机组的控制及安全保护

1、机组的控制及安全保护1 集控运行授课提纲 机组控制保护 机组的控制及安全保护2 第三章 机组的控制及安全保护 DCS集控的概念： （P105） DCS以微处理机为基础，构成分散控制、分级管理的过程控制 单元（DPU），完成对主机和辅机系统的运行控制。 nDCS主要功能五方面-（调节/保护/顺控/检测/信息管理) n若干自控系统。 n主要自控系统的代号（P105） nDAS、CCS、FSSS、DEH、TSI、BPCS、SCS、MEH等 机组的控制及安全保护3 3-1控制系统简介（P106） 1、DAS数据采集处理？（功能？ P106） 2、CCS机炉协调主控 协调主控系统功能 根据负荷需求(调度

2、命令和系统频率)和机组负荷能力，对机 炉自控系统发出负荷控制指令，切换不同的运行方式.当 异常工况时还发出联锁保护指令 负荷控制方式 n机跟炉（安全）、炉跟机（基本）、协调控制（最佳） 机组的控制及安全保护4 3、锅炉控制系统 1)锅炉调节系统(若干) 2)FSSS/BMP炉膛安全保护和燃烧器控制 -控磨煤机、燃烧器，风门 4、汽机控制系统DEH、ETS、TSI、ATC 机组的控制及安全保护5 5、电气控制系统（图3-2） 励磁、调速、同期并列控制及自动发电AGS、厂 用电控制 6、SCS辅机系统顺控 SCS包括锅炉风烟系统 、化水系统、燃油系统、 辅汽系统、汽水系统、凝汽器系统、汽机油系统，

3、 循环水系统和冷却水系统等 注：协调控制，局部控制，给水调节，汽温控制， 旁路控制-属于闭环调节 机组的控制及安全保护6 3-2负荷协调控制系统 要求负荷快速响应、运行方式切换、防动态超速 协调控制系统组成 协调主控系统-锅炉调节系统 |_汽机调节系统 机组的控制及安全保护7 3-2/一、负荷协调控制方式 负荷控制方式 n机跟炉（安全）、炉跟机（基本）、协调控制（最佳） 协调控制优点能快 速跟踪电网负荷需求； 又能迅速补充燃料、调 整燃烧，保证主汽压的 基本稳定 机组的控制及安全保护8 1、主控系统基本构成方块图（下页） n负荷指令处理装置（负荷指令运算、机组负荷能力运算） n机炉主控制器 2

4、、系统运行方式 n 参与调频时协调控制/ 自动/手动切换为其它方式 三、协调控制系统原理方框图（下页） 3-2/二、负荷主控系统 机组的控制及安全保护9 协调控制系统方框图 机组的控制及安全保护10 3-2/四、协调控制系统原理方框图 机组的控制及安全保护11 3-3锅炉FSSS/BMP系统 两大任务 1）燃烧器及其辅机启停控制；2）炉膛燃烧安全保护。 CCSFSSSDAS 一、主要功能（框图P124图3-17） 1、锅炉启停控制锅炉吹扫、点火、油系统及油层控制，制粉系统和 煤层控制，火检 2、二次风门控制、 3、一次风机等辅机监控 4、事故处理及联锁主燃料跳闸MFT， 5、运行监视和报警 与

5、CCS配合实现机组FCB和RB。 机组的控制及安全保护12 二、FSSS工作描述（P166） n对燃烧系统连续监视、逻辑判断动作指令联锁程控完成燃烧器及有关 辅机启停操作或处理未事故。 nFSSS与CCS被视为现代锅炉控制的两大支柱 n注CCS主要实现锅炉运行参数调节，也有联锁保护 nFSSS不直接参与燃料和风量调节，主要是逻辑控制保安全 机组的控制及安全保护13 三、FSSS的组成四部分 （图4-15） n控制盘（开关按扭，指示灯，跳闸首出原因） n敏感元件（检测燃烧、燃料及风的压力温度流量）、 n驱动器（对调节挡板启闭指令送CCS系统执行 n逻辑系统。 nCRT图形站（OIS）主要有炉膛燃

6、油系统图，制粉系统图炉膛火焰 等模拟图，。还可显示主燃料跳闸、炉膛吹扫、油层启动等逻辑组态 图， 机组的控制及安全保护14 3-3/四、FSSS运行控制（选讲） 1、锅炉吹扫 n吹扫的目的和条件； n吹扫程控框图P169（图4-1） 机组的控制及安全保护15 n2、自动点火控制-P175，图4-22 n3、风门挡板控制P175 n4、事故状态下燃烧器的投切控制P175 n当FCB时，FSSS根据稳燃要求自动选择投 切油枪/煤燃烧器 n当RB时，由CCS选择辅机允许的负荷及运 行方式，FSSS根据自动选择投切油枪/煤燃 烧器 机组的控制及安全保护16 5、 MFT保护（P170） 1）MFT动作

7、条件（紧急停炉条件）-水位异，风机 全跳，燃料断，火焰灭，炉压异，汽温高，空预 器全停，给水泵全停，手动跳 MFT切断所有燃料，通过总联锁紧急停炉停机。 机组的控制及安全保护17 2） MFT保护主要内容 nMFT-汽机跳、发电机跳、汽动泵跳、电动泵 启、燃烧器全停延时轻油系统停、制粉系统停、 一次风机停 3）MFT动作后处理原则 n监调汽包水位、调节炉压、迅查原因、极热态启 动准备（启重油泵、吹扫等）、原因不清按停炉 处理 机组的控制及安全保护18 4）MFT跳闸程控（P174图4-20）P173 有条件之一MFT动作，显示首出跳闸原因。 在下次启动吹扫指令时显示灯灭 吹扫完成后MFT状态解

8、除 机组的控制及安全保护19 3-4汽机控制系统（P141） 一、DEH系统 1、组成（图3-31） 2、DEH功能（P142） 功率调节、参数监视、OPC控制、自动启动、阀门 管理及试验、手动控制 3、DEH功率控制原理（图示） n三回路PI串级调节系统， n自动/手动构成多种运行方式。 机组的控制及安全保护20 DEH调节三回路图 n调节级压力反馈增强调节的快速性， n功率反馈保证调节的准确性。 n一次调频回路 由调节特性确定功率请求信号 n调频运行负荷增，功率给定随增。 机组的控制及安全保护21 二、汽机TSI系统P127 n1、TSI系统的作用（P128）多通道连续测汽机机 械状态参数

9、。指示、报警、跳闸、事故分析。 2、TSI监视项目 n汽机运行的主要监视项目（汽机机械状态参数）？ 测点布置？（图示） n东汽300MW机TSI项目有：转速、轴承振动、大轴 振动、轴向位移、大轴偏心、大轴挠度、汽缸膨 胀、胀差、推力轴瓦磨损等。 机组的控制及安全保护22 TSI系统简介 1、 测点布置（P131）（图3-24：200MW机、图3-23： 300MW机） 机组的控制及安全保护23 300MW机TSI系统（131图3-23） 常用涡流传感 器和LVDT线性 差动传感器。 n显示汽机轴系 结构示意图 测点位置标 示被测参数测 量值、设置报 警灯A和跳闸灯 T 机组的控制及安全保护24

10、 TSI与DEH的关系 机组的控制及安全保护25 3-5/三、机组安全保护 安全保护监视报警，主机跳闸，辅机联锁启停 机组安全保护典型项目： n锅炉汽包水位保护、灭火保护、紧急停炉保护MFT等 n汽机超速控制OPC（功能？），遮断保护ETS（项目？） n辅机系统锅炉辅机联锁（制粉系统、送引风机、空预 器）、泵类联锁、给水泵低水压和事故联动；旁路联锁保护， 加热器水位保护等 n发电机继电保护系统相间短路后备保护、发电机失步保 护、发电机定子、转子接地保护、发电机差动保护等 n机组大联锁保护 。FCB和RB。 机组的控制及安全保护26 3-5/一、典型锅炉保护简介 1、锅炉灭火保护火检灭火保护，炉

11、压灭火保护 P170 2、紧急停炉保护MFT 3、汽包水位保护 4、主汽压高保护 机组的控制及安全保护27 3-5/一/锅炉水位保护 根据下列条件绘出汽包水位保护功能框图 n水位高分三值保护（300MW机为+100、+200、+250） 报警、开汽包放水门、紧急停炉。 n水位低分三值保护（300MW机为-100、-150、-250） 报警、开备用给水门、紧急停炉。 注：为防止安全门动作时假高水位影响，禁开放水门，规定 延时确认假高水位消失才解除闭锁。 为防止甩负荷动作时假低水位影响，水位保护闭锁，延时自 动解锁。 机组的控制及安全保护28 3-5/ 一/主汽压高保护 根据下列条件绘出主汽压高保

12、护功能 框图。 n汽压高一值（亚临界炉17.15）报警,如发电机失磁故障,停 部分燃烧器减负荷, n汽压高二值(17.35)(可能电气故障造成) 继续停部分燃烧器 减负荷,投旁路系统(或开向空排汽门)维持低负荷运行； n如汽机甩全负荷、汽包水位高二值时，则自动投高旁、停 部分 燃烧器、投油稳燃。实现停机不停炉（FCB）如汽 压继续升高，应动作开启安全门或实现紧急停炉（MFT）。 机组的控制及安全保护29 二、汽机安全保护 1、DEH的超速控制OPC、 n103%超速控制、甩负荷超速控制调门快关延时开。 2、电气危急遮断控制系统ETS、（可编程控制器PLC） n对机组有重大影响的参数超限，关汽门

13、停机。 n通过电磁阀泄油关门。 主要项目有超速低真空低油压主再汽温异常轴向位移油 位低瓦温高振动大排汽缸温高胀差大转子偏心度大手 动停项目。能进行在线动作试验 机组的控制及安全保护30 n3、机械超速危急遮断系统 n动作转速为1.11.12额定转速.危急保安器 偏心飞锤(飞环)击出,通过机械超速遮断机 构泄油关门 n1、 手动停机 n2、 联锁保护（若干） 机组的控制及安全保护31 3-5/三、机组联锁保护 主机联锁，主辅机联锁 机组联锁保护框图 机组的控制及安全保护32 3-5/三/（一）大联锁保护 n机组大联锁（图147图3-33） n1、MFT-ETS-发电机跳闸（项目P134）- -断

14、路器跳闸； nETS-FCB，FCB不成功则MFT； n主变跳但机组变压器末跳甩负荷带厂用电。 机组的控制及安全保护33 3-5/ 三/（二）FCB保护（P148） 1、 FCB的目的 n当汽机/电气故障时，机组快速切回，停机不停炉或带厂 用电运行。 2、FCB动作的主要内容P148 重新建立能量平衡，不使参数偏离过大 四条原则稳压、稳水位，稳燃，稳厂电周波 3、FCB动作逻辑（P149图3-34） FCB允许条件？FCB相关系统投自动 甩负荷的原因及现象？P234 FCB动作设备系统自动切换？ 机组的控制及安全保护34 FCB动作逻辑（P149图3-34） 机组的控制及安全保护35 n4、F

15、CB动作后的处理P149 FCB触发逻辑处理1分钟FCB自动复置。适当手动调整 n查辅机汽源切换、查安全门动作、水击等异常、 n水位急剧变化水位调节 n如低负荷运行监视燃烧、汽温调节、 n5%FCB运行 10分钟、维持厂用电频率、监视辅 机运行。 机组的控制及安全保护36 3-5/三/（三）RB保护（P150） 1、RB保护辅机跳闸快减负荷保护 有50%RB、75%RB两种方式。 锅炉辅机故障甩负荷主要有？ 2、锅炉辅机RB保护的主要动作（P150） 锅炉快减负荷、机跟炉方式 50%RB时，各层燃烧器点火器递次投入（由上至下、15 秒间隙）投油减煤减风 送风机跳联锁跳同侧一次风机、引风机及空预

16、器。 3、RB动作后处理P152 、确认所有自动动作正常，90秒后RB信号复置 监视汽温、水位、燃烧、；查原因。 机组的控制及安全保护37 典型炉引风机RB动作流程（规程整理） nRB投入条件（若干）CCS投入、旁路投入、MFT投入、 燃油压力合格等 n引风机RB50% n自动机跟踪； n减少一套燃煤处理装置； 自动关闭跳闸引风机入口档板，开完运行引风机入口挡板， 关小送风机入口挡板，维持炉膛负压； 自动投油减煤减风、自动减负荷到50%（速率100%/分） n。 机组的控制及安全保护38 n注：单台引风机跳现象红灯熄电流到零、炉 压变正、汽压汽温下降、MFT可能动作 n四角喷燃炉自动投入下油枪

17、；自动停运上 层给煤机、减少相应二次风层、自动减负 荷到点50%（固定速率） 机组的控制及安全保护39 3-5/四、辅机联锁保护（选讲） 1、给水泵保护 读图练习：简述给水泵保护框图动作流程 机组的控制及安全保护40 3-5/四/（二）旁路联锁保护 旁路保护框图简述动作流程 机组的控制及安全保护41 3-6电气系统安全监控（电气系统安全监控（P134） 一、同期控制系统、二、励磁控制系统 三、发变组保护（众多）了解功能，例 1、差动保护1）纵联差动：防止定子绕组相间短路；2） 横联差动：防止定子绕组匝间短路；短路电流增大发热烧毁 发电机） 保护动作将主断路器和励磁系统跳闸并报警。 2、定子接地

18、保护/转子接地保护保护动作同上 3、发电机逆功率保护（保护汽轮机不空转过热） 保护动作 同上 ； 机组的控制及安全保护42 发变组安全控制（电气课已讲） 4、瓦斯保护保护变压器 5、发电机失磁保护部分失磁时备用励磁迅速 投入，不成功时动作停机 还有定子过负荷保护、低频保护、失步保护、逆 功率保护、过励磁保护等 机组的控制及安全保护43 发电机侧稳定性控制措施（P136） n自动切除发电机 n电气制动 n快关汽门 n自动重合闸 n快速励磁/切除部分负荷/再同步控制、解列 机组的控制及安全保护44 机组的控制及安全保护45 3-5辅机系统程控SCS（选 讲） n顺控概念 n时间顺控，条件顺控，逻辑

19、顺控 n基本逻辑功能与、或、非 n延时器、触发器RS等 n触发器RS（R条件俱备，S开始执行） 机组的控制及安全保护46 一、高加运行控制 1、给水管路系统特点（P196图4-45） 2、高加启动控制要求图4-46 n注水排气查漏（监视水位可知） n通水操作（先出后进）通汽操作（由低到 高） n控温变率预暖（通过抽汽旁路） n疏水调整逐级自流、及时回收除氧器/ n疏水水位负荷稳定投自动 机组的控制及安全保护47 一/3、高加程控（P201图4-47、图4-46） 顺合：注水排气、水压合格投水侧（出进）； 投汽侧（逆止门、旁门预暖、关旁进汽（低高） 机组的控制及安全保护48 一/4、高加正常运行维护 1）监视指标（P199）图示？意义？ 端差、水位、汽压、出水温、 2）维护工作（P198）、 n任务调水位、调端差高加疏水门和抽汽门 3）防腐、事故处理 机组的控制及安全保护49 二、给水泵组运行控制P205 1、给水泵组：前置泵、汽动泵变速小汽机，电动泵液力偶合器。 2、给水泵组运行 1）变速控制 给水调节系统伺服杠杆液力偶合器勺管位置或进油阀位调节 小汽机靠MEH控制。30005000转/分变速。 2)运行要求 n 暖泵备用（泵上下温差壁温度）、 2）控制