火電機(jī)組負(fù)荷控制第三章負(fù)荷控制系統(tǒng)概述

第三章單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述《火電機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制：

CoordinatedControlSystem

forPowerGenerationUnit

(Boiler-turbineControl)

(Boiler-turbineUnitControl)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制兩個(gè)問(wèn)題：

①為什么要進(jìn)行協(xié)調(diào)控制？

②如何進(jìn)行協(xié)調(diào)控制？從工藝流程的角度看單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中調(diào)指令頻差信號(hào)操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機(jī)控制負(fù)荷/轉(zhuǎn)速控制旁路控制～MW燃料風(fēng)量化學(xué)能熱能機(jī)械能電能鍋爐指令汽機(jī)指令從控制系統(tǒng)的角度看單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)鍋爐指令汽機(jī)指令燃料主控燃料量控制送風(fēng)控制引風(fēng)控制磨煤機(jī)控制風(fēng)溫控制風(fēng)壓控制煤量控制主汽溫控制再熱汽溫控制燃燒控制汽溫控制單沖量控制三沖量控制汽包水位除氧器控制給水控制DEH負(fù)荷轉(zhuǎn)速控制旁路控制汽機(jī)控制中調(diào)指令頻差信號(hào)操作員指令單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述

①?gòu)碾娋W(wǎng)的角度看，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的紐帶，是自動(dòng)發(fā)電控制AGC在發(fā)電側(cè)的執(zhí)行者，是電網(wǎng)綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。(AGC:AutomaticGenerationControl)一、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的地位和作用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的紐帶單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中調(diào)指令頻差信號(hào)操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機(jī)控制負(fù)荷/轉(zhuǎn)速控制旁路控制～MW燃料風(fēng)量化學(xué)能熱能機(jī)械能電能鍋爐指令汽機(jī)指令接受來(lái)自AGC系統(tǒng)的調(diào)度指令，該指令是中調(diào)根據(jù)電網(wǎng)的需求，分配給本機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷量。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述一、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的地位和作用

②從單元機(jī)組的角度看，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中能量供需矛盾的協(xié)調(diào)者，用以克服鍋爐—汽輪機(jī)間存在的動(dòng)態(tài)特性差異，使鍋爐-汽輪機(jī)系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體。機(jī)爐間的動(dòng)態(tài)特性差異主要體現(xiàn)在響應(yīng)過(guò)程的慣性和遲延上協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是能量供需矛盾的協(xié)調(diào)者單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中調(diào)指令頻差信號(hào)操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機(jī)控制負(fù)荷/轉(zhuǎn)速控制旁路控制～MW燃料風(fēng)量化學(xué)能熱能機(jī)械能電能鍋爐指令汽機(jī)指令根據(jù)能量供需情況，針對(duì)鍋爐—汽輪機(jī)之間顯著的動(dòng)態(tài)特性差異，適當(dāng)?shù)亟o出驅(qū)動(dòng)鍋爐運(yùn)行的鍋爐指令和驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)行的汽機(jī)指令。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述一、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的地位和作用

③從局部控制回路的角度看，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是確保機(jī)組整體性能的指揮者，能夠從全局的高度審視機(jī)組的運(yùn)行狀況，指導(dǎo)燃燒控制、汽溫控制、給水控制等子系統(tǒng)以更恰當(dāng)?shù)姆绞絽⑴c工作。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)鍋爐指令汽機(jī)指令燃料主控燃料量控制送風(fēng)控制引風(fēng)控制磨煤機(jī)控制風(fēng)溫控制風(fēng)壓控制煤量控制主汽溫控制再熱汽溫控制燃燒控制汽溫控制單沖量控制三沖量控制汽包水位除氧器控制給水控制DEH負(fù)荷轉(zhuǎn)速控制旁路控制汽機(jī)控制中調(diào)指令頻差信號(hào)操作員指令協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是確保機(jī)組整體性能的指揮者各系統(tǒng)協(xié)同工作的指揮者使機(jī)組快速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷需求的變化，滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求；平衡機(jī)組輸入/輸出間的能量供需關(guān)系，維持主要運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定；調(diào)動(dòng)機(jī)組內(nèi)部各子系統(tǒng)協(xié)同工作，使機(jī)組保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。綜上所述，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要承擔(dān)三方面任務(wù)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述問(wèn)題解答①為什么要進(jìn)行協(xié)調(diào)控制？

答：A

鍋爐-汽輪機(jī)單元是一個(gè)整體；

B

機(jī)爐動(dòng)態(tài)特性存在顯著差異；

C

電網(wǎng)對(duì)電能需求時(shí)刻發(fā)生變化。二、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述負(fù)荷指令管理中心機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷指令Nsp汽機(jī)指令鍋爐指令操作員指令中調(diào)指令頻差信號(hào)考慮對(duì)機(jī)組輸出功率要求和機(jī)組實(shí)際可能出力兩方面的因素，從二者中取小值。同時(shí)又要考慮到負(fù)荷變化速率和幅值的限制，最終形成實(shí)際負(fù)荷指令Nsp

(實(shí)際輸出功率給定值)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述為什么會(huì)出現(xiàn)“頻差”①電網(wǎng)上總的供電功率大于總的用電負(fù)荷時(shí)，電網(wǎng)頻率高（>50Hz），此時(shí)，機(jī)組應(yīng)關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)閥，減少汽輪機(jī)進(jìn)汽量，降低機(jī)組發(fā)電功率，緩解電網(wǎng)供需矛盾。②電網(wǎng)上總的供電功率小于總的用電負(fù)荷時(shí)，電網(wǎng)頻率低（<50Hz），此時(shí)，機(jī)組應(yīng)開(kāi)大主蒸汽調(diào)節(jié)閥，增加汽輪機(jī)進(jìn)汽量，提高機(jī)組發(fā)電功率，緩解電網(wǎng)供需矛盾?？梢?jiàn)，“頻差”是由于電能供需不平衡引起的。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述為保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通常要引入頻差信號(hào)，通過(guò)改變機(jī)組的功率輸出，緩解電網(wǎng)中電能的供需矛盾。引入“頻差信號(hào)”可以提高機(jī)組的一次調(diào)頻能力。為什么要引入“頻差信號(hào)”？單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述并網(wǎng)運(yùn)行的火力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)頻率變化時(shí)，其自身的電液調(diào)速系統(tǒng)會(huì)使機(jī)組自動(dòng)改變一部分負(fù)荷，以減小電網(wǎng)頻率的波動(dòng)。一次調(diào)頻二、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述負(fù)荷指令管理中心機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷指令Nsp汽機(jī)指令鍋爐指令操作員指令中調(diào)指令頻差信號(hào)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)接收實(shí)際負(fù)荷指令Nsp，按協(xié)調(diào)控制算法進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生鍋爐負(fù)荷指令μB（燃燒率指令）和汽機(jī)負(fù)荷指令μT(主蒸汽閥門(mén)開(kāi)度)，送到鍋爐和汽機(jī)局部控制回路執(zhí)行。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述三、對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求

①

機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使機(jī)組滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的需求，并具有較高的負(fù)荷適應(yīng)能力。同時(shí)，機(jī)組本身的運(yùn)行參數(shù)必須保持在允許的范圍內(nèi)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述三、對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求

②當(dāng)主機(jī)或主要輔機(jī)故障時(shí)，應(yīng)自動(dòng)采取相應(yīng)的措施，把故障限制在最小的范圍之內(nèi)，在保證設(shè)備安全的前提下，不致使機(jī)組全停。負(fù)荷變更時(shí)，變更幅度和速度必須限制在安全允許的范圍內(nèi)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述三、對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求

③能滿(mǎn)足機(jī)組定壓和滑壓等不同運(yùn)行方式的需要。④系統(tǒng)要便于運(yùn)行人員的干預(yù)，如進(jìn)行運(yùn)行方式的切換，進(jìn)行手動(dòng)操作等。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述四、單元機(jī)組的運(yùn)行方式

①

定壓運(yùn)行。定壓運(yùn)行方式的基本特征是機(jī)組負(fù)荷在任何穩(wěn)定工況下，均保持主蒸汽壓力為額定值（不變）。NPTμTPTμT壓力穩(wěn)定性好運(yùn)行人員操作簡(jiǎn)單特點(diǎn)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述四、單元機(jī)組的運(yùn)行方式

②

滑壓運(yùn)行。單元機(jī)組在滑壓運(yùn)行方式下，保持主汽門(mén)和調(diào)節(jié)汽門(mén)全開(kāi)。通過(guò)調(diào)節(jié)鍋爐的燃料、風(fēng)量、給水等，改變鍋爐的蒸發(fā)量，使進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽量改變，從而適應(yīng)外界負(fù)荷的需求。NPTμTPTμT降低汽輪機(jī)進(jìn)汽截流損失運(yùn)行人員操作復(fù)雜特點(diǎn)低負(fù)荷