汽轮机负荷控制课件

1、汽轮机负荷控制第第6 6讲讲 汽轮机负荷控制汽轮机负荷控制 汽轮机负荷控制系统的任务是使汽轮发电机组的输出功率满汽轮机负荷控制系统的任务是使汽轮发电机组的输出功率满足电网负荷变化的需求，同时参与电网的一次调频，维持电网的足电网负荷变化的需求，同时参与电网的一次调频，维持电网的频率稳定。频率稳定。6.1 负荷目标值负荷目标值 汽轮机的负荷目标值一般由汽轮机的负荷目标值一般由运行人员根据中调指令运行人员根据中调指令或由或由ADS根据电网需求根据电网需求给出，经过处理后通过给出，经过处理后通过 DEH负荷控制系统控制汽轮负荷控制系统控制汽轮发电机组升、降负荷。发电机组升、降负荷。6.2 负荷变化率处

2、理单元负荷变化率处理单元 在汽轮发电机组运行过程中，通过负荷变化率控制机组负荷在汽轮发电机组运行过程中，通过负荷变化率控制机组负荷升、降的速度，升、降的速度，负荷变化率处理单元负荷变化率处理单元可以根据机组运行状态选择可以根据机组运行状态选择不同的负荷变化率：不同的负荷变化率： l 运行人员设定的负荷变化率，范围限定在运行人员设定的负荷变化率，范围限定在030MW/min以内；以内；l 机组处于机组处于ATC运行方式时，由运行方式时，由ATC装置根据机组负荷变化能力装置根据机组负荷变化能力 和应力限制自动设定的负荷变化率。和应力限制自动设定的负荷变化率。汽轮机负荷控制l 机组处于机调压（机组处

3、于机调压（TCP）运行方式时，由机调压控制器根据主）运行方式时，由机调压控制器根据主 蒸汽压力变化设定的负荷变化率；蒸汽压力变化设定的负荷变化率；l 当机组出现故障时，由快速减负荷保护装置或主蒸汽压力低保当机组出现故障时，由快速减负荷保护装置或主蒸汽压力低保 护装置根据机组状态输出护装置根据机组状态输出RUNBACK速率或速率或TPL速率。速率。负荷变化率处理单元的工作原理如下图所示：负荷变化率处理单元的工作原理如下图所示：汽轮机负荷控制6.3 负荷给定值处理单元负荷给定值处理单元 在在负荷给定值处理单元负荷给定值处理单元中也采用将中也采用将负荷变化率负荷变化率与与负荷给定值负荷给定值在给定值

4、运算模块中相加，并经过相应模块处理后再次返回给定在给定值运算模块中相加，并经过相应模块处理后再次返回给定值运算模块的值运算模块的“循环增量法循环增量法” 对对负荷给定值负荷给定值进行处理，使其逐渐进行处理，使其逐渐接近并等于设定的接近并等于设定的负荷目标值负荷目标值，其处理流程如下图所示：，其处理流程如下图所示：负荷给定值处理流程负荷给定值处理流程u 给定值运算模块给定值运算模块汽轮机负荷控制u 给定值切换模块给定值切换模块 给定值切换模块，可以根据机组运行的不同状态或汽轮机负给定值切换模块，可以根据机组运行的不同状态或汽轮机负荷控制系统投入或切除不同的控制回路（如转速回路、功率回路荷控制系统

5、投入或切除不同的控制回路（如转速回路、功率回路或调压回路）时对输出信号进行切换，其原理如下图所示：或调压回路）时对输出信号进行切换，其原理如下图所示： 汽轮机负荷控制u 给定值限制模块给定值限制模块 给定值限制模块根据机组运行过程中设定的给定值限制模块根据机组运行过程中设定的负荷高限负荷高限与与负荷负荷低限低限对对负荷给定中间值负荷给定中间值REFTMP15信号进行限制，使最终输出的信号进行限制，使最终输出的负荷给定值负荷给定值（REFDMD）处于机组负荷限定范围以内，其工作原）处于机组负荷限定范围以内，其工作原理如下图所示：理如下图所示： 汽轮机负荷控制6.4 DEH负荷控制单元负荷控制单元

6、 汽轮机汽轮机DEH负荷控制单元，由功率调节回路和调节级压力调负荷控制单元，由功率调节回路和调节级压力调节回路组成，其工作原理如下图所示：节回路组成，其工作原理如下图所示： 汽轮机负荷控制u 一次调频功率值的计算一次调频功率值的计算 汽轮发电机组的输出功率除满足电网对负荷的要求外，当负汽轮发电机组的输出功率除满足电网对负荷的要求外，当负荷变化引起电网的频率变化时，各机组应改变其输出功率以维持荷变化引起电网的频率变化时，各机组应改变其输出功率以维持电网频率稳定电网频率稳定并网机组应参与电网的一次调频。一次调频计并网机组应参与电网的一次调频。一次调频计算单元的工作原理如下图所示：算单元的工作原理如

7、下图所示： u DEH控制系统的静态特性控制系统的静态特性 当机组处于稳态时，电功率调节回路的当机组处于稳态时，电功率调节回路的PID调节器输入信号为调节器输入信号为零，即满足如下关系：零，即满足如下关系：0eNXREFDMD汽轮机负荷控制0eNKWSKWSREFDMD 01eREFDMDWSNWSKK 根据上式可得根据上式可得DEH控制系统的静态特性曲线：控制系统的静态特性曲线：lDEH控制系统采用了控制系统采用了转速转速和和电功率信号电功率信号作为被调量，具有功频作为被调量，具有功频 电液调节系统的静态特性（图中曲线电液调节系统的静态特性（图中曲线1 1）。）。 汽轮机负荷控制l改变改变负

8、荷给定值负荷给定值REFDMD，可以使曲线平移（图中曲线，可以使曲线平移（图中曲线2 2）而）而 实现二次调频。实现二次调频。l改变频率校正装置的改变频率校正装置的放大系数放大系数 K，可以改变曲线的斜率及纵切，可以改变曲线的斜率及纵切 距（图中曲线距（图中曲线3 3），以满足机组在不同工况下的要求。），以满足机组在不同工况下的要求。l切除转速反馈回路，机组不参与电网的一次调频，其出力只随切除转速反馈回路，机组不参与电网的一次调频，其出力只随 负荷给定值负荷给定值而变（图中曲线而变（图中曲线4 4），动态特性变差。），动态特性变差。6.5 快速减负荷快速减负荷RUNBACK保护功能保护功能 当

9、机组的辅机出现故障使机组出力受到限制时，为使机组可当机组的辅机出现故障使机组出力受到限制时，为使机组可以在允许的较低负荷下继续运行，在汽轮机以在允许的较低负荷下继续运行，在汽轮机DEH负荷控制系统中负荷控制系统中设有快速减负荷（设有快速减负荷（RUNBACK）保护装置，根据机组不同的故障）保护装置，根据机组不同的故障程度设置了程度设置了3级保护，分别为：级保护，分别为： l RUNBACKRUNBACK速率速率1 150MW/min 50MW/min RUNBACKRUNBACK极限极限1 1150MW150MWl RUNBACKRUNBACK速率速率2 2150MW/min 150MW/mi

10、n RUNBACKRUNBACK极限极限2 280MW80MWl RUNBACKRUNBACK速率速率3 3300MW/min 300MW/min RUNBACKRUNBACK极限极限3 370MW70MW 快速减负荷（快速减负荷（RUNBACK）保护功能单元，可以根据机组）保护功能单元，可以根据机组不同的故障程度，产生相应级别的不同的故障程度，产生相应级别的快速减负荷快速减负荷（RUNBACK）运运汽轮机负荷控制行指令行指令以及相应的以及相应的快速减负荷快速减负荷（RUNBACK）速率速率，其工作原理，其工作原理如下图所示：如下图所示： 汽轮机负荷控制6.6 主蒸汽压力低（主蒸汽压力低（TP

11、L）保护功能）保护功能 主蒸汽压力突然下降很多对汽轮机的末级叶片运行会产生不主蒸汽压力突然下降很多对汽轮机的末级叶片运行会产生不利影响，为防止在机组负荷变化时主蒸汽压力的突降，在汽轮机利影响，为防止在机组负荷变化时主蒸汽压力的突降，在汽轮机DEH控制系统中加入了主蒸汽压力低（控制系统中加入了主蒸汽压力低（TPL）保护装置。）保护装置。 u 主蒸汽压力低（主蒸汽压力低（TPL）保护投切控制模块）保护投切控制模块 主蒸汽压力低（主蒸汽压力低（TPL）保护投切控制模块）保护投切控制模块功能为根据运行人功能为根据运行人员设置的主蒸汽压力限制值和机组运行状况对员设置的主蒸汽压力限制值和机组运行状况对TPL保护功能的投保护功能的投切切进行控制，其工作原理如下图所示：进行控制，其工作原理如下图所示： 汽轮机负荷控制u TPL减负荷减负荷