/壓力速率：鍋爐慣性、遲延大，加負(fù)荷若只靠基本指令作用，則 變負(fù)荷、壓力速度過慢，所以為了達到要求的變負(fù)荷 /壓力速率要求，必需增加 額外的鍋爐負(fù)荷。這與汽車提速的道理類似，起步時加大油門實現(xiàn)快速提速，等 接近目標(biāo)速度時逐漸減小油門，減小加速度。負(fù)荷和壓力設(shè)定值產(chǎn)生的動態(tài)補償 就是為了實現(xiàn)這一過程，等到穩(wěn)態(tài)時其輸出為 0.

4、(3) 鍋爐蓄熱補償：鍋爐壓力的改變會引起鍋爐蓄熱的變化，變負(fù)荷(包括一 次調(diào)頻)初期都是通過增、耗鍋爐蓄熱來實現(xiàn)快速響應(yīng)的。負(fù)荷變化幅度越大，壓力變化越大，需補償?shù)腻仩t蓄熱就越大；一次調(diào)頻幅度越大，需補償?shù)男顭嵋?就越大。六號機一次調(diào)頻對鍋爐蓄熱的補償是通過修正壓力偏差實現(xiàn)的，五號機該回路未啟用。 鍋爐蓄熱補償?shù)臄?shù)值和作用時間都很短，運行人員基本感覺不 到它的作用。(4) 壓力調(diào)節(jié)：以上幾部分指令實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)過程中機、爐能量的基本平 衡，實現(xiàn)粗調(diào)。壓力調(diào)節(jié)則實現(xiàn)了機、爐能量平衡的精細(xì)調(diào)節(jié)，維持了主汽壓力 的穩(wěn)定。簡單說就是主汽壓力低了就加點鍋爐出力，反之就減點。汽輪機控制汽輪機控制器是D

5、EH的核心部分。它通過控制一個或多個高、中壓調(diào)門的開 度來調(diào)整進入汽輪機的蒸汽量，達到調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷或主汽門前壓力的目 的。除此以外，西門子汽輪機控制器還具有限制高壓葉片壓力、高排溫度等保護汽輪機的調(diào)節(jié)功能，并在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏離時能及時增、減機組出力來調(diào)整電網(wǎng) 頻率；機組出現(xiàn)負(fù)荷大擾動甚至發(fā)生甩負(fù)荷后仍能帶廠用電或維持汽輪機定速運 行。TAB轉(zhuǎn)速設(shè)定SPEED速率限制* V>溫度裕度負(fù)荷設(shè)定* V>速率限制OAD壓力設(shè)定Press2.5Mpa/min+K轉(zhuǎn)速偏差 前饋初壓模式*壓力控制器* V>一次 調(diào)頻實際 轉(zhuǎn)速1 Mp0+ H+ J L并網(wǎng)后，負(fù)荷控制器帶負(fù)荷運行，

6、且未出 不等率換算現(xiàn)電網(wǎng)瞬時中斷負(fù)荷上限主汽壓力轉(zhuǎn)詢負(fù)荷控制器MIN咼調(diào)進汽 流量設(shè)定咼調(diào)閥 位設(shè)定M1J流量閥位 曲線I N1流量閥位 曲線補汽閥進汽 流量設(shè)定|補汽閥1 閥位設(shè)定葉片壓力 控制器0 20.8MW高排控制乍溫度 刖器中調(diào)進汽流量設(shè)定流量閥位曲線中調(diào)閥位設(shè)定圖3汽輪機控制簡圖1、TAB回路TAB即汽機啟動和升程限制器，該回路在閉環(huán)控制中主要起到一個上限作 用。并網(wǎng)前限制輸出w 62%并網(wǎng)后不再限制。TAB將各汽輪機啟動的操作步驟 按先后順序給予固定，可以認(rèn)為是汽輪機啟動邏輯中的操作票。2、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制器轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的聯(lián)系涉及到轉(zhuǎn)速不等率概念，從調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線可以 看到,單

7、機運行從空負(fù)荷到額定負(fù)荷，汽輪機的轉(zhuǎn)速由n2降到n1，該轉(zhuǎn)速變化值 與額定轉(zhuǎn)速n0之比稱為轉(zhuǎn)速不等率，轉(zhuǎn)速不等率過大，在甩負(fù)荷時容易超速， 另一方面來說，轉(zhuǎn)速不等率可以用來表征汽輪機轉(zhuǎn)速與功率的對應(yīng)關(guān)系。 我廠的 轉(zhuǎn)速不等率為5%即0到1000MV轉(zhuǎn)速變化為150rpm,因此我廠在100燦負(fù)荷 時出現(xiàn)的動態(tài)飛升值應(yīng)該在150rpm左右，即最大轉(zhuǎn)速3150rpm左右。根據(jù)轉(zhuǎn)速 不等率的概念可以得到我廠轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的對應(yīng)關(guān)系如下： n=A PX 0.15DEH中的轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制回路比圖3要復(fù)雜得多，但因為我廠并不需要考慮并 網(wǎng)后轉(zhuǎn)速控制（小電網(wǎng)系統(tǒng)）或甩負(fù)荷后帶廠用電運行，所以我們將控制回路簡 化如圖

8、3,以下分析也僅針對我廠運行方式進行。（1）并網(wǎng)前轉(zhuǎn)速回路的選擇開關(guān)選擇不等率換算回路，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速偏差。負(fù)荷回路將負(fù) 荷設(shè)定為0，此時發(fā)電機實際負(fù)荷也為 0，負(fù)荷回路偏差為0，實際不起作用， 相當(dāng)于只調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在此階段里，程序通過改變轉(zhuǎn)速設(shè)定值來滿足機組啟動需要。轉(zhuǎn)速設(shè)定值由程控自動設(shè)定暖機轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)速，在同期并網(wǎng)時可以響應(yīng) 準(zhǔn)同期裝置請求的升、降轉(zhuǎn)速信號。當(dāng)汽輪機出現(xiàn)跳閘、TAB小于50%過臨界時升速率小于100rpm或TSE故障時，轉(zhuǎn)速設(shè)定值將變?yōu)檗D(zhuǎn)速跟蹤模式，轉(zhuǎn)速設(shè) 定值為當(dāng)前轉(zhuǎn)速-60rpm，以保證調(diào)門可靠關(guān)閉。汽輪機不在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)TSE故障時，轉(zhuǎn)速設(shè)定值將保持當(dāng)前值不變。汽輪機甩

9、負(fù)荷時轉(zhuǎn)速設(shè)定會有約1秒跟蹤實際轉(zhuǎn)速的過渡過程，因為甩負(fù) 荷的快速響應(yīng)是通過開環(huán)回路快關(guān)調(diào)門來實現(xiàn)的，閉環(huán)回路跟蹤即可。甩負(fù)荷后的運行方式屬于并網(wǎng)前的一種工況，其轉(zhuǎn)速設(shè)定為3000rpm,負(fù)荷設(shè)定為0。（2）并網(wǎng)后，限壓模式轉(zhuǎn)速回路的選擇開關(guān)選擇一次調(diào)頻回路，轉(zhuǎn)速設(shè)定值為 3000rpm。負(fù)荷回 路上的初壓模式選擇開關(guān)選擇 0MVV負(fù)荷設(shè)定值通過手動設(shè)定或由 DCS（協(xié)調(diào)提 供）。該模式下，汽輪機控制負(fù)荷并滿足一次調(diào)頻需要。該模式下，轉(zhuǎn)速回路實際為一次調(diào)頻回路，即當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速（與系統(tǒng)同步） 偏差超出2rpm時，汽輪機主動增/減負(fù)荷來進行系統(tǒng)調(diào)頻，其增/減負(fù)荷的幅度 同樣由轉(zhuǎn)速偏差通過轉(zhuǎn)速不等率

10、計算得出。其幅度不大于 60MWV汽輪機功率在 400MV到最大負(fù)荷限制之間有效。圖4 一次調(diào)頻當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差超出0.5HZ時，不論一次調(diào)頻是否投入，汽輪機都將主動介 入系統(tǒng)調(diào)頻。該回路和一次調(diào)頻使能開關(guān)未在圖 3中標(biāo)明，如此大頻率偏差一般 不會有。在該模式下壓力控制回路通過初壓模式選擇開關(guān)將壓力設(shè)定值降低1MPa使得壓力控制器的輸出較轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制器要大而不起作用。當(dāng)加負(fù)荷過程中出 現(xiàn)主汽壓力低于設(shè)定壓力0.8MPa時，將觸發(fā)限壓信號，負(fù)荷速率限制器將保持 當(dāng)前輸出，不再加負(fù)荷。當(dāng)壓力低于設(shè)定值1MPa以上時，壓力控制器的輸出將小于轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制器，汽輪機開始調(diào)節(jié)主汽壓力。3、壓力控制器壓力

11、控制器相對比較簡單，就是維持壓力的穩(wěn)定。當(dāng)汽輪機運行于初壓模式， 壓力控制器起作用，即TF運行方式時，一次調(diào)頻回路自動退出，負(fù)荷設(shè)定值跟 蹤實際負(fù)荷，并且在負(fù)荷設(shè)定值基礎(chǔ)上增加 20.8MVY使得轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制器輸出 大于壓力控制器而不起作用。此時的壓力設(shè)定值是由DCS根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷通過滑壓 曲線計算出來的。初壓和限壓的切換，實際就是通過改變負(fù)荷和壓力設(shè)定值來實現(xiàn)控制回路的 切換。4、葉片壓力控制器汽輪機沖轉(zhuǎn)初期，蒸汽與汽機與高壓缸金屬接觸，遇冷凝結(jié)形成劇烈的熱交 換，此時蒸汽的飽和溫度決定了熱交換的劇烈程度。為了避免因劇烈換熱造成缸 體熱應(yīng)力過大，就需要對高壓葉片壓力進行限制，控制此階段進汽的

12、飽和溫度。葉片壓力控制器根據(jù)高壓缸50%點溫度、高壓轉(zhuǎn)子溫度和對應(yīng)的許可溫差計 算出高壓缸金屬內(nèi)壁的最高允許值， 以此作為汽輪機進汽飽和溫度上限值， 即進 汽壓力限制值（第五級壓力）。隨著高壓缸整體溫度的升高，它的介入逐漸減少。 該控制器在汽機自啟動順控第三步投入，在汽機轉(zhuǎn)速超過402r/min時退出。退出后，調(diào)節(jié)器的輸出值始終是110%，不會對高調(diào)門進行限制。圖5葉片壓力控制器示意圖5、高排溫度控制器在汽輪機通流量較小時，蒸汽流量不足以帶走汽輪機葉片與蒸汽摩擦產(chǎn)生的 熱量，而導(dǎo)致葉片溫度上升，熱應(yīng)力增大，甚至超出葉片許用溫度，即我們常說 的鼓風(fēng)摩擦。鼓風(fēng)熱在汽輪機葉片轉(zhuǎn)動線速度最大的末幾級葉

13、片最為明顯。高排溫度控制器的作用就是在汽輪機總輸出功率不變的情況下（如維持3000rpm），通過降低中、低壓缸通流量，增加高壓缸通流量來降低高壓缸末幾級葉片溫度。高排溫度控制器根據(jù)高壓轉(zhuǎn)子溫度計算出高壓缸葉片溫度（12級蒸汽溫度）值限制值，溫度超出限制值時，高排溫度控制器開始介入調(diào)節(jié)。圖6中，葉片溫度超出藍線進入控制運行區(qū)時，高排溫度控制器開始調(diào)節(jié)。當(dāng)高壓缸葉片溫度與 保護值的差值-15K時，ASDfi警，關(guān)高調(diào)門切高壓缸，開高排通風(fēng)閥； 差值-10K時報警；0時，汽輪機跳閘。550370 -高壓缸末級葉片溫度0100200300400500600高壓轉(zhuǎn)子溫度圖6高壓缸葉片溫度限制6、進汽流量

14、設(shè)定形成回路TAB轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制器和壓力控制器經(jīng)中央小選后的輸出值作為汽輪機各調(diào)門控制的總控制指令，由此指令分別計算出高壓調(diào)門流量設(shè)定值、補氣閥流量指令值和中壓調(diào)門流量設(shè)定值。高壓調(diào)門流量設(shè)定值形成的計算公式為：丫=X/0.8，其中X為當(dāng)中央小選塊輸出值（受葉片壓力控制器限制），即小選輸出到80%以上時，高壓調(diào)門全開補汽閥流量設(shè)定值形成的計算公式為： Y=(X-0.78 )/ (1-0.78 )，補汽閥 在中央小選輸出到 78%以上時開啟。中壓調(diào)門流量設(shè)定值的計算公式為：丫=(X-a) / (0.56-a ),其中X為中央小選輸出減去高排溫度控制器輸出后的值。 a 為一個常數(shù)，當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速大于

15、 1998rpm時，a=0.16 ;轉(zhuǎn)速不大于1998rpm時，a=0.04。由此可以看出，在汽輪 機沖轉(zhuǎn)初期，中調(diào)門在 X 輸入達到 4%即開啟，這有利于在高壓缸進汽壓力受限 時的汽輪機升速控制；汽輪機暖機結(jié)束后(>1998rpm)，中調(diào)門即恢復(fù)到正常的 16%后開啟。當(dāng)X值大于56%寸，中調(diào)門全開。7、調(diào)門閥位設(shè)定各調(diào)門進汽流量設(shè)定形成后，并不能直接作為閥位信號，因為絕大部分調(diào) 閥的開度與通流量并不成正比。 所以流量指令還需通過閥門通流特性曲線轉(zhuǎn)換成 閥位指令，以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。各調(diào)門在ATT試驗該閥或汽輪機投入快冷時，調(diào)閥直接由閥位限制控制， 而不再接受流量設(shè)定指令。各調(diào)門指令通過伺

16、服閥來控制閥門油動機的活動，但伺服閥的控制并不能 完全滿足所有控制要求， 在甩負(fù)荷等要求快速關(guān)閉調(diào)門的工況時， 還需要通過跳 閘電磁閥來實現(xiàn)快速關(guān)閉。 當(dāng)以下條件同時滿足時， 控制系統(tǒng)將跳閘電磁閥失電 實現(xiàn)調(diào)門快關(guān)：( 1) 調(diào)門實際閥位大于 3。( 2) 根據(jù)調(diào)門實際閥位換算出來的調(diào)門通流量比調(diào)門的設(shè)定通流量超出 30%以上，即調(diào)門關(guān)閉慢。( 3) 調(diào)門閥位測量和監(jiān)視器無故障。( 4) 沒有跳閘電磁閥已失電。(5)不在EH油順控第52步，強制閥位輸出最大。 高調(diào)門的快關(guān)指令會發(fā)給中調(diào)門的閥位控制器子模塊，引起中調(diào)門快關(guān)。三、給水控制我廠給水控制系統(tǒng)設(shè)計為全程自動， 涉及到的控制對象和元件較多

17、， 控制回 路比較復(fù)雜， 特別是在啟、 停機過程中多個控制對象發(fā)生轉(zhuǎn)變， 使得運行人員在 給水控制上頗感棘手。 為此，特根據(jù) 5號機給水控制系統(tǒng)將各主要控制對象和轉(zhuǎn) 換條件繪制于圖 7，以便理解和查閱。1 、停爐階段我廠停爐后鍋爐不再上水，汽泵只維持高旁減溫水，停爐階段的給水閉水冷壁最小 流量設(shè)定水冷壁超 溫加水水冷壁最小流量偏差分疏箱壓力18MPa且爐水泵停運液位偏差分疏箱液 位設(shè)定分疏箱液位f(p)三蒸汽 流量負(fù)荷指令 動態(tài)補償鍋爐指令K1液位 控制器分疏箱壓力 修正系數(shù)修正系數(shù) K2+減溫水流量水冷壁理論焓增水煤比計 算總給水減溫水修正焓值分離器壓力金屬蓄熱變化省煤器入口流量主閥未關(guān)或上

18、水 調(diào)節(jié)閥在手動鍋爐上水 . 調(diào)節(jié)閥控 制器最大最小 流量限制*計算焓增給水流量偏差上水調(diào)節(jié)閥不在手動，旁路閥78% ,主閥關(guān)閉汽泵轉(zhuǎn)速 控制器< >限幅 X過熱器減溫水 流量設(shè)定值焓值設(shè)定值焓值偏差水冷壁入口焓值J焓值設(shè)卜焓值設(shè)計值定回路特殊工況設(shè) 定值切換分離器壓力焓值偏置理論吸熱量給水偏置上水閥差壓實際焓值焓值控制器t - I省煤、器入口流量爐水泵出口圖7給水控制原理示意簡圖f(x)非干態(tài)，爐水泵岀 口調(diào)閥開度3% , 泵運行且岀口閥開王蒸汽流量差壓設(shè)定值曲線環(huán)控制更多只是跟蹤， 所以在圖 7中沒有描繪，也不做介紹。 此階段給水控制主 要通過開環(huán)保護來實現(xiàn)。 停爐時， 若有給

19、水泵運行則保護關(guān)各上水閥， 確保鍋爐 不再進冷水，防止鍋爐快速冷卻。若給水泵全停，則不需關(guān)閉鍋爐上水閥，維持 上水閥開啟還可以將水冷壁的蓄水作為高旁減溫水，防止冷再管道超溫。2、濕態(tài)階段此階段的控制策略是通過爐水泵出口調(diào)節(jié)閥來保證水冷壁最小流量； 通過上 水調(diào)節(jié)閥來補充水冷壁內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)和溢流所產(chǎn)生的損失； 通過汽泵轉(zhuǎn)速自動維持 上水調(diào)節(jié)閥前后差壓。 在鍋爐濕態(tài)運行期間， 水冷壁流量始終維持最小流量設(shè)定 值。爐水泵流量與鍋爐上水流量隨著蒸發(fā)量的增加此消彼長。在給水控制中采用“干態(tài)”信號作為切換條件，濕態(tài)運行時， “干態(tài)”切換 開關(guān)選擇液位控制回路，該回路是一個典型的三沖量控制。 把此階段的鍋爐和

20、 爐水泵看成一個整體， 相當(dāng)于一個游泳池和凈水設(shè)備， 鍋爐的蒸發(fā)量相當(dāng)于游泳 池的排水（污）量，鍋爐上水量的控制就等同于游泳池的補水控制。要把游泳池 的水位穩(wěn)定在某一位置， 首先必須實現(xiàn)補水量等于排水量， 若還存在水位差， 這 要為改變泳池蓄水量提供而外的補水量，直到水位達到設(shè)定值。濕態(tài)的給水指令以鍋爐蒸發(fā)量作為基本補水量， 再加上分疏箱液位偏差根據(jù) 分疏箱壓力修正系數(shù)計算出的水位差補水量。 分疏箱的溢流量通過水位差控制體 現(xiàn)，也就是說通過提高分疏箱水位設(shè)定值， 加大分疏箱溢流量就能實現(xiàn)上水量的 提高。此階段的鍋爐上水量不得超過水冷壁最小流量設(shè)定值， 因為水冷壁最小流 量值同時也是濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)的

21、臨界值。給水流量設(shè)定值形成后加上手動偏置值， 再經(jīng)最大最小流量限制后作為最后 的上水流量設(shè)定。其中最大流量限制在點火前為 958T/h ,點火后為3096T/h。最 小流量限制在干態(tài)時為干態(tài)最小流量設(shè)定值（ 5 號機可手動設(shè)定， 6 號機為 958t/h ），非干態(tài)時為干態(tài)最小流量設(shè)定值 （958t/h ）減去啟動循環(huán)泵出口流量 , 即保證省煤器入口流量不低于 958t/h 。給水的最小流量控制在不同控制方式下會有所差別。 當(dāng)爐水泵運行， 出口調(diào) 節(jié)門投自動時， 該控制閥會保證省煤器入口流量為水冷壁最小流量設(shè)定值。 當(dāng)爐 水泵運行， 但其出口調(diào)節(jié)閥在手動時， 鍋爐上水調(diào)節(jié)閥或給水泵自動會保證省

22、煤 器入口流量不低于 958t/h 。當(dāng)爐水泵停運，鍋爐上水調(diào)節(jié)閥控制給水時會保證 省煤器入口流量為水冷壁最小流量設(shè)定值。當(dāng)爐水泵停運，由汽泵控制給水時， 會保證省煤器入口流量不低于 958t/h 。五、六號機給水控制權(quán)限的切換策略存在差異。 五號機在上水調(diào)節(jié)閥開度大 于 78，或該閥切手動，或上水主閥開啟時，汽泵由差壓控制切換為給水流量 控制。同時，上水調(diào)節(jié)閥開度大于 78時，上水旁路閥將自動切至手動控制；主閥開啟時上水調(diào)節(jié)閥雖不切手動，但偏差將置 0,也不再調(diào)節(jié)。給水流量控制 權(quán)交由汽泵后，給水將不再保證水冷壁最小流量設(shè)定值， 而是保證干態(tài)最小流量 設(shè)定值。濕態(tài)時，若爐水泵流量調(diào)節(jié)閥和上水

23、流量調(diào)節(jié)閥都在手動，則汽泵將只保證干態(tài)最小流量設(shè)定值。六號機的給水控制權(quán)切換沒有設(shè)計自動切換點，需要人為輔助切換。當(dāng)上水調(diào)節(jié)閥指令小于200且主閥開(開指令記憶，由關(guān)指令 復(fù)位)時，汽泵切至給水流量控制。上水旁路閥在切手動或兩臺汽泵轉(zhuǎn)速均低于 1800rpm時將偏差置零，退出給水控制。二者不是相同條件切換控制權(quán)限，需要 操作員手動輔助切換。先將上水旁路閥切手動，退出給水控制；然后開啟上水主 閥，汽泵由差壓控制切換為流量控制。 若先開啟主閥而不撤旁路自動，就可能在 主閥開啟過程中或主閥卡澀時，調(diào)門和汽泵同時調(diào)節(jié)給水流量，引起流量波動。 3、干態(tài)階段此階段的給水反饋量切換為省煤器入口流量，給水控制

24、為采用蒸發(fā)器吸熱 模型的焓值控制。此時若爐水泵出口仍有流量，也不會干擾給水控制。因為通過 蒸發(fā)器吸熱模型計算出來的給水量本身就是水冷壁入口流量，而不是濕態(tài)時的鍋爐補給水量。給水流量指令=給水基本指令漢水冷壁理論焓增-水冷壁蓄熱變化量給 流里曰令水冷壁實際焓增+焓值調(diào)節(jié)器輸出將上式中的分母移至左邊可以發(fā)現(xiàn)，焓值控制器實際上體現(xiàn)的是鍋爐實際吸熱量 與理論吸熱量的偏差。(1) 給水基本指令鍋爐指令減去一定比例的負(fù)荷指令動態(tài)補償值作為水煤比計算的煤量依據(jù)。變負(fù)荷時，負(fù)荷指令的動態(tài)補償用于加快鍋爐相應(yīng)， 而給水響應(yīng)是快于燃料響應(yīng) 速度的，所以在給水控制中將這部分響應(yīng)予以降低。6號機為加上鍋爐指令微分信號

25、，進一步提升給水響應(yīng)速度，這是因為6號機給水基本指令所設(shè)置的慣 性時間要長橫多，其效果也差不多?？偹繙p去設(shè)計減溫水量即為水冷壁設(shè)計(2) 水冷壁理論焓增理論焓增為水冷壁出口焓值設(shè)定值減去水冷壁入口焓值設(shè)計值。其中水冷壁入口焓值設(shè)計值由修正后的鍋爐指令經(jīng)曲線函數(shù)得出。 水冷壁出口焓值設(shè)定值由 分離器出口壓力運算得出。從圖7中左底部可以看出，經(jīng)分離器壓力計算出焓 值設(shè)計值后，再加上手動偏置和減溫水修正值后經(jīng)特殊工況切換回路后作為水 冷壁出口焓值設(shè)定值。減溫水修正回路主要包含三部分功能：其一是通過過熱器總減溫水與設(shè)計 值的偏差來修正出口焓值，以使得實際減溫水與設(shè)計流量一致， 維持減溫水與 給水的比

26、例。減溫水量若低于設(shè)計值，修正回路將增加輸出值，提高水冷壁出 口焓值設(shè)定， 以減少水冷壁流量， 增加減溫水流量。 其二是根據(jù)四路管線中的 最大、最小減溫水流量來修正焓值設(shè)定值。 當(dāng)某一管線減溫水過多時， 將降低 水冷壁出口焓值， 減輕減溫水壓力； 某管線減溫水太少時， 將提高水冷壁出口 焓值。五號機因為各管線減溫水偏差過大已經(jīng)屏蔽了此功能。 其三是但水冷壁 出口最高溫度接近高一值時（5號機為15K,6號機為低10K）,逐漸降低水冷壁 出口焓值設(shè)定值，防止超溫。該回路的各功能的輸出以降焓加水優(yōu)先。特殊工況的焓值設(shè)定切換回路主要包含三個部分。 第一部分是當(dāng)水冷壁出 口最高溫度達到高二值時，焓值設(shè)定

27、值切換為最小焓值加 50kj/kg ，實現(xiàn)加水 降溫。第二部分是當(dāng)減焓降溫條件滿足時， 焓值設(shè)定值切換為最小焓值， 以實 現(xiàn)干態(tài)至濕態(tài)的過渡。減焓降溫條件可簡單描述為鍋爐曾在小于30負(fù)荷時出現(xiàn)過干態(tài)信號，當(dāng)鍋爐負(fù)荷小于 20超過 1 分鐘或鍋爐負(fù)荷小于 10時， 觸發(fā)減焓降溫。該條件已基本不可能觸發(fā)。第三部分是干態(tài)結(jié)束 10分鐘后， 將焓值設(shè)定值設(shè)為最小焓值。 這部分主要是用于與濕態(tài)接口， 在非干態(tài)下焓值 設(shè)定值并無作用。 最下焓值設(shè)定值由分離器壓力的函數(shù)計算得出， 受手動偏置 影響。（ 3） 水冷壁蓄熱變化量 蓄熱的變化由分離器出口壓力的變化計算得出，數(shù)值較小。 5號機已將該 值直接置零，對

28、控制的影響不大。（ 4） 水冷壁實際焓增實際焓增為水冷壁出口焓值設(shè)定值減去水冷壁入口實際焓值進行計算， 使 用焓值設(shè)定值計算是通過目標(biāo)焓值計算目標(biāo)給水量。（ 5） 焓值控制器這是干態(tài)給水控制的核心， 由它來維持一過入口焓值的穩(wěn)定。 穩(wěn)定工況時， 當(dāng)焓值偏差超出± 10kj/kg 時，控制器開始調(diào)節(jié)。在加減負(fù)荷時，當(dāng)焓值偏差 超出± 60kj/kg 時，控制器開始進行調(diào)節(jié)。需要注意的是，焓值控制器存在閉 鎖減和閉鎖增信號。 當(dāng)機組出現(xiàn)負(fù)荷閉鎖增信號時， 焓值控制器輸出值被閉鎖 減，即不能通過焓值控制器實現(xiàn)加水。 由于水冷壁超溫加水的功能都是通過焓 值控制器來實現(xiàn)的，在 RB等

29、暫態(tài)工況中容易出現(xiàn)水冷壁出口超溫，需要通過 手動增加給水偏置來人為介入。當(dāng)機組 RB觸發(fā)7分鐘后或給水流量小于低限 值時，焓值控制器輸出會閉鎖增，容易出現(xiàn)汽溫偏低。干態(tài)時的給水指令主要由以上 5部分組成，任何一部分變化都能影響到機組 的給水控制精度和穩(wěn)定。 加減負(fù)荷時主要是通過基本指令來改變給水量， 總減溫 水流量則通過修正水冷壁理論焓增實現(xiàn)， 鍋爐壓力的變化可以影響到蓄熱， 當(dāng)高 加退出時，水冷壁入口實際焓值提前體現(xiàn)，使得給水可以提前響應(yīng)，而RB時常出現(xiàn)閉鎖增就使得運行控制風(fēng)險增加。給水采用焓值控制屬于直流爐的先進控制手段， 但其較為復(fù)雜的控制模型也 增加了運行運行人員技術(shù)理解的難度。四、燃

30、料控制燃料主控將來自負(fù)荷控制系統(tǒng)的鍋爐負(fù)荷指令分配給各臺運行給煤機控制 系統(tǒng)，其控制原理如圖8所示。因為煤量與負(fù)荷并不是線換算系數(shù)鍋爐指令通過負(fù)荷-煤量曲線得出對應(yīng)總煤量值,圖8燃料控制簡圖 性關(guān)系。總煤量值減去燃油折算的煤量值后得到該負(fù)荷下的給煤機給煤量。給水焓值控制器的輸出會對給煤量進行修正，以輔助給水控制，維護主汽壓的穩(wěn)定。 煤量偏差中的總給煤量信號，5號機采用的是給煤機指令之和，6號機使用的是 實際反饋除以熱值校正系數(shù)。5號機有利于給煤機信號失真時機組的穩(wěn)定，6號機則能對給煤機機械故障作出正確應(yīng)對。 根據(jù)投自動的給煤機臺數(shù)進行的變增益 修正就是在投自動的給煤機多時將單臺給煤機的加減煤速

31、率降低，但是因為參與調(diào)節(jié)的給煤機多，總煤量的加減速率還是會變快的。燃料控制器根據(jù)總煤量偏差會計算出各臺給煤機的平均給煤量指令，在經(jīng)過操作員設(shè)置手動偏置，再除以熱值校正系數(shù)后，送入給煤機控制器作為最終的煤 量指令。除以熱值校正是為了將設(shè)計煤種換算成當(dāng)前煤種。熱值校正是通過協(xié)調(diào)控制中的壓力控制器輸出值來進行調(diào)節(jié)的，壓力控制器輸出值越大，熱值校正系數(shù)越??；反之，校正系數(shù)越大，該熱值校正實際并不完全是煤量熱值的體現(xiàn)。比如機組負(fù)荷 800MW急定，鍋爐指令82%時，鍋爐指令 中基本指令為80%，壓力控制器輸出2%，那熱值校正就認(rèn)為這多出 2%是煤種 熱值引起的，就降低熱值系數(shù)，增加煤量。壓力控制器為保持

32、壓力勢必將減少輸 出，如此循環(huán)直到壓力控制器輸出為 0。簡單而言，熱值校正就是把所有引起鍋 爐煤量偏離設(shè)計煤量的問題都?xì)w結(jié)為了熱值問題。如當(dāng)機組真空變差時，我們會發(fā)現(xiàn)熱值校正系數(shù)變小了。五、風(fēng)量控制送風(fēng)機控制系統(tǒng)主要由總風(fēng)量指令回路、氧量校正信號回路、送風(fēng)機的風(fēng)量 調(diào)節(jié)回路、兩臺風(fēng)機的出力平衡回路。（1）風(fēng)量設(shè)定值鍋爐指令經(jīng)風(fēng)量曲線計算后得出設(shè)計風(fēng)量， 在加上操作員設(shè)定偏置后，由氧 量校正回路對其進行修正，使送風(fēng)量運行在經(jīng)濟區(qū)域。圖9風(fēng)量控制圖（2）氧量校正調(diào)節(jié)器的被調(diào)量是氧量信號，來自脫硝系統(tǒng)入口煙氣內(nèi)的三個氧量信號。氧量校正調(diào)節(jié)的給定值由與鍋爐指令相關(guān)的氧量曲線計算得出， 可以通 過手動偏

33、置對其進行調(diào)整。氧量校正在加減負(fù)荷時是不進行校正的，將保持其輸 出值不變。若變負(fù)荷前為0.9，那么整個變負(fù)荷過程中分量將都被打 9折。該控 制器退出自動時，操作員可以手動設(shè)定其輸出值來調(diào)整鍋爐送風(fēng)量。（3）總風(fēng)量信號由六臺磨一次風(fēng)量和兩側(cè)送風(fēng)量相加形成，這八個風(fēng)量值都能 影響到送風(fēng)機的自動控制。（4）送風(fēng)機自動臺數(shù)增益一臺為1,兩臺為0.7,修正后的偏差信號分別送至兩 臺送風(fēng)機動葉控制器。（5）電流平衡回路用于維持兩臺風(fēng)機的出力平衡，使兩臺風(fēng)機齊頭并進。電流 偏差分別送至兩臺風(fēng)機控制器，A風(fēng)機減去該偏差，B風(fēng)機加上該偏差，一次風(fēng) 機和引風(fēng)機同此。（6）根據(jù)鍋爐指令變增益目的是在低負(fù)荷時減慢送風(fēng)

34、機的調(diào)節(jié)速率，減小風(fēng)煙 系統(tǒng)擾動。六、爐膛負(fù)壓控制引風(fēng)自動通過控制引風(fēng)機靜葉位置來控制爐膛負(fù)壓，保證爐膛負(fù)壓維持在定的允許范圍之內(nèi)。爐膛壓力作為爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)的反饋信號， 送風(fēng)機動葉信號作為前饋信號，并設(shè)計MFT時超馳信號，以防止?fàn)t膛壓力急劇下降。由于5、6 號爐控制手段上區(qū)別點較多，所以分別作圖如 10、11.（ 1） 偏差信號的分級增益負(fù)壓偏差信號形成后， 若偏差超出死區(qū)值， 則在原偏差上再疊加一偏差， 將 偏差放大， 加快調(diào)節(jié)速度。 控制回路中設(shè)置了偏差大于 200 帕和 300 帕兩個分級 放大回路。（ 2）總風(fēng)量動態(tài)補償即根據(jù)風(fēng)量的變化趨勢和幅度提前調(diào)整引風(fēng)機靜葉，風(fēng)量 是影響負(fù)壓的一個重要因