火電機(jī)組的模擬量控制系統(tǒng)

　　北京貝利在過去十多年中為火電廠用戶提供幾十套DCS系統(tǒng)，其中模擬量控制系統(tǒng)（MCS）設(shè)計(jì)在滿足合同要求的基礎(chǔ)上，考慮一定的前瞻性，形成了自己的風(fēng)格，逐步走向定型化，大大提高了合同執(zhí)行速度和合同完成的質(zhì)量。如今年4月在上海威鋼高爐煤氣發(fā)電機(jī)組調(diào)試期間，就曾以協(xié)調(diào)方式將機(jī)組升至滿負(fù)荷，從而進(jìn)入168計(jì)時(shí)。
　　
　　本文擬對(duì)北京貝利火電機(jī)組的模擬量控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想作一概述。
　　
　　一、機(jī)組主控系統(tǒng)（UM）
　　
　　圖一是高爐煤氣發(fā)電機(jī)組操作臺(tái)上運(yùn)行員使用的動(dòng)態(tài)SAMA圖，它粗略地顯示了高爐煤氣發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。圖二則是典型300MW機(jī)組主控系統(tǒng)的操作面板畫面。機(jī)組主控系統(tǒng)的目的是產(chǎn)生機(jī)組的負(fù)荷指令（ULD）。當(dāng)機(jī)組主控與就地運(yùn)行員接口時(shí)，運(yùn)行員只需要輸入目標(biāo)兆瓦數(shù)；當(dāng)機(jī)組主控與遠(yuǎn)方指令如中調(diào)調(diào)度員接口時(shí)，調(diào)度員只需要輸入目標(biāo)兆瓦數(shù)，并發(fā)出請(qǐng)求遙控脈沖給DCS，其它的事情都由DCS按預(yù)設(shè)的方式安全平穩(wěn)地做好。機(jī)組主控也可以與廠級(jí)控制中心接口。圖一是特例，該機(jī)組不受電網(wǎng)調(diào)度限制并且與電網(wǎng)約定，機(jī)組可以盡其所能發(fā)電，因此機(jī)組的遠(yuǎn)方目標(biāo)負(fù)荷指令就是高爐煤氣壓力的函數(shù)。
　　
　　為此機(jī)組主控系統(tǒng)就應(yīng)具有以下功能：
　　
　　1．機(jī)組負(fù)荷指令高低限幅
　　
　　高低限可調(diào)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷指令達(dá)到高限或低*，被阻止進(jìn)一步增加或減小，并報(bào)警。迫降（RD）時(shí)，不受低限值限制，并以實(shí)際指令修正低限值，以通知遠(yuǎn)方指令系統(tǒng)，及實(shí)現(xiàn)從RD到協(xié)調(diào)方式的無擾切換。，發(fā)生迫升（RUP）時(shí)，不受高限值限制，并以實(shí)際指令修正高限值，以通知遠(yuǎn)方指令系統(tǒng)，及實(shí)現(xiàn)從RUP到協(xié)調(diào)方式的無擾切換。
　　
　　2．機(jī)組負(fù)荷指令變化率機(jī)組負(fù)荷指令變化率規(guī)定當(dāng)前ULD向目標(biāo)負(fù)荷指令趨近的速率。此變化率可由運(yùn)行員隨時(shí)調(diào)整，但受zui大變化率限制，當(dāng)變壓方式運(yùn)行時(shí)，還進(jìn)一步鍋爐材料允許的溫度變化率限制。負(fù)荷變化率的預(yù)設(shè)值如下：
　　
　　（1）正常負(fù)荷變化率
　　
　　定壓運(yùn)行時(shí)為3％／分
　　
　　變壓運(yùn)行時(shí)為2.5％／分
　　
　　正常負(fù)荷單方向升或降允許持續(xù)5分鐘，然后保持5分鐘（可調(diào)）
　　
　　（2）zui大負(fù)荷變化率
　　
　　定壓運(yùn)行時(shí)為5％／分
　　
　　變壓運(yùn)行時(shí)為3％／分
　　
　　設(shè)計(jì)采用限制變化率為零的手段實(shí)現(xiàn)負(fù)荷指令的閉鎖加、閉鎖減和保持功能。
　　
　　3．輔機(jī)故障減負(fù)荷RB
　　
　　在協(xié)調(diào)方式下，當(dāng)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)突然有一臺(tái)跳閘，僅有一臺(tái)維持運(yùn)行，而這時(shí)機(jī)組負(fù)荷指令ULD又大于單臺(tái)引風(fēng)機(jī)所能承受的負(fù)荷時(shí)，發(fā)生引風(fēng)機(jī)RB。相似的有送風(fēng)機(jī)RB，一次風(fēng)機(jī)RB，除氧器和凝汽水位同時(shí)高RB，發(fā)電機(jī)定子冷卻水流量低RB等，每種設(shè)備對(duì)應(yīng)一種RB速率，當(dāng)發(fā)生幾種設(shè)備RB時(shí)，與RD速率比較，取zui大者為zui終減負(fù)荷速率，將機(jī)組負(fù)荷指令減下來，直到新的負(fù)荷指令等于或小于單臺(tái)輔機(jī)的承受能力而停止RB。在非協(xié)調(diào)方式下，發(fā)生RB條件雖不能減機(jī)組負(fù)荷指令，但可以發(fā)出類似RB的信號(hào)給BMS和DEH，以便BMS切除若干層給粉機(jī)，DEH給汽機(jī)減負(fù)荷。
　　
　　4、迫降負(fù)荷RD
　　
　　RD的目的是在協(xié)調(diào)方式下使機(jī)組指令與投運(yùn)設(shè)備能力匹配，在以下情況下，發(fā)生RD：
　　
　　A．給水泵指令在zui高限，而實(shí)際給水流量比設(shè)定值低一定量
　　
　　B．燃料主控器在指令zui高限，而實(shí)際燃料量比設(shè)定值低一定量
　　
　　C．送風(fēng)機(jī)指令在在zui高限，而實(shí)際風(fēng)量比設(shè)定值低一定量
　　
　　D．引風(fēng)機(jī)指令在zui高限，而實(shí)際爐膛壓力比設(shè)定值高一定量
　　
　　E．當(dāng)送風(fēng)機(jī)接近喘振工況時(shí)
　　
　　F．給水泵指令在zui高限，而實(shí)際汽包水位比設(shè)定值低一定量
　　
　　RD的結(jié)果是使機(jī)組負(fù)荷指令以一定速率降下來，從而減小上述設(shè)備過程變量的偏差或脫離喘振工況而停止RD。
　　
　　5、迫升負(fù)荷RUP
　　
　　RUP的作用與RD相反，是在協(xié)調(diào)方式下提高機(jī)組負(fù)荷指令，以適應(yīng)輔機(jī)當(dāng)前工況，在以下情況下發(fā)生RUP：
　　
　　A．燃料主控器指令在zui低限，而實(shí)際燃量比設(shè)定值高一定量
　　
　　B．給水泵指令在zui低限，而實(shí)際給水流量比設(shè)定值高一定量
　　
　　C．送風(fēng)機(jī)指令在zui低限，而實(shí)際風(fēng)量比設(shè)定值高一定量
　　
　　6、機(jī)組負(fù)荷指令方向閉鎖
　　
　　在下列情況下機(jī)組負(fù)荷指令閉鎖加：
　　
　　A．燃料量為zui大值
　　
　　B．送風(fēng)機(jī)指令為zui大值
　　
　　C．送風(fēng)機(jī)絕熱壓頭比極限值高一個(gè)預(yù)定值
　　
　　D．引風(fēng)機(jī)指令為zui大值
　　
　　E．給水流量比設(shè)定值小一個(gè)預(yù)定值
　　
　　F．給水泵指令在zui大
　　
　　G．汽機(jī)調(diào)門位置在zui大
　　
　　H．機(jī)組指令比實(shí)發(fā)功率大一定值
　　
　　I．機(jī)前壓力比設(shè)定值低一定值
　　
　　J．燃料量比設(shè)定值低一定值
　　
　　K．風(fēng)量比設(shè)定值低一量值
　　
　　L．爐膛壓力比設(shè)定值低一定量
　　
　　M．爐膛壓力比設(shè)定值高一定量
　　
　　N．機(jī)組指令被上限幅
　　
　　在下列情況下機(jī)組負(fù)荷指令閉鎖減：
　　
　　A．燃料量在zui低點(diǎn)
　　
　　B．兩臺(tái)汽泵的指令都在zui低點(diǎn)
　　
　　C．機(jī)前壓力比設(shè)定值高一定值
　　
　　D．實(shí)發(fā)MW比機(jī)組指令高一定值
　　
　　E．燃料量比設(shè)定值高一定量
　　
　　F．給水流量比設(shè)定值高一定值
　　
　　G．爐膛壓力比設(shè)定值高一定值
　　
　　H．爐膛壓力比設(shè)定值低一定值
　　
　　I．風(fēng)量在zui低點(diǎn)
　　
　　J．機(jī)組負(fù)荷指令被低限幅
　　
　　K．兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)的指令都在zui低點(diǎn)
　　
　　L．汽機(jī)調(diào)門開度在zui低點(diǎn)
　　
　　M．引風(fēng)機(jī)指令在zui低點(diǎn)
　　
　　設(shè)有GO／HOLD按鈕，當(dāng)按下HOLD時(shí)，同時(shí)發(fā)生閉鎖加和閉鎖減。上述閉鎖加、閉鎖減不阻礙RD和RUP的進(jìn)行。
　　
　　7．與調(diào)度中心（或廠級(jí)控制中心）接口
　　
　　A、RTU到DCS的信號(hào)
　　
　　1．發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值：
　　
　　中調(diào)調(diào)度員可以在本機(jī)組允許的zui大功率和zui小功率范圍內(nèi)，任意一個(gè)設(shè)定值作為機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷，然后投遙控。DCS接受此指令，按預(yù)設(shè)的負(fù)荷變化率升降負(fù)荷，zui終達(dá)到中調(diào)指令要求的值。發(fā)電機(jī)功率設(shè)定值在投遙控前不必跟蹤DCS發(fā)來的機(jī)組實(shí)際
　　
　　2．中調(diào)請(qǐng)求遙控機(jī)組：
　　
　　這是一脈沖信號(hào)。DCS接受此信號(hào)后將機(jī)組主控站置成自動(dòng)，接受中調(diào)遙控指令。此后機(jī)組運(yùn)行員也可以將機(jī)組主控站置成手動(dòng)，不接受中調(diào)遙控指令。運(yùn)行員可以再次置成自動(dòng)，又接受中調(diào)遙控指令。或者由中調(diào)再發(fā)脈沖信號(hào)，也同樣可以實(shí)現(xiàn)中調(diào)遙控。
　　
　　B、DCS到RTU的信號(hào)
　　
　　1．機(jī)組允許投入中調(diào)遙控：
　　
　　這是一電平信號(hào)，產(chǎn)生該電平信號(hào)的條件是同時(shí)存在：
　　
　　·機(jī)組已實(shí)現(xiàn)就地機(jī)爐協(xié)調(diào)控制
　　
　　·機(jī)組不在調(diào)頻方式
　　
　　·無RB，RD，RUP條件
　　
　　·中調(diào)信號(hào)無壞質(zhì)量
　　
　　中調(diào)收到此信號(hào)后，再發(fā)“中調(diào)請(qǐng)求遙控機(jī)組”脈沖信號(hào)，遙控才有效。
　　
　　2．機(jī)組“已經(jīng)投入中調(diào)遙控”證實(shí)：
　　
　　這是一電平信號(hào)，實(shí)質(zhì)上就是DCS中機(jī)組主控站處于自動(dòng)狀態(tài)。機(jī)組主控站處于自動(dòng)狀態(tài)的條件是同時(shí)存在：
　　
　　·機(jī)組已實(shí)現(xiàn)就地機(jī)爐協(xié)調(diào)控制
　　
　　·機(jī)組不在調(diào)頻方式
　　
　　·無RB，RD，RUP條件
　　
　　·中調(diào)信號(hào)無壞質(zhì)量
　　
　　·機(jī)組運(yùn)行員將機(jī)組主控站置于自動(dòng)狀態(tài)或收到中調(diào)請(qǐng)求遙控機(jī)組的脈沖信號(hào)
　　
　　3．機(jī)組指令增閉鎖：
　　
　　這是一電平信號(hào)。向中調(diào)顯示，機(jī)組的負(fù)荷指令在趨近遙控指令（或機(jī)組運(yùn)行員的目標(biāo)兆瓦指令）的升降過程中，處于增閉鎖狀態(tài)。
　　
　　4．機(jī)組指令減閉鎖：
　　
　　這是一電平信號(hào)。向中調(diào)顯示，機(jī)組的負(fù)荷指令在趨近遙控指令（或機(jī)組運(yùn)行員的目標(biāo)兆瓦指令）的升降過程中，處于減閉鎖狀態(tài)。
　　
　　5．機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷（功率值）
　　
　　6．機(jī)組zui大允許負(fù)荷（功率值）
　　
　　7．機(jī)組zui小允許負(fù)荷（功率值）
　　
　　8．機(jī)組允許的負(fù)荷變化率。
　　
　　機(jī)組主控手自動(dòng)站以下設(shè)汽機(jī)主控手自動(dòng)站和鍋爐主控手自動(dòng)站。汽機(jī)主控自動(dòng)，鍋爐主控手動(dòng)為汽機(jī)跟蹤方式；鍋爐主控自動(dòng)，汽機(jī)主控手動(dòng)為鍋爐跟蹤方式；兩者均自動(dòng)為協(xié)調(diào)節(jié)方式；兩者均手動(dòng)為手動(dòng)方式。在圖一和圖二中均有表示。
　　
　　二、汽機(jī)主控（TM）
　　
　　汽機(jī)主控系統(tǒng)的目的是建立汽機(jī)閥位指令。只有用軟開關(guān)發(fā)出數(shù)字量輸出（DO）信號(hào)到DEH，請(qǐng)求遙控汽機(jī)，并且收到DEH來的數(shù)字輸入（DL）信號(hào)應(yīng)答后汽機(jī)主控手動(dòng)站才有效，否則它的輸出跟蹤DEH的“負(fù)荷參考”信號(hào)。汽機(jī)主控制站有效后，可以手動(dòng)或自動(dòng)。手動(dòng)方式時(shí)，由運(yùn)行員給出汽機(jī)高壓調(diào)門的開度指令。自動(dòng)方式時(shí)，接收兩個(gè)PlD調(diào)節(jié)中一個(gè)的輸出：“協(xié)調(diào)方式汽機(jī)調(diào)節(jié)器”或“汽機(jī)跟蹤方式汽機(jī)調(diào)節(jié)器”。
　　
　　1．協(xié)調(diào)方式下的汽機(jī)指令
　　
　　遵循以下模型：
　　
　　汽機(jī)指令＝ULD+Mwe—Tpe+∫（Mwe—Tpe）
　　
　　其中：ULD一機(jī)組負(fù)荷指令。
　　
　　Mwe一機(jī)組負(fù)荷指令減去實(shí)發(fā)功率所得之差。
　　
　　Tpe一機(jī)前壓力設(shè)定值減去機(jī)前壓力所得之差。
　　
　　汽機(jī)參與消除MW余差，而不參與消除主汽壓余差。
　　
　　2．汽機(jī)跟蹤方式下的汽機(jī)指令
　　
　　鍋爐主控在手動(dòng)，汽機(jī)主控在自動(dòng)，汽機(jī)主控用來控制機(jī)前壓力，這屬于汽機(jī)跟蹤方式。用機(jī)前壓力偏差的比例積分作用實(shí)現(xiàn)。鍋爐指令除以機(jī)前壓力設(shè)定值作前饋。機(jī)組指令跟蹤實(shí)發(fā)功率。
　　
　　3．鍋爐跟蹤方式下的汽機(jī)指令
　　
　　鍋爐主控在自動(dòng)，汽機(jī)主控在手動(dòng)，運(yùn)行員在汽機(jī)主控器上設(shè)置汽機(jī)閥門指令，或者由DEH控制著汽機(jī)，這屬于鍋爐跟蹤方式。鍋爐主控器的任務(wù)是維持主汽壓力。機(jī)組指令跟蹤實(shí)發(fā)功率。
　　
　　4．基本方式下的汽機(jī)指令
　　
　　這時(shí)鍋爐和汽機(jī)的功能獨(dú)立，鍋爐主控和汽機(jī)主控均手動(dòng)，可分別改變鍋爐和汽機(jī)的負(fù)荷。
　　
　　5．機(jī)前壓力設(shè)定前的形成
　　
　　機(jī)前壓力設(shè)定值由運(yùn)行員在操作臺(tái)上用TPSP給定形器給定，但在基本方式下，跟蹤實(shí)測(cè)機(jī)前壓力。當(dāng)運(yùn)行員選擇變壓運(yùn)行方式時(shí)，TPSP給定器跟蹤ULD的F（x）函數(shù)即滑壓曲線。如同機(jī)組負(fù)荷指令一樣，機(jī)前壓力設(shè)定值也有運(yùn)行員可調(diào)的上限器、下限器和變化速率設(shè)定器。從TPSP給定器送出的信號(hào)經(jīng)高低幅及限速后作為zui終機(jī)前壓力設(shè)定值。如果希望機(jī)前壓力設(shè)定值不再變化，運(yùn)行員可按動(dòng)機(jī)前壓力GO／HOLD按扭。
　　
　　6．自動(dòng)升負(fù)荷方式
　　
　　在變壓運(yùn)行方式被選定后，運(yùn)行員可以選擇三種方式升負(fù)荷：
　　
　　a．固定閥位／可變壓力方式
　　
　　運(yùn)行員將汽機(jī)調(diào)門置于某一固定位置，系統(tǒng)升負(fù)荷過程中，主汽壓力按滑壓曲線隨負(fù)荷升壓。負(fù)荷升至83％時(shí)，主汽壓力設(shè)定值達(dá)額定值，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入定壓運(yùn)行方式，汽機(jī)調(diào)門無擾動(dòng)地開始參與調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷。
　　
　　b．固定閥位±10％／調(diào)節(jié)
　　
　　在升負(fù)荷至83％期間，為了響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)和保證頻率穩(wěn)定，汽機(jī)調(diào)門可在土10％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。升負(fù)荷過程與方式a相同。
　　
　　c．程序方式升負(fù)荷
　　
　　在低負(fù)荷情況下（低于22％負(fù)荷），保證主汽壓力在一低壓設(shè)定值，調(diào)整汽機(jī)調(diào)門去滿足負(fù)荷命令，負(fù)荷上升至22％時(shí)，以方式b運(yùn)行。
　　
　　7．與DEH接口
　　
　　1）DO，MCS請(qǐng)求遙控汽機(jī)：
　　
　　這是一電平信號(hào)，產(chǎn)生該電平信號(hào)的條件是同時(shí)存在：
　　
　　·主汽壓不過高過低
　　
　　·主汽壓偏差不過高過低
　　
　　·主汽壓信號(hào)無壞質(zhì)量
　　
　　·無MFT
　　
　　·汽機(jī)閥位不過高過低
　　
　　·運(yùn)行員按動(dòng)了“請(qǐng)求遙控汽機(jī)”按鈕
　　
　　上述任一條如不存在，汽機(jī)主控手自動(dòng)站將被強(qiáng)制成手動(dòng)，并跟蹤汽機(jī)負(fù)荷參考。
　　
　　2）DO，MCS請(qǐng)求DEH減負(fù)荷：
　　
　　等寬脈沖序列，將使汽機(jī)調(diào)門關(guān)小。由汽機(jī)主控手自動(dòng)站產(chǎn)生的汽機(jī)指令如果低于汽機(jī)負(fù)荷參考，將產(chǎn)生此類脈沖。脈沖頻率正比于指令與汽機(jī)負(fù)荷參考之差。
　　
　　3）DO，MCS請(qǐng)求DEH加負(fù)荷：
　　
　　等寬脈沖序列，將使汽機(jī)調(diào)門開大。由汽機(jī)主控手自動(dòng)站產(chǎn)生的汽機(jī)指令如果高于汽機(jī)負(fù)荷參考，將產(chǎn)生此類脈沖。脈沖頻率正比于指令與汽機(jī)負(fù)荷參考之差。
　　
　　4）DI，DEH在遙控狀態(tài)：
　　
　　電平信號(hào)。DEH收到“MCS請(qǐng)求遙控汽機(jī)”信號(hào)后的響應(yīng)。MCS收到此信號(hào)后，運(yùn)行員可以對(duì)汽機(jī)主控手自動(dòng)站進(jìn)行手自動(dòng)操作。
　　
　　5）DI，DEH請(qǐng)求閉鎖加：
　　
　　電平信號(hào)。MCS收到此信號(hào)將閉鎖組負(fù)荷和汽機(jī)指令的增加。
　　
　　6）DI，DEH請(qǐng)求閉鎖減：
　　
　　電平信號(hào)。MCS收到此信號(hào)將閉鎖機(jī)組負(fù)荷和汽機(jī)指令的減小。
　　
　　7）DI，DEH請(qǐng)求負(fù)荷保持：
　　
　　電平信號(hào)。MCS收到此信號(hào)將閉鎖機(jī)組負(fù)荷和汽機(jī)指令的增加和減小。
　　
　　8）AI，汽機(jī)負(fù)荷參考：
　　
　　模擬量。代表汽機(jī)的負(fù)荷。
　　
　　汽機(jī)主控系統(tǒng)的上述功能在圖一和圖二中均有表示。
　　
　　三、鍋爐主控（BM）
　　
　　鍋爐主控系統(tǒng)的目的是產(chǎn)生燃燒率指令，以控制燃燒。它是燃料、送引風(fēng)、給水等系統(tǒng)的指令來源，只有這些子系統(tǒng)置成自動(dòng)方式后，“鍋爐主控手自動(dòng)站”才有效，否則它跟蹤一個(gè)恰當(dāng)值，使“燃料主控制器”輸入偏差為零。“鍋爐主控手自動(dòng)站”有效后，可以手動(dòng)或自動(dòng)。手動(dòng)方式時(shí)，由運(yùn)行員在100％范圍內(nèi)，給出鍋爐的整體負(fù)荷指令，它決定著鍋爐的出力。自動(dòng)方式時(shí)，接收兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器中的一個(gè)輸出：“協(xié)調(diào)方式鍋爐調(diào)節(jié)器”或“爐跟蹤方式鍋爐調(diào)節(jié)器”。
　　
　　1．協(xié)調(diào)方式下的鍋爐指令
　　
　　遵循如下模型：
　　
　　鍋爐指令＝ULD+MWe+TPe+∫（TPe+MWe）
　　
　　鍋爐參與消除主汽壓余差，而不參與消除MW余差。
　　
　　2.鍋爐跟蹤方式下的鍋爐指令
　　
　　鍋爐主控在自動(dòng)，汽機(jī)主控在手動(dòng)，以目標(biāo)負(fù)荷作機(jī)組燃燒率的前饋指令。機(jī)組燃燒率被Tpe的比例積分校正。目標(biāo)負(fù)荷是汽機(jī)要求的蒸汽流量而非已有的負(fù)荷。實(shí)際的目標(biāo)負(fù)荷由下式給出：
　　
　　目標(biāo)負(fù)荷＝（TPd／FSPd）X（FSPa／TPa）
　　
　　其中：TPd一機(jī)前壓力設(shè)定值
　　
　　TPa一機(jī)前壓力實(shí)際值
　　
　　FSPd一一級(jí)壓力設(shè)定值（滿負(fù)荷）
　　
　　FSPd一一級(jí)壓力實(shí)際值
　　
　　四、燃料量控制（FF）
　　
　　本系統(tǒng)的目的是產(chǎn)生燃料流量指令，以滿足鍋爐指令的要求。
　　
　　1．燃料主控
　　
　　燃料主控由燃料主控調(diào)節(jié)器和燃料主控手／自動(dòng)站組成。以蒸汽流量加汽包壓力的微分代表的鍋爐發(fā)熱量視為總?cè)剂狭浚鳛槿剂现骺卣{(diào)節(jié)器的PV，主控器的SP和前饋基本上是鍋爐指令，但經(jīng)給水溫度的函數(shù)，以考慮給水所含熱量。經(jīng)PI校正后由總風(fēng)量交叉限幅，通過燃料主控手／自動(dòng)站送出總?cè)剂现噶睢Ｇ梆伒哪康氖羌涌烊剂峡刂崎y對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)。總?cè)剂狭咳绻^上下限幅燃料主控手／自動(dòng)站不能投入自動(dòng)。燃料主控制器輸出的總?cè)剂狭恐噶顪p去燃油BTU，經(jīng)增益自動(dòng)補(bǔ)嘗，控制各給粉機(jī)轉(zhuǎn)速。控制煤粉總流量。運(yùn)行員可以任意調(diào)整各臺(tái)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏置，甚至起／停一臺(tái)給粉機(jī)，在這種情況下，增益自動(dòng)補(bǔ)償器能保證煤粉總流量不變。
　　
　　2．給粉機(jī)控制
　　
　　調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)燃料量的控制。為每臺(tái)給粉機(jī)設(shè)置偏置功能，使運(yùn)行員能改變各給粉機(jī)負(fù)荷的分配，也可以根據(jù)“送粉一次風(fēng)流量”偏移平均值的多少，反過來自動(dòng)微調(diào)給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速偏置。每層設(shè)層操站，每角設(shè)角操站。每站都有偏置功能，設(shè)計(jì)中考慮zui大限度地避免偏置飽和。
　　
　　五、送風(fēng)機(jī)控制
　　
　　FDF控制系統(tǒng)的目的是控制送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，滿足燃料的風(fēng)量要求及保證鍋爐的安全。
　　
　　1．氧校正／風(fēng)燃料比
　　
　　煙氣氧含量設(shè)定值SP隨蒸氣流量變化，并具有操作員偏置，加大偏置可增加系統(tǒng)的過剩空氣。SP與實(shí)測(cè)的煙氣氧含量比較，對(duì)偏差進(jìn)行PI校正，得出氧修正系數(shù)，送往手／自動(dòng)站，這也就是“風(fēng)燃料比”。經(jīng)給水溫度修正后的鍋爐指令在產(chǎn)生燃料指令的同時(shí)，與“風(fēng)燃料LL"相乘，得到風(fēng)指令。實(shí)際總?cè)剂狭恳才c“風(fēng)燃料比”相乘參加風(fēng)指令的高選。風(fēng)對(duì)燃料的交叉限制也是通過“風(fēng)燃料比”將風(fēng)量轉(zhuǎn)換為燃料綱的。“風(fēng)燃料lb"概念的引入，保證了雙交叉限制的正確執(zhí)行，在風(fēng)量增、減或燃料量增、減過程中始終保持穩(wěn)定的風(fēng)燃料比，保證燃燒穩(wěn)定。
　　
　　2．送風(fēng)指令的形成
　　
　　進(jìn)入鍋爐的總風(fēng)量由zui終進(jìn)入爐膛的一次風(fēng)量和二次風(fēng)量相加組成。送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PV是總風(fēng)量，SP是風(fēng)指令，偏差經(jīng)PI校正，用于調(diào)節(jié)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制風(fēng)量，以獲得*風(fēng)燃料比。
　　
　　爐膛壓力低時(shí)，閉鎖送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉關(guān)小，爐膛壓力高時(shí)，閉鎖送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大。每臺(tái)送風(fēng)機(jī)設(shè)一臺(tái)軟手操站，可以無擾動(dòng)地調(diào)整兩臺(tái)之間的差置。為防止喘振，每臺(tái)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉要受“zui大動(dòng)葉轉(zhuǎn)角”限制。zui大動(dòng)葉轉(zhuǎn)角隨風(fēng)機(jī)流量而變，并扣除一個(gè)安全邊界偏置。
　　
　　3．軸流風(fēng)機(jī)喘振保護(hù)
　　
　　喘振zui容易發(fā)生在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓高而出口流量低的異常工況下。有兩種方法防止軸流風(fēng)機(jī)喘振，一種如上節(jié)所述，限制站輸出。另一種方法是在協(xié)調(diào)方式下修正風(fēng)量指令。這種方法是計(jì)算出與風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓力比有關(guān)風(fēng)的風(fēng)機(jī)“絕熱壓頭”，喘振工況的絕熱壓頭與風(fēng)機(jī)流量大致成拋物線關(guān)系。當(dāng)實(shí)際絕熱壓頭升到足夠靠近喘振曲線、機(jī)組又在協(xié)調(diào)方式時(shí)，則產(chǎn)生RD，將機(jī)組指令減下來，直至實(shí)施絕熱壓頭處于遠(yuǎn)離喘振曲線的安全范圍內(nèi)。
　　
　　六、爐膛壓力控制
　　
　　系統(tǒng)提供平衡的引風(fēng)操作。通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，控制爐膛壓力在設(shè)定值。
　　
　　1．三冗余的爐膛壓力測(cè)量
　　
　　運(yùn)行員在操作臺(tái)上可選擇A、B、C或中值作被控變量。當(dāng)被選值突然變成壞質(zhì)量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到好質(zhì)量的測(cè)量值上，A，B，C值之一與中值偏差超過預(yù)定范圍時(shí)報(bào)警。如其余二個(gè)信號(hào)與中值信號(hào)的偏差均超限報(bào)警時(shí)，爐膛壓力控制系統(tǒng)切換至手動(dòng)。A，B，C及中值選擇的所有自動(dòng)及手動(dòng)均是平滑過渡無沖擊。A、B、C值全部變壞質(zhì)量的瞬間，系統(tǒng)自動(dòng)追憶正常工作時(shí)的控制輸出，并切換到手動(dòng)。
　　
　　2．引風(fēng)機(jī)指令的形成
　　
　　被選爐膛壓力與運(yùn)行員可調(diào)的SP比較，驅(qū)動(dòng)PI調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器的前饋是送風(fēng)機(jī)平均指令，使控制系統(tǒng)預(yù)先作出響應(yīng)，減少爐壓波動(dòng)。
　　
　　3．方向閉鎖
　　
　　方向閉鎖在爐膛壓力異常時(shí)有效，爐膛壓力低于若干Pa時(shí)閉鎖引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大，爐膛壓力高于若干Pa時(shí)閉鎖引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉關(guān)小。方向閉鎖位于站的下游，以提高保護(hù)動(dòng)作的優(yōu)先級(jí)。
　　
　　4．爐膛壓力超馳
　　
　　MFTKICKER的目的是防止內(nèi)爆。在MFT發(fā)生瞬間迅速減小引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令。減小量與滅火前的機(jī)組負(fù)荷有關(guān)。經(jīng)過一段時(shí)間延遲（時(shí)間可調(diào)），動(dòng)葉恢復(fù)正常調(diào)節(jié)。正常工作時(shí)，若爐膛壓力低于一個(gè)預(yù)定的負(fù)極限值，則將發(fā)生爐膛壓力超馳。與差值成比例的一個(gè)負(fù)值迭加到兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令上，使動(dòng)葉關(guān)小，不論站手動(dòng)或自動(dòng)均有效。
　　
　　七、主汽溫度控制
　　
　　本系統(tǒng)控制zui終的二級(jí)過熱器出口溫度。鍋爐一般設(shè)有二級(jí)噴水，兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)均為串級(jí)，以減溫器下游溫度（即過熱器入口溫度）作為付調(diào)參數(shù)。有的減溫帶有兩側(cè)噴水，則可將串級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成帶兩個(gè)并行的副環(huán)。在兩副環(huán)設(shè)定值之間設(shè)偏置器。為了減小噴水壓力等的影響，在副調(diào)節(jié)器后均再加一級(jí)副調(diào)節(jié)器，控制參數(shù)為噴水流量。
　　
　　為了更有效地控制二級(jí)過熱器出口溫度，利用熱平衡原理估算減溫器出口溫度設(shè)定值是可取的。二級(jí)減溫器出口溫度的設(shè)定值是通過計(jì)算進(jìn)人二級(jí)過熱器蒸量應(yīng)具焓值得到的。根據(jù)應(yīng)具焓值及過熱器人口壓力，由蒸氣表的內(nèi)插函數(shù)可以確定二級(jí)過熱器人口溫度的設(shè)定值。二級(jí)過熱器人口壓力等于機(jī)前壓力加二級(jí)過熱上的壓力降估算值；二級(jí)過熱器應(yīng)具入口焓等于主蒸汽焓減去二級(jí)過熱器焓升的期望值，再加上焓值的動(dòng)態(tài)修正。這樣計(jì)算得到的減溫器出口溫度設(shè)定值經(jīng)飽和保護(hù)（防止噴水閥在飽和區(qū)打開）作為主調(diào)節(jié)器的前饋。
　　
　　主蒸汽的焓值，代表鍋爐蒸汽應(yīng)提供的KJ／Kg數(shù)。將機(jī)前壓力設(shè)定值和主汽溫度設(shè)定值輸入5X5內(nèi)插器，即得到要求的焓。
　　
　　二級(jí)過熱器焓升的期望值取決于二級(jí)過熱器的入口煙溫及過熱器列管吸熱性能。影響入口煙溫的參數(shù)有：燃燒率，再熱控制特性，過量風(fēng)和投入的燃燒器層。這些參數(shù)都用于確定通過二級(jí)過熱器的焓升的期望值。焓升還與負(fù)荷直接有關(guān)，風(fēng)量作為負(fù)荷的代表也被用來確定焓升的期值。
　　
　　當(dāng)負(fù)荷快速變化時(shí)，常常需要鍋爐過燃燒或久燃燒，引起主汽溫偏移。例如負(fù)荷升高時(shí)，過量熱供給過熱器，以適應(yīng)蒸汽流量的增加（蒸汽流量冷卻過熱器）。這種不平衡使主汽溫升高。為避免溫度的偏移，用機(jī)前壓力偏差進(jìn)行焓值動(dòng)態(tài)校正：當(dāng)機(jī)前壓力升高時(shí)，偏差信號(hào)指示對(duì)過熱器的加熱大于冷卻，應(yīng)減小過熱器人口溫度設(shè)定點(diǎn)，從而增大噴水，補(bǔ)償汽溫的上升。當(dāng)鍋爐主控手動(dòng)，不對(duì)機(jī)前壓力進(jìn)行自控時(shí)，動(dòng)態(tài)校正忽略。
　　
　　主調(diào)節(jié)器輸出與“偏置設(shè)定器”相加減作兩個(gè)副調(diào)節(jié)的SP。當(dāng)兩個(gè)付環(huán)均自動(dòng)時(shí)，運(yùn)行員可用“偏置設(shè)定器”調(diào)整兩個(gè)付環(huán)溫度SP的正負(fù)偏質(zhì)量，使一側(cè)略高另一側(cè)略低，從而改變兩個(gè)閥噴水量的分配。
　　
　　八、給水控制
　　
　　給水控制滿足全程給水自動(dòng)的要求。
　　
　　機(jī)組啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)（如<14％），根據(jù)汽包水位沖量來控制旁路給水閥，根據(jù)汽包壓力及給水管路系統(tǒng)的阻力來控制電動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速，以保證電動(dòng)水泵出口對(duì)汽包有足夠的但不過于富裕的穩(wěn)定壓差。
　　
　　系統(tǒng)脫離低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)打開主路給水電動(dòng)門，壓差控制器退出工作，單沖量（汽包水位）調(diào)節(jié)器控制電動(dòng)泵轉(zhuǎn)速。主路給水電動(dòng)門打開期間，旁路閥仍自動(dòng)狀態(tài)，之后保持其閥位不變。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷>20％時(shí)，給水控制系統(tǒng)自動(dòng)地由單沖量轉(zhuǎn)為三沖量（汽包水位、主汽流量、給水流量）控制。當(dāng)汽泵與電泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)或者兩臺(tái)汽泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速同時(shí)受三沖量給水控制器控制。
　　
　　三臺(tái)泵的負(fù)荷分配按流量計(jì)算，即各臺(tái)泵的末級(jí)是流量調(diào)節(jié)器。借用前置泵流量測(cè)量值。zui小流量再循環(huán)閥非關(guān)閉狀態(tài)，流量視為零。
　　
　　以三臺(tái)泵當(dāng)前流量總和為100％，電泵所承擔(dān)比率是可調(diào)的。當(dāng)兩臺(tái)汽泵均手動(dòng)時(shí)，電泵自動(dòng)承擔(dān)其余負(fù)荷。當(dāng)有一臺(tái)或兩臺(tái)汽泵投入自動(dòng)且未被限幅，則電泵所承擔(dān)總負(fù)荷的比率不變，但可由運(yùn)行員修改。當(dāng)兩臺(tái)汽泵自動(dòng)而電泵突然停止，則電泵承擔(dān)的原流量負(fù)荷平均地分配到兩臺(tái)汽泵。在控制臺(tái)上顯示各泵的“相對(duì)流量”，即前置泵當(dāng)前流量與機(jī)組額定給水流量之比。自動(dòng)工作的兩臺(tái)汽泵，它們的相對(duì)流量可以用偏置器再調(diào)整。以上切換和調(diào)整均不改變控制器輸出，因而無擾動(dòng)。
　　
　　啟動(dòng)完畢，兩臺(tái)汽泵正常運(yùn)行以后，如果運(yùn)行員按動(dòng)一個(gè)“電泵緊急起動(dòng)允許”按鈕，那未，隨后一旦一臺(tái)汽動(dòng)給水泵跳閘、將引起RB之前，電動(dòng)給水泵將緊急起動(dòng)，按承擔(dān)100％負(fù)荷的要求，升速10秒（可調(diào)），之后進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)并承擔(dān)50％負(fù)荷。5秒之內(nèi)電動(dòng)給水泵如不能緊急起動(dòng)，將發(fā)生給水RB。
　　
　　九、協(xié)調(diào)系統(tǒng)的升級(jí)一自由壓力運(yùn)行方式的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)
　　
　　自由壓力運(yùn)行方式的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)新型節(jié)能性控制系統(tǒng)。它與本文開頭所述的傳統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)不同，是原有系統(tǒng)的升級(jí)。是對(duì)傳統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)和提高，特別適用于調(diào)峰機(jī)組。該系統(tǒng)兼有傳統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的全部功能和運(yùn)行方式。對(duì)運(yùn)行員來說，*不同的是增加了一個(gè)人機(jī)接口軟開關(guān)，用于在兩種運(yùn)行方式之間切換。
　　
　　傳統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制主汽壓和兆瓦輸出而不管汽機(jī)高壓調(diào)門是否處于半開關(guān)狀態(tài)，因而存在節(jié)流損失。當(dāng)選定自由壓力運(yùn)行方式后，系統(tǒng)可以將“順序閥門”運(yùn)行方式的汽機(jī)高壓調(diào)門位置地控制在“分程轉(zhuǎn)換點(diǎn)”上，使汽機(jī)各高壓閥門或者全開或者全關(guān)，避免處于半開半關(guān)狀態(tài)，從而減少能量損失。系統(tǒng)通過控制燃燒使鍋爐主汽壓在一定范圍內(nèi)滑動(dòng)，以滿足兆瓦指令的要求。對(duì)于不同的兆瓦指令要求，系統(tǒng)自動(dòng)尋找適當(dāng)?shù)钠麢C(jī)高壓調(diào)門分程轉(zhuǎn)換點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的主汽壓上下限，直至高負(fù)荷時(shí)全開所有高壓調(diào)門。在運(yùn)行過程中及分程轉(zhuǎn)換點(diǎn)變化過程中，系統(tǒng)嚴(yán)格控制主汽壓變化速率，因而不會(huì)影響鍋爐壽命。
　　
　　在日益重視保護(hù)環(huán)境、節(jié)省資源、降低成本的今天，自由壓力運(yùn)行方式的機(jī)爐協(xié)調(diào)制系統(tǒng)必將在火電機(jī)組特別是調(diào)峰機(jī)組中得到推廣應(yīng)用。