660MW机组热控开闭环逻辑培训教材.docx

1、660MW机组热控开闭环逻辑培训教材 定洲发电有限责任公司GHFD-09-02/DZ660MW机组热控开闭环逻辑培训教材试行版2009年10月30日发布 2009年11月1日实施定洲发电有限责任公司发布控制表版本编号编写人初审人复审人批准人有否修订01徐雪冬吴斌蕾立涛广会领用人说 明本热控联锁保护为定洲发电有限责任公司660MW机组热控联锁保护第一版，根据二期3号机组热控联锁保护编制而成。在机组投产后，随机组热控逻辑变更需要对本联锁保护加以修改和完善。下列人员应熟悉本联锁保护：发电部3、4号机集控运行人员 二九年十月三十日1.二期CCS逻辑052.二期机侧主要MCS逻辑093.二期炉侧主要MC

2、S逻辑124.汽机联锁保护165.锅炉联锁保护49CCS逻辑1单元负荷控制 （30CJA01DU001）单元负荷控制回路的主要任务是：根据机组可以接受的各种外部负荷指令，处理后作为负荷给定值，分别送到锅炉主控系统和汽机主控系统，有三个子回路：负荷控制站、最大最小限制回路、变化率限制回路。负荷控制站：正常运行中，单元负荷的指令由AGC设定，不用AGC指令时，可由操作员手动设定。当满足下列条件之一时，负荷指令控制站工作在手动方式：1)MFT；2)炉膛无火焰；3)锅炉主控手动；4)RB发生；5)锅炉在跟随方式；6)AGC指令无效（大于660MW或者小于300MW）；7)发电机有功功率故障（30MKA

3、00CE901）其中，当发生1、3、4、5其中之一时，输出将跟踪发电机实际负荷（跟踪优先于手动设定）。当发生2时，负荷指令控制器输出为0。当发生6和7，控制器处于强迫手动位，只能由操作员手动设定。注意负荷控制站切手动条件复位后，不能自动投AGC，需要人工重新投AGC。负荷的最大、最小值限制回路设定的负荷指令或由AGC送来的负荷指令信号需经过最大、最小值运算回路的限制，得到合适的指令输出。负荷的最大值由小选块完成。三个输入分别为负荷控制站的输出信号，机组本身的最大负荷100，机组最大可能出力信号（RB回路来30CJA02DU001_XQ01）。负荷的最小值由大选块完成。三个输入分别为小选块的输出

4、，机组本身的最小负荷0，机组最小可能出力信号（RB回路来30CJA02DU001_XQ02）。经过最大值和最小值运算回路的限制后的负荷设定信号，被送到速率限制回路。负荷指令变化率的限制回路当发生下列条件之一时，产生负荷设定值闭锁增信号，负荷设定不能增加：1)主汽压设定值与实际压力差 3；2)送风机风量控制偏差 5；3)燃料主控来的升负荷闭锁；4)DEH升负荷闭锁；5)任一一次风机的入口静叶开度98；6)任一送风机的入口动叶开度98；7)任一引风机的入口动叶开度98；8)任一过热器一减调门开度98；9)任一过热器二减调门开度98；10)任一电泵勺管开度95；11)给水流量2200T/h；12)汽

5、机背压大于60KPa(待定)；当发生下列条件之一时，产生负荷设定值闭锁减信号，负荷设定值不能减少：1)主汽压力设定值与实际压力之差3；2)送风机风量控制偏差 5；3)给水流量370 T/h (待定)；经过限速回路后的负荷指令再与机组实际允许的最大可能处理信号作小选运算后，作为单元的负荷指令，送到锅炉主控和汽机主控。2压力设定值回路 （30CJA04DU001）对于高参数、大容量的单元机组，其压力控制具有定压运行和滑压运行两种方式。定压运行方式：是指机组在运行中保持主汽压力设定值不变。滑压运行方式：单元机组通常在30%90%负荷围滑压，在较低和较高的负荷下还是定压运行。设有定压/滑压切换开关，运

6、行需要根据机组负荷情况手动切换运行方式。压力设定值的生成当选择了滑压运行，则滑压运行的压力围是8.0MPa24.2MPa，所设置的定压运行值对滑压函数没有任何影响；在中间负荷围，滑压函数的输出与负荷呈线性关系。特殊工况时的压力设定值RB发生4秒钟，压力设定值跟踪实际压力；4秒钟后，模拟开关切至根据由RB回路来的机组最大负荷能力而计算出的新的压力设定值，并且启动限速块，保证RB工况下汽压的稳定。另外，根据具体RB条件，RB工况下的主汽压力设定值回路可以设计有几种不同的滑压曲线、速率及目标值的设定函数。当主汽压力大于最小压力时：如果主汽压力低于设定值5，将发出主汽压力低报警，并闭锁负荷增。如果主汽

7、压力高于设定值5，将发出主汽压力低报警，并闭锁负荷减。负荷产生的压力设定值送至锅炉主控，经过一个实际微分处理，成为锅炉主控的过负荷信号，在滑压运行时，输出到锅炉主控，限幅为正负5。3锅炉主控 （30CJA05DU001）锅炉主控回路是负荷指令回路或压力回路与燃烧控制系统之间的接口，即通过该回路将经过修正的机组负荷指令或压力指令发送到风量控制回路及燃料控制回路，以协调锅炉出力与负荷指令之间的匹配关系。锅炉主控有两种工作模式：非锅炉跟踪（即协调模式）PID1；锅炉跟随（BF）PID2。锅炉跟随（BF）方式当同时满足下列条件时，锅炉处于跟随状态：1)无RB 2)汽机控制手动3)机组并网4)锅炉主控自

8、动5)机组不在启停阶段在锅炉跟踪模式下，前馈信号为汽机对锅炉的能量需求：P1*Ps/Pt，其中P1为汽机调节级压力，能迅速反应汽机对锅炉的需求。当汽机出力发生变化时，不需要等到主汽压力变化之后再通过PID2来调整锅炉指令。这样能较快地消除由汽机侧负荷变化引起的主汽压力波动。但它是一个粗调量，要定量消除压力偏差，还要通过锅炉压力调节器进一步调节。当处于锅炉跟随时，PID1跟踪的是前馈信号与锅炉主控指令反馈的偏差，这样，送至CC/BF切换开关的是锅炉主控指令反馈，当锅炉主控从BF切回CC方式，锅炉主控的输出是无扰动的。对于PID2也是如此，当从CC或者MAN切至BF时是无扰的。主汽压偏差信号经最大

9、允许负荷变动幅度过滤，再经死区限制（充分利用蓄热）处理，再经饱和处理（限制过分利用蓄热）后同时送往汽机主控去修正汽机主控调节。（XQ04）特殊工况锅炉主控的输出需要经过负荷相关的系数和偏置修正，因为在不同的负荷下，锅炉的效率是不同的，在效率较低的时候，需要增加锅炉主控输出，在效率较高时候，需要降低锅炉输出。在满足下列条件之一时，锅炉主控处于强迫手动状态：1)两台送风机的控制在手动2)两台引风机的控制在手动3)干态运行时给水主控在手动4)燃料主控在手动 5)主汽压力信号坏在满足下列条件之一时，锅炉主控处于跟踪状态并切手动1）燃料主控在手动2）RB触发3）锅炉主控在手动RB时锅炉主控输出跟踪最大负

10、荷能力。在满足下列条件之一时，锅炉处于压力跟踪控制模式：1)所有磨切手动2)燃料主控切手动3)RB触发4燃料主控 30CJA08DU001燃料主控的目的是将锅炉指令转化为燃料指令，然后再分解为给煤机指令和燃油指令，实现燃料的自动调整。偏差信号的形成燃料主控偏差信号为锅炉指令与总燃料量反馈的偏差，当锅炉指令大于总风量2以上时，用总风量代替锅炉指令。总燃料量包括总煤量和燃油量。总煤量反馈的计算：所有运行给煤机的指令（不在遥控运行的给煤机取实际煤量信号）叠加然后除以燃料指令系数。燃料指令系数用于修正磨煤机设计出力和实际出力的偏差。不投磨的时候，燃油负荷可以达到30的出力，所以总燃料量还加上燃油流量。

11、燃料主控随着投自动的给煤机台数而改变开环增益。当所有燃料控制都在手动时，燃料主控的输出指令跟踪最大出力的给煤机（或跟踪平均出力）。风煤交叉限制机组负荷大于30时，如果总燃料量大于锅炉指令时，将发燃料量/风量的交叉限制报警。另外，如果总风量小于锅炉指令2以上，也将发燃料量/风量的交叉限制报警。PT3是模拟从给煤机到炉膛燃烧的过程。总燃料量大于风量时发风量低报警。燃料主控调节偏差过大时，送信号至负荷控制回路，相应闭锁负荷增减。5汽机主控 （30CJA06DU001）汽机主控回路相当于负荷指令回路与汽机控制器之间的接口，分为两种运行方式：汽机跟随（TF）方式和协调（CC）方式。汽机跟随方式是指锅炉主

12、控在手动，汽机主控在自动的方式，即用汽机调门来控制汽压。采用这种方式的特点压力控制响应快，主汽压力很容易稳定在给定值上，但在煤种变化大负荷波动较大。汽轮机调门开度指令的大小完全决定于主汽压力偏差信号的PID控制运算，汽机负荷则随调门开度的大小而变化。在煤种变化比较大而锅炉燃烧不稳定的工况下，采用汽机跟随方式有利于锅炉稳定燃烧。而在机炉协调控制方式下，汽机主控的按照功率偏差控制汽机调门的开度，保证机组实际功率满足负荷要求。当汽机功率变化时，机前主汽压力也会发生变化，若机前压力偏差较小，则主汽压力的偏差不参与汽机功率的调节，只有当主汽压力的偏差大于一定值时，主汽压力偏差才参与汽机功率的调节，使机组

13、功率不会产生比较大的动态偏差。汽机跟随和协调方式共用一个控制器，通过模拟开关改变不同方式下的PI参数。协调方式下，调节信号功率偏差做以下修正：1，加上频率偏差修正；2，减去来自锅炉主控的经过死区和限幅处理的压力偏差修正；3，加上负荷指令微分。压力偏差修正使汽机主控在协调方式下，在压力偏差的一定围，也能参与压力调节，有利于汽压和功率的稳定。XV02信号置1则为汽机跟随，此时模拟开关输入为汽压偏差，并有上下限限制。负荷指令经过2阶惯性延迟，以和从蒸汽发生到电量输出之间的时滞相配合，减小汽压的偏差；在定压运行是，惯性环节时间常数小于滑压运行。当锅炉主控和汽机主控处于自动方式时，机组处于机护协调控制方

14、式。当DEH不在远方自动方式，则汽轮机主控站处于强制跟踪状态。此时汽轮机主控站的输出跟踪DEH的调门开度。功率偏差送至与压力偏差信号相减，当汽机主控不在自动或者处于协调方式，其差值再与压力偏差信号相减，得到的是功率偏差信号。此时，若投入汽机自动并且是汽机跟随方式，则模拟开关切至0，并且限速块激活，从而汽机跟随方式下的偏差信号从功率偏差缓慢变化到压力偏差，从而实现了无扰切换。反之从汽机跟随到协调方式的无扰切换也是这样的过程。另外，XV11的作用是；当汽机主控在手动，或者高旁未关闭，此时功率偏差和压力偏差都为0；高旁关闭并且汽机主控投入自动，偏差信号才逐渐投入。6协调控制CCS方式协调控制是以锅炉

15、跟随为基础的，即汽机侧控制负荷，锅炉主要维持主汽压力。在协调模式下，锅炉主控调节器PID1主调信号为压力偏差反馈，同时在前馈回路接受机组负荷指令，锅炉主控兼顾调节机组负荷。前馈是粗调，反馈是细调。协调控制方式：1）锅炉主控自动2）汽机主控自动前馈信号的形成：机组负荷指令+频率修正信号+过负荷信号。其中对负荷指令信号进行动态微分补偿处理，即（1+TdS）机组负荷指令，目的是提高锅炉对机组负荷需求的响应能力，使主汽压力不会产生比较大的动态偏差。一旦机组要改变负荷，那么要求锅炉立即改变送风量与燃料量，以适应汽机侧放入负荷变化，并尽量与汽机同步。为此，在锅炉主控回路叠加了一过负荷信号，使锅炉指令有一个

16、超调量，同时，在汽机主控回路中使用上惯性环节，以等待锅炉产汽，达到机组的协调。过负荷信号是主汽压力设定值回路中的滑压设定值的微分信号，主要考虑当机组滑压运行时，机组负荷的变化引起主汽压力设定值的变化，提前调节锅炉主控输出，从而有效提高锅炉的负荷适应能力。主调信号的形成：主汽压偏差信号经最大允许负荷变动幅度过滤后减去频率修正的影响，因为在前馈调节信号回路已考虑了频率修正；但是为了不影响频率修正信号对锅炉的超前控制能力，送至偏差回路的频率修正信号加上了2个延时环节，分别模拟了锅炉的蓄热时间和蒸汽产生时间，从而减小因为频率修正信号引起的锅炉主控超调。由于汽压反馈调节是细调，为了保持调节精度，又避免锅

17、炉主控过调，对主调信号进行了加权的死区处理，使得主调信号微小的时候，进一步减小控制器的输出。PID1入口减去热值校正信号，因为在燃料主控中，已经加入热值校正信号。当因为燃料发热量降低而使得热值校正系数小于1，燃料主控会快速增加给煤机转速，同时，由于汽压下降，锅炉主控压力调节器入口偏差会增加，也会向燃料主控发增加给煤机转速的指令；所以在PID1入口的积分部分减去热值校正信号，避免燃料量的过调。机组负荷的微分信号送至汽机主控，提高了汽机主控的响应速度。机侧主要MCS逻辑1.给水控制：1)给水控制设计为全程控制系统，锅炉负荷从0100都能实现给水流量的自动控制，机组在启动和湿态时（负荷30%）给水旁

18、路阀（启动调节阀）调节给水压力，以保持一定的压头，保证上水压力和减温水压力；给水泵调节给水流量，保证锅炉循环所需要的最小流量。湿态到干态转换（30%负荷35%)随着负荷升高,主给水电动闸阀打开，给水旁路阀关闭,由电动给水泵勺管控制给水流量并保证上水压力。直流锅炉给水控制的主要特点就是保证燃水比，煤水比是否合适，根据中间点温度或分离器出口焓值来判断。西门子设计的给水控制思想是焓值控制，根据煤水比函数求出需要的给水量，加上蒸发段设计焓增，得到在蒸发段需要增加的热量，再减去经焓值校正后的蒸发段焓增得到最终的给水流量设定值。实际上焓值校正调节器的作用就是校正煤水比。另外焓值设定校正调节器目的是修正焓值

19、的设计值，焓值的设计值一般是根据分离器出口压力得到。2)给水泵安全工作区保护：给水泵工作区保护回路的任务是使给水泵始终运行在最低压力工作曲线的上侧，和最小流量控制联系在一起，共同维持泵的安全，其实现过程如下：三台泵的流量分别经过各自的模拟下限特性曲线的函数发生器的作用转换为对应泵的最小安全压力值，并在加法器中适当加一冗余的偏置0.2MPa作为泵的安全限。给水母管压力减去该限值后与给水流量偏差进行取小，这样，当任一台泵的出口压力低于安全压力时，限制提高泵的转速，保证给水泵的安全。3)转速控制：给水流量偏差信号回路增益根据投自动的给水泵台数进行调整：2台泵运行且自动，回路增益0.7；三台泵投自动时

20、，回路增益0.4；否则回路增益1.0。送入电泵PI控制器的偏差信号同时送至电泵出口小阀控制回路。4)三台电泵间的出口流量：高负荷时，一般是两台或三台泵同时运行，此时应保证泵的出口流量要一致，即泵的出力一致。为了避免负荷不平衡现象发生，在给水调节中，设计了一个同步回路。即将所有运行汽泵的流量经过平均值计算，再与各自的流量比较。若偏差在18之间，则流量偏差置0；否则偏差的绝对值减去18，然后乘以一个系数0.026，输出（不超过围-0.0750.075）到各个运行泵的PI调节器，这样，如果某台泵的出口流量低于平均值，则会将对应的偏差引入控制回路中来增加泵的转速，最终其出力会被拉到一个新的平衡流量值，

21、实现多台泵的出力同步功能。5)给水泵勺管跟踪控制回路：当泵处于备用状态时勺管自动开至30%，再循环80%。超驰情况：发生RB后，控制回路将勺管迅速开至需要的位置（64%），这时闭锁焓值校正调节器增减，25秒后重新开放.。6)给水旁路阀（启动调节阀）控制湿态（负荷35%后主给水电动闸阀离开关位，控制回路使旁路阀逐渐关闭,由给水泵转速来控制给水流量和给水压力。7)最小流量控制系统， 通过给水再循环调节阀，保证泵的出口流量不低于最小设计流量，以保证给水泵设备的安全。给水泵最小流量控制系统设计为单回路调节系统。当给水流量大于330t/h，再循环调门就关闭。给水泵再循环控制阀的作用是防止给水泵在低负荷或

22、启动时工作点跑到上限特性区左侧，最小工作流量与给水泵的转速有关，转速越高，最小工作流量越大。2.除氧器水位和压力控制：1)除氧器压力控制（30LBG60AA101）定压运行：启动期间，打开辅助蒸汽调节阀，维持除氧器压力在预先设定值（0.45MPa）。滑压运行：当负荷逐渐升高，四抽压力达到某一压力时（0.50MPa），打开抽汽电动截止门，辅汽调节压力设定切到0.4MPa，辅汽调节门逐渐关闭，由四抽控制除氧器压力，即进入滑压运行，除氧器压力同四抽压力保持一致。除氧器压力设定也可由运行人员通过设定值块改变。2)除氧器水位控制（参考逻辑图30LCA20AA101）除氧器水位由水位调节阀和凝泵转速控制协

23、调控制。当凝泵在工频模式运行时，由调节阀控制水位，当凝泵在变频模式运行时，通过凝泵转速来调节除氧器水位。除氧器水位控制实行三冲量控制，除氧器的三冲量分别为：除氧器水位、凝结水流量及给水流量。凝结水流量与主汽流量的偏差信号经微分处理后作为前馈修正信号，去修正除氧器水位和设定值的偏差，再经过PI运算后，去调整除氧器水位。当除氧器水位高三值2310mm或当排汽装置液位低于300mm时，自动关闭水位调节阀。当排汽装置液位低于1700mm或凝结水精处理至轴封冷却器管道流量高（单台凝泵2200t/h，两台凝泵2500t/h），闭锁增加凝结水流量。3)凝泵自动及联锁逻辑自动逻辑：正常运行中，凝泵变频和主调阀

24、投自动，变频自动调节除氧器水位，主调阀调凝结水系统压力（保持系统压力不低于1.3Mpa），凝泵变频切手动后，主调阀自动切到除氧器水位自动调节。联锁逻辑：变频凝泵跳闸后，自动联启备用凝泵工频，凝结水主调阀保护关至一定阀位（主调阀开度*0.6），但是要求围在2030之间，若超出围取围限定值，后自动跟踪调节除氧器水位。3.排汽装置水位控制：排汽装置启动补水调节阀30LCP10AA102，排汽装置正常补水调节阀_30LCP10AA101水位设定值有低水位设定(1000mm)和高水位设定2750mm)。若正常补水或启动补水投自动，则跟踪排汽装置水位值与设定偏差调节；若两者都投自动，则主要由正常补水调节，

25、当正常补水调节门开度大于80%或排汽装置水位设定值高于实际值20mm，启动补水开始参与调节。4.高低加水位控制：加热器水位控制系统通过调节正常和事故疏水阀来保持加热器凝结水水位，该系统能对#1、#2、#3高加，#5、#6、#7低加进行控制。紧急疏水阀的设定值比正常疏水的设定值略高，可以通过偏置块设定。低压加热器水位达到高一值时，自动打开紧急疏水阀，当达到高二值时，关闭抽汽隔离阀及逆止阀，开启低加水侧旁路门，关闭低加水侧入口门及出口门。高压加热器水位达到高二值时，自动打开紧急疏水阀，当达到高三值时，高加解列，关闭1、2、3号高加抽汽隔离阀及逆止阀，关闭高加水侧入口门，关闭高加水侧出口门，高加走旁

26、路。汽轮机跳闸后发脉冲信号，所有紧急疏水阀全开。5.高低旁联锁：高旁自动关条件：1，高旁阀后温度大于430 2，低旁快关 3，快关按钮投入低旁自动关条件：1，低旁减温水压力小于0.5MPa。 2，低旁阀后温度大于180. 3，排汽装置压力大于65KPa。 4，低压缸排汽装置液位开关高发。 5，快关按钮投入。炉侧主要MCS逻辑1.制粉系统控制：1)给煤机控制（3XHFB10GH002XB19）从燃料主控来的指令经偏置叠加，高低限幅后作为调节器的输入。调节器为1:1的纯比例调节器。从SCS来的磨煤机启动、停止信号将给煤机切手动并自动置最小值。 当煤量信号故障时，调节器强切手动；（取偏差大于10T/

27、h，延时10s）送至燃料主控的给煤量信号经过了热值修正，但是送至一次风机控制的给煤量信号取消了热值修正，因为一次风控制需要的是煤的质量信号，而燃料主要需要的是热量信号。 制粉系统启动（磨煤机出口挡板开&给煤机运行&磨煤机运行）后，经过30S延时，发出制粉系统在运行信号XV02，导通至燃料主控的给煤量反馈信号。30S延时是模拟从给制粉系统到炉膛燃烧的迟延。2)磨煤机控制（30HFE11AA101，30HFE12AA101）磨煤机控制部分系统控制包括一次风量控制和磨煤机出口温度控制；每台磨煤机一次风量的策略要根据一次风温进行温度补偿，通过调节热风调节挡板，维持每台磨煤机的一次风量以达到指令要求，同

28、时与磨煤机运行联锁；通过调节冷风调节挡板控制磨煤机出口温度。3)磨煤机风量控制（热风调节挡板的控制）（30HFE11AA101）设定值：正常运行时磨煤机的风量设定信号由给煤量经PT1后，由函数块（最低风量70%，煤量25%以下时采用最低风量，煤量25%（17.75T）100%（71T），风量线性对应70%100%）产生，即磨煤机所需风量为对应给煤机出力的函数。偏差信号：风量信号经磨煤机入口温度修正后（温度修正用了1000的死区，相当于不修正）与风量设定信号形成风量偏差，该偏差加上OM块上手动偏置（限幅+/-50T/h，进行PI运算，控制热风调节挡板。PI调节器引入锅炉指令作为前馈信号，以提高响

29、应速度；引入冷风挡板指令前导，以改善风量的调节特性。热风调节挡板没有设计手/自动无扰切换处理回路（即手动时风量指令应快速跟踪风量反馈）。4)磨煤机出口温度控制（冷风调节挡板的控制）（30HFE12AA101）偏差信号：磨入口风温变化修正-（手动设定值-磨出口温度）-给煤量变化修正。磨煤机冷、热风调节挡板的调整应该是相互影响的：当由于风量偏差调整热风调节挡板时，磨煤机的温度将肯定会变化，所以用给煤机负荷的变化修正磨煤机温度偏差。该回路只考虑风量影响风温，不考虑相互影响。入口风温变化修正和给煤量变化修正都采用动态微分补偿处理（因为它们的变化到引起温度变化的时间比较长，故采用PT4处理）。5)暖磨过

30、程控制：当磨煤机出口温度小于40时，选择块输入为150。如果入口温度超过150过多，经小选块PI控制器输入为入口温度偏差，从而优先控制入口温度尽量不超过150，延长暖磨时间。当磨煤机出口温度达到40以上，经过1分钟延时后，选择块输入切至350，与小选块配合，从而控制磨入口温度尽量不超过350。小选块使暖磨过程进行得平稳。磨煤机冷风调节挡板手动或冷风关断门全关时，设定块切至跟踪值，从而使得出口温度偏差自动为零，同时取消煤量及入口温度的前馈信号。2.风烟系统控制:1)锅炉总风量测量总二次风量与总一次风量相加作为总风量信号。锅炉总风量由氧量校正回路进行修正。2)氧量校正子回路：30HYC00DU001烟气含氧量由左右侧空预器进口