1.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡介

2.1協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的I任務

單元機組的J輸出電功率與負荷規(guī)定與否一致反應了機組與外部電網(wǎng)之間能量供求日勺平衡關(guān)

系；主汽壓力反應了機組內(nèi)部鍋爐和汽輪發(fā)電機之間能量供求的平衡關(guān)系。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是為

完畢這兩種平衡關(guān)系而設置的J。

使機組對外保證有較快的負荷響應和一定的調(diào)頻能力；對內(nèi)保證重要運行參數(shù)(主汽壓力)

穩(wěn)定的系統(tǒng)稱為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CoordinatedControlSystem一一CCS)是將單

元機組的鍋爐和汽輪機作為一種整體來進行控制的系統(tǒng)。

2.2負荷控制對象的動態(tài)特性

在單元機組中，鍋爐和汽輪機是兩個相對獨立日勺設備。從機組負荷控制角度來看，單元機組

是一種存在互相關(guān)聯(lián)的多變量控制對象,經(jīng)合適假設可以看作是一種具有兩個輸入和兩個輸出的

互有關(guān)聯(lián)的被控對象，其方框圖如圖1所示。

圖1單元機組負荷控制對象原理方框圖一

對象的輸入量如為鍋爐燃料量調(diào)整機構(gòu)開度，代表錫爐燃燒率(及對應的給水量).加

的變化將引起機前壓力PT時變化，用*PB(S)描述該通道時特性,在汽輪機調(diào)整閥開度叮不變時,

MR(S)具有如下形式：

g(S)=K./(Ls+I)2(1)

式(1)是一種簡化了的和二階系統(tǒng)，它表明燃料-----壓力通道具有較大的慣性和遲延.

在燃燒率變化后,在汽輪機調(diào)門開度叮不變時,PTB勺變化也將引起機組實發(fā)功率PE內(nèi)變

化。圖1中，WNB(s)是燃料一切通道的傳遞函數(shù)，它具有如下形式：

%心)=KJ(4s+1/(2)

在機組燃燒率保持不變,將汽輪機調(diào)整閥門開度一般月同步器位移量表達M變化,它將引

起機前壓力pTH勺變化，以及機組實發(fā)功率PEH勺變化,這兩人通道的傳遞函數(shù)WNMS)、WPMS)形

式如下：

幅“⑸=-[K.3+(K)/Ls+1)](3)

WNMS)=[K5/(T5s+1)]—[K6/(T6s+I)2](4)

以上四個式子是通過試臉措施得到的，通過理論分析和線性化處理也可得出以上關(guān)系。以上用

傳遞函數(shù)表達單元機組日勺動態(tài)特性，也可用階躍響應來表達單元機組H勺動態(tài)特性如圖2所示。

圖2單元機組負荷控制對象的階躍響應曲線一

燃燒率MB擾動卜.主蒸汽玉力pT和輸出電功率PEH勺動態(tài)特性

當汽輪機調(diào)門開度不變，而PB發(fā)生階躍擾動時，主蒸汽壓力pT和輸出電功率PE的響應曲線

如圖2(a)所示。增長鍋爐的燃燒率，必然使鍋爐蒸發(fā)受熱面日勺吸熱量增長，汽壓經(jīng)一定延遲

后逐漸升高。由于汽輪機調(diào)門開度保持不變，進入汽輪機的蒸汽流量增長，從而自發(fā)地限制了汽

壓的升高。當蒸汽流量與燃燒率到達新的平衡時，汽壓pT就趨于一種較高的新穩(wěn)態(tài)值，具有自

平衡能力。由于蒸汽流量的增長使汽輪機輸出功率增長，輸出電功率PE也增長。當蒸汽流量不

變時，輸出電功率趨于一種較高的新穩(wěn)態(tài)值，具有自平衡能力。

調(diào)門開度燈擾動下主蒸汽壓力pT和輸出電功率PE的動態(tài)特性

當鍋爐燃燒率期保持不變，而RT發(fā)生階躍擾動時，主蒸汽壓力pT和電功率PE的響應曲線

如圖2(b)所示。

汽輪機調(diào)門開度增長后，一開始進入汽輪機的蒸汽流曾立即成比例增長，同步汽壓pT也隨

之立即階躍下降4pT（△pT階躍下降日勺大小與蒸汽流量的階躍增量成正比，且與鍋爐的蓄熱量

大小有關(guān)）。由于鍋爐燃燒率保持不變，因此蒸發(fā)量也不變。蒸汽流量的增長是由于鍋爐汽壓下

降而釋放出一部分蓄熱，這只是臨時的。最終，蒸汽流量仍恢更到與燃燒率對應B勺擾動前日勺數(shù)值,

主汽壓力pT也逐漸趨于一種較低的新穩(wěn)態(tài)值。因蒸汽流量在過度過程中有臨時的增長，故輸出

功率PE對應也有臨時的增長。最終輸出功率PE也隨蒸汽流量恢復到擾動前的數(shù)值。可以看出機

組增長負荷時，初始階段所需的蒸汽量要是由于鍋爐釋放蓄熱量而產(chǎn)生H勺。然而，伴隨汽輪機容

量的日益增大，鍋爐蓄熱量越來越小，單元機組負荷適應能力與保持汽壓不變之間的矛盾越來越

突出。

通過以上分析，可以看出負荷控制對象的動態(tài)特性的J特點是：當汽輪機調(diào)門開度動作時，被

控量PE和pTII勺響應都很快即熱慣性?。划斿仩t燃燒率變化時，PE和pT口勺響應都很慢即熱慣性

大，一快一慢就是機爐對象動態(tài)特性方面存在口勺較大差異。

我們把機、爐子控制系統(tǒng)包括在負荷控制對象之內(nèi)，就構(gòu)成了廣義負荷控制對象如圖3所示,

其控制輸入量為鍋爐主控制指令PB和汽輪機主控制指令P,鍋爐側(cè)H勺子控制系統(tǒng)的動態(tài)遲延

慣性很小（相對與鍋爐特性），可以使加及時地跟隨爐主控制指令PB靠近迅速動隨動系統(tǒng)特

性。這樣就有

汽輪機側(cè)，假如汽輪機采用純液壓調(diào)整系統(tǒng)，則機主開控制指令PT就是調(diào)門開度（或同步

器位移）指令叮，故有M=PT。這樣廣義被控對象的動態(tài)特性不會變化。假如汽輪機采用功頻

電液控制系統(tǒng)，則機主控制指令PT就是汽輪機功率指令。這樣被控對象歐J動態(tài)特性就有很大變

化。如圖4所示。

由圖4可以看出，汽輪機采用功頻電液調(diào)整系統(tǒng)時，廣義被控對象動態(tài)特性的變化是由于

汽輪機功率調(diào)整回路的存在，假設功率調(diào)整回路能保持汽輪機功率與功率指令一致，那么，機主

控制指令PT爐主控制指令PB就分別代表鍋爐的輸出與輸入能量。若保持其中任一指不變而另一

指令階躍擾動，則會因鍋爐輸入與輸出能量一直不平衡，主蒸汽壓力pT隨時間一直變化，沒有

子平衡能力。如圖5所示。圖5(a)表達PT不變，PB階躍擾動下主蒸汽壓力pT和電功率PE

的響應特性，pT的動態(tài)特性近似為具有慣性的積分環(huán)節(jié)特性，PE近似不變。圖5(b)表達PB

不變，PT階躍擾動下主蒸汽壓力pT和電功率PE的響應特性，pT的動態(tài)特性近似比例加積分環(huán)

節(jié)的特性，PEH勺動態(tài)特性近似為慣性環(huán)節(jié)或比例加慣性環(huán)節(jié)H勺特性。

鍋爐和汽輪發(fā)電機II勺動態(tài)特性存在很大差異，即汽輪發(fā)電機負荷響應快，鍋爐負荷響應慢,

因此單元機組內(nèi)部兩個能量供求關(guān)系互相制約，外部負荷響應性能與內(nèi)部運行參數(shù)穩(wěn)定性之間存

在固有的矛盾。根據(jù)這一特點，單元機組在實行協(xié)調(diào)控制時，必須很好地協(xié)調(diào)機爐兩側(cè)動作，合

理地保持好兩個能量供求平衡關(guān)系，以兼顧負荷響應性能和內(nèi)部運行參數(shù)穩(wěn)定兩個方面。

■PE”

圖□廣義負荷控制對亞匯框圖?

圖4汽輪機采用功頻電源控制系統(tǒng)時的廣義負荷控制對象方框圖?

圖5汽輪機走用亞頻電源控制系統(tǒng)時的廣義負荷控制對象的階躍響應曲線，

2.3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的重要功能

參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻

尤其使伴隨電網(wǎng)負荷晝夜峰谷差口勺急劇上升，電網(wǎng)對機組參與調(diào)峰規(guī)定日益增高，世界上出

現(xiàn)了多種夜間低負荷運行，兩班制運行，周末停運…….啊中間負荷機組。

規(guī)定機組控制具有更迅速、更靈活H勺負荷響應，并且在更大H勺負荷變化范圍里，甚至0—10

0%全程，CCS可以投入自動。

調(diào)峰使按電網(wǎng)晝夜的負荷變化，視該機組在電網(wǎng)中R勺地位與經(jīng)濟效益，有計劃地，大幅度

地進行調(diào)度控制。而調(diào)頻則是瞬時的，有限制地，按該機組CCS系統(tǒng)設定口勺頻差校正特性(不等

率、死區(qū)、限幅值)校正機組負荷。

穩(wěn)定機組運行

CCS系統(tǒng)檢測與消除機組運行時多種內(nèi)外擾動，協(xié)調(diào)鍋爐與汽機口勺能量平衡。協(xié)調(diào)鍋爐內(nèi)

部燃料、送風、引風、給水…….各子回路的能量平衡與質(zhì)量平衡。機組的穩(wěn)定運行，機爐日勺能

量平衡就是以機前壓力日勺穩(wěn)定為標志。

機組出力與主、輔機實際能力的協(xié)調(diào)

機組運行也許出現(xiàn)局部故障，抑或負荷需求超過了機蛆屆時的實際能力，就會產(chǎn)生需要與也

許的失調(diào)。CCS日勺可靠性設計，提供有方向閉鎖(DirectionalBlock),修正機組指令，強迫

緩慢下降/回升(Rundown/Runup),輔機故障減負荷(Runback)與暫停功能。使系統(tǒng)在主輔

機或子回路控制能力受限制的異常工況下自動變“按需要控制”為“按也許控制”，照常安全保

持機組指令與機組能力的平衡，鍋爐與汽機的能力平衡以及鍋爐燃料、送風、給水……子回路之

間的能力平衡。

此外，與電廠其他控制系統(tǒng)?起，CCS還提供有鍋爐跳閘(MFT)與機組電負荷(FCB)的事

故處理能力。如國外有口勺機組，就有主變，油開關(guān)跳閘時“帶廠用電運行”，汽機跳閘時“停機

不停爐”的FCB控制功能。

具有多種選擇的運行方式

CCS系統(tǒng)設計，必須滿足機組多種工況運行的需要；提供可供運行人員選擇或聯(lián)鎖自動切換

的對應控制方式。系統(tǒng)方式的切換，均為無擾動過程；并且，切除機或爐的某一部分自動，并不

影響CCS系統(tǒng)口勺穩(wěn)定運行，使CCS具有在多種工況卜，正營運行啟動、低負荷或局部故障條件，

都投入自動的適應能力。

2.4協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是由負荷控制系統(tǒng)也稱主控系統(tǒng)，常規(guī)控制系統(tǒng)也稱子控制系統(tǒng)和負

荷控制對象三大部分構(gòu)成的。如圖6所示。負荷控制系統(tǒng)又由二部分即負荷指令處理部分也稱負

荷管理控制中心和機爐主控制器構(gòu)成。

負荷管理控制中心(LoadManagementControlCenterLMCC)接受的是外部負荷指令、根

據(jù)機組和控制系統(tǒng)自身需要所設的內(nèi)部負荷指令。內(nèi)部負荷指令一般有機組輔機故障減負荷Run

back(迅速返問)指令，與機組負荷有關(guān)的重要運行參數(shù)超過上限而引起口勺減負荷Rundown(迫

降)指令。重要運行參數(shù)低于下限而引起的增負荷Runup(迫升)指令，負荷控制系統(tǒng)處在手

動狀態(tài)時，負荷控制系統(tǒng)自身跟蹤實發(fā)功率口勺信號。外部負荷指令一般有電網(wǎng)調(diào)度所的負荷分派

指令ADS(AulomaticDispathSystem)機組運行人員手動增/減負荷口勺指令。

負荷管理管理控制中心的重要作用是對外部規(guī)定的負荷指令或目H勺負荷指令TLD(Targct

LoadDemand)進行選擇，并根據(jù)機組主輔機運行狀況加以處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)闄C、爐設備負荷能力，

安全運行所能接受的I實際負荷指令ALD(ActualLoadDemand)P0,實際負荷指令又稱ULD(UnitL

oadDemand)單元機組實際負荷指令。

對于上述內(nèi)、外部負荷指令H勺選擇是由負荷管理控制中心根據(jù)機組的運行狀態(tài)和電網(wǎng)對機

組的規(guī)定以及機爐自身運行安全性規(guī)定時優(yōu)先級來選定依J。除了選擇負荷指令外，負荷管理控

制中心對于選擇的內(nèi)、外部負荷指令還需要進行處理，重要是對負荷指令的變化率和起始變化幅

度進行限制，使之與機組的負荷能力相適應。

機、爐主控制器接受LMCC發(fā)出n勺實際負荷指令P0,為了使鍋爐和汽輪機的控制作用更好地

協(xié)調(diào)，在協(xié)調(diào)控制方式狀況下，汽輪機主控制器接受汽輪機的DEH(DigitalElectroHydraulic

即數(shù)字電液調(diào)整)來的頻率端差信號△f,還接受汽輪機首級后壓力pl與主汽壓力pT的比值pl/p

T的反饋信號，即汽輪機閥位H勺反饋信號，以及實發(fā)功率信號PE和主汽壓力的偏差Ap。機、爐

主控制器的重要作用是根據(jù)鍋爐和汽輪機的運行條件和規(guī)坦，選擇合適的負荷控制方式，按照實

際負荷指令P0與實發(fā)功率堵號PE的偏差和主汽壓力H勺偏差Ap以及其他信號，進行控制運算，

分別產(chǎn)生對鍋爐子控制系統(tǒng)和汽輪機子控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動作的指揮信號，分別稱為鍋爐指令(B

oilerDemand)PB和汽輪機指令(TurbineDemand)PT.?

單元機組主控制系統(tǒng)是單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的J關(guān)鍵。在單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中無論是調(diào)

頻和調(diào)負荷、機組的啟動和停止、故障狀況下H勺安全運行、鍋爐燃燒率的變化、汽輪機調(diào)整汽閥

開度的變化都是在主控制系統(tǒng)統(tǒng)一的指揮下到達協(xié)調(diào)一致時，即機組的輸入能量和輸出能量在滿

足電網(wǎng)負荷規(guī)定日勺前提條件下總是保證平衡歐J。完畢主控制系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。

一般汽輪機和鍋爐H勺控制系統(tǒng)都是比較簡樸的單、回路和常規(guī)H勺控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能克服

由于內(nèi)、外擾動導致的參數(shù)波動，使之保持在容許的范圍之內(nèi)。同步也適應負荷控制系統(tǒng)發(fā)來的

變負荷指令信號，使每個子系統(tǒng)都能在主控制系統(tǒng)的統(tǒng)?指揮下協(xié)調(diào)動作，完畢子系統(tǒng)與隼元機

組(控制對象)之間B勺協(xié)調(diào)，使整個單元機組安全經(jīng)濟運行。

機爐的子控制系統(tǒng)是協(xié)調(diào)控制的基礎，它們的控制質(zhì)晝將直接影響負荷控制的質(zhì)量。因此，

只有設計好各子控制系統(tǒng)，并保證其具有較高控制質(zhì)量的前提下，才有也許使協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)到達

規(guī)定的J控制質(zhì)量。

根據(jù)單元機組的容量、控制對象動態(tài)特性的特點、控制系統(tǒng)功能規(guī)定不一樣等構(gòu)成R勺協(xié)調(diào)控

制系統(tǒng)口勺方案各異，但將這些協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行分類，一般有按反饋網(wǎng)路和能量平衡兩種分類措

施。按反饋回路分類可將協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分為汽輪機跟隨為基礎的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和鍋爐跟隨為基礎

的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。按能量平衡分類可將協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分為間接能量平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和直接能

量平衡II勺協(xié)調(diào)控制系統(tǒng).

負荷控制系統(tǒng)子控制系統(tǒng)一

圖6協(xié)調(diào)捽制系統(tǒng)組成框圖”

2.5協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運行方式

單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運行方式是指協(xié)調(diào)主控的運行方式.單元機組的CCS系統(tǒng)可根據(jù)

機、爐口勺運行狀態(tài)和承擔的負荷控制任務,選擇不一樣的運行方式.單元機組的運行方式較多,可

歸納為如下六種.

1）手動運行方式

在該方式下,鍋爐和汽輪機均處在手動狀態(tài),此時負荷管理控制處在跟蹤狀態(tài),機前壓力由運

行人員手動保持,功率指令跟蹤機組實發(fā)功率,鍋爐主控器輸出的燃燒率指令跟蹤總?cè)剂狭?鍋爐

啊燃燒控制系統(tǒng)投自動，但它處在運行人員手動控制狀態(tài)，即運行人員進行發(fā)定值控制.機組主控

制系統(tǒng)W、J修正負荷指令一直跟蹤機組的實際負荷，為切換到其他運行方式時,實現(xiàn)無擾動切獲準

備.這種運行方式用于機組叼啟動、停止,或當機組發(fā)生FCB狀態(tài)時.

2）爐跟機、功率可控制運行方式

該方式為經(jīng)典的爐跟機運行方式,汽輪機負荷處在手動狀態(tài)，由運行值班員手動控制機組功

率,鍋爐主控制器為自動方式，自動維持主蒸汽壓力穩(wěn)定.這種運行方式具有負荷適應快的長處，

它可用于機組H勺正常運行，機組啟動時也可用此運行方式.

3）機跟爐、功率可控制運行方式

該方式為經(jīng)典時機跟爐運行方式,鍋爐負荷控制處在手動狀態(tài)，由運行值班員手動控制機組

功率,汽輪機主控器為自動方式，自動維持主蒸汽壓力穩(wěn)定.這種運行方式適應負荷需求向速度慢,

故當機組帶基本負荷時,可采用這種運行方式.此外,這種運行方式對機組穩(wěn)定運行有利,如運行

經(jīng)驗局限性或機組尚不穩(wěn)定，也可采用這種方式.

4）協(xié)調(diào)控制方式，機、爐負荷控制均處在自動狀態(tài)

當單元機組運行狀況良好,機組帶變動負荷或基本負荷，可采用該運行方式.這時機組可參與

電網(wǎng)調(diào)頻,接受中央調(diào)度所自動負荷指令及機組值班員手動負荷指令.采用該方式時,鍋爐、汽輪

機的各自動控制系統(tǒng)都應投入運行，整個機組處在協(xié)調(diào)控制.

5）機跟爐、功率不可控制方式（汽輪機調(diào)壓方式）

當汽輪機運行正常,鍋爐異常而使單元機組口勺輸出功率受到限制時,采用該方式.在這種控制

方式下,機組只能維持自身的實際輸出功率,而不能接受任何外部負荷指令.此時自動控制H勺重要

目的只是維持鍋爐持續(xù)運行以便排除鍋爐的部分故障.當鍋爐發(fā)生RUNBACK時,鍋爐負荷受到

限制,迫使機組減負荷運行,此時機組運行方式應.采用汽輪機調(diào)壓方式.此外,鍋爐燃燒系統(tǒng)發(fā)生

部分故障、鍋爐燃燒率受到限制時，也可采用這種運行方式，此時機組負荷決定于實際燃料量時大

小.

6）爐跟機、功率不可控制運行方式（鍋爐調(diào)壓方式）

當鍋爐運行正常,而汽輪機局部異常，使機組的輸出功密受到限制時,采用該方式.在這種控

制方式下，自動控制的重要目日勺是維持汽輪機日勺穩(wěn)定運行,機組的輸出功率為實際所能輸出H勺功

率（即汽輪機所能承擔H勺負荷），不接受任何外部負荷指令.這種運行方式除合用于汽輪機局部異

常外，還可合用于機組啟動.

此外,根據(jù)機組所承擔的負荷任務,還可設計其他的運行方式.對于確定的單元機組，一般

運行方式多選擇其中的4?5種，即可滿足負荷控制時規(guī)定.

3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主控制系統(tǒng)

3.1負荷管理控制中心

負荷管理控制中心是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的指揮機構(gòu),它的重要功能是根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心的規(guī)定

負荷指令或機組運行人員規(guī)定變化負荷時指令以及機組主輔機運行狀況,處理成合適于機爐運行

狀態(tài)的實際負荷指令ALD或ULD（PO）o詳細來講,LMCC能完畢如下功能：

1）實際負荷規(guī)定指令（ALD或ULD）的產(chǎn)生

在機組正常運行工況下，電網(wǎng)調(diào)度來的負荷分派指令（ADS）或機組運行人員設定的負荷

指令，通過負荷變化速率限制器，電網(wǎng)頻率校正（假如機組參與電網(wǎng)調(diào)頻）最小最大負荷限制回

路，即產(chǎn)生實際負荷規(guī)定指令。假如機組主、輔機發(fā)生故障或事故而產(chǎn)生迅速返回（RB）、迅速

切回（FCB）、迫升（RU）、迫降（RD）、主燃料跳閘（MH）等信號時，機組將自動地切換到手

動方式運行，這時實際負荷規(guī)定指令將跟蹤鍋爐實際負荷指令叫。

2）負荷的增長和減少

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供運行人員增減負荷按扭，來指明機組“目的負荷指令”的增長和減少。

“目的負荷指令”在控制站屏幕上顯示。

3）最大/最小負荷限制

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供機阻最大/最小負荷限制值，運行人員上可通過設定器調(diào)整機組最大/最

小負荷限制值，限制值的增減直接影響實際負荷指令。當實際負荷指令等于最人或最小限制值，

實際負荷指令不管要增長或減少都將受到閉鎖。當實際負荷指令等于運行人員設置H勺最大/最小

負荷限制值時，設定器上的限制紅燈點亮。

4）負荷變化速率限制

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供機組最大負荷變化速率，運行人員可通過設定器調(diào)整機組最大負荷變化

速率。它是對運行人員手動或ADS指令變化負荷的速率進行限制。機組最大負荷變化速率是根據(jù)

機組變負荷的能力而確定於J。當實際負荷指令的變化速率在運行人員設定的最大速率時，速率設

定器上的限制紅燈點亮。

5）遠方/就地控制

機組運行人員可操作按扭來選擇就地（Load）或遠方（Remote-ADS）控制。在“就地”

控制時，運行人員可操作"增長”和“減少”按扭來變化“目的負荷指令”。這時，“目H勺負荷

指令”將根據(jù)運行人員設定的容許的最大變化速率來變化。在“遠方.”控制時目的負荷指令將根

據(jù)人員設定時容許的最大變化速率響應ADS指令。

6)負荷迅速返回

當機組重要輔機(如送風機、引風機、一次風機、磨煤機、空氣預熱器、給水泵等)出現(xiàn)

故障時，機組就不能滿負徜運行，必需迅速減負荷。CCS設計了迅速返回信號，以保護機組的安

全。假如是鍋爐側(cè)重要輔機發(fā)生故障，則將在汽輪機跟隨方式下完畢負荷迅速返回，即鍋爐需要

迅速減負荷,而汽輪機應跟著迅速把負荷降下來。負荷減少的幅度要看重要輔機故障的I狀況而定。

7)負荷迅速切回(FastCutBack-----FCB)

機組在運行時，假如發(fā)生嚴重故障，例如機組忽然與電網(wǎng)解列(即送電負荷忽然跳閘)，

或汽輪機跳閘，這時迅速返回就已不能適應迅速減少負荷的規(guī)定。CCS設計了迅速切回信號，以

實現(xiàn)機組迅速甩負荷。

FCB的設計分兩種狀況，一種是甩負荷至廠用電，當機組用負荷忽然跳閘，為了使機組仍

能維持廠用電運行，即不停爐不停機，F(xiàn)CB使機、爐巨維持在最小負荷。另一種是發(fā)電機、汽輪

機跳閘，這時FCB使汽輪機迅速甩負荷或停機。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過旁路系統(tǒng)輸出，鍋爐繼續(xù)維

持最小負荷運行，即停機不停爐。

8)負荷增/減閉鎖

當發(fā)生煤輸送管道或燃燒噴嘴堵塞，擋板卡死，執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)整機構(gòu)等設備工作異常的故

障時，將會導致燃料量、空氣量、給水量等運行參數(shù)的偏差增大。CCS設計了負荷增/減閉鎖信

號，對這些運行參數(shù)的偏差大小和方向進行監(jiān)視，假如出現(xiàn)故障，負荷增/減閉鎖網(wǎng)路根據(jù)偏差

的方向，將對實際負荷指令實行增或減方向的閉鎖，以防止故障的危害深入擴大，直至偏差回到

規(guī)定限值內(nèi)才解除閉鎖。

9)負荷迫升/迫降

對于負荷增/減閉鎖所談到的一類故障，除r采用增/減閉鎖措施外，ccs一般還采用迫升/

迫降措施。當有關(guān)的運行參數(shù)偏差超過了容許值，同步有關(guān)的J控制輸出已到達極限位置，不再有

調(diào)整余地。則迫升/迫降回路根據(jù)偏差的方向，將對實際負荷指令實行迫升/迫降，使偏差回到容

許值范圍之內(nèi)，從而到達縮小故障危害的I目H勺。當發(fā)生迫升/迫降后，CCS將使負荷指令處在保

持狀態(tài)。

10)負荷保持/恢復

ccs還設置了負荷的保持和恢復按扭，其作用是在多種控制方式卜.切換或發(fā)生負荷指令的迫

升/迫降后，臨時維持切換前的負荷指令不變，待切換完畢后再進行控制。

3.2機、爐主控制器

機、爐主控制器是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制機構(gòu),機、爐主控制器的重要功能是根據(jù)機組的運行

條件和規(guī)定，運行人員可選擇協(xié)調(diào)、鍋爐跟隨、汽輪機跟隨等控制方式給出合理的控制方案提供

機組全面叫協(xié)調(diào)控制.

機爐主控制器F1勺設計從其控制構(gòu)造出發(fā)有兩種指導思想，?種是以反饋控制為基礎的，合

適加入某些前饋信號作為輔助調(diào)整以改善控制品質(zhì)；另一種則是從能量平衡的角度考慮前饋的控

制，力爭做到前饋賠償后，鍋爐和汽輪機就能協(xié)調(diào)一致地到達所規(guī)定n勺負荷，反饋作用僅在此基

礎上起校正作用。這樣機爐主控制器就有二種分類措施，一種以反饋網(wǎng)路分類，一種以能量平衡

分類。按反饋回路分類有以爐跟機為基礎時控制方式和以機跟爐為基礎時控制方式。以能量平衡

分類有能量間接平衡控制方式和能量直接平衡控制方式。

主控制系統(tǒng)類型各異。重要反應在機爐主控制器上，因此，主控制系統(tǒng)或協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的

類型是以機爐主控制器口勺控制方式而命名。下面對各類機爐主控制器進行原理簡介。

以爐跟機為基礎的協(xié)調(diào)控制

單元機組以爐跟機為基礎日勺協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖如圖7(a)所示。它是以爐跟機控制方式

為基礎加入一種非線性環(huán)節(jié)形成的。

鍋爐跟隨控制方式的特點是機組能比較快地適應電網(wǎng)負荷的規(guī)定。但汽壓波動人，為了限制

汽壓變化，增長了非線性元件。假如負荷規(guī)定增長的速率和幅度較大，也許引起汽壓pTI向變化

幅值過大。當汽壓偏差I(lǐng)pO-pT|2死區(qū)組件的△時，死區(qū)組件將發(fā)出限制汽輪機調(diào)整汽閥繼續(xù)開

大或網(wǎng)關(guān)的信號，以保證汽玉pT在容許的范圍內(nèi)變化.當汽壓偏差不太大時,不去限制調(diào)整閥門

開度UT口勺變化，以使PE盡快響應P0o以上分析可以看出,機組在共同保持汽壓的過程中采用了

爐跟機協(xié)調(diào)的控制動作，故稱為爐跟機為基礎協(xié)調(diào)控制。

從汽壓偏差對汽輪機調(diào)整閥門開度PT可以看出，盡管可以減少汽壓H勺較大波動，但同步也

減慢/輸出功率PE響應負荷規(guī)定指令P0的速度,實質(zhì)上是以減少功率響應性能為代價來提高汽

壓控制口勺品質(zhì)。因此協(xié)調(diào)的成果是功率和汽壓兩方面性能擰標的折衷。

圖7(b)為乂一種爐跟機為基礎的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的示意圖。它是以爐跟機控制方式為基礎

將功率偏差信號PO-PE并行地送入汽輪機控制器和鍋爐控制器,加入非線性環(huán)節(jié)和前饋信號P0

日勺比例微分作用形成的。設“負荷規(guī)定”P0增大,功率偏差信號PO-PE并行地送入汽輪機控制器

和鍋爐控制器,汽輪機控制器迅速開大汽輪機調(diào)整汽閥,機前壓力pT減少，鍋爐放出蓄熱,蒸汽流

量增大，以臨時適應負荷規(guī)定增大時需要。由于鍋爐對負荷變化的響應較汽輪機慢,采用負荷規(guī)定

P0通過比例微分作用作為送往鍋爐的前饋信號，以賠償鍋爐日勺慣性和遲延。假如負荷規(guī)定增長的

速率和幅度較大,也許引起汽壓pT的變化幅值過大。當汽壓偏差I(lǐng)pO-pTI2死區(qū)組件時△時，

死區(qū)組件將發(fā)出限制汽輪機調(diào)整汽閥繼續(xù)開大或回關(guān)口勺信號，以保證汽壓pT在容許范圍內(nèi)變化。

汽壓偏差信號pO-pT同步送入鍋爐控制器,加強對鍋爐日勺調(diào)整作用，以補充由于?汽壓變化引起鍋

爐蓄熱量變化附加的燃料量。調(diào)整結(jié)束時，到達PO=PE,pT=pO的平衡狀態(tài)。圖7(b)所示系統(tǒng)

時特點是嫩黃賠償鍋爐日勺慣和遲延，加強對鍋爐的控制作用。目前，以爐跟機為基礎的協(xié)調(diào)控制

系統(tǒng)得到廣泛應用。

FO“

PB

3

圖7以爐跟機為基礎的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖一

以汽輪機跟隨為基礎口勺協(xié)調(diào)控制

單元機組以機跟爐為基礎的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖如圖8(a)所示，它是在機跟爐控制方式

為基礎加入一種非線性環(huán)節(jié)形成的。

汽輪機跟隨控制方式H勺特點是適應電網(wǎng)負荷需求能力較差而波動小，不能充足運用鍋爐的

蓄熱量。為了提高適應電網(wǎng)負荷曰勺能力，通過非線性元件將功率信號引入汽輪機控制回路。當負

荷規(guī)定P0增大是，功率偏差信號PO-PE送入鍋爐控制器。增大燃燒率。與此同步，通過非線性

元件臨時減少主汽壓力給定值，汽輪機控制器就發(fā)出開大汽輪機調(diào)整汽閥口勺指令，使輸出功率P

E迅速增長。反之，當減小負荷即PO-PEVO時，增大汽壓給定值，汽輪機控制器發(fā)出關(guān)小調(diào)整

汽閥日勺指令，迅速減小輸出功率PE。非線性元件是一種雙向限幅的比例器，它可以輸出一種與

△P成比例的信號，臨時地變化pT日勺定值pO,從而使鍋爐日勺蓄熱得到運用，用以提高負荷適應性。

當PO-PE超過這個區(qū)域時，非線性環(huán)節(jié)日勺輸出不再變化(水立段飽和區(qū))，即汽壓給定不再變化.看

來這種pT定值的變化只限定在一定的范圍內(nèi)，以免汽壓偏離給定值超過容許范圍。增長一種限幅

非線性元件時作用是限起始控制過程中，

功率變化AP對調(diào)整閥門開度叮的影響以保證Ap不會波動太大。從以上分析可以看出，在響應

負荷規(guī)定指令時,機爐采用了共同的協(xié)調(diào)控制動作，故稱為機跟爐為基礎協(xié)調(diào)控制。

由于負荷規(guī)定指令變化時，汽輪機側(cè)配合鍋爐側(cè)燃燒密切口勺變化同步變化調(diào)整閥門開度燈,

臨時運用了鍋爐日勺蓄熱能九因此功率響應速度加緊。但同步汽壓波動也因此加大,實質(zhì)上是以減

少汽壓控制的品質(zhì)為代價來提高功率響應的速度。因此協(xié)調(diào)的成果是功率和汽壓兩方面性能指標

H勺折衷。為「賠償鍋爐負荷響應的慣性和汽輪機調(diào)整汽閥開度變化對鍋爐控制系統(tǒng)口勺影響，可采

用圖8(b)所示以機跟爐為基礎H勺協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。它是以機跟爐控制方式為基礎加入非線性環(huán)節(jié)

和前饋P0的比例微分作用、機前壓力pT的微分作用形成附。采用P0經(jīng)比例微分(PD)作用后作

為前饋信號,這樣能提前和加強調(diào)整鍋爐的燃燒率，改善鍋爐負荷響應特性日勺慣性。

由于當負荷規(guī)定P0不變時，假如某種擾動使汽輪機調(diào)整閥門開度變化,機組實發(fā)功率PE隨之

變化。這個擾動將使鍋爐控制系統(tǒng)動作，不利于機組穩(wěn)定運行。為了減少汽輪機調(diào)整閥門開度對

鍋爐控制系統(tǒng)時干擾,在鍋爐控制器入口加入pT的微分信號，用以賠償PE變化的影響。只要微分

器參數(shù)KD、TD選擇得合適,當汽輪機后調(diào)整汽閥動作時，可使鍋爐控制器入口△PE+p'T^O(p'T

為pTB勺微分信號)，即不受調(diào)整汽閥動作的干擾。

(a)4-1

圖8以執(zhí)跟熄為基礎的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖“

按指令間接平衡的協(xié)調(diào)控制(DIB)

按指令間接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖9(a)所示。從圖9(a)中可以看出此系統(tǒng)是以鍋爐跟

隨時控制工作啊。鍋爐側(cè)是以(1+d/dt)PO作為前饋信號，以(pO-pT)作為反饋信號。鍋爐側(cè)的反

饋回路中，由鍋爐控制器前的乘法器引入P0信號,其目日勺是使其放大倍數(shù)信號與P0成正比變化，

以賠償不一樣負荷下對象動態(tài)特性放大倍數(shù)H勺非線性特性.鍋爐側(cè)前饋的引入日歐J是促使燃燒量

隨負荷變化及早動作,賠償鍋爐的惰性。

鍋爐燃燒率指令PB為

PB=PO(1+s)+(pO-pT)KP+[KI(pO—pT)PO]/s(5)

式中KP--------鍋爐控制器的比例增益；

KT---------鍋爐控制器的枳分增益。

穩(wěn)態(tài)時,主汽壓力pT等于給定值pO,鍋爐的燃燒率指令等于負荷指令P0即：PB=P0

可見鍋爐控制中把負荷指令信號P0(l+d/dt)作為前饋信號,其中微分作用在動態(tài)過程中加

強燃燒率指令，以賠償機爐之間對負荷響應速度的差異，式⑸中汽壓偏差信號和汽壓偏差信號的

積分有二個作用，其一，反應了使汽壓恢復到給定值對鍋爐蓄熱量變化所需要啊燃料量：其二，

保證穩(wěn)態(tài)時汽壓等于汽壓的給定值。

圖9(a)所示系統(tǒng)中汽輪機控制器入口信號的平衡關(guān)系如F

P0—PE—PE(pO—pT)=0(6)

可見,汽輪機控制回路實際是一種功率控制系統(tǒng)，只有在偏差為零時才有PE=PO.在動態(tài)過程

中采用兩種措施防止調(diào)速汽門動態(tài)開得過大。第一種措施是引入壓力偏差信號，作為負荷變化的

限制信號，限制汽輪機調(diào)速汽門動作日勺范圍不能超過雙向限幅器的J設定值，即當汽壓超過規(guī)定值

時(IMPa)限制汽面調(diào)速汽門深入開大。第二種措施是引入(pO-pT)時反饋信號，其目的是根

據(jù)汽壓偏差變化日勺狀況確定調(diào)速汽門的開度，限制調(diào)速汽門動態(tài)開得過大。

圖9(b)為按指令間接平衡協(xié)調(diào)控制的另一種方案,從圖9(b)中可以看出此系統(tǒng)是以汽輪機

跟隨的控制方式工作向。鍋爐側(cè)是以P0(l+d/dt)作為前饋信號,形成對鍋爐側(cè)向前饋控制作用。

其中比例作用使得燃燒率與負荷指令一直保持一致,微分作用用于賠償鍋爐H勺動態(tài)遲延和憒性，

加速鍋爐的負荷響應。

鍋爐側(cè)以功率偏差作為反饋信號,形成對鍋爐側(cè)的積分(1)反饋控制(積分增益同P0成正比,

以適應不一樣負荷下的對象特性的變化,實現(xiàn)變參數(shù)控制)月來校正燃燒率指令，以保持機組的功

率偏差在穩(wěn)定期為零。鍋爐燃燒率根據(jù)汽壓偏差而修正,例如，當pT<pO時應使燃燒率合適增長以

補足由于汽壓偏差而使鍋爐蓄熱能的減少。鍋爐燃燒率指令為

PB=(1+s)PO+(pO-pT)+(1/s)KIPO—(PO-PE)(7)

在穩(wěn)態(tài)時鍋爐控制器保證PE=P0,若汽壓偏差為零,則PB=P0。

汽輪機側(cè)以汽壓偏差作為反饋信號,形成汽輪機側(cè)的PI反饋控制.功率偏差是前饋信號,用

來修正壓力給定值。當功率給定值P0變化時，引起壓力給定值的變化,控制器發(fā)出汽輪機調(diào)整閥

門的變化指令。這樣能充足運用鍋爐蓄熱能力提高機組負荷響應特性.

汽輪機側(cè)叫PI控制器可保證穩(wěn)態(tài)時其輸入端信弓甘J代數(shù)和近似為零，即有

—K(PO-PE)+(pO-pT)心0(8)

或PO-pT-K(PO-PE)

可得pTQpO-KAP(9)

當P0增長時,AP=P0-PE立即增長,相稱于臨時減小壓力給定值pO-KZXP。這時PI控制

器立即增長調(diào)整閥門口勺開度,增大實發(fā)功率。此外，使汽壓pT跟隨定值而變,從而也就運用了機組

蓄熱能力在一定范圍內(nèi),K值反應了在一定功率偏差下可運用日勺蓄熱量的大小。在穩(wěn)態(tài)時汽

輪機側(cè)控制器保證pT=pO

從圖9(b)可以看出，負荷規(guī)定指令P0(功率給定值)作為前饋信號分別送到機、爐控制網(wǎng)路,

使機爐同步變化負荷，以保正迅速響應外界負荷規(guī)定。當燃料內(nèi)擾使機前壓力及實發(fā)功率都增長

時，由于中間再熱機組功率滯后較大,機前壓力響應比實發(fā)功率敏捷。因此在汽輪機調(diào)整閥門開大

克服燃料內(nèi)擾口勺同步，又產(chǎn)生對汽輪機的擾動。因此這種負荷控制系統(tǒng)消除鍋爐內(nèi)擾能力較差。

當汽輪機調(diào)整閥產(chǎn)生擾動時,機前壓力與實發(fā)功率變化方向相反,控制回路能較快地消除擾動。

4600MW單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設計

4.1概述

作為實現(xiàn)機組安全經(jīng)濟運行目的的有效手段，自動控制系統(tǒng)在機組安全運行所起H勺作用日益

重要，其功能也日益復雜，肩負著機組主、輔機的參數(shù)控制、回路調(diào)整、聯(lián)鎖保護、次序控制、參

數(shù)顯示、異常報警、性能計算、趨勢記錄和報表輸出H勺功能，已從輔助運行人員監(jiān)控機組運行發(fā)

展到實現(xiàn)不一樣程度R勺設備啟停功能、程控和聯(lián)鎖保護啊綜合體系,成

為大型火電機組運行必不可少口勺構(gòu)成部分。通過幾十年的發(fā)展，目前超臨界發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相稱成

熟,其控制系統(tǒng)從總體上來說與常規(guī)亞臨界發(fā)電機組相比并沒有本質(zhì)口勺區(qū)別。但就超臨界機組自

身來說，其直流爐的運行方式、大范圍的變壓控制，使超臨界機組具有特殊口勺控制特點和難點。

某600MW單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)如圖10.11所示從構(gòu)造與工作原理上看。該系統(tǒng)是

以鍋爐跟隨為時協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

該協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是由負荷管理控制中心(LoadManagementControlCenter----LMCC)

和機爐主控制器及機爐子控制系統(tǒng)構(gòu)成。該機組有二種運行方式，即定壓運行和滑壓運行方式。

定壓運行時有4種控制方式即協(xié)調(diào)控制方式、鍋爐跟隨控制方式、汽輪機跟隨控制方式、基本控

制方式；在滑壓運行時有2種控制方式即鍋爐跟隨控制方式和協(xié)調(diào)控制方式。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控

制方式選擇可由運行人員操作按扭進行手動切換，也可以曰邏輯控制電路自動進行切換。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)口勺構(gòu)成

1.負荷管理控制中心(LMCC)

負荷管理控制中心包括如卜幾種部分：

(1)機組負荷指令H勺方式及處理。根據(jù)機爐狀態(tài)，選擇機組也許接受的外部負荷指令(ADS

及運行人員設定負荷指令。調(diào)頻指令等)，將機組的外部負荷指令處理成可以接受的機組負

荷指令POo

(2)機組最大負荷/最小負荷限制。運行人員可根據(jù)運行狀況設置機組的最大/最小負荷限制

值。

(3)負荷規(guī)定指令口勺增/減閉鎖。根據(jù)機組運行時產(chǎn)生口勺某些故障，對實際負荷指令實行增

或減的方向的閉鎖，以防止故障的危害深入獷大。

2.機爐主控制器

機爐主控制器日勺重要任務是產(chǎn)生多種控制方略和控制方式的切換?？刂品铰允乔梆伩刂?、

反饋控制、非線性元件以及多變量控制理論的應用。

機爐主控制器重要有如下兩個部分構(gòu)成：

(1)機爐正常運行情下n勺負荷指令PB、PT的形成。

(2)機爐的實際負荷指令P'B、P'T的形成。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)H勺控制方式

在單元機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)時設計中為保證機組H勺安全運行，應設計多種控制方式，尤其是

汽輪機側(cè)或鍋爐側(cè)出現(xiàn)故障時，應能自動地無擾動切換成其他控制方式。不一樣的機組，控制方

式有所不一樣，本機組有如下兒種運行方式和控制方式。

1.定壓運行方式

單元機組定壓運行時有4種機爐負荷控制方式。

(1)基本控制方式。當機組由于某些故障(如主燃料跳閘一一MFT)不能正常運行時，常

采用此種控制方式。

（2）鍋爐跟隨控制方式。當爐側(cè)主機和輔機運行正常，而汽輪機側(cè)主機或輔機有某些不正

常狀況而使機組不能到達額定負荷運行時，常采用此種控制方式。

（3）汽輪機跟隨控制方式。當機組汽輪機側(cè)主機和輔機運行正常，而鍋爐側(cè)主機或輔機有

某些不正常狀況而使機組不能到達額定負荷運行時，常采月此種控制方式。

（4）協(xié)調(diào)控制方式。當單元機組鍋爐側(cè)和汽輪機側(cè)主機和輔機均處在正常運行狀態(tài)時，且

機、爐主控制器均投入自動的狀況下，機組可采用協(xié)調(diào)控制方式。

2.滑壓運行方式

單元機組滑壓運行M有兩種機爐負荷控制方式：（1）揭爐跟隨控制方式。（2）協(xié)調(diào)控制方

式。

4.2負荷管理控制中心

單元機組的J負荷控制受到兩個方面的制約，首先是電網(wǎng)的需求，另首先是機組自身的J能力。

反應電網(wǎng)需求的有運行人員時手動給定負荷信號（一般按電網(wǎng)規(guī)定的負荷曲線操作），頻差信號

以及來自中調(diào)H勺負荷規(guī)定。反應機組自身負荷能力的有機組運行參數(shù)和輔機狀態(tài)。負荷管理控制

中心用來綜合這兩方面的信息，產(chǎn)生一種機組能接受的實際負荷指令P0,完畢機組與電網(wǎng)之間

的協(xié)調(diào)。

負荷管理控制中心功能框圖如圖10所示，從圖10可以看出，重要包括負荷指令的方式及處

理部分，負荷規(guī)定指令H勺增/減閉瑣部分，機組最大負荷/最小負荷限制部分。

機組負荷指令H勺方式及處理

1）電網(wǎng)調(diào)度負荷指令、機組運行人員手動負荷指令、負荷規(guī)定指令跟蹤鍋爐實際負荷指令

時切換。

切換器T1有三個狀態(tài)，即A、B、C,當選擇T1歡JA端時，機組負荷將由ADS直接控制，即

由ADS直接控制機組向負荷變化。當選擇T1FI勺B端時，由運行人員用手動變化負荷。負荷是由

負荷設定器確定口勺，負荷設定器是一種三態(tài)信號發(fā)生器，它有三種狀態(tài)：當將設定器切換在狀態(tài)

1時，則輸出信號以一定的速率增長（也即規(guī)定負荷以一定口勺速率增長）；當設定器切換在狀態(tài)

3時，則輸出信號以一定的速率減?。ㄒ布匆?guī)定負荷以一定的速率減小）；當切換至狀態(tài)2時，

則輸出信號大小保持不變，即固定在某一負荷。由于運行人員對機組的運行狀況比較理解，因此

采用這種設定器增、減負荷時的速率能姣好地確定。當切換端口切到C時，這時負荷規(guī)定指令

跟蹤鍋爐實際負荷指令，此時不管運行人員還是電網(wǎng)調(diào)度負荷指令ADS都無法變化機組負荷。

選擇切換器T1為AH勺條件是滿足下述所有條件時運行人員按下“ADS負荷設定”方式按鈕:

（1）汽輪機不在“保持”狀態(tài)；

（2）沒出現(xiàn)迫升、迫降、迅速返回、迅速切回指令；

（3）當機組以鍋爐跟隨或汽輪機跟隨回協(xié)調(diào)方式運行；

（4）有“容許ADS”信號，則切換T1選通A,機組負荷可由ADS遙控變化切換器T1為

B的條件是滿足下述所有條件：

>汽輪機不在“俁持”狀態(tài)；

>沒出現(xiàn)迫升、迫降、迅速返回、迅速切回指令；

》如下任一條件滿足；

1）ADS故障或出現(xiàn)“ADS關(guān)閉"；2）機組以基本方式運行；

3）汽輪機或燃料主控非自動控制時；4）出現(xiàn)迅速返回或迅速切問;

5）運行人員按下“運行人員手動指令”按鈕:

6）非鍋爐跟隨、汽輪機跟隨、協(xié)調(diào)控制方式；

7）迫升或迫降或迅速返回或迅速切回。

選擇切換器T1為CH勺條件是：（

（1）當機組出現(xiàn)迅速切回、迅速返回、迫升、迫降等信號；

（2）汽輪機在“保持”狀態(tài)。以上任一條件滿足切換器下將自動切換到C端,

使得機組負荷規(guī)定指令跟蹤鍋爐實際負荷指令。

綜上所述，在機組運行過程中若出現(xiàn)迅速返回、迅速切回或迫升、迫降等信號，或汽輪機處

在“保持”狀態(tài)，則機組負荷規(guī)定指令被保持（即T1置C）。此時，運行人員和ADS指令都無

法變化機組負荷。假如上述信號不出現(xiàn)，則按下“運行人員手動指令”按鈕，運行人員即可變化

機組負荷（T1置B）。在這種狀況下，同步滿足“容許ADS”和“機組在鍋爐跟隨、汽輪機跟隨

或協(xié)調(diào)方式”條件，則當運行人員按下“ADS負荷設定”按鈕時，TI置A即ADS遙控變化負荷。

2）變負荷速率的限制及調(diào)頻

機組的最大變負荷速率是要受到機組運行狀況的限制，即不容許變負荷H勺速率過大。這里采

用速率限制器來實現(xiàn)速率限制，速率限制器H勺最大速率限制值是由運行人員根據(jù)機組的狀況手動

設定的。當切換器TI送出的變負荷信號的變化速率不不小于容許的最大變化速率時.，速率限制

器的輸出信號變化速率與輸入信號的變化速率相似;當輸入信號變化速率不小于魚容許的最大變

化速率時，輸出信號將以容許H勺最大變化速率變化。

機組與否參與電網(wǎng)調(diào)頻是由切換器T2實現(xiàn)依J。當機組滿足條件①機組在協(xié)調(diào)方式運行：②

汽輪機及燃料控制均為自動；③沒有發(fā)生迅速返回、迅速切斷；④功率信號可靠；運行人員按下

“可以頻率校正"按鈕，切換器T2自動切換到A端，使機組可以參與電網(wǎng)調(diào)頻。當機組滿足下

列條件之一：①機組在非鍋爐跟隨、汽輪機跟隨、協(xié)調(diào)方式；②機組在基本方式；③汽輪機不在

自動；④燃料控制非自動；⑤功率測量信號不可靠；⑥運行人員按下“不能頻率校正”。這時切

換器T2自動切換到B端，使機組不能參與電網(wǎng)調(diào)頻。

機組最大負荷/最小負荷限制

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供機組最大/最小負荷限制值，運行人員可通過設定器調(diào)整機組最大/最小負

荷限制值，限制值的增減直接影響機組實際負荷指令。當實際負荷指令等于最大或最小限制值，

實際負荷指令不管要增長或減少都將受到閉鎖。當實際負荷指令等于由運行人員設置H勺最大/最

小負荷限制值時，設定器上的限制紅燈點亮。最大/最小負荷限制值將分別通過小值選擇黯和大

值選擇器，起到限制機組最大負荷及最小負荷H勺作用。

負荷規(guī)定指令的增/減閉鎖

在機組運行中產(chǎn)生某種故障時，使機組實際負荷的增減受到限制。例如輸煤管道或噴燃器堵

塞，風機擋板卡住、執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)整機構(gòu)故障等，此類設備工作異常，常會導致燃料量、空氣量、

給水量運行參數(shù)口勺偏差增長。假如對這些運行參數(shù)H勺偏差大小和方向進行監(jiān)視，就可判斷設備工

作與否異常，與否出現(xiàn)故障。這樣就可以根據(jù)運行參數(shù)I內(nèi)偏差大小和方向?qū)嶋H負荷指令實行增

或減方向的閉鎖，以防止故障向危害深入擴大。

增閉鎖是由轉(zhuǎn)換器T9和小值選擇器實現(xiàn)，減閉鎖是由轉(zhuǎn)換器T8和大值選擇器實現(xiàn)。當只有

轉(zhuǎn)換器T8切換在A端時，負荷指令不能減只能升。當只有切換器T9切換在A端時，負荷規(guī)定指

令不能增只能減，增減負荷的幅度決定與最大最小負荷限制設定器的取值。當T8、T9都置為A

端時負荷指令處在保持狀態(tài)。

切換器T8或T9切換到A端是自動進行日勺，切換器T9自動切換到A端的條件是

如下任一條件滿足。

（1）當主汽壓力不不小于給定值日勺差值不小于IMP；

（2）當空氣流量不不小于送風指令時；

（3）送風機動葉在最大開度；

（4）煤量主控制器輸出在最大（燃料量在最大值）；

（5）燃料量不不小于燃料量指令；

（6）鍋爐給水泵最大（給水量在最大值）：

（7）給水量；不不小于給水量指令：

（8）引風機入口導葉在最大開度（表達引風機出力以達最大）；

（9）當功率控制器投入自動時，若機組實發(fā)功率?直不不小于其指令（功率控制器在手動

時，由運行人員手動變化負荷的增減）：

（10）負荷指令到達最大值（表達負荷指令以不能增長）；

（11）汽輪機出力達最大；

（12）當主汽壓力的變化速度超過最大值時（dp/dt>max）;

以上條件均不滿足時，T9自動切換到B端。如下任一條件滿足時，切換器T8自動切換

到A端：

（1）?（8）條件恰好與“增”閉鎖相反，這里不在贅述。

（9）煤量主控在自動方式時，負荷指令在最?。?/p>

（10）當功率控制器投入自動時，若機組實發(fā)功率K小于功率指令；

以上條件均不滿足時T8自動切換到B端。

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圖10負荷指令的形成及處理

PTPB

汽機指令鍋爐指令

圖11負荷控制方式d

4.3機爐主控制器

機爐主控制器是由負荷控制方式切換回路、負荷控制回路、鍋爐實際負荷指令的處理問路、

汽輪機實際負荷指令的處理網(wǎng)路構(gòu)成。重要功能是形成機組在正常運行狀況卜?的機爐負荷指令即

PB或PT,形成機爐實際負荷指令即P'B和P'T。

機爐負荷指令的形成

某廠機爐負荷控制及負荷控制方式切換回路如圖11所示，從圖11可以看出，機爐負荷控制

回路共有4個PID型控制器，其中PIDI是功率控制器，PID4、PID5、P1D10均為汽壓控制器。

共有7個切換器即Tl、T2、T3、T6、T7、口0、T13。各個切換器的不一樣狀態(tài)的組合，就可構(gòu)

成不一樣的負荷控制方式。表1列出了不一樣控制方式下的各個切換器應切換的位置。

.1基本控制方式

當切換器Tl、T2、T10選B端，T3、T6、T7、口3選A端，構(gòu)成基本控制方式的負荷控制系

統(tǒng)。

從圖11可以看出，在基本控制方式時，運行人員手動變化H勺負荷指令P0,直接變化進入鍋

爐的指令PB。汽壓偏差邛O-pT通過汽壓控制器PID10、切換器T10去變化汽輪機指令PT,使

機前.壓力PT恢復到額定汽玉P0。在基本控制方式下，鍋爐側(cè)接受手動負荷變化H勺指令，汽輪機

側(cè)保持汽壓，屬于汽輪機跟隨H勺控制方式。在基本控制方式時，只能接受手動負荷變化的指令，

不能接受電網(wǎng)調(diào)度ADS指令，也不能接受電網(wǎng)打勺調(diào)頻指令△￡(>

切換到基本控制方式的措施由兩種，即手動措施和自動措施，如圖12A(a)所示，手動措施

時通過按下“規(guī)定基本發(fā)方式”按鈕來實現(xiàn)的。自動措施是滿足下列任一條件而實現(xiàn)依J。

(1)主燃料跳閘；

(2)汽輪機第一級后壓力pl信號丟失；

(3)燃料主控手動或汽輪機手動控制且不在鍋爐跟隨方式且不在汽輪機跟隨方式且不在迅

速切網(wǎng)后返網(wǎng)鍋爐跟隨方式且不在迅速返P1后返P1到鍋爐跟隨方式；

(4)迅速切回到廠用電；

(5)汽輪機旁路閥關(guān)閉(此信號來自高壓旁路系統(tǒng))。

或門(2)接受三個信號即鍋爐跟隨(BF)方式、汽輪鞏跟隨(TF)方式、協(xié)調(diào)(COORD)方

式連鎖信號，其作用是當選擇了其中任一信號時使RS觸發(fā)器復位，即取消基本控制方式，為再

次實現(xiàn)基本控制方式作好準備。也闡明了在機組運行過程中實行一種控制方式，對其他控制方式

閉鎖。

.2鍋爐跟隨控制方式（定壓運行時）

當切換器T2、T3、T6選B端，Tl、T7、T10,口3選A端或B端。構(gòu)成鍋爐跟隨控制方式的

負荷控制系統(tǒng)。

從圖11可以看出，在鍋爐跟隨控制方式時，負荷指令P0可來自電網(wǎng)調(diào)度口勺ADS指令運行

人員的手動負荷指令。負徜指令P0與機組實發(fā)功率PE的偏差使控制器PID1動作，功率控制器

P1D1H勺輸出與負荷前饋信號P0在加法器中相加去變化汽輪機指令PT,用來變化進入汽輪機的蒸

汽量和實發(fā)功率PE,以適應負荷指令POo在這里功率定值前饋信號P0的作用是提高機組跟隨功

率給定值日勺能力，汽壓偏差信號Ap通過非線性環(huán)節(jié)f（x）12）作用到汽輪機側(cè)，用來減少汽壓的

過度波動。汽壓偏差Ap通過汽壓控制器PID5變化鍋爐指令PB,來消除汽壓偏差，從以上分析

可知該系統(tǒng)屬于鍋爐跟隨的協(xié)調(diào)控制方式。

主燃桶E閘，

PB，要求基本方式U

FCB或RB后返回BF

要求IF方式選A(T6sT7)P

汽輪機自動3

燃料主控自動選B(T2、ThT4)〃

FCB到廠用電，

汽輪機旁路閥關(guān)三~

必叱

BF方式連鎖?

TF方式連鎖，

協(xié)調(diào)方式

鍋爐J豌方式,

FCB或KB后返回BF+

要求IF方式

汽輪機自動小

燃料主控自動

觸運任選擇一選A或B(T1),

PB“要求鍬爐旦前P|_----選ASIA

FOB或RB后返回BF方式--

燃料主控自動儀---選B(T2、＜

FCB或RBT3sT6)?

基本運行方式連鎖d

TF方箕連鎖

協(xié)調(diào)方式連鎖一

(b)/

圖12A方式切換謖掌

切換到鍋爐跟隨控制方式的措施有兩種，即手動措施和自動措施，如圖12A（b）所示。手動

措施是通過按下“規(guī)定鍋爐跟隨方式”按扭來實現(xiàn)的。自動措施是滿足下列任一條件而實現(xiàn)口勺。

（1）迅速返回消失后出現(xiàn)返回到鍋爐跟隨方式信號:

（2）迅速切回消失后出現(xiàn)返回到鍋爐跟隨方式信號。

或門（2）接受五個信號即然料主控為手動，出現(xiàn)迅速切回或迅速返回信號，基本運行方式選擇

的連鎖信號、協(xié)調(diào)運行方式選擇的連鎖信號、汽輪機跟隨運行方式選擇的連鎖好，其作用是當選

擇了其中任一信號時RS觸發(fā)器復位即取消鍋爐跟隨控制方式，為再次實現(xiàn)鍋爐跟隨控制方式作

好準備。也闡明了在機組運行過程中只采用一種控制方式，對其他控制方式實行閉鎖。

.3汽輪機跟隨控制方式

當切換器T2、T3、T10選B端，T6、T7、T13選A端，T1可以選A端或B端，構(gòu)成汽輪機跟

隨控制方式的控制系統(tǒng)。

從圖11可以看出，在汽輪機跟隨控制方式時，負荷指令（可來自電網(wǎng)調(diào)度於JADS指令或

者運行人員時手動負荷指令）與機組實發(fā)功率PE時偏差使控制器PID1動作，功率控制器PID1

的與控制器PID4輸出相加后去變化進入鍋爐指令PB,使汽輪機變化實發(fā)功率PE以適應新的負

荷規(guī)定指令，汽壓偏差信號的PID4運算，