#7机组协调运行原理

1、九江发电厂发电部#7机组协调控制系统的运行原理熊健一、协调控制系统的基本环节：根据负荷指令与主汽压力偏差量计算出炉主控指令根据炉主控指令计算出燃料主控指令（燃料量）与给水量指令根据给水量指令与中间点温度偏差量计算出燃水比主控指令最后根据给水量指令与燃水比主控指令计算出给水主控指令（给水量）。在协调运行过程中，燃料量或给水量的改变（内扰）均可以通过协调控制系统内部的逻辑运算加以克服，运行的稳定性不受影响。协调控制画面：锅炉主控指令SAMA图燃料主控指令SAMA图给水控制指令SAMA图基本原理：主汽压力偏差量 燃料主控指令炉主控指令负荷指令 给水量指令 给水主控指令 燃水比修正燃水比主控指令中间点

2、温度偏差量释义：负荷指令实发指令主汽压力指令f1（负荷指令）主汽压力偏置（压力修正）主汽压力偏差主汽压力指令机前压力主汽压力偏差设定0主汽压力偏差运算PID（主汽压力偏差设定（P），主汽压力偏差（S）压力指令偏差主汽压力指令主汽压力指令延时30s高压叶片级压力修正高压叶片级压力（3取中值）机前压力主汽压力指令DEB指令高压叶片级压力修正高压叶片级压力修正延时15sDEB指令运算f11（DEB指令）= 0（未激活DEB环节）燃料量水f2（省煤器入口流量）燃料量风f3（总风量）燃料量BIR修正f5（BIR负荷指令偏差）= -2.5（未激活BIR环节）燃料量负荷f4（炉主控指令）燃料量BIR修正燃料

3、量Min（燃料量水，燃料量风，燃料量负荷）燃料量负荷燃水比前馈指令：后面有详细说明燃料量指令燃料量燃水比前馈指令校正后总燃料量实际总煤量煤量校正系数（燃料校正）燃料主控静态指令0.05燃料量燃料主控动态指令PID（校正后总燃料量（P），燃料量指令（S）给水量BIR修正f10（BIR负荷指令偏差）= 0（未激活BIR环节）给水量指令f6（炉主控指令）给水量BIR修正燃水比修正f7（给水量指令）减温水量指令f8（负荷指令）减温水量指令运算PID（过热器喷水流量（P），减温水量指令（S）0（未激活此环节）中间点温度指令f9（分离器出口压力）中间点温度偏置（负荷指令延时60s负荷指令）2减温水量指令运

4、算中间点温度指令运算PID（分离器出口温度（P），中间点温度指令（S）炉主控指令负荷指令主汽压力偏差运算40压力指令偏差DEB指令运算燃料主控指令燃料主控静态指令燃料主控动态指令燃水比主控指令燃水比修正中间点温度指令运算给水主控指令给水量指令燃水比主控指令逻辑：炉主控指令负荷指令PID（主汽压力偏差设定（P），（f1（负荷指令）主汽压力偏置）机前压力）（S）40压力指令偏差燃料主控指令0.05（f4（炉主控指令）2.5）PID（校正后总燃料量（P），（f4（炉主控指令）2.5）燃水比前馈指令）（S）燃水比主控指令f7（f6（炉主控指令）PID（分离器出口温度（P），（f9（分离器出口压力）中间

5、点温度偏置（PID（减温水量（P），减温水量指令（S）（S）给水主控指令f6（炉主控指令）f7（f6（炉主控指令）PID（分离器出口温度（P），（f9（分离器出口压力）中间点温度偏置（PID（减温水量（P），减温水量指令（S）（S）附表：f1负荷指令MW主汽压力MPa修正后主汽压力MPa08.48.4668.48.419810.010.026410.78710.78727011.06328011.52329712.3133013.82536314.239615.742917.046218.649519.99619.7552821.256122.459423.862727.025.166027.

6、026.266626.567526.968027.0f2省煤器入口流量T/H燃料量水T/H00688160841180128624019083151965320f3总风量T/H燃料量风T/H002800500f4炉主控指令MW燃料量负荷T/H0023199.8330119.5495173.1660245.9726263.4f5BIR负荷指令偏差MW燃料量T/H-100-4510040f6炉主控指令MW给水量T/H0688200688330841495128666019087001965f7给水量T/H燃水比修正010100010150020250020f8负荷指令MW减温水量T/H003305

7、0.549577.2660114.5693117.8f9分离器出口压力MPa中间点温度730010.7833517.637521385244032741630435f10BIR负荷指令偏差MW给水量T/H-100-30000100350f11DEB指令DEB指令运算0050100150200分析：由于炉主控指令同时控制燃料主控指令、给水主控指令，所以在协调运行时，炉主控指令的重要性不言自明。为了保证协调控制系统的稳定性，炉主控指令与负荷指令应尽量接近，不宜相差过大。炉主控指令受负荷指令影响最大，此外还受到压力修正、燃料校正的影响。压力修正减小时，协调控制系统需要同时减小燃料量、给水量，所以炉主

8、控指令必然随之减小。燃料校正减小时，表示此时燃料的发热量有所降低，实际燃料量会相应的增加，如果燃料的实际发热量并未降低，协调控制系统就会减小校正前的燃料量，导致炉主控指令也随之减小。运行中发现主汽压力指令偏高，导致汽机高压调门在各负荷段均出现不同程度的节流现象，严重影响汽机的运行效率。经反复分析与实验，将主汽压力指令的生成函数f1进行了修改。修改后主汽压力指令降低，汽机高压调门在全负荷段的稳定工况下均能保证65%以上的开度状态，高压调门前后压差小于0.2MPa，汽机的运行效率有明显提高。低负荷协调运行时，由于受到小机最低转速（3000rpm）的影响，导致给水主控指令长时间小于给水实际值且相差较

9、大，此时给水主控指令无法正常传递，导致给水量实际值的变化出现较为严重的迟滞，机前压力与过热度均会出现较大波动，必须人为干预才能稳定。而且受到小机最低转速的影响，此时即使将压力修正设置的很低，机组的机前压力也只能降到11.0MPa，汽机高压调门的节流现象无法得到改善。经反复分析与实验，将小机遥控状态下的最低转速由3000rpm逐步改为2900rpm，运行中发现给水量指令偏大，导致燃水比主控指令总是需要对给水量指令作出较大的负修正，其原因是给水量指令的生成函数f6的函数值过大。由于我们将主汽压力指令的生成函数f1进行了修改，降低了全负荷段的主汽压力指令，导致修改后机组所需的给水量比修改前有所增加，

10、燃水比主控指令的负修正情况有所改善。二、协调控制系统的附加环节：协调控制系统的控制策略是维持主汽压力偏差（主汽压力指令机前压力）0.15 MPa、24过热度30，但是在实际运行中由于内扰与外扰的共同存在，机前压力、过热度常常偏离期望值过多，此时仅仅依靠协调控制系统的基本环节无法维持主汽压力偏差、过热度的稳定，协调控制系统的附加环节就是在这种情况下触发燃水比前馈指令（脉冲指令），快速调节机前压力、过热度。#7机组协调控制系统的附加环节为燃水比前馈指令，共分为“加（减）煤1、2”与“加（减）水1、2”8个逻辑功能块。对应的燃料量、给水量变化情况如下：燃料量变化T/H给水量变化T/H减煤1-4减煤2

11、-8加煤14加煤28减水1-20减水2-40加水120加水240为了避免燃水比前馈指令在机组负荷快速增减（如RB）时触发，导致影响机组的负荷快速响应，特别设置了“变负荷”判据，当负荷指令变化率大于设定值时对该指令实现闭锁。释义：中间点饱和温度f12（启动分离器出口压力（2取均值）过热度启动分离器出口温度（4取均值）中间点饱和温度过热度变化率（过热度过热度延时3s）3s主汽压力偏差机前压力主汽压力指令主汽压力变化率（机前压力机前压力延时3s）3s负荷指令变化率（负荷指令负荷指令延时3.5s）3.5s逻辑：减煤1（过热度30）（主汽压力偏差0.2）（主汽压力变化率0.02）（主汽压力偏差0.15）

12、（过热度变化率0.05）减煤2（过热度30）（主汽压力偏差0.2）（主汽压力变化率0.2）（主汽压力偏差0.4）（主汽压力变化率0.02）（主汽压力偏差0.15）（过热度30）（过热度变化率0.1）（过热度35）（过热度变化率0.05）加煤1（过热度24）（主汽压力偏差-0.2）（主汽压力变化率-0.02）（过热度20）（过热度变化率-0.05）（主汽压力偏差-0.15）加煤2（过热度24）（主汽压力偏差-0.2）（主汽压力变化率-0.2）（主汽压力偏差-0.4）（主汽压力变化率-0.02）（主汽压力偏差-0.15）（过热度15）（过热度变化率-0.05）（过热度20）（过热度变化率-0.1）

13、减水1（过热度24）（主汽压力偏差0.2）（主汽压力变化率0.02）（过热度20）（过热度变化率-0.05）（主汽压力偏差0.15）减水2（过热度24）（主汽压力偏差0.2）（主汽压力变化率0.2）（主汽压力偏差0.4）（主汽压力变化率0.02）（主汽压力偏差0.15）（过热度15）（过热度变化率-0.05）（过热度20）（过热度变化率-0.1）加水1（过热度30）（主汽压力偏差-0.2）（主汽压力变化率-0.02）（主汽压力偏差-0.15）（过热度变化率0.05）加水2（过热度30）（主汽压力偏差-0.2）（主汽压力变化率-0.2）（主汽压力偏差-0.4）（主汽压力变化率-0.02）（主汽压

14、力偏差-0.15）（过热度30）（过热度变化率0.1）（过热度35）（过热度变化率0.05）附表：f12启动分离器出口压力MPa中间点饱和温度实际饱和温度0250.34250.3250.3947285.83285.86910.78316.6316.74316.69350.8350.87721369.8369.86824381.1374.12527393.1374.12530405.1374.125分析：#7机组的过热度为计算值，并非实测中间点过热度。分析运算过程可知，在启动分离器出口压力临界压力（22.115MPa）时，过热度的计算值与实际值非常接近；在启动分离器出口压力临界压力（22.115MPa）时，由于实际的饱和温度为374.125，且不随压力升高而增大，所以过热度的计算值比实际值偏小，且偏小幅度随着压力的升高急剧增大（在24MPa时，偏小7；在27MPa时，偏小19；在30MPa时，偏小31）。燃水比前馈指令为脉冲指令，不会产生持续性的作用，过热度、机前压力的稳定依靠的是协调控制系统的基本环节。运行中发现燃水比前馈指令的“加（减）水1、2”