热工过程自动控制技术协调控制系统ppt课件

1、热工过程自动控制技术Ch3 单元机组模拟量控制系统(MCS) 协调控制系统概述 单元机组负荷控制系统 熄灭控制系统 汽包锅炉给水全程控制系统 过热蒸汽温度控制系统 再热蒸汽温度控制系统 热工过程自动控制技术3-1 协调控制系统概述 一、单元机组负荷控制的特点：P78 二、协调控制系统的定义： 三、协调控制系统的主要功能： 四、单元机组协调控制的根本原那么：P81 五、协调控制系统的组成： 1.协调控制系统的功能层次： 2.协调控制系统的功能组成：热工过程自动控制技术协调控制系统的主要功能 1接受电网中心调度所的负荷自动调度指令ADS、运转操作人员的负荷给定指令和电网频差信号f，及时呼应负荷恳求

2、，使机组具有一定的电网调频、调峰才干，顺应电网负荷变化的需求。 电网日负荷曲线 2协调锅炉、汽轮发电机的运转，在负荷变化率较大时，能维持两者之间的能量平衡， 保证主蒸汽压力稳定。 3协调机组内部各子控制系统(燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温等控制系统)的控制造用，在负荷变化过程中使机组的主要运转参数在允许的任务范围内，以确保机组有较高的效率和可靠的平安性。 4协调外部负荷恳求与主、辅设备实践才干的关系。 5具有多种可供运转人员选择的控制系统与运转方式。 6消除各种工况扰动的影响，稳定机组运转。 热工过程自动控制技术协调控制系统的功能层次 协调层 组控层 根底自动层 执行层 热工过程自动控制技术

3、协调控制系统的功能组成 单元机组协调控制系统的功能系统范围，包括负荷控制系统(也称主控制系统)、常规控制系统(也称子控制系统)和负荷控制对象三大部分 。热工过程自动控制技术3-2 单元机组负荷控制系统主控系统的构造一、负荷管理控制中心：二、机炉主控制器：(一)机炉主控制器的功能：P88(二)机炉主控制器的设计指点思想(三)协调控制系统运转方式的管理1机组运转方式管理的必要性2单元机组运转方式的种类及特性：表3-2(P98)(1)手动方式(2)锅炉跟随方式BF(3)汽轮机跟随方式TF (4)机炉协调运转方式三、自动发电控制(AGC)：P109热工过程自动控制技术主控系统的构造热工过程自动控制技术

4、负荷管理控制中心 1实践负荷要求指令ULD的产生 2负荷的添加和减少 3最大/最小负荷限制 4负荷变化速率限制 5远方/就地控制 6负荷快速前往RB 7负荷快速切回(Fast Cut Back，简称FCB) 8负荷增/减闭锁 9负荷迫升/迫降 10负荷坚持/恢复 热工过程自动控制技术INFI-90系统的LMCC组态热工过程自动控制技术CCS主控系统的CRT监控画面图3-9 CCS主控系统的CRT监控画面热工过程自动控制技术手动方式 锅炉主控制器(BM)为手动方式，汽轮机主控制器(TM)也为手动方式。机炉的主控制器指令都由操作员手动改动。锅炉和汽轮机的子控制系统各自分别维持本身运转参数的稳定，没

5、有机、炉的协调动作。 热工过程自动控制技术锅炉跟随方式BF 锅炉跟随方式是由汽轮机调理机组输出功率；锅炉调理汽压。当负荷改动时，先由汽轮机侧发出控制动作，由此而引起汽压pT改动，再由锅炉跟随发生控制动作，因此称为锅炉跟随方式。 热工过程自动控制技术汽轮机跟随方式TF 该方式由锅炉调功、汽轮机调压。优点为机组运转稳定，因汽轮机调压的动态呼应比锅炉调压快，不论负荷变化过程或燃料扰动，压力动摇都小。 热工过程自动控制技术机炉协调运转方式负荷或汽压改动时同时调锅炉、汽轮机。1)以锅炉跟随为根底的协调方式COORD.BF ：2)以汽轮机跟随为根底的协调方式COORD.TF：3)直接能量平衡DEB协调方式

6、 ：4)负荷指令间接平衡的协调控制系统方式：热工过程自动控制技术COORD.BF 将汽压偏向引入汽轮机主控制器，让汽轮机在控制功率的同时，配合锅炉共同控制主蒸汽压力，以改动汽压的控制质量。 本质：以降低功率呼应性能作为代价来换取汽压控制质量的提高。在此意义上，协调的结果是兼顾了电功率和主汽压两方面的控制质量。 热工过程自动控制技术COORD.TF 在汽轮机跟随方式的根底上，将功率偏向引入汽轮机主控制器，让汽轮机在控制汽压的同时，配合锅炉共同控制功率，经过利用蓄热才干提高功率的控制质量，并且减少熄灭率扰动对汽轮机调理回路的影响。 本质：以汽压动态偏向为代价换取功率呼应的提高。协调的结果是兼顾了电

7、功率和汽压两方面的控制质量。 热工过程自动控制技术直接能量平衡DEB协调 锅炉“热量释放 与机组“能量需求相平衡: 11bSTdppppdtp热工过程自动控制技术负荷指令间接平衡的协调控制系统IEB 运用负荷指令信号P0来间接平衡机、炉之间的能量关系。 热工过程自动控制技术自动发电控制 当二次调频由电厂运转人员就地设定时，称为就地手动控制；当由电网调度中心的能量管理系统来实现遥控自动控制时，那么称为自动发电控制(AGC)。 热工过程自动控制技术3-3 熄灭控制系统 一、概述 (一)熄灭控制系统的义务： (1)控制燃料量，维持主蒸汽压力稳定。 (2)控制送风量，保证熄灭过程经济性。 (3)控制引

8、风量，维持锅炉炉膛压力稳定。 (二)熄灭过程控制对象的动态特性： 1.熄灭率扰动下的汽压动态特性： 2.机组负荷扰动下的汽压动态特性： (三)熄灭控制系统的根本组成： 二、燃料量控制系统： 三、送风量控制系统： 四、引风量控制系统：热工过程自动控制技术燃料量控制系统 (一)燃料量的丈量与热量信号 (二)燃料量(燃煤量)控制系统的根本构造 (三)燃煤量控制系统的根本要求 (四)典型的燃料量控制系统 (五)磨煤机控制 (六)一次风母管压力的控制 (七)燃油流量及压力控制 热工过程自动控制技术3-4 汽包锅炉给水全程控制系统 一、概述 (一)给水控制的义务： 使给水量与锅炉的蒸发量相顺应，并维持汽包

9、水位在规定的范围内。 (二)给水流量的调理方式 ： (三)给水控制对象的动态特性 ： 汽包锅炉给水系统构造表示图 1.给水流量W扰动下水位的动态特性： 2.蒸汽流量扰动下水位的动态特性： 3.燃料量扰动下水位的动态特性： 二、给水控制系统的根本类型：热工过程自动控制技术给水流量的调理方式 改动给水调理阀门的开度改动给水量 改动给水泵的转速改动给水量热工过程自动控制技术变速给水泵的平安任务区、汽包锅炉给水系统构造表示图 变速给水泵的平安任务区 汽包锅炉给水系统构造表示图热工过程自动控制技术给水控制系统的根本类型 (一)单冲量给水控制系统： (二)三冲量给水控制系统： 1.单级三冲量给水控制系统：

10、 2.串级三冲量给水控制系统： (三)给水全程控制系统： 1.给水全程控制的概念： 给水全程控制系统指的是在锅炉启停及正常运转中均能实现自动控制的给水控制系统。 2.丈量信号的校正： 3.给水热力系统及调理机构： 4.给水全程控制系统分析： 热工过程自动控制技术单冲量给水控制系统 1.系统构造： 2.特点： 3.适用对象： 4.存在的问题： 不能快速抑制给水流量的自发性扰动。 不能有效地防止“虚伪水位引起的误动作。 热工过程自动控制技术单级三冲量给水控制系统 (1)给水流量信号W： 系统的反响信号。抑制内扰，稳定给水流量。 (2)蒸汽流量信号D： 系统的前馈信号。减小或抵消“虚伪水位的影响。

11、(3)存在的问题： 引入的D信号不一定恰好消除“虚伪水位的影响。 给水流量既影响内回路又影响外回路在系统整定时内、外回路相互影响。 排污等要耗费一部分工质，使系统稳态时IW不一定等于ID，从而使Ih不一定等于Ih0。热工过程自动控制技术串级三冲量给水控制系统有由主、副两个PI控制器。与单级三冲量系统相比，该系统多采用了一个PI控制器，两个控制器分工明确、串联任务，主控制器PI1为水位控制器，它根据水位偏向控制给水流量等于给定值；副控制器PI2为给水流量控制器，它根据给水流量偏向控制给水流量；蒸汽流量信号作为前馈信号用来维持负荷变动时的物质平衡，由此构成的是一个前馈反响双回路控制系统。 热工过程

12、自动控制技术给水热力系统表示图 本机组配有一台50%容量的电动调速给水泵和两台各为50%容量的汽动调速给水泵；l5%的旁路容量。热工过程自动控制技术给水全程控制系统 014%负荷阶段 单冲量调旁路阀开度 14%25%负荷阶段 单冲量调电动泵转速 25%35%负荷阶段 三冲量调电动泵转速 35%50%负荷阶段 三冲量；启动一台汽动泵 50%负荷以上阶段 三冲量；启动另一台汽动 泵，电动泵逐渐退出。热工过程自动控制技术3-5 过热蒸汽温度控制系统 一、过热汽温控制的义务：P124 二、过热汽温对象的动态特性： 三、过热汽温的控制手段：喷水减温 四、过热汽温控制系统的根本类型： 1.串级汽温控制系统

13、： 2.导前微分汽温控制系统： 3.分段汽温控制系统： (1)分别设置独立的定值控制系统： (2)按温差控制的分段控制系统： 五、过热汽温控制系统分析： P129 热工过程自动控制技术过热汽温对象的动态特性 1.减温水流量WB扰动下汽温的动态特性： 2.蒸汽负荷D扰动下汽温的动态特性： 3.烟气侧Qy扰动下汽温的动态特性：,:BDDQQ对辐烟速对流放热系数汽温辐射传热但的需求汽温又过热汽温负荷的增加而升高总的过热器出口汽温随D:热工过程自动控制技术串级汽温控制系统、导前微分汽温控制系统 串级汽温控制系统 导前微分汽温控制系统热工过程自动控制技术分别设置独立的定值控制系统 该方案中，两级减温水控制方案可分别采用串级控制战略。两级减温水的控制独相互立。 热工过程自动控制技术按温差控制的分段控制系统 以级减温器前后的温差(32)作为第一段控制系统的被控量信号送入主控制器PI3。 热工过程自动控制技术3-6 再热蒸汽温度控制系统 一、再热汽温控制的义务：P133 二、再热汽温的影响要素：P13