送引风机MCS设计说明

课程实验总结报告 实验名称: 送引风机MCS设计说明 课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计及实现（2） 1. 引言超临界机组锅炉调节控制系简称MCS。MCS是模拟量控制系统，其中也包括协调控制，和一些重要的控制；其他的还有SCS-顺控系统，包括锅炉侧和汽机侧，分别称为BSCS和TSCS；FSSS-炉膛安全监测系统，ECS-电气控制系统；MEH-小机电液调节系统和DEH-主机电液调节系统；这里面最重要的就是MCS其中CCS-协调控制部分和FSSS中的MFT-主燃料跳闸控制以及DEH最重要。2 锅炉调节控制系统MCS的基本技术要求超临界锅炉与亚临界汽包锅炉在自动控制方面有所不同，其实质是直流锅炉与汽包锅炉之间的差别，因为超临界锅炉必须是直流锅炉；直流炉与汽包炉在运行原理及特性上有较大差别，因此自控设计人员要了解超临界锅炉的设计特点，在软件设计中将直流锅炉特点以量化加以贯彻。在汽包锅炉中给水流量的变化，仅影响汽包水位，而在燃料量变化时又仅仅改变蒸汽压力和流量，因此锅炉给水量、燃料量、汽温控制等都是相对独立的，亦即：给水水位；燃料产汽量及汽压；喷水汽温。在直流锅炉中，由于没有汽包，蒸发与过热受热面之间没有固定的分界线，当给水量或燃料量变化时都会引起蒸发量、汽温和汽压的同步变化，相互有牵制，关系密切，这样给控制系统的设计和调整增加了灵活性，也增添了复杂性。不过，如果掌握了直流锅炉的运行特性及控制经验，对超临界锅炉的自控也就不成为难题，现有的自控设计理念和先进的装备，已足够满足要求。随着超临界机组蒸汽压力的升高，直流锅炉中间点汽温（通常取启动分离器出口汽温）和过热器出口汽温控制点的温度变动惯性增加（亦即比热增加），时间常数和延迟时间相应增大，在燃料或给水量扰动时，超临界或超临界锅炉的蒸汽温度变化具有更大惯性。在超临界机组起动和低负荷运行期间，必须投入启动旁路系统，因此也增加了锅炉起动系统对控制的要求。从以上几点可知，超临界锅炉更难于控制，情况更复杂了一些。在规定的运行工况下，必须维持某些比例常数，而在变工况下必须使这些比例按一定规律变化，而在启动和低负荷时，要求更大幅度地改变这些比例，以得到宽范围领域的自动控制。为此，必须设计更完善的闭环控制系统，在启动工况更多的采用变参数变定值技术，所有控制功能应在前馈技术的基础上完成，并连续地校正控制系统的增益。总之，超临界机组与相同容量的亚临界汽包炉相比，自动化系统的规模，即所需的自动控制和仪表装置大致相同，但超临界锅炉更为复杂一些，要求自控设计人员与锅炉设计人员配合，了解直流锅炉运行特点，运用更先进的控制理论和更完美的控制策略。3. MCS主要包括如下控制回路（1） 启动方式选择（冷态、温态、热态）（2） 机组主控（3） RUNBACK（4） RUN-UP/RUN-DOWN（5） 磨煤机一次风机流量和温度控制（6） 煤量控制（7） 给水泵控制（8） 一次风压差(P)控制（9） 暖炉油量和雾化介质压力控制（10） 锅炉风量控制（11） SOFA挡板控制（12） 燃料/辅助风挡板控制（13） 二次风量控制（14） 炉膛压力控制（15） 给水指令（16） 燃料/空气量指令（17） 分离器水位控制（18） 一级喷水减温控制（19） 二级喷水减温控制（20） 再热汽温控制（喷水）（21） 再热汽温控制（喷嘴摆动）4 送风调节系统4.1相关图纸SPCS-3000 控制策略管理 5号站129130页、135138页4.2信号选择采用二选均原则选取。二选均标准逻辑基本工作原理如下：二选均共有、两个变送器信号。当信号均为好质量时，上电缺省自动选择平均值。然后自动超弛到手动方式。在手动方式下，运行人员可以在画面上通过任意选择均值、。当任意一个出现坏质量时，自动超弛到自动方式，并选择另一个好质量信号的信号。当两个信号均坏质量时，送出报警信号，并切除自动调节。当、有坏质量时，自动禁止手动方式，防止误操作。原理细节请参考逻辑。4.3风量补偿送风调节系统调节总风量。总风量包括：一次风量，二次风量，三次风量。总风量测量需要对以上风量进行温度补偿。4.3.1一次风风量补偿每台磨的一次风量用磨入口一次风温补偿。补偿公式如下： 其中,tnormal为一次风正常运行温度(或标定温度)。该公式根据一次风差压计算风量，而风的温度变化对差压影响很大，故用温度进行补偿。说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。4.3.2二次风风量补偿每层二次风箱二次风量用空预器出口二次风温补偿。补偿公式如下： 其中,tnormal为二次风正常运行温度(或标定温度)。说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。4.3.3三次风（过燃风）风量补偿每层过燃风风箱过燃风风量用A侧空预器出口二次风温补偿。补偿公式如下： 其中, tnormal为对应磨煤机热风正常运行温度(或标定温度)。说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。4.4调节原理调节系统包括两部分：氧量校正调节器和总风量调节器。总风量调节器，接受炉主控指令，转化为总风量定值。设计有风煤交叉限制回路，以满足富风原则的需要，即加负荷时先加风量，减负荷时后减风量。通过调节A、B两台送风机动叶，改变总风量，初步保证风煤配比。采用二取均的A、B两侧空预器入口烟气含氧量作为初步的氧量信号，锅炉主控指令经F(X)（分段线性功能块）转化为氧量定值，氧量偏差信号经氧量校正调节器运算后，作为总风量校正系数，对总风量进行校正，等效于对总风量定值校正。在氧量校正M/A站上，运行人员可以对氧量定值进行偏置调整。为平衡A、B送风机出力，在A侧、B侧送风机动叶M/A站上，均设有动叶指令偏置。PID的输出加偏置，为B动叶的自动指令；PID的输出减偏置，为A动叶的自动指令。当A、B动叶均自动时，运行人员可以通过动叶A、B指令偏置，分别调整A、B送风机的出力。当A、B送风机动叶均手动时，总风量调节系统手动。调节器输出跟踪A、B送风机动叶手操器输出的平均值。当A(或B)M/A站手动时，动叶偏置自动反向计算，跟踪B(或A)手操器输出与PID调节器输出的偏差。总风量调节系统通过PID调节器跟踪、M/A站偏置跟踪、定值跟踪手段，实现了A、B M/A站手自动无扰切换。氧量校正调节系统手动时，可通过氧量校正M/A站，对总风量进行手动校正。当总风量调节系统手动时，氧量校正调节器跟踪。氧量校正调节系统手自动无扰切换。氧量校正M/A站的输出为风量校正值，范围为0.851.15的校正系数，对总风量定值进行校正。4.5 调节系统操作4.5.1 氧量校正M/A站SP、PV、OUT说明（见5/138）氧量自动定值是负荷的函数，氧量定值偏置直接由运行人员在画面上，通过氧量校正M/A站设定。SPBS：氧量定值偏置 ，单位：% 量程：-55(暂定)。 SP：由锅炉主控指令折算的氧量定值。PV：实际氧量（空预器入口烟气含氧量二取均），单位：% 量程：025(暂定)。 4.5.2 A(B)送风机动叶M/A站SP、PV说明（见5/135）SP： 总风量指令，单位：% 量程：0100(暂定)。 PV： 氧量校正后的总风量(在氧量M/A站为手动时可通过氧量M/A站对总风量进行修正)。说明：1) 在A、B送风机动叶M/A站均设有静叶偏置，二者共同配合完成偏置功能；2)A(B)动叶手动时，动叶偏置自动跟踪反向计算值，投切自动无扰切换。4.5.3 氧量校正切手动条件（见5/138）1)氧量测量品质坏；2)氧量调节器入口偏差大；3)送风控制在手动。4.5.4 A、B送风机动叶切手动条件（见5/136）1)总风量坏质量；2)总风量偏差大；3)RB；4)A(B)动叶反馈坏质量；5)A(B)动叶指令与阀位偏差大；6)A(B)送风机停；7)A(B)送风机喘振；8)A(B)送风机动叶故障；说明：RB 期间，闭锁二次风压偏差大切手动。4.5.5 投自动步骤1)检查总风量是否正常；2)检查总风量是否偏差大；3)检查A、B动叶阀位是否正常；4)检查总风量定值、测量值是否平衡(即跟踪)；5)A(或B)投自动，稳定；6)投另一侧自动，稳定；7)调整偏置，平衡出力；8)根据需要氧量校正系数；9)检查氧量定值是否跟踪测量值；10)投氧量校正自动；11)根据运行需要，调整氧量偏置。说明：调节系统未经热工人员调试，禁止投入自动。4.6基本参数在调节系统调试结束后，由调试方提供基本参数表及调试报告。5 炉膛压力调节系统5.1 相关图纸SPCS-3000 控制策略管理 5号站132133页。5.2 信号选择炉膛压力。5.3 调节原理炉膛压力调节系统通过调节两台引风机的静叶，来调节炉膛压力。炉膛压力的定值，由运行人员在操作画面上设定。送风量指令经过F(x)计算后作为前馈信号送给炉膛压力调节器，同时送风量指令还经过一个F(x)计算后直接叠加给引风机静叶开度指令，这两路调节信号对送风量指令形成一快一慢，相互配合，迅速调节炉膛压力。炉膛压力调节器的输出分别送到A、B引风机静叶M/A站。为平衡A、B引风机出力，在A侧、B侧引风机静叶M/A站上，均设有静叶指令偏置。PID的输出加偏置，为B静叶的自动指令；PID的输出减偏置，为A静叶的自动指令。当A、B静叶均自动时，运行人员可以通过静叶指令偏置，分别调整A、B引风机的出力。当A、B引风机静叶均手动时，炉膛压力调节系统手动。调节器输出跟踪A、B调节静叶手操器输出平均值。炉膛压力定值自动跟踪实际炉膛压力。当A(或B)M/A站手动时，静叶偏置自动反向计算，跟踪B(或A)手操器输出与PID调节器输出的偏差。因此，炉膛压力调节系统，通过PID调节器跟踪、M/A站偏置跟踪、定值跟踪手段，实现了A、B M/A站手自动无扰切换。另外，调节系统还接受来自SCS和FSSS的指令，控制A、B引风机调节静叶开度。发生MFT时，强制关小引风机静叶，以防止内爆，强制关闭幅度是MFT动作前机组负荷的函数，幅值及时间长度由试验确定。5.4 调节系统操作5.4.1 A(B)引风机静叶M/A站SP、PV说明（见5/132）SP： 炉膛压力设定值 ，单位：KPa 量程：-1010 (暂定)。 PV： 炉膛压力。BIAS：A、B静叶偏置。 说明：1) 在A、B引风机静叶M/A站均设有静叶偏置，二者共同配合完成偏置功能；2)A(B)静叶手动时，静叶偏置自动跟踪反向计算值，投切自动无扰切换。5.4.2 A、B引风机静叶切手动条件（见5/133）1)炉膛压力坏质量；2)炉膛压力偏差大；3)A(B)静叶阀位品质坏；4)A(B)静叶指令、反馈偏差大；5)A(B)