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密级:技术秘密 TPRI 合同编号:TPRI/T5-CA-007-2005A报告编号:TPRI/T5-RA-0 -2005 华能玉环电厂41000MW超超临界机组DCS系统应用软件设计说明设计说明设计说明西安热工研究院有限公司二 五 年 九 月1.本技术报告的著作权属西安热工研究院有限公司,未经我院的书面许可,任何单位与人员不得部分复制本报告或擅自公开发表;2.凡注明了密级的技术报告,任何部门与人员均不得私自对外提供,不得复制;3.无西安热工研究院有限公司技术报告专用章的技术报告,不属我院的正式技术报告;4.对本技术报告有异议者,请与西安热工研究院科研管理部联系(电话;5.西安热工研究院有限公司投诉电话(传真注 意 事 项 质量方针以人为本 规范诚信求实创新 追求卓越热工研究院部门联系电话院长工作部82102152 82102122科研管理部82102166 项目策划部82102585 电站清洁燃烧国家工程研究中心82102556电站运行技术部82102320电站化学工程技术部82102369电站材料技术部82102519电站自动控制技术部82102380发电新技术部82102523电站技术监督及优化检修技术部82102183电站调试技术部82102428苏州国电热工研究院有限公司68098681西安国电水处理有限公司82102270西安国电电站控制工程有限公司82102526西安热工研究院传真安热工研究院项目策划部传真安热工研究院科研管理部传真安热工研究院质量监督电话/传真安热工研究院客户服务电子邮箱 TPRI西安热工研究院有限公司技术报告报告编号:TPRI/T5-RA- -2005合同编号:TPRI/T5-CA-007 -2005A项目负责单位:西安热工研究院有限公司项目承担部门:电站自动控制技术事业部 项目合作单位:华能玉环电厂 上海西屋控制系统有限公司课题起讫日期:2005年4月2006年3月项目负责人:杨新民主要工作人员:李军 习志勇 王春利 姜茵 刘浩 崔战兵 卢秀文 王文骏 张琛报告编写人:李军 习志勇 姜茵 刘浩 崔战兵 卢秀文 王文骏报告校阅人:习志勇审核:杨新民批准:刘伟摘 要华能玉环电厂(41000MW)超超临界机组锅炉选用的是哈尔滨锅炉(集团)股份有限公司引进日本三菱技术制造的超超临界参数变压运行直管水冷壁直流炉,汽机选用的是上海汽轮机有限公司生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽汽机。DCS系统采用了上海西屋控制系统有限公司的OVATION分散控制系统,整套系统包括数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)(含旁路控制系统)、顺序控制系统(SCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、电气控制系统(ECS)等各项控制功能,是一套完成全套机组各项控制功能的完善的控制系统。该系统不仅功能覆盖面广,自动化水平高,而且取消了后备硬手操站(只保留少数紧急跳闸、启停按钮),居国内DCS系统设计和应用先进水平,代表了超超临界机组DCS系统发展的主流方向。西安热工研究院有限公司电站自动控制技术事业部承担了DCS设计、组态及技术服务的任务,从2005年4月开始至2006年3月,历时12个月,顺利完成了硬件卡件分配、机柜布置设计、控制方案设计、应用软件组态及出厂验收的工作。本次DCS系统应用软件控制策略是以日本三菱的控制策略为基础(主要是炉侧控制策略),结合我院以及华能有关专家相关经验进行设计,与国内以往控制策略有很大差异,控制方案复杂完善;联锁保护详细准确。在我们设计组态过程中,哈尔滨锅炉厂和日本三菱的三位专家两次来到中国,就控制方案进行了详细的交流并提出了宝贵的建议,在此我们表示衷心的感谢。2006年3月,由华能有关领导牵头组织华能集团有关专家在上海对控制方案进行了评审,与会的专家对我院提交的控制策略进行了认真的讨论,结合华能集团有关电厂的运行经验,提出了一些宝贵的建议,在此我们一并表示感谢。另外,在整个DCS系统应用软件设计组态过程中,我们得到了华能玉环电厂周立仁、周斌以及工程部和运行部有关领导的热情关心和有力支持,并得到了华东电力设计院金黔军、上海西屋控制系统有限公司吴山红、管宇群、朱鼎宇的大力协助。借此机会,向所有的领导,向所有支持、关心和帮助我们的同志和朋友们,表示衷心的感谢。为帮助电厂热工人员更全面地了解该系统,我们按DCS的子系统划分章节,编写了此“设计说明”。因为时间有限,文中对某些问题的分析可能尚欠深入,错误与不足在所难免,恳请读者批评指正。 编者 2006年3月关键词:超超临界机组 DCS 设计 说明目录1.数据采集系统(DAS)131. 1 DAS系统的硬件组成及现场采集信号的处理131. 1. 1 DAS系统的硬件组成131. 1. 2 现场数据采集信号的处理131. 2 DAS画面显示141. 2. 1 流程图画面结构141. 2. 2 流程图画面分类151. 2. 2. 1 锅炉部分流程画面(包括FSSS)151. 2. 2. 2 汽机部分流程画面显示161. 2. 2. 3 电气系统流程画面171. 2. 3 显示及操作说明181. 2. 4 操作面板详细说明211. 2. 4.1 设备操作面板211. 2. 4.2 备用操作面板231. 2. 4.3 程控操作说明231. 2. 5 画面图标说明252.模拟量控制系统(MCS)262. 1 ADS262. 1. 1 ADS投入允许条件262. 1. 2 ADS强制退出条件282. 1. 3 机组负荷指令信号282. 2 机组目标负荷、机组负荷上限和下限、机组目标负荷变化率的设定282. 2. 1 机组目标负荷值的设定282. 2. 2 机组负荷上限和下限值设定:292. 2. 3 机组目标负荷变化率的设定292. 3 机组一次调频投入302. 3. 1 机组一次调频投入允许条件302. 3. 2 机组一次调频投入强制退出条件302. 3. 3 机组一次调频投入投入方法302. 4 主汽压力设定302. 5 滑压运行的投入302. 6 锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成312. 7 协调控制方式下锅炉主控指令的形成312. 8 锅炉主控322. 9 汽机主控332. 10 机组运行方式的判断332. 11 煤主控342. 12 给煤机煤量控制342. 13 磨煤机热风调节门控制352. 14 磨煤机冷风调节门控制362. 14. 4 磨冷风调节门弹出画面参数对照表362. 15 点火油压力调节阀控制362. 15. 5 点火油压力调节阀弹出画面参数对照表372. 16 启动油调节阀控制372. 17 启动油雾化蒸汽调节阀控制382. 18 锅炉给水流量控制382. 19 电泵给水旁路调节阀控制382. 20 锅炉主汽一级减温水调节阀控制392. 21 锅炉主汽二级减温水调节阀控制402. 22 锅炉再热器烟气挡板控制412. 23 锅炉再热器事故减温水(A、B侧)控制412. 24 一次风机入口导叶控制422. 25 引风机入口导叶控制442. 26 送风机动叶控制452. 27 汽机高压旁路控制462. 27. 1 概述462. 27. 2 压力设定点发生器462. 27. 2. 1 启动462. 27. 2. 2 带负荷运行492. 27. 2. 3 停机502. 27. 3 压力控制器512. 27. 4 快开/快关逻辑522. 27. 5 温度控制522. 27. 6 喷水隔离阀控制器522. 28 汽机低压旁路控制522. 28. 1 总览522. 28. 2 压力设定点发生器532. 28. 3 压力控制器542. 28. 4 凝汽器保护542. 28. 5 温度控制器552. 28. 6 喷水隔离阀控制552. 28. 7 旁路控制自动投入方法552. 29 凝结水泵最小流量控制552. 30 除氧器水位控制563.炉膛安全监控系统(FSSS)583.1 概述583.1.1 硬件配置583.1.2 FSSS系统的组成593.2 公用控制逻辑593.2.1 公用控制逻辑概述593.2.2 油泄漏试验613.2.3 炉膛吹扫623.2.4 主燃料跳闸(MFT)643.2.5 油燃料跳闸(OFT)663.2.6 点火允许条件683.2.7 油母管阀门控制693.2.8 火检冷却风机693.2.9 密封风机713.2.10 RB工况723.2.11 煤层点火能量判断733.3 燃油控制逻辑733.3.1 点火油层控制733.3.2 A1点火油燃烧器控制733.4 燃煤控制逻辑773.4.1 煤层顺序控制773.4.2 煤层跳闸条件783.4.3 A磨煤机润滑油泵793.4.4 A磨煤机793.4.5 A给煤机813.4.6 A磨煤机密封风电动挡板823.4.7 A磨煤机入口冷风挡板823.4.8 A磨煤机入口热风挡板833.4.9 A磨煤机出口门833.4.10 A给煤机入口电动煤阀843.4.11 A给煤机出口电动煤阀853.4.12 A给煤机入口电动煤阀853.4.13 三次风挡板863.4.14 燃烧器冷却风挡板873.4.15 A磨煤机灭火蒸汽电动门873.4.16 A磨煤机出口阀密封风门873.4.17 A磨煤机出口阀密封风调整门883.4.18 一次母管风压低联跳磨煤机保护逻辑884.锅炉顺序控制系统(BSCS)894. 1 总则894. 1. 1 功能子组级控制904. 1. 2 驱动级控制904. 2 功能子组设计原则914. 2. 1 顺控步序914. 2.1.1 顺序启动和顺序停止的投入(启动)914. 2.1.2 启动和停止步序的中止(停止)914. 2.1.3 步序失败914. 2.1.4 步序完成914. 2. 2 主/备用设备联锁启/停914. 2. 3 子系统“自动请求”和“备用”功能914. 2. 3. 1 设计目的914. 3 驱动级功能设计原则924. 3. 1 概述924. 3. 2 电动机924. 3. 3 电动阀门、挡板924. 3. 4 气动阀934. 3. 4. 1 双线圈934. 3. 4. 2 单线圈934. 4 功能子组控制逻辑说明934. 4. 1 空预器子功能组934. 4. 1. 1 A空预器顺控934. 4. 1. 2 空预器A相关设备逻辑954. 4. 1. 3 空预器B子功能组964. 4. 2 引风机子功能组964. 4. 3 送风机子功能组1004. 4. 4 一次风机子功能组1034. 4. 5 361阀相关设备1074. 4. 6 给水和减温水系统1084. 4. 7 锅炉疏水设备1095.汽机顺序控制系统(TSCS)1115. 1 总则1115. 2 汽机TSCS控制逻辑说明1125. 2. 1 除氧给水系统子功能组控制项目1125. 2. 1. 1 电动给水泵子组项1125. 2. 1. 2 汽动给水泵子组项1155. 2. 1. 3 高压加热器子组项1185. 2. 2 汽机子功能组控制项目1215. 2. 2. 1 汽机油系统子组项1215. 2. 2. 2 汽机EH油系统子组项1235. 2. 2. 3 汽机蒸汽管道疏水阀子组项1245. 2. 2. 4 凝结水子组项1245. 2. 2. 5 凝汽器真空系统子组项1265. 2. 2. 6 低压加热器子组项1275. 2. 2. 7 汽机轴封系统子组项1295. 2. 2. 8 辅助蒸汽系统子组项1315. 2. 2. 9 发电机冷却水系统子组项1315. 2. 2. 10 发电机密封油系统子组项1325. 2. 2. 11 闭式冷却水系统子组项1335. 2. 2. 12 开式循环水系统子组项1356.电气系统(ECS)及公用系统1376. 1 概述1376. 2 人机界面及操作说明1376. 3 设计说明1386. 3. 1 操作窗口画面1386. 3. 2 设备逻辑说明1396. 3. 2. 1 发电机出口断路器1396. 3. 2. 2 发电机出口断路器隔离开关Q2(GS201)1396. 3. 2. 3 自动准同期1406. 3. 2. 4 励磁系统灭磁开关1406. 3. 2. 5 #1A高厂变6KV A断路器1406. 3. 2. 6 6KV A备用断路器1416. 3. 2. 7 6KV 1A厂用电快切装置1416. 3. 2. 8 #1A汽机变6KV断路器1426. 3. 2. 9 #1A汽机变380V断路器1426. 3. 2. 10 380V汽机段分段开关1436. 3. 2. 11 380V保安1A段电源侧断路器(汽机1A K5)1436. 3. 2. 12 380V保安1A段电源侧进线断路器(汽机1A k3)1446. 3. 2. 13 380V保安1A段进线断路器(柴油机)k11456. 3. 2. 14 励磁系统1456. 3. 2. 15 A高厂变有载调压开关1466. 3. 2. 16 110kV系统1466. 3. 2. 17 发变组程序并网功能组1477. 机组自启停系统(APS)1497. 1 概述1497. 2 操作说明1497. 3 设计说明151 1.数据采集系统(DAS)设计说明汕尾电厂2600MW机组DAS系统包括机、炉、电流程图几个部分。在机组启停正常运行以及事故工况等过程中,DAS为运行人员提供主要的设备操作接口以及监视记录手段,运行人员可从DAS中获得大量实时的或经过处理的机组信息,在DAS画面中直接对机组的绝大多数设备进行操作,并在需要的情况下可获得各种操作指导或操作帮助等各种信息。1. 1 DAS系统的硬件组成及现场采集信号的处理1. 1. 1 DAS系统的硬件组成 DAS系统没有配置单独的控制处理器,而是将相关测点分配在MCS、SCS、FSS、ECS各系统中。1. 1. 2 现场数据采集信号的处理对于DAS系统现场采集信号的处理过程来讲,保证各种采集数据的实时性正确性准确性以及安全性是非常重要的,它是实现机组安全高效运行的基础。从现场采集到的各种开关量和模拟量在进入计算机系统以前要相应的进行如下各种信号预处理过程:1) 模拟量正确性判断2) 数字滤波3) 参数补偿4) 非线性校正5) 工程量单位变换6) 开关量接点有效性检查7) 脉冲量输入累积DAS系统的信号采集及处理过程充分利用OVATION系统软硬件的高效性和安全性,经过合理的组态,使最终进入DCS系统的各种信号和参数满足各方面的性能指标要求。1. 2 DAS画面显示DAS画面显示分:流程图显示,操作窗口显示,成组显示等几类画面。1. 2. 1 流程图画面结构DAS流程画面的结构是这样的:最上面一行为画面名称、报警区域及机组主要参数区;中间部分为流程图画面显示区;最下面是进入帮助画面的“快捷按键”区及进入相关DAS画面的“快捷按键”区。流程图顶部中间为本流程图的图号和名称;最左端5个操作区域依次为:参数成组报警切入操作区,树结构菜单切入操作区,锅炉光字报警切入操作区,汽机光字报警切入操作区,电气光字报警切入操作区;最右端则为机组主要参数区。用户单击各切入操作区,会弹出各相关显示画面。画面左端5个操作区域,除树结构菜单切入操作区外,其余4个操作区除有切入相关画面功能外,还有报警状态显示功能。例如:当锅炉光字报警画面有报警信号时,各流程画面上的锅炉光字报警键会显示红光,当点击按键切入光字报警画面并进行确认后,报警键红光消失;当某主画面有参数报警时,参数成组报警区报警键会显示红光,点击按键切入画面报警菜单并进行确认后,报警键红光消失,并可从画面报警菜单进入报警主画面察看具体报警参数。流程图中部是主画面区,其特点和内容将在后面介绍。流程图左下部是进入帮助画面的“快捷按键”区。如果在本流程图显示出来的设备有程控操作,则在画面右下部显示有进入程控操作窗口画面的“快捷按键”。1. 2. 2 流程图画面分类流程画面分为锅炉画面、汽机画面、电气画面三部分。每个系统有各自独立的菜单。由菜单可切换到具体的流程图画面中。另外,也可由操作员键盘的方向按键按预定的顺序切换画面。锅炉画面菜单(2000)汽机画面菜单(2001)汽机画面菜单(2002)1. 2. 2. 1 锅炉部分流程画面(包括FSSS)编号名称3000炉膛固定墙系统图3001一次风系统图3002二次风系统图3003减温水系统图3004疏水系统3005二次风箱系统图3006再热器系统图3007一次风机A本体3008一次风机B本体3009空预器油站3010送风机本体3011空压机系统3013引风机本体3015炉前油系统3016MFT3017PURGE3018锅炉管壁温度测点13019锅炉管壁温度测点23020锅炉管壁温度测点33022引风机帮助画面3023送风机帮助画面3024一次风机帮助画面3025磨油站A&B&C&D&E&F3200磨A系统3201磨B系统3202磨C系统3203磨D系统3204磨E系统3205磨F系统3300B&E层油枪3301F&D层油枪3302A&C层油枪3303火检冷却风机3313助燃油系统1. 2. 2. 2 汽机部分流程画面显示 编号名称3500汽机主汽系统3501抽汽系统(1)3502抽汽系统(2)3503凝结水系统3504小机抽汽疏水3506真空系统3507汽机疏水系统3531汽机疏水系统(高背压)3532汽机疏水系统(低背压)3508汽动给水泵3509电动给水泵3511给水系统3512小机安全监视系统3513轴封系统3514凝汽器冷却水系统3515工业水系统(1)3516工业水系统(2)3517高加疏水3518低加疏水3519汽机安全监视系统3520汽机油系统3521EH油系统3522发电机氢水冷系统3523发电机密封油系统3525A小机油系统3526B小机油系统3527辅助蒸汽系统3528发电机本体温度测点3533循环水供给系统(1)3530循环水供给系统(2)1. 2. 2. 3 电气系统流程画面电气名称3800发电机变压器组3801厂用接线13802锅炉变3803汽机变3804励磁系统3805110V直流系统3806220V直流系统380740KV UPS 系统3808厂用接线2380980KV UPS 系统3810220DC系统13811220DC系统23812光字1(网通,励磁)3813光字2(UPS)3814光字3(UPS)3815光字4(110KV备用变)3816光字5(110KV备用变)3817光字6(发变组硬接线报警)3818光字7(发变组硬接线报警)3819光字8(发变组报警)3820光字9(发变组报警)3821光字10(发变组报警)3822光字11(厂用电,快切)3823光字12(厂用电,快切)3824光字13(断路器事故跳闸)1. 2. 3 显示及操作说明系统的各流程画面的静态部分按如下规定着色:蒸汽管道 红色水管道 绿色风烟管道 兰色燃油管道 黄色煤粉管道 褐色氢管 天兰色500KV 淡黄色110KV 朱红色20kV 梨黄色6kV 深蓝色380V 黄褐色直流 褐色接地 灰色主画面上过程参数、阀门、电机等以前景颜色显示,用红、兰、黄、绿等亮色代表不同的状态,如下所列:1) 模拟量的显示:l 正常为绿色平光l 高一限为红色平光l 低一限为黄色平光l 传感器报警或点坏为紫色l 操作员输入为青色l 超时报警为蓝色l 退出扫描为灰色2) 电动门的显示:l 电动门全开为红色平光l 电动门正在开过程为红色闪烁l 电动门全关为绿色平光l 电动门正在关过程为绿色闪烁l 超时故障为黄色l I/O故障为白色l 就地故障时在电动门图标周围出现红色闪烁方框l 当挂牌时在本电机图标旁边显示红色手状闪烁3) 调门的显示:l 手动为天蓝色l 自动为粉红色4) 电机的显示l 电机运行为红色l 电机停运为绿色l 超时故障为黄色l I/O故障为白色l 异常跳闸(不是DCS发指令电机停止)为绿色闪烁l 控制回路电源消失和保护装置故障时在电机图标周围出现红色闪烁方框5) 电气开关的显示:l 开关合闸为红色l 开关断开为绿色l 超时故障为黄色l I/O故障为白色l 当挂牌时在本开关图标旁边显示红色手状闪烁l 380V电气开关旁边的按钮是联锁投切按钮,当为“ON”时,表示6KV跳联跳该开关;当为“OFF”时,表示6KV跳不联跳该开关。1. 2. 4 操作面板详细说明1. 2. 4.1 设备操作面板设备操作面板如下图所示: 设备操作面板共分为3个区域:1 说明区:设备名称描述;2 报警信息区:黑色背景框,一般阀门提供6种报警指示,马达提供8种报警指示;操作面板相同的指示有:l 故障:设备操作(启/停,开/关)超时故障,操作面板上显示为黄 色“ST/SP FAIL”或“OP/CL FAIL” 或“ON/OFF FAIL”,正常时显示为灰色;l 操作允许:当设备启/停(开/关)操作允许条件满足时,操作面板上分别显示为绿色“ST PEM”和“SP PEM”(以马达操作面板为例),不满足时显示为灰色;l I/O故障:当设备反馈同时消失或同时存在时,显示白色“I/O FAIL”,否则显示为灰色;l 手动方式:当设备手动时,操作面板上显示红色“MAN”,否则为灰色。阀门的报警指示还有:l FAULT:当阀门出现过力矩或失电时,操作面板上显示黄色“FAULT”,否则为灰色。马达的报警指示还有:l 控制电源失电:当马达控制电源失电时,操作面板上显示黄色“PW LOSE”,否则为灰色。l 保护装置故障:当出现此信号时,操作面板上显示黄色“PRO FAULT”,否则为灰色。l 异常跳闸:当设备出现异常跳闸时,操作面板上显示绿色“ABNM TRIP”,否则为灰色。3 操作区:设备进行启/停(开/关)操作及复位和挂牌操作(马达,电气开关),并指示设备状态;面板下按钮为操作按钮,进行设备操作。按钮左边或下边文字为该设备的状态指示,当阀门已开、电机运行、电气开关在合位时,分别显示“OPENED、RUN、ON”; 当阀门已关、电机停止、电气开关在分位时,分别显示“CLOSED、STOPPED、OFF”。“DISABLE”、“ENABLE”为挂牌和摘牌按钮,RESET是复位按钮,当电机或电气开关操作时出现故障或异常跳闸时,用RESET按钮来复位此故障,否则该设备不能操作。在RESET按钮下显示绿色ABLE,并在字上有红色X,同时在流程画面中显示红色闪烁手状时,表示该设备挂牌,此时马达或电气开关不允许操作;摘牌时,RESET按钮下无显示,同时流程画面中红色闪烁手状消失。1. 2. 4.2 备用操作面板备用操作面板如下图所示:在此面板中,按钮“A”、“B”分别是设备A、B的备用投切按钮。若对设备A投备用,点“A”按钮即可,设备A在备用的情况下,要切除设备A的备用,再次点“A”按钮即可;设备B投备用以及切除备用的方法同设备A。对于一投一备的设备,若设备A在备用,设备B投上备用后自动切除设备A的备用;投上备用的设备运行后自动切除该设备的备用;运行中的设备不能投上备用。1. 2. 4.3 程控操作说明程控操作面板如下图所示:该操作面板显示当前程控的工作模式,有“AUTO”和“MANUAL”模式,在“AUTO”模式下,程控才能开始启动并且可以连续执行,在“MANUAL”模式下,当前步执行成功后,且程控不在故障情况下,按下“STEP”按钮,程控将执行下一步,并且下一步执行成功后,停在当前步,相当于步进,但是必须在程控启动后才有效。上图中还显示有程控当前执行的步数和当前步所剩余的时间,该时间为倒计时,计时到0后,程控就处于故障模式,同时面板上显示红色闪烁的“FAIL”,该故障必须用“ACK”按钮来复位,否则一直保持,此时程控不能进行其它操作。程控启动时,首先要按下“AUTO”按钮,在面板上显示“AUTO”,说明该程控处于“AUTO”模式,这时按下“STRT”按钮就可以启动该程控,同时面板中显示当前步和剩余时间。此时程控按照画面所列的步骤一步一步向下执行,直到结束为止。当程控完成时,画面会显示红色“SUCCESS”,一段时间后自动消失。“RESET”按钮是程控停止按钮,程控在进行中按下此按钮,程控就停止进行并退出。程控画面如上图所示,其中黑色背景中的内容是每步的指令(可由多条),下面的内容是其反馈条件,每个反馈条件成立后其左边会出现红色对勾,表示该条件满足,所有条件满足后说明该步完成。程控在进行中,当前步的指令文字会闪烁,表明程控正在进行哪一步。1. 2. 5 画面图标说明1启动允许启动允许:条件满足时,所列条件前的圆形指示灯为红色,否则为灰色;2首出l 跳闸条件不存在时,显示 ,背景框为绿色;l 跳闸条件存在时, 显示 ,背景框为红色;NO1l 跳闸条件为首出时,显示 ,背景框根据跳闸条件目前是否存在显示相应的颜色;3软光字报警:光字牌如上图,各种状态表示:l 报警信号产生时,光字牌红色闪烁;l 经过报警确认,报警信号仍然存在时,光字牌红色平光;l 经过报警确认,报警信号消失时,光字牌恢复为灰色平光;l 无报警时,光字牌灰色平光;4. 备用状态当设备处以备用状态时,设备附近有例如“A STBY”或“B STBY”字样指示;若没有设备在备用状态则显示“NO STBY” 。2.模拟量控制系统(MCS) 系统说明 本机组模拟量控制系统的锅炉控制部分,基本上按照日本三菱公司推荐的控制原理图设计,其中个别地方根据玉环电厂的设备配置作了改动。本说明对玉环电厂1000MW超超临界机组模拟量控制的大部分控制系统给于了较为详细的文字说明,有些特别简单的单回路控制系统,由于数量较多且控制原理简单而类同,所以文字说明从略。2. 1 机炉协调控制2. 1. 1 机组运行方式 机炉协调控制设计用来根据机组运行工况形成下面所列的适当的锅炉和汽机指令。.锅炉输入指令.汽机主控指令.锅炉输入变化率指令这些指令间的关系完全取决于选择的运行方式。 .机炉协调控制方式(CC) .锅炉跟踪控制方式(BF) .锅炉输入控制方式(BI):包括汽机跟踪方式 .锅炉手动控制方式 (BH):包括汽机跟踪方式机炉协调控制(CC)方式:这是机组正常运行方式。机组负荷指令(就是功率需求)同时送给锅炉和汽机,以便使输入给锅炉的能量能与汽机的输出能量相匹配。汽机调速汽门控制将直接响应机组负荷指令,锅炉输入指令将根据经主蒸汽压力偏差修正的机组负荷指令形成。在这种方式下机组能稳定地运行,因为汽机调门能快速响应负荷需求指令并且锅炉负荷指令也会快速地改变。这种控制方式可以尽可能地满足电网的需求(MW需求指令来自AGC)。机炉协调控制(CC)运行方式的投入,不仅要把锅炉输入控制和汽机主控投入自动,而且还要把所有的主要控制回路投入自动控制方式,例如给水控制、燃料量控制、风量控制和炉膛压力控制。下面所述的其它运行方式采用不同的控制策略,因为这时中调来的或运行人员设定的机组负荷指令是无效的,只能由锅炉侧或者汽机侧控制主汽压力,而另外一侧处于手动方式,无法同时协调汽机侧和锅炉侧的指令。锅炉跟踪控制(BF)方式:汽机主控在机炉协调控制方式运行期间切换到手动时,运行方式就会从CC方式切换到BF方式。在这种运行方式下,机组负荷通过操作人员手动改变汽机主控输出来改变。在“锅炉输入控制自动”和“汽机主控手动”条件下,根据用实际负荷信号修正的主蒸汽压力偏差自动地设定去锅炉的需求指令,负荷指令信号跟踪实际的负荷信号。锅炉输入控制(BI)方式:在这种运行方式下,锅炉的输入指令是由操作人员手动操作给出的。这意味着机组负荷的改变是由操作人员通过锅炉输入控制来完成的。在“锅炉输入控制手动”和“汽机主控自动”的条件下,根据主蒸汽压力偏差自动地设置去汽机调门的控制指令。在这种运行方式下,由于直接调整锅炉的输入,机组运行将会及其稳定,但对机组负荷要求的快速反应这方面却不如机炉协调控制(CC)和锅炉跟踪(BF)方式。在这种方式下,负荷指令信号跟踪实际的负荷信号。当发生锅炉辅机故障快速减负荷(RB)时,会自动地选择锅炉输入控制方式。锅炉手动控制(BH)方式在机组启动和停止期间使用这种方式。当在干态方式运行期间给水控制切换到手动时,或在湿态方式运行期间燃料量控制切换到手动时,会自动的地选择这种方式。在这种运行方式下,机组负荷是不受控的。如果汽机主控处于自动方式,那么汽机调门将控制主蒸汽压力。2. 1. 2 机组主控机组给定负荷信号根据所允许的负荷范围以及负荷变化率形成。负荷变化率可以由运行人员手动设定或根据目标负荷自动设定。目标负荷设定在机炉协调控制方式下,机组的目标负荷可以由运行人员手动设定,也可以接受中调来的负荷指令信号。如果机组不在机炉协调控制方式下,目标负荷跟踪实际的负荷信号。在不接受中调指令时,目标负荷可在机炉协调画面的目标负荷设定区设定,也可以在该画面上投入ADS方式接受中调来的指令。负荷变化率设定为了防止目标负荷出现阶跃变化对控制系统的冲击,控制系统中设计了负荷变化率限制。负荷变化率可以手动设定,也可以自动设定。在自动方式时,根据机组给定负荷或者锅炉输入指令自动给出机组的负荷变化率。在手动方式时,负荷变化率可在机炉协调画面的负荷变化率设定区设定。频率偏置频率偏差信号加到机组给定负荷回路,以便和汽机本身的一次调频功能相适应。一次调频功能有一个不灵敏区,当电网频率在该不灵敏区波动时,如果汽机本身的一次调频功能改变了机组负荷,锅炉侧控制系统将把负荷重新拉回到原来值。频率偏置只有在CC方式才能起作用。另外加入了主汽压力设定值对机组参与电网一次调频的积极程度进行干预。为了防止对锅炉输入控制指令的影响以及为了保证锅炉在安全范围之内运行,频率偏置回路还设计了最大、最小限制回路和速率限制功能。为了运行更为灵活,频率偏置功能设计了可由运行人员决定的投入和退出按钮。机组负荷上限、下限设计了机组负荷的上限和下限,只有在CC方式才可由运行人员设定机组负荷的上限和下限,机组目标负荷经上限和下限限制后形成机组给定负荷指令。机组负荷禁增、禁降设计机组负荷的禁增禁降功能是为了维持机组的稳定运行并作为机组控制系统的保护手段之一。当机组运行在CC方式时,某些重要的子控制回路如汽机调门、给水、燃料或风量达到其控制范围的边界状态,机组将不能连续的稳定运行。当出现机组禁增或禁降条件时,相应方向的负荷变化率将强制切换到零,这时机组负荷只允许单方向变化。如果相应的重要子控制回路重新回到控制范围,该项限制不起作用,机组负荷可以到达目标负荷。2. 1. 3 汽机主控机组运行在CC方式下时,汽机主控接受机组主控系统来的机组给定负荷信号控制发电机有功功率,所以机组实际负荷将和给定负荷相等。机组运行在CC方式下,如果主汽压力偏差超过控制系统内部预先设定的数值时,汽机主控将不再控制机组负荷,转而控制主蒸汽压力以便维持汽机输出和锅炉输入相匹配,即称为汽机调门的超驰控制。汽机主控在CC方式下使用的控制机组功率的PI控制器和在BI或BH方式下可能使用的控制主蒸汽压力的PI控制器单独设计,以便改善调节品质。汽机主控考虑了随机组负荷不同的变参数功能。采用主蒸汽压力偏差校正实际负荷,并对汽机调门给出某种限制。通过增加这些功能,可以防止汽机调门的快速变化并使得机组可能快速适应负荷要求。2. 1. 4 锅炉主控锅炉输入指令信号在CC方式下由机组给定负荷信号和主蒸汽压力校正信号组合形成,在BF方式下由机组实际负荷信号和主蒸汽压力校正信号组合形成。在BI方式下,锅炉输入指令信号可以由运行人员在锅炉主控操作器上手动输入。当发生机组RUN BACK工况时,锅炉输入指令信号将根据预先设定的RUN BACK目标值和RUN BACK速率强制下降。在BH方式下,锅炉输入指令在干态运行时跟踪给水流量信号(转换成MW单位),在湿态运行时跟踪实际负荷信号。2. 1. 5 主蒸汽压力控制通过下述两种方法自动给出主蒸汽压力的滑压设定值:a) 在CC方式下根据机组负荷指令信号b) 在非CC方式下根据锅炉输入指令信号在主蒸汽压力设定值手动设定允许时,也可以由运行人员改变主蒸汽压力设定值。在主蒸汽压力设定值回路中设计了一个相应于锅炉时间常数的惯性环节,这是由于锅炉时间常数的影响,使得当锅炉输入指令变化时主蒸汽压力的响应有一个滞后。如果没有这个因素,将有可能引起汽机调门的超驰控制,进而引起限制机组负荷。2. 1. 6 锅炉输入变化率指令在不同负荷下锅炉输入的静态平衡是由相应的子控制回路的指令信号维持的,如给水、燃料和风量指令信号。但是在负荷变动时,仅有这些是不够的。考虑到锅炉的动态平衡,锅炉输入变化率指令根据相应子控制回路单独产生,并作为前馈信号加到相应的指令信号上。该前馈信号可根据机组负荷上升和下降单独调节信号的强弱。由于锅炉要富氧燃烧,对风量控制子回路,前馈信号总是增加的方向。2. 1. 7 湿态/干态切换作为超临界锅炉的特点,有两种运行方式。它们的分界点大约在锅炉产生的蒸汽流量等于锅炉最小给水流量的工况点上。如果锅炉产生的蒸汽流量小于锅炉最小给水流量,即称为“湿态方式”, 如果锅炉产生的蒸汽流量大于锅炉最小给水流量,即称为“干态方式”。湿态运行方式可以被看作一个汽包锅炉。当然,随着锅炉运行方式的不同,控制策略也会不同。大体上,可以根据机组负荷指令来判断锅炉运行方式的切换。当锅炉由湿态方式切换到干态方式时,汽水分离器储水箱液位也被用作一个切换条件。2. 1. 8 RUN BACKRUN BACK(RB)功能设计用在下述工况上:如果在机组正常运行时出现锅炉或汽机重要辅机事故跳闸的工况,锅炉输入指令将会按照预先设定的速率快速下降,下降速率根据跳闸辅机的种类不同而有所不同。如果不作上述处理,机组将不能继续稳定运行。锅炉输入指令将一直下降到剩余运行辅机所能允许的负荷水平为止。为了达到锅炉输入指令快速下降的目的,锅炉侧的相应子控制回路均应在自动控制方式,这些子控制回路包括给水、燃料量、送风和炉膛压力。此外,为了达到快速稳定压力控制以防止由于锅炉输入指令变化造成主蒸汽压力波动的目的,还需要使汽机主控处于自动运行方式。RB发生后,锅炉输入指令将在锅炉输入方式下以预先设定的目标值和变化率来减少,这时机炉协调控制方式将退出。本工程现在设计的RB考虑了一下辅机:送风机、引风机、一次风机、空预器和给水泵。2. 1. 9 交叉限制功能所谓交叉限制功能,就是指在诸如给水、燃料和风量的每个流量需求指令上加上一些限制,以确保这些参数之间的不平衡在任何工况下都不会超出最大允许的限值。这些功能只有在相应的回路运行在自动方式下才有效。由燃料量给出给水流量指令的最大和最小限制由给水流量给出燃料量指令的最大限制由总风量给出燃料量指令的最大限制由燃料量给出总风量指令的最小限制2. 1. 10 协调控制回路的总体说明协调控制回路使用目标负荷与机组实际负荷相比较。目标负荷信号通常由操作人员手动给出,或来自于电网调度指令。这个目标负荷信号通过一个速率限制器,该速率限制器根据预先设定的限值来限制目标负荷的变化率。如果目标负荷的变化率率小于所选定的限制率,目标负荷将不受限制地向后传递。如果目标负荷的变化率率大于所选定的限制率,目标负荷将只能以该速率限制器所选定的最大变化率向后传递。然后,该目标负荷信号被送到一个加法器中。在这个加法器上,给目标负荷加上一个频率偏差信号,以补偿系统频率偏差。然后两个信号的和通过“负荷限制器”的选择器(高值和低值选择器)。 “负荷限制器”的输出信号就是所谓的“机组给定负荷”。 机组给定负荷信号然后分配给汽机主控和锅炉主控。去汽机主控的机组给定负荷信号用于和机组发出的实际功率相比较的负荷设定值。将主蒸汽压力的偏差信号加到所产生功率信号以补偿主蒸汽压力的偏差。来自加法器的输出信号就是所谓的修正的功率指令。在协调控制方式下,减法器送出一个代表期望值与实际(修正过的)负荷之间差的误差信号(功率控制信号)给汽机电液调速器。去汽机电液调速器的功率控制信号通过高、低选择器。在正常运行下,功率控制信号直通这些选择器到达PI调节器,调节器输出信号送给汽机电液调速器。然而,当主蒸汽压力的偏差过大时,高、低值选择器就会闭锁功率控制信号通过,而允许由主蒸汽压力偏差信号取而代之发送给电液调速器。在这些条件下,电液调速器中断了功率控制而改为主蒸汽压力控制。在高值选择器逻辑里,减法器在协调控制方式下从主蒸汽压力的偏差信号里减掉一个7bar信号。在低值选择器逻辑里,加法器在协调控制方式下在主蒸汽压力的偏差信号上加上一个7bar信号。当选择锅炉输入(BI)或锅炉手动(BM)方式时,汽机主控将由另一个PI压力调节器来

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