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第四节 机组协调控制实例 一、系统总体介绍 机组协调控制系统结构同前， 其中负荷控制系统由负荷指令处理 回路和机炉主控制器两部分构成， 机炉主控制器发出的控制指令最终 形成锅炉（主控）指令和汽轮机（ 主控）指令。 机组采用如下四种控制方式： (1) 当锅炉主控制器和汽轮机主控制器 均为手动时，采用基本方式（BASE MODE）。当锅炉主燃料控制为自动 时，锅炉指令和汽机指令均由手动设 定，汽轮机调门由DEH独立控制。 (2) 当锅炉主控制器为自动,汽轮机主控制器 为手动时，采用锅炉跟随方式（BF MODE ）。这时机前主蒸汽压力（机前压力）由 锅炉燃烧率自动控制，汽轮机调门由DEH 独立控制。 (3) 当锅炉主控制器为手动，汽轮机主控制 器为自动时，采用汽轮机跟随方式（TF MODE）。这时主蒸汽压力由汽轮机调门自 动控制，机组功率由运行人员手动控制。 (4) 当锅炉主控制器和汽轮机主控制器均为 自动时，采用协调控制方式（CC MODE） 。采用以锅炉跟随为基础（CBF）的协调控 制方式，即主蒸汽压力通过锅炉燃烧率自动 控制，机组功率通过汽轮机调门自动控制。 在协调控制和锅炉跟踪方式下，可以采 用滑压控制。滑压控制时，主蒸汽压力的 给定值是根据机组负荷来自动设定。在机 组定压控制时，主蒸汽压力的给定值由运 行人员手动设定。 二、负荷指令处理回路 1、负荷指令处理回路 接受的负荷指令为：ADS指令、运行人员 负荷指令和汽轮机转速。根据机组情况， 按一定的逻辑条件进行这三种负荷指令的 选择。 & & 调频回路投 入 N V ADS A3000 T A f(x) A 0 负荷指令切手 动 输出电功率 负荷指令跟踪 Y 目标负荷指令 负荷指令超高限 负荷指令跟踪 负荷指令超低限 汽轮机转速 图1318 目标负荷指令的生成 TT Y N T Y N T Y N 1 当为机组协调控制方式；负荷指令变化速 率未超速；ADS指令信号正常；机组运行 正常未发生RD、BI或BD时，负荷指令切手 动逻辑信号为“0”，控制切换器选择接受 ADS指令。 1 1 1 锅炉控制器手动 汽轮机控制器手动 ADS指令超速率 负荷指令跟踪 ADS信号错误 RD BI BD 负荷指令切手动 图1319 相应切换逻辑信号构成 AGC禁止 切换器切换至运行人员手动设定：ADS信号错误； ADS指令变化超过机组最大响应速率；锅炉主控制器和 汽轮机主控制器一方为手动时（非协调控制方式）； AGS禁止；机组发出RD、BI或BD。 调频回路的投入需要同时满足三个 条件：机组在协调控制方式下、频率信号 完好、运行人员按下调频回路投入按钮。 调频回路投入后，现负荷指令变为原 负荷指令加上电网频率校正指令。当频率 过低时会增加负荷指令；否则减小，从而 保证电网频率的稳定。当上述三个条件中 的任何一个不满足时，会切除调频回路。 在机组非协调控制方式或在协调控制方式下 ADS指令变化速率超速时，负荷指令跟踪信号为 “1”，该信号使得切换器切换到目标负荷指令跟踪 发电机实际功率，以便协调控制方式再投入时的 无扰切换。 最大及最小负荷限制的作用是当机组在协调控 制方式下，避免ADS指令超过运行人员设定的最 大及最小负荷。当负荷指令超过机组允许的最小 或最大负荷时，由相应逻辑信号控制相应切换器 切换，使得负荷指令保持原输出值，从而闭锁了 负荷指令的变化。 负荷变化速率目标负荷指令 协调控制方 式 N A K A0 K 输出电功率 RD 速率选择 实际负荷指令 H/L H/ 负荷保持负荷偏差 N T Y Y N T N Y T A0 Y Y T 图1320 实际负荷指令形成回路 速率选择 手动负荷进行 手动负荷保持 AGC 自动 调频回路投入 & 协调方式 负荷保持 RD RB BI BD 负荷偏差 & & S 1 R & 1 1 1 1 1 1 1 图1321 速率选择逻辑 速率 选择 负荷偏 差 实际负 荷指令 变化趋势 11增加 10减小 0X保持 除了上面介绍的对实际负荷指令基本处理方法 外，还以下几种处理情况： （1）在协调控制方式时，操作员手动按下负荷保持 按钮，速率选择信号为“0”，实际负荷指令被保持 。 （2）在协调控制方式时，操作员手动按下负荷进行 按钮。此时，根据指令偏差情况，进行实际负荷 指令的增加、减小和保持处理。如负荷保持信号 为“1”，则表示实际负荷指令与目标负荷指令不相 等，速率选择信号为“1”，根据负荷偏差信号控制 实际负荷指令增或减。当负荷保持信号为“0”时， 表示此时实际负荷指令与目标负荷指令相等，此 时，速率选择信号为“0”，实际负荷指令保持。 （3）在协调控制方式时，AGC自动或调频回 路投入，对实际负荷指令处理上面介绍过 。 （4）在协调控制方式时，当RD信号为“1”时 ，速率选择信号为“0”，PID输出保持，而实 际负荷指令被置0，此时机组被强迫减负荷 直到RD信号消失为止。 （5）在协调控制方式时，当BI信号为“1”时，如 果此时负荷偏差信号为“1”，即实际负荷指令小于 目标负荷指令，速率选择信号为“0”，实际负荷指 令保持。反之，如果负荷偏差信号为“0”，即实际 负荷指令大于目标负荷指令，速率选择信号为“1” ，允许实际负荷指令减小操作。因此，实现了负 荷指令闭锁增功能。 （6）在协调控制方式时，当BD信号为“1”时，原 理同（5），但速率选择信号的逻辑切换与（5） 相反，由此实现了负荷指令闭锁减功能。 (7) 当RB信号为“1”时，机组切汽轮机跟随方式， 速率选择信号为“0”，PID输出保持，而实际负荷 指令跟踪输出电功率。 2、RB信号生成 主要监测的辅机包括：给水泵、送风机 、引风机、一次风机、空预器及炉水循环 泵。在机组负荷大于一定值的情况下，若 上述辅机跳闸，则发出RB请求。 RB信号发出后，机组控制方式将自动切 为汽轮机跟随方式。汽轮机维持主汽压力 ，锅炉则以预定的RB目标值降低锅炉总燃 料量，也就是由FSSS系统根据RB目标值 ，将部分磨煤机切除，保留与机组负荷相 适应的磨煤机台数。 A引风机运行 B引风机运行 A送风机运行 B送风机运行 A一次风机运行 B一次风机运行 空预器A主电机运行 空预器A辅助电机运行 空预器B主电机运行 空预器B辅助电机运行 引风机单侧运行 送风机单侧运行 一次风机单侧运行 空预器单侧运行 图1322 主要辅机运行状态逻辑 =1 =1 =1 1 1 =1 汽动给水泵A跳闸 汽动给水泵B跳闸 电动给水泵运行 50% RB & 35% RB 75% RB =1 1 & & & 图1323 给水泵RB逻辑 制粉系统出力 3台磨煤机运行 1台炉水循环泵运行 引风机单侧运行 送风机单侧运行 一次风机单侧运行 空预器单侧运行 50% RB 35% RB 75% RB A A A A A RB 目标值 图1324 RB目标值的生成 RB 目标值 H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ H/ & & & & & & & & & T 输出电功率 Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y 3台磨运行 3台磨运行 4台磨运行 3台磨运行 2台磨运行 发生RB后，根据跳闸设备的不同而产生不同 的RB目标值。发生RB情况后，机组将快速减少 进入炉膛的燃料量，这时机组实际负荷指令跟踪 输出电功率，其处理方法如下： (1) 机组负荷大于330MW，当空预器、引风机、送 风机或一次风机设备中有任一台跳闸停运，则发 生RB。FSSS切除磨煤机，保留3台磨煤机运行， 协调控制方式切至汽轮机跟随方式，机组减负荷 至300MW； (2) 机组负荷大于330MW，炉水泵两台中的一台停 止运行，且5秒钟内备用泵未联锁启动，则发生 RB。FSSS切除磨煤机，保留3台磨煤机运行，协 调控制方式切至汽轮机跟随方式，机组减负荷至 300MW； (3) 机组负荷大于360MW，两台汽动给水泵中的一 台停止运行，发生给水泵RB。FSSS切除磨煤机 ，保留3台磨煤机运行，协调控制方式切至汽轮机 跟随方式，机组减负荷至300MW； （4）任一汽动给水泵跳闸，电泵联启成功，发75 RB信号， 保留4台磨煤机运行；任一台汽动给 水泵跳闸，电泵联启不成功，发50RB信号；保 留3台磨煤机运行，两台汽动给水泵均跳闸，电泵 联启成功，发35RB信号；保留2台磨煤机运行 ； （5）任三台磨运行，机组负荷大于360MW，发RB 信号，负荷减至300MW。 3、RD信号生成 RD信号是通过监测总风量、炉膛压力和 给水量这三个量与它们的给定值之间偏差 ；以及相应设备的对应状态来生成RD信号 ，RD信号是由送风机RD、引风机RD和给 水泵RD构成。 炉膛压力给定值 总风量给定值 送风机A指令最大 送风机A自动 RD 1 1 送风机B指令最大 送风机B自动 1 1 & & 送风机DR 引风机A指令最大 引风机A自动 1 1 引风机B指令最大 送风机B自动 1 1 & & 引风机DR 给水流量给定值 汽动给水泵A指令最大 汽动给水泵A自动 1 1 汽动给水泵B指令最大 汽动给水泵B自动 1 1 & & 电动给水泵指令最大 电动给水泵自动 1 1 给水泵DR 1 图1325 RD信号的生成 /L H/ /L 4、BI/BD信号生成 闭锁增与闭锁减逻辑实现当设备实际出力与负 荷需求有偏差时，且偏差超过设定的限制值时， 对负荷指令产生闭锁，即不让机组实际负荷指令 向着超过设备工作极限或进一步扩大偏差的方向 变化，以防止事故的发生。 BI/BD监测的对象与RD监测的基本一致，除了 监测总风量、炉膛压力、给水流量外，还增加了 对机组输出电功率和主蒸汽压力的监测。 炉膛压力给定值 引风机A指令最大 引风机B指令最大 汽动给水泵A自动 汽动给水泵B自动 总风量给定值 送风机A指令最大 BI & 送风机B指令最大 1 1 1 & 1 给水流量给定值 汽动给水泵A指令最大 1 汽动给水泵B指令最大 1 & 1 电动给水泵指令最大 1 1 引风机A自动 1 1 引风机B自动 1 1 1 电动给水泵B自动 1 1 主蒸汽压力给定值 /L H/ /L /L 输出电功率实际负荷指令 /L 图1326 BI信号的生成 三、机炉主控制器 1、控制方式选择逻辑 协调控制系统具有四种控制方式： (1) 基本方式BASE； (2) 锅炉跟随方式BF； (3) 汽轮机跟随方式TF； (4) 协调控制方式CC。 锅炉主控制器手动 汽轮机主控制器手动 基础方式 汽机跟随方式 锅炉跟随方式 协调控制方式 1 1 1 1 & & & 图1327 控制方式选择 2、压力指令生成回路 压力指令运算回路主要作用： （1）选择机组是滑压运行方式还是定压运行 方式； （2）设定机前主蒸汽压力的给定值。 由运行人员手动选择滑压运行方式，当 发生下列情况时滑压运行方式自动退出： 运行人员手动选择定压方式；协调控制方 式退出；发生RD情况。 A 压力变化速率选择 A 压力变化速率限制值 A 实际负荷指令 T 主蒸汽压力 H/ f(x) 调门开度主蒸汽压力给定值 滑压运行方式 H/L 压力偏差 主蒸汽压力给定值 图1328 压力指令运算回路 K Y N + 压力正差 A Y 0 N T K 滑压运行方式 或基本控制方 式 N Y T N T 滑压运行方式 Y K N T Y 滑压方式 1 手动进行 手动保持 S 1 R 压力变化速率选择 1 1 & 压力偏差 图1329 压力变化速率选择信号逻辑 3、汽轮机主控制器 DEH负荷设定 值 输出电功率实际负荷指令 f(x) 压力给定值 主蒸汽压力 T A 汽机指令TD YN 协调控制方 式 手/自动切换 CC PID K K TF PID P T 图1330 汽轮机主控制器 Y N DEH遥控 T 满足下列任一条件，汽轮机主控制器切手动： DEH非遥控状态；负荷偏差超限；主蒸汽压力偏 差超限；负荷低超限；主蒸汽压低超限；功率信 号故障；汽轮机跳闸；发电机调闸。 汽轮机主控制器为手动时，如果锅炉主控制器 为自动时，机组采用锅炉跟随方式，这时主蒸汽 压力由锅炉燃烧率自动控制，汽轮机调门由DEH 独立控制，汽机指令TD跟踪调门开度。如果锅炉 主控制器为手动时，由运行人员在汽机主控器上手动 设定汽机指令TD，由DEH系统控制机组功率。 当DEH系统非遥控方式时，汽机指令TD跟踪DEH系统 送来的汽机负荷参考。 4、锅炉主控制器 图1331 锅炉主控制器 主蒸汽压力pT 调速级压力p1 T A 总燃料量 LEAD LAG 锅炉指令BD Y N 手/自动切换 主