电厂2350MW超临界机组DCS应用软件初步设计说明

1、电厂2M50MW超临界机组DCSS用软件初步设计1/89 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 数据采集系统DAS31 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 模拟量控制系统MCS11 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 炉膛安全监控系统FSSS324顺序控制系统SCSS48旁路控制系统BPC376电气控制系统EC801数据采集系统DASDA繇统包括机炉电流程数据采集、监控画面、棒状图等。在机组启停、正常运行以及事故工况等过程中,DAS

2、为运行人员提供主要的设备操作接口以及监视记录手段，运行人员可从DAS中获得大量实时的或经过处理的机组信息,在DAS画面中直接对机组的设备进行操作,并在需要的情况下可获得各种操作指导或操作帮助等各种信息。DAS系统的硬件组成及现场采集信号的处理DAS系统的硬件组成DASS统不单独占用控制器，DAS点分配在锅炉SCSft汽机SCS中。现场数据采集信号的处理对于DAS系统现场采集信号的处理过程，保证各种采集数据的实时性、正确性、准确性、以及安全性是非常重要的,它是实现机组安全高效运行的基础。从现场采集到的各种开关量和模拟量在进入计算机系统以前要相应的进行如下各种信号预处理过程：1)模拟量正确性判断2

3、)数字滤波3)参数补偿4)非线性校正5)工程量单位变换6)开关量接点有效性检查7)脉冲量输入累积DAS系统的信号采集及处理过程充分利用新华系统软硬件的高效性和安全性，经过适当的组态，使最终进入DC繇统的各种信号和参数满足各方面的性能指标要求。.DASU面显示DASH面显示分流程图显示，操作窗口显示，棒状图显示几个部分。生产流程图画面显示：流程图画面结构DA琬程画面的结构是这样的：最上面一行为画面说明及报警区域；中间部分为流程图画面显示区；最下面左右两端分别是进入相关DAS流程画面的快捷按键区及进入操作窗口的快捷按键区。在画面说明及报警区,显示本流程图的名称及图号,最左端则为电气故障报警指示区E

4、CS,最右端为机组重要辅机跳闸记忆指示报警区。如果有电气设备发生故障时，则主流程画面顶端左边的ECS”便会变红，点击该区域即进入指示具体报警画面的软光字报警索引画面中,此时若再单击索引画面的报警指示区,便会进入相应的电气报警流程画面中。画面顶部右端显示的重要辅机跳闸标志为：FDFA、FDFB、IDFA、IDFB、PAFA、PAFBBFPTA、BFPTB、BFSP当某重要辅机跳闸后，相应的辅机跳闸标志随之变红,用鼠标点击该标志便弹出指示具体跳闸原因的跳闸原因小窗口。流程图顶部中间为本流程图的图号和名称。流程图中部是主流程画面区。流程图下部是进入相关流程画面的快捷按键区。在画面低部右端则设计有可进

5、入和本流程图画面有紧密联系的其它流程画面的快捷按键,以及进入各流程索引画面及主索引画面的快捷按键。2.1.2流程图画面分类按系统和流程分将整个电厂生产流程分为若干幅DAS流程画面。在设计各DAS流程画面时,充分考虑电厂运行人员的操作习惯,同时也考虑到各系统子流程间的相关性和独立性,结合新华系统本身的特点,使流程画面做到有松有紧,松紧得当,既有强调各子系统间相关性的系统总图,也有充分表现其独立性的各子系统独立流程图,在流程画面的划分上便考虑到方便运行人员的监控和操作。DAS流程画面设计为两级目录结构，从总目录索引画面中可进入各分系统的目录索引画面中如汽水流程目录，电气流程目录，棒状图目录，FSS

6、S流程目录等从各分系统目录索引画面中则可直接进入各具体的过程流程画面中；同时在某一具体流程画面中,按键盘的下方向键会将画面切为总目录索引画面中,按上方向键则将当前流程画面切为本分系统的目录索引画面中。锅炉部分流程画面锅炉水系统：WATERCIRCLESYSTEM本图给出了沿凝汽器、凝泵、低加、除氧器、给水泵、高加、省煤器、汽机高压缸,以及汽机中压缸、低压缸等机组主要汽水流程及相关设备和参数。过热汽及减温系统SUPREHEATEDSTEAMWITHWATERSPRING本画面包括了从炉顶过热器进口集箱一直到末级过热器出口联箱的主汽流程以及过热汽I级、II级减温系统的相关设备和参数。再热汽及减温系

7、统REHEATEDSTEAMWITHWATERSPRING本流程图包括了从低温再热器进口集箱到末级再热器出口联箱热再热蒸汽之间的再热汽流程、减温系统、以及有关参数显示。启动分离器系统：STARTSEPARATORSYSTEM本图包括了省煤器系统、水冷壁系统、锅炉启动系统相关的流程及设备和参数。锅炉水冷壁温系统BOILERWATERWALLTEMPERATURE本流程图以成组显示的方式列出了水冷壁左侧墙壁温、水冷壁右侧墙壁温、水冷壁前墙壁温、水冷壁后墙壁温、炉膛前墙壁温等有关温度测点。风烟系统：AIRGASSYSTEM本图包括了引风系统、送风系统、一次风系统、空预器以及和锅炉燃烧相关的流程及设备

8、和参数。引风系统：INDUCEDDRAFTFAN本画面包括引风机、除尘器、空预器等引风系统相关设备和参数显示。送风系统：FORCEDDRAFTAIRSYSTEM本画面包括了送风机、空预器、一直到炉膛的有关送风系统设备及相关参数显示。一次风系统：PRIMARYARIFANSYSTME本画面给出了一次风系统流程及相关操作设备。10二次风挡板及煤层燃烧系统SADAMPER&CPFEEDRE本画面给出了炉膛二次风挡板及和二次风有关的可操设备,同时给出了各油层煤角的火焰指示。11)制粉系统PULVERISECOALSYS本画面给出了磨煤机、给煤机、分离器以及磨煤机稀油站、磨辊定变加载液压站等制粉流程的相

9、关设备和指示参数。12锅炉疏水系统BOILERDRAINWTR本画面给出了至锅炉大气式扩容器及向大气排放空气的相关设备和指示参数。炉膛部布置：FURNACEPLANT本画面给出了锅炉烟温探针、以及倾角可调燃烧器等设备及参数。蒸汽吹灰系统：STEAMSOOTBLOW本画面给出了长伸缩式吹灰器、半长伸缩式吹灰器、墙式吹灰器、预热器伸缩式吹灰器等设备及相关参数。19空预器本体及油站系统：APHBODYANDOILSTATION本画面为空预器油系统的流程图。20引风机本体及油系统：IDFBODYANDOILSTATION本画面给出了引风机润滑油系统的流程指示。送风机本体及油系统FDFBODYANDOI

10、LSYSTEM本图给出了送风机油系统的流程图,并有相关参数的显示。一次风机本体及油系统PAFBODYANDOILSYSTEM本图给出了一次风机油系统的流程图,并有相关参数的显示。23等离子点火系统本流程图包括等离子点火系统相关设备及参数。2.1.2.2汽机部分流程画面显示汽机进汽及疏水：TURBINESTEAMANDDRAIN本流程图包括主汽母管及再热汽母管的疏水系统、汽机各段抽汽及疏水、以及汽机本体疏水系统等流程和设备。高压加热器系统：HIGHPRESSUREHEATERSYSTEM本画面包括#1#3高压加热器及其疏水系统、以及相应的各段抽汽及疏水系统等。低压加热器系统：LOWPRESSUR

11、EHEATERSYSTEM本画面包括#5#8低压加热器及其疏水系统、以及相应的各段抽汽及疏水系统等。旁路系统：TURBINEBYPASSSYSTEM本画面给出了高旁系统及低旁系统的流程图,包括旁路减温水系统及疏水系统。辅汽系统：AUXILIARYSTEAMSYSTEM本流程图给出了辅助蒸汽联箱控制系统的流程图。汽机轴封及轴封疏水：TURBINEGLDSTMANDDRANINWTR本图包括了主汽门疏水放气、汽缸疏水、汽机轴封、轴封冷却器系统、小机轴封及疏水等。凝结水系统：CONDENSATEDWTRSYS本画面包括了从热井凝结水一直到除氧器的所有凝结水流程中设及到的有关设备。真空泵系统：VACU

12、UMPUMPSYS本画面包括了凝汽器水室真空泵、凝汽器真空泵及相关参数。胶球清洗系统：RUBBERBALLWASHSYS本画面包括了收球网、胶球泵、装球室等有关设备。10除氧器给水系统DEAERATORFEEDWATERSYSTEM本画面给出了除氧器本体及给水系统流程。A汽动给水泵BOILERFEEDERWATERPUMPTURBINE本画面给出了小封水、小机润滑油、小机轴封润滑油等系统及相关参数。B汽动给水泵BOILERFEEDERWATERPUMPTURBINE本画面给出了小封水、小机润滑油、小机轴封润滑油等系统及相关参数。电动给水泵MOTORDRIVEFEEDWATERPUMP本画面包括

13、电动给水泵本体、密封水及其润滑油系统。电泵及汽泵本体温度MDFP/TDFPBODYTEMP本画面以成组显示的方式给出了两汽泵、一电泵的本体温度。小机TSIBFPTTSI本画面用以显示A、B小机MTSI控制系统相关参数。小机润滑油输送系统BFPTLUBOILXPRTSYSTEM本画面包括小机润滑油输送泵、润滑油储油箱及净化装置等相关设备。汽机润滑油系统TURBINELUBOIL&CLEAN本系统包括直流事故油泵、交流润滑油泵、润滑油冷油器、汽机顶轴油系统等。18汽机EH油系统EHOILSYSTEM本系统包括EH循环泵、EH油器、EH主油泵等相关设备及参数。19闭式冷却水系统CLOSECIRCUL

14、ATINGWATER本流程图包括锅炉房闭冷水、公用闭冷水、除氧间闭冷水、汽机房闭冷水等相关控制系统及参数。20发电封油系统GENSEALINGOILSYSTEM本画面给出了发电机机氢侧和空侧密封油系统的相关设备流程图。21发电机定子冷却系统GENSTATORCOOLINGSYS本画面给出了发电机水冷的流程图、以及相关设备和参数。发电机本体GENBODY燃油泵房OILPUMPROOM本画面给出了锅炉燃油系统有关的流程和可操设备及参数显示。24循环水泵房CIRCULATINGWATERPUMPROOM本画面包括冲洗水泵、冷却水泵、循环水泵等相关可操设备及参数显示。25空压机系统PRESSEDAIR

15、STATION本画面给出来空压机,干燥器等和压缩空气流程有关的设备和参数。电气系统流程画面ECS画面包括：电气流程图，以及故障报警流程等画面。其中主流程画面目录如下：电气主接线MAINLINE厂用电系统PLANTLINE公用电系统COM380V保安系统380VSAFETY380VMCC公用MCC直流系统DCSYSTEMUPS系统UPSSYSTEMFSSS流程画面锅炉吹扫画面：BOILERPURGE显示引风机、送风机、火检冷却风机状态,吹扫命令按钮,油泄漏试验按钮等。跳闸原因：CAUSEOFMFTANDOFT显示MFTKOFT勺原因、以及首出记忆等信息。锅炉点火允许：FIREPERMISIVE显

16、示炉膛点火允许条件、油点火允许条件、煤点火允许条件等点火允许条件。油枪状态：STATUSOFOILGUN显示三层油枪及相应的油角火焰状态、以及相应各油层的帮助或报警信息。煤粉燃烧器状态：STATUSOFCOALBNR显示六层煤粉燃烧器及相应的煤角火焰状态、以及相应各煤层的帮助或报警信息。MCS操作窗口画面在机组各级流程画面中显示了各流程涉及到的所有MCS调节设备。在某一幅流程图画面中单击要操作的设备,便弹出和该设备对应的M/A站窗口。另外,如果在某流程画面中将相关的被调设备以成组操作的形式组合在一起,在该流程图画面低部左边设计有进入该成组操作M/A站的快捷命令按钮，单击该按钮便可进入该成组操作

17、站。对于各M/A操作窗口，按回路控制器入出参数类型及控制器组态的不同分为如下几种M/A操作画面：PSO邛PBO邛、POF型、PSCffl、SO型、PSOFS、PSCffl，具中P表小被调量、S表小设定值、C表小输出值、F表小反馈置、B表小偏置。MCS勺M/A站窗口是这样构成的以PSC叨例：1)窗口顶部显示调门名称及编号；在窗口上方为当前回路各变量棒状图显示,用来分别指示：被调量P,设定值S,输出值O,反馈值F。在棒状图下面依次为这几个变量的数值显示形式；在窗口图中部为当前控制模式显示：自动AUTO,手动MAN。手动时显示红色,自动时显示蓝色；4)在窗口下部为M/A站的操作区，有：投自动键AUT

18、C”,投手动键MAN”,开设定键T降设定键J,增手动输出键，降手动输出键在其下面依次为目标设定值直接输入区、以及目标控制输出值直接输入区。当投自动条件不满足时，AUTC键将呈灰色，表示不可操作该键；当投自动键满足时，按AUTC健将使M/A站进入自动控制模式，同时M/A站中部将显示本M/A站处于自动AUTC模式；设定值的升降TJ只有在M/A站处于自动方式时才可操作；而当系统禁止M/A站进行手动输出升降操作时，相应的键或键将显示为灰色表示不可进行此项操作。当可对控制回路中的SP值或控制输出值进行直接输出时,先在操作窗口下端的相应数值输入区键入目标数值,之后用鼠标按下数值输入区右端的输入命令按钮,系

19、统随之自动完成对相应目标变量的赋值。成组M/A站显示为若干单个M/A键组合在一块的式样。某单一M/A站处于操作方式时,其边框会显示为红色。利用鼠标可激活某一可操作的M/A站,使其进入可操作状态。2.1.2.6SCS操作窗口画面对SCS系统中对设备的操作是在流程图中实现的。在含有该设备的流程图中单击要操作的设备，便弹出该设备的SCSft作窗口画面。SC限作分为单操和顺控两种操作画面。SCS单操窗口画面单操窗口画面由如下容组成操作设备的名称编号及描述。设备的状态,可能为：故障显示、联锁或备用状态的显示、开关/启停状态的显示。手状禁操标志,当该设备为禁启/开或禁停/关时标志为红色,当无禁操条件时,标

20、志为隐去的灰色。同时各操作按钮上的文字描述上也加上动态,当该按钮可操时为深兰色,当该按钮不可操时为隐去的灰色。叉状跳闸标志仅泵、风机、马达,当有跳闸记忆时该标志为红色,否则为隐去的灰色。单击该标志可得到显示跳闸原因的画面。操作按钮包括启停、开关、或LOCKON/OFF以及STBYON/OF等。SCS顺控窗口画面顺控窗口是从含有被操作设备的流程图画面中调出的。顺控操作窗口画面包括如下一些容：该顺控子功能组的名称编号本子功能组的步序显示,正在执行的步序指令为红色闪光,已执行完的步序显示红色平光,未执行的步序以正常的兰色显示；步序指令反馈显示:满足为红,否则为绿。3)当前状态：AUTOEMANUAL

21、当前顺控进行到的步号及当前步执行到现在经过的时间5)各种按钮。包括AUTO/MANUAL换按钮，启动该子功能组的启动按钮，以及其它随被操作设备和控制策略不同而增加的其它按钮2.2棒状图显示棒状图用来直观地分组分区显示某些机组相关参数的画面。对于某一变量的棒状图,在棒型图下面同时显示该变量的数字显示值；棒型图的颜色和数字显示值的颜色相同,按变量的质量不同而不同,具体分为这样几种颜色WHDWRFAIL/blue,SENSORALM/purple,ENTERVALUE/cyan,SCANOFF/gray80,HIGHALARM/red,LOWALARM/yellow,NORMAL/green共设计有

22、如下若干幅棒状图：A&B引风机线圈及轴承温度A&B一次风机线圈及轴承温度A&B送风机线圈及轴承温度风烟系统线圈及轴承温度A&B&CM线圈及轴承温度D&E&FS线圈及轴承温度前墙水冷壁螺旋管壁温过热器管道/再热器管道壁温凝结水泵电机线圈及轴承温度循环冷却水泵电机线圈及轴承温度循环水泵电机线圈及轴承温度A汽动给水泵及前置泵轴承温度B汽动给水泵及前置泵轴承温度电动给水泵及前置泵电机线圈及轴承温度发电机定子线圈出水温度发电机定子线圈/铁芯温度关于DASB面元素的约定过程设备及仪表在DAS画面中的图标将依照ISA规定的标准图标绘制，如涉及到ISA标准未规定的图标,将制定符合人体工程学方面,且直观明了的图

23、标,设备及仪表的着色也按这一原则绘制。系统的各流程画面的静态部分按如下规定着色：蒸汽管道红色red水管道绿色green风道天兰色cyan烟道灰色gray60燃油管道黄色yellow氢管天兰色cyan500kV母线红色red20kV母线天兰色cyan26kV蓝色royalblue1380V绿色green220VDC黄色yellowgreen110VDC灰兰色skyblue220V土黄色peachpuff接地母线灰色gray70主画面上过程参数、阀门、电机等以前景颜色显示,用红、兰、黄、绿等亮色代表不同的状态,如下所列：模拟量的显示：正常为绿色平光高一限为红色平光低一限为黄色平光传感器报警或点坏为

24、紫色操作员输入为青色cyan超时报警为蓝色blue退出扫描为灰色gray80电动门的显示：电动门全开为红色平光电动门正在开过程为红色闪光电动门全关为绿色平光电动门正在关过程为绿色闪光电动门故障为黄色平光调门的显示：当该调门为自动时为蓝色当该调门为手动时为红色电机的显示电机运行为红色电机停运为绿色电机故障为黄色电气开关的显示：开关合闸为红色开关断开为绿色开关故障为黄色2模拟量控制系统MCS总则模拟量控制系统MCS锅炉、汽机主要系统及设备进行连续闭环控制，保证机组主要参数稳定,满足安全启、停及定压、滑压及正常运行的要求。MCSJ、调配置5对控制器：DPU15减温水、锅炉给水等DPU16:CCSDP

25、U11二次风挡板、三次风挡板送风机、引风机、一次风机、空预器等DPU66高加、低加、除氧器水位控制等DPU67给水控制等控制策略常规PID调节串级、三冲量、前馈补偿、单回路多执行机构等多种回路结构形式。冗余变送器测量二重冗余变送器测量信号自动选取平均值,运行人员可以在画面上人为选择使用两个测量信号的平均值或只使用其中的某一个信号。当选取二个信号的平均值时,如果两个信号中有一个超出正常围,则自动选取另一个信号作为输出值,不影响控制系统的工作。如果两个信号均超出正常围,则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制。三重冗余变送器测量自动选取中间值,运行人员可以在画面上人为选择使用三个测量信号的中间

26、值或只使用其中的某一个信号。当选取三个信号的中间值时,如果有一个信号超出正常围,则自动选取另外二个信号的平均值；如果有二个信号超出正常围,则自动选取另外一个信号作为输出值,不影响控制系统的工作。如果三个信号都超出正常围,则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制。手/自动切换测量信号越限或坏质量,自动切至手动；自动运行条件不满足,由逻辑联锁自动切为手动；运行员操作进行手/自动切换无论是运行员或是逻辑联锁进行手/自动切换,均不引起过程变量的扰动。机炉协调控制控制目的机炉协调控制系统将单元机组作为一个整体来考虑,在保证机组安全稳定运行的前提下,使机组的负荷尽快满足运行人员或中调发出的负荷指令。机

27、炉协调控制主控回路发出的控制指令是锅炉主控指令和汽机主控指令。机炉协调控制可划分为以下几个部分:1主蒸汽压力设定2机组主控3锅炉主指令4汽机主指令机炉协调控制共有四种独立的控制方式,它们是:1协调控制CCS2锅炉跟随BF喇炉主才S自动，汽机主控手动3汽机跟随TF硼炉主才S手动，汽机主控自动4基本方式BASE锅炉主控手动,汽机主控手动从机炉协调控制系统需要控制的两个主要过程参数机组功率和机前主蒸汽压力来说，在基本方式下，锅炉燃烧率指令手动给定，汽机调门由DEHf虫立控制。在汽机跟随控制方式下,主蒸汽压力由汽机调门自动控制,机组功率由运行人员手动控制。在锅炉跟随控制方式下，主蒸汽压力由锅炉燃烧率自

28、动控制，汽机调门由DEH独立控制。在协调控制方式下,主蒸汽压力和机组功率均为自动控制,本设计采用以锅炉跟随为基础CBH的协调才$制方式，即主蒸汽压力通过锅炉自动控制，机组功率通过汽机调门自动控制。在协调控制和锅炉跟踪方式下,可以采用滑压控制。滑压控制时,主蒸汽压力的设定值根据机组负荷经函数发生器自动设定。在机组定压控制时,主蒸汽压力的设定值由运行人员在画面上手动设定。主蒸汽压力设定根据机组的运行情况,可以采用滑压或定压控制。在机组定压控制时,运行人员可在主汽压力设定操作站上手动设定主汽压力设定值。在机组滑压控制时,主汽压力设定值由机组负荷指令经函数发生器后给出,这时需运行人员选择滑压方式。主汽

29、压力设定操作站的输出经速率限制器后作为最终的主汽压力设定值。主汽压力设定值的变化速率由运行人员在画面上手动设定。机组主控机组主控回路的作用,是根据运行人员设定的机组目标负荷设定值或中调来的AGCft荷指令,向锅炉主控和汽机主控回路发出机组负荷指令。当机组未在协调控制方式下运行,目标负荷设定操作器跟踪机组实际功率。当机组在协调控制方式下运行时,运行人员可在目标负荷设定操作器上手动设定机组的目标负荷。当机组在协调控制方式下运行时,运行人员可将目标负荷设定操作器投入自动,接收AGCfB的机组目标负荷指令。机组目标负荷指令要经过负荷变化速率限制器,负荷变化率由运行人员在画面上手动设定。在经以上处理的机

30、组目标负荷指令上,还加有机组一次调频信号。发电机频率偏差经函数发生器后给出目标负荷增减值,调节本机组参与电网一次调频的调频量。当机组未在协调方式运行时,该路信号切换到0。当机组在协调控制方式下运行时,如遇RUhDOWN况,则通过积分器降低机组负荷指令。当重要过程参数的偏差消除以后,积分器输出将逐步回到0。目标负荷指令经以上处理后,形成最终的机组负荷指令,送到锅炉主控和汽机主控回路。锅炉主控锅炉主控操作器有二路信号进行切换：来自BF、CCS勺控制指令。机组运行在汽机跟随或基本方式时,锅炉主控指令不接受自动控制信号,由运行人员在锅炉主控操作器上手动设定。机组运行在BF方式时，锅炉主控指令由PID调

31、节器输出加上前馈信号给出，PID调节器的输入为主汽压力设定值和实际主汽压力的偏差。前馈信号是所谓的能量平衡信号，取主蒸汽压力和调速级压力的比值再乘以主汽压力设定值P1/PtXPs。机组运行在CCST式时，锅炉主控指令的形成由主汽压偏差和功率偏差经PID调节输出加上前馈信号给出,前馈信号由机组负荷指令给出。当燃料主控操作器在手动控制时,锅炉主控指令操作器的输出强制跟踪总燃料量并强制手动。当发生RUNBACK况，锅炉主控器输出根据发生RUNBACK不同辅机跳闸条件，以不同的速率逐渐下降到RUNBACK标值。主汽压力信号故障时,不管机组运行在何种运行方式,锅炉主控器强制切到手动控制。锅炉跟踪方式运行

32、时,如调速级压力信号故障,锅炉主控器强制切到手动控制。协调控制方式运行时,如发电机功率信号故障,锅炉主控器强制切到手动控制。汽机主控汽机主控器的自动输入端有二路信号进行切换：来自TF、CCS的控制指令。机组运行在锅炉跟随或基本方式时,汽机主控指令不接受自动控制信号,由运行人员在汽机主控器上手动设定。这时DEH虫立运行，控制机组功率。机组运行在汽机跟踪TF方式时,汽机主控指令由主汽压力设定值和实际主汽压力的偏差经PID调节给出。机组运行在CCST式时，汽机主控指令的形成由功率偏差和压力偏差经PID调节给出。当DE诉统非遥才S方式时,汽机主控器跟踪DE隘统送来的汽机负荷参考。RUNBACKRUNB

33、ACK机组辅机故障减负荷,它是为了保证机组负荷指令在任何时候都不超过锅炉负荷能力。一旦机组负荷指令超过锅炉负荷能力,则以预定的速率减少燃料量指令,直至机组负荷指令小于或等于锅炉负荷能力。在RUNBACK辑中,根据每种辅机的负荷能力计算总的锅炉负荷能力。这些辅机包括：给水泵、空预器、送风机、引风机、一次风机。在机组负荷大于一定值的情况下,若上述辅机跳闸,则发出RUNBACK求。RUNBACK号发出后，机组控制方式将自动切为汽机跟随方式。汽机维持主汽压力，锅炉则以预定的RUNBACK率降低锅炉总燃料量指令到锅炉负荷能力对应的总燃料量。FSSS系统卞g据RUNBACK令，将磨煤机从上到下切除，保留与

34、锅炉负荷相适应的磨煤机台数。BLOCKINC/BLOCKDEC机组负荷闭锁增/闭锁减,它是当机组在协调方式下,升降负荷时,如果出现主汽压、风量及炉膛压力等主要过程参数和其设定值的偏差大于或小于一定值时,或给水泵、送风机、引风机的控制指令已达极限或手动时,令机组负荷指令闭锁增或闭锁减,其功能是通过将负荷增减方向的变化率切为零来实现。RUNDOWNRUNDOWN机组负荷迫降，它是为了当机组在协调控制方式下升降负荷时，如果出现某种主要过程参数和其设定值的偏差大于或小于一定值,且相应的控制执行机构均已无调节余地时,则强制机组负荷指令向相反方向动作,尽量消除上述偏差。在本设计中,考虑的主要过程参数和其设

35、定值的偏差有燃料量、炉膛压力和总风量。燃料主控控制目的燃料主控根据锅炉主控来的锅炉主控指令调节进入锅炉的总煤量,设计有锅炉主控指令和总风量信号的交叉限制。功能说明燃料主控PID调节器的入口偏差如下：偏差=限制后锅炉主控指令-总燃料量。限制后锅炉主指令由小值选择模块产生。小值选择模块的一路输入来自协调控制系统的锅炉主控,它经过给水温度的修正；小值选择模块的另一路输入来自送风控制系统的总风量信号经函数发生器给出当前风量允许的最大总燃料量,它和锅炉主控指令来的总燃料量指令交叉限制,当因某种原因导致总风量允许的最大总燃料量小于锅炉主指令来的总燃料量时,限制总燃料量指令的增加,以确保任何工况下锅炉的富氧

36、燃烧。总燃料量信号是进入锅炉燃烧的总燃油流量和总煤量信号之和。总燃料量偏差经PID调节器后给出运行给煤机转速的设定值，同时送至所有运行给煤机转速控制回路。当燃料主控操作站在手动控制时,可对投入自动的给煤机转速同时进行增减操作。当出现下列情况之一时,燃料主控操作站强制切到手动控制：1.任一台运行给煤机煤量信号故障2.各台给煤机都在手动控制磨组控制控制目的磨组控制是指将一台磨煤机组的控制作为一个整体来考虑,它包括磨煤机入口一次风量控制、磨煤机出口温度控制、给煤机速度控制。本机组共配置六台磨煤机,分别为A、B、C、D、E和F,每台磨煤机组的控制系统结构都是互相独立的。通过调节磨煤机热风门和冷风门开度

37、分别控制磨煤机入口一次风量和磨煤机出口温度,通过调节给煤机速度使给煤量满足煤量主控的要求。热风和冷风挡板控制说明磨煤机入口一次风量和出口温度为典型的多变量控制系统,即磨煤机入口热风和冷风挡板开度的变化对这两个参数都有较大影响。在本设计中,由磨煤机入口热风挡板消除磨煤机入口一次风量的稳态偏差,由磨煤机入口冷风挡板消除磨煤机出口温度的稳态偏差。磨煤机入口一次风量的基本设定值根据给煤机指令经函数发生器自动给出,这样当给煤机速度增减时,一次风量的设定值也将自动增减。运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值基础上手动进行偏置。该信号和实际的给煤量所对应的风量大选后作为设定值。磨煤机入口一次风量和

38、其设定值的偏差经PID调节器后给出磨煤机入口热风挡板开度的自动控制指令。磨煤机出口温度和其设定值的偏差经PID调节器后给出磨煤机入口冷风挡板开度的自动控制指令。热风和冷风挡板强制输出当FSSS系统来关闭磨煤机入口热风挡板”信号或MFT寸，磨煤机入口热风挡板操作站将强制输出0%。当FSSS系统来关闭磨煤机入口冷风挡板”信号时，磨煤机入口冷风挡板操作站将强制输出0%。热风和冷风挡板强制手动当出现下列情况之一时,磨煤机入口热风挡板操作站强制切到手动控制：1.磨煤机入口一次风量信号故障2.磨煤机未运行3.MFT当出现下列情况之一时,磨煤机入口冷风挡板操作站强制切到手动控制：1.磨煤机出口温度信号故障,

39、或2.磨煤机未运行,或3.MFT给煤机速度控制说明每台给煤机的给煤速度指令来自燃料主控,运行人员可在上述指令基础上手动进行偏置。当给煤速度在自动控制时,偏置值才允许运行人员手动设置。给煤机速度强制输出当FSSS系统来减小给煤机速度至最小信号时，给煤机速度操作站将强制输出最小允许给煤量。当FSSS系统来紧急跳煤层信号时，给煤机速度操作站将强制输出0%送风控制控制目的送风控制的目的是根据总风量和总风量设定值的偏差给出两台送风机入口动叶的控制指令。总风量设定值经过氧量校正操作站输出信号的校正。设计有总风量设定值与总燃料量信号之间的交叉限制,以确保锅炉的富氧燃烧。当两台送风机动叶控制站都在自动控制方式

40、时,可对两台送风机进行偏置,以使得两台送风机的负荷平衡。功能说明送风控制为带氧量校正的串级控制系统。总风量是A、B侧二次风流量和总一次风流量之和,其中总一次风流量又是六台磨煤机入口一次风流量之和,各个风量测量信号均经过相应温度校正。由主蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出该负荷下烟气含氧量的基本设定值,运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值基础上手动进行偏置。经各自选择后的A、B侧烟气含氧量信号取平均值作为自动调节系统使用的烟气含氧量信号。氧量校正操作站的输出经函数发生器后对总风量指令进行校正。校正后的信号和最小风量信号大选后作为总风量设定值。总风量信号和其设定值的偏差经总风量P

41、ID调节器后作为两台送风机的共用指令。设计中考虑了炉膛压力偏差过大时对送风机的方向闭锁,当炉膛压力过低时,送风机动叶只许开大,不许关小；当炉膛压力过高时,送风机动叶只许关小,不许开大。强制输出当顺控系统来开送风机动叶信号时,送风机动叶操作站将强制输出至定值；当顺控系统来关闭A或B送风机动叶”信号时，送风机A或B动叶操作站将强制输出0%。强制手动当出现下列情况之一时,送风机动叶操作站强制切到手动控制：1.A侧二次风流量信号故障2.B侧二次风流量信号故障3.A侧二次风温度信号故障4.B侧二次风温度信号故障5.总一次风信号故障6.总燃料量信号故障7.相应送风机未运行时8.MFT当两台送风机动叶都在手

42、动控制方式或任一侧烟气含氧量信号故障时,氧量校正操作站强制切到手动方式。炉膛压力控制控制目的炉膛压力控制的目的是根据炉膛压力和其设定值的偏差给出两台引风机静叶的控制指令。设计有送风机动叶开度指令对引风控制的前馈信号,以及MFT寸的超驰信号。当两台引风机静叶控制站都在自动控制方式时,可对两台引风机的开度指令进行偏置,以使得两台引风机的负荷平衡。功能说明引风控制为带前馈的单回路控制系统。炉膛压力信号有三个测点,正常情况下选取中值。炉膛压力设定值由运行人员在操作画面上手动设定。炉膛压力和其设定值的偏差经PID调节器再加上前馈信号作为两台引风机静叶的共用指令。设计中考虑了炉膛压力偏差过大时对引风机的方

43、向闭锁,当炉膛压力过高时,引风机静叶只许开大,不许关小；当炉膛压力过低时,引风机静叶只许关小,不许开大。在两台引风机静叶控制指令的输出端,还加了一个引风机超驰信号,当锅炉发生MFT：况时，根据由送风机代表的MFTtf的锅炉负荷水平，强制关小引风机静叶一个定值该值与MFT前的锅炉负荷水平有关，延迟若干秒可调后再缓慢回到零，该路超驰信号的目的主要是为了炉膛压力控制系统尽量补偿MFT时因炉膛灭火而导致的炉膛压力下降太多。超驰信号不管引风机静叶操作站在自动方式还是在手动方式都是起作用的。强制输出当顺控系统来开引风机静叶信号时,引风机静叶操作站将强制输出至定值；当顺控系统来关闭A或B引风机静叶”信号时，

44、引风机A或B静叶操作站将强制输出0%。强制手动当出现下列情况之一时,引风机静叶操作站强制切到手动控制：1.炉膛压力偏差大2.炉膛压力信号故障3.相应引风机未运行主蒸汽温度控制控制目的为了整个机组的安全经济运行,必须将锅炉末级过热器出口的主蒸汽温度控制在运行人员设定的数值上。过热蒸汽温度分两级A、B侧独立喷水减温控制。一级减温控制说明A、B侧一级喷水减温控制系统的结构相同。A、B侧一级过热器出口蒸汽温度分别有两个测量信号,正常选择均值信号。下面以A侧一级减温控制为例说明控制系统结构。A侧一级减温控制为串级控制系统结构,控制目的是维持A侧一级过热器出口的蒸汽温度在设定值上。一级过热器出口蒸汽温度的

45、设定值由两部分组成,由蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出基本设定值,运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值基础上手动进行偏置。串级控制系统主环控制的过程变量为一级过热器出口蒸汽温度,副环控制的过程变量为一级减温器出口蒸汽温度。主环控制的输出作为副环的设定值。过热器二级减温器温度控制类同一级。再热蒸汽温度控制控制目的为了整个机组的安全经济运行,必须将锅炉再热器出口的蒸汽温度控制在运行人员设定的数值上。再热蒸汽温度正常情况下由燃烧器摆角控制。如果因各种原因引起再热器出口汽温超温,再由A、B两侧的再热器喷水减温控制再热汽温。燃烧器摆角控制说明A、B侧再热器出口蒸汽温度分别有两个测量信

46、号,正常分别选择均值信号后再平均作为燃烧器摆角控制的过程变量。燃烧器摆角控制为单回路控制系统,再热器出口蒸汽温度设定值由两部分组成,由蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出基本设定值,运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值基础上手动进行偏置。再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的偏差经PID调节器后再加上前馈信号作为燃烧器摆角的控制指令。前馈信号由蒸汽流量代表的机组负荷经函数发生器后给出。燃烧器摆角强制手动当出现下列情况之一时,燃烧器摆角控制站强制切到手动状态：1.任一侧再热器出口汽温信号故障2.蒸汽流量信号故障再热器喷水控制说明A、B侧再热器温度喷水控制结构完全相同,下面以A侧再热器

47、温度喷水控制为例说明控制系统结构。A侧再热器温度喷水控制为串级控制系统结构,控制目的是维持A侧再热器出口的蒸汽温度在设定值上。串级控制系统主环控制的过程变量为A侧再热器出口蒸汽温度,副环控制的过程变量为A侧再热喷水后蒸汽温度。主环控制的输出作为副环的设定值。再热器喷水控制强制输出当锅炉主燃料量跳闸MFT时,A侧再热器喷水减温阀门操作站强制输出为0%再热器喷水控制强制手动当出现下列情况之一时,A侧再热器喷水减温阀门操作站强制切到手动状态：1.A侧再热器出口汽温信号故障2.A侧再热器喷水后汽温信号故障3.蒸汽流量信号故障给水流量控制控制目的超临界机组中的给水流量控制回路是控制锅炉出口主蒸汽温度的一

48、个最基本手段。由于超临界机组采用直流锅炉,而在直流锅炉中,给水流量的波动将对机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度等机组运行重要过程参数均产生较大影响。由于机组负荷和主蒸汽压力还有其它控制手段,而一旦给水流量控制回路工作欠佳,导致煤水比动态失调,锅炉出口的主蒸汽温度仅靠其后的喷水减温控制是无法满足机组运行对主蒸汽温度的控制要求的。在本设计中,当超临界机组的直流锅炉由湿式分离器到干式分离器的切换,自动控制系统是自然进行的,不需要专门的控制回路。控制系统的唯一特殊要在任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR值。给水流量设定值是总燃料量的函数,该设定值再经分离器出口温度、分离器压力和锅炉过热器喷水比

49、率的修正。三台给水泵泵两台汽泵,一台电泵用来控制实际的给水流量。总体说明超临界机组中的给水流量控制回路是控制锅炉出口主蒸汽温度的一个最基本手段。锅炉出口的主蒸汽温度由串级控制系统实现。二级和一级喷水减温控制对锅炉出口主蒸汽温度提供高频的最终调整,给水流量控制回路控制锅炉的总能量平衡保持恰当的煤水比并维持分离器出口的蒸汽温度。实际上,给水流量控制回路仅当锅炉运行在纯直流干式分离器工况下才能对锅炉出口的主蒸汽温度起到粗调的作用。为了保证锅炉本身的安全运行,要求任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR值。当锅炉在低负荷下运行湿式分离器时,多余的给水流量经分离器疏水阀进行再循环。给水流量为串级控

50、制系统。控制回路可分为两个部分：给水流量指令的形成和给水泵控制。给水流量指令形成说明省煤器入口的给水流量指令由前馈信号和PID调节器的校正信号两部分组成。前馈信号主要实现锅炉的煤水配比,进入锅炉的总燃料量信号经函数发生器后给出省煤器入口给水流量指令的基本值,该值先经过一个滤波环节,目的是为了补偿燃料量和给水流量对分离器出口蒸汽温度的动态特性差异给水流量对分离器出口蒸汽温度的影响比燃料量较快。为了防止总燃料量信号快速波动对给水系统的影响如一台磨煤机跳闸后快速启动另一台磨煤机,该值经过一个速率限制。最后,加上分离器出口蒸汽温度的微分信号形成给水流量指令的前馈信号。给水流量串级控制的主调节器控制分离

51、器出口的蒸汽温度在其设定值上。分离器出口蒸汽温度的设定值由以下三部分组成：1.根据分离器出口压力信号经函数发生器后给出分离器出口蒸汽温度设定值的近似值。为了消除分离器出口压力信号的高频波动,经过一个滤波环节。2.在上述近似值基础上再加上过热器喷水比率的修正信号。这个修正信号由过热器喷水比率和其设定值的偏差形成,过热器喷水比率的设定值由锅炉总燃料量信号经函数发生器后给出。为了消除总燃料量和过热器喷水比率信号的高频波动,修正信号经过一个滤波环节。为了防止该修正信号动态较大波动引起分离器的干湿切换,该修正信号的最大幅度在函数发生器中得到限制,其最大幅度在正负5度。加这个修正信号的目的是为了保证机组运

52、行的经济性并使过热器喷水保持在最合理流量。3.最后,运行人员可根据机组的实际运行情况,在画面上手动对分离器出口蒸汽温度的设定值进行偏置。分离器出口蒸汽温度设定值的后两部分只有当锅炉负荷大于55%时才起作用。给水流量串级控制的主调节器受到下限限制,以确保任何工况下给水流量设定值不低于35%；主调节器受到上限限制,以确保任何工况下给水流量设定值不大于100%。当三台给水泵控制操作站都在手动控制时,串级控制的主调节器跟踪省煤器入口给水流量减去给水流量设定值前馈信号的值。过热器喷水比率由总过热器喷水流量除以锅炉总给水流量而得。总过热器喷水流量为一级和二级过热器喷水流量之和,锅炉总给水流量为省煤器入口流

53、量加上总过热器喷水流量减去分离器疏水流量,各流量信号均经过温度校正。省煤器入口流量有三个测点,正常情况下选取中间值。省煤器入口给水温度有三个测点,正常情况下选取中间值。分离器出口温度有两个测点,正常情况下选取平均值。给水泵控制说明给水流量串级控制的副调节器根据给水流量指令和省煤器入口流量的偏差形成给水泵总指令,同时送到三台给水泵转速控制回路。给水泵总指令加上每台给水泵的转速偏置,并经限幅后,作为每台给水泵的转速指令。限幅的作用是为了保证任何时候给水泵转速指令都不能超过上下限上限100%,下限0%。当三台给水泵转速控制操作站都在手动控制时,串级控制的副调节器跟踪三台给水泵平均转速指令加权求和信号

54、。各台给水泵转速偏置设定的强制跟踪逻辑,保证了每台给水泵转速控制站在投入自动控制时无扰。强制输出当某台汽动给水泵转速控制未切换到遥控方式时,汽动给水泵转速控制操作站强制跟踪汽动泵实际转速值。强制手动当出现下列情况之一时,给水泵转速控制操作站强制切到手动控制：1.总燃料量信号故障2.分离器压力信号故障3.分离器出口温度信号故障4.省煤器入口给水流量信号故障5.任一过热器喷水信号故障6.分离器疏水流量信号故障7.给水泵转速控制未切换到遥控方式3炉膛安全监控系统FSSS总则炉膛安全监控系统它包括燃烧器控制系统及燃料安全系统,它是现代大型火力发电机组的锅炉必须具备的一种监控系统。它能在锅炉正常工作和启

55、停等各种运行方式下,连续地密切监视燃烧系统的大量参数与状态,不断地进行逻辑判断和运算,必要时发出运作指令,通过各种联锁装置使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序完成必要的操作,或对异常工况和未遂性事故做出快速反应和处理。防止炉膛的任何部位积聚燃料与空气的混合物,防止锅炉发生爆燃而损坏设备,以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全,FSSS是监控系统,是安全装置,是安全联锁功能级别中的最高等级。本工程炉膛安全监控系统FSSS包括了公用控制逻辑、燃油控制逻辑及燃煤控制逻辑三大部分。共分配了6对控制器：DPU9:FSSS共逻辑DPU10:AM层和A磨煤机控制逻辑、等离子点火装置DPU11:Bffl层

56、和B磨煤机控制逻辑DPU12:Q由层和C磨煤机控制逻辑DPU13:D层和D磨煤机控制逻辑DPU14:目由层和E磨煤机控制逻辑公用控制逻辑部分包含锅炉保护的全部容，即炉膛吹扫、主燃料跳闸MFT及油燃料跳闸OFT与首出原因记忆、点火条件、点火能量判断等。公用控制逻辑还包括有FSS然用设备如火检冷却风机、密封风机、燃油主跳闸阀、MFT继电器、OFT继电器的控制。燃油控制逻辑包括各对油燃烧器投、切控制及层投、切控制。燃煤控制逻辑包括各制粉系统煤层的顺序控制及单个设备的控制。FSS繇统组态设计分为三部分：一、公用控制逻辑：炉膛吹扫MFTS首出记忆OFTR首出记忆4点火条件5油系统阀门控制6火检冷却风机7

57、密封风机8点火能量判断9油泄漏实验二、燃油控制逻辑油角远方/就地方式切换；油角跳闸条件；油角点火允许条件；油角自动启动允许条件；油角自动启/停；油层自动启动允许条件；油层自动启/停；油层判火原则；油角设备的远方控制。三、煤层控制逻辑磨煤机跳闸条件；煤层点火允许条件；煤层自动启/停；煤层判火原则；5给煤机的控制；6制粉系统挡板、风门的控制；7.磨煤机油泵的控制。3.1公用控制逻辑公用控制逻辑概述FSSS（统包括锅炉炉膛安全保护及燃烧器管理两大容,是DCS（统的主要控制部分之一。其公用控制逻辑是FSSS系统的核心，包括整个锅炉安全保护的监控及执行,FSSS辅机控制，FSSS部及与其它系统接口。FS

58、SSS统公用控制逻辑具体如下：确保锅炉点火前炉膛吹扫干净,无燃料积存于炉膛。预点火操作,建立点火条件,包括炉膛点火条件、油点火条件及煤层点火条件。在未满足相应点火条件时,油层、煤层不得点火。连续监视有关重要参数,在危险工况下发生报警,并在设备及人身安全受到威胁时发生主燃料跳闸。在主燃料跳闸时,跳闸磨煤机、给煤机、一次风机、燃油快关阀等设备并向有关系统如MCSSCSETS旁路、吹灰系统、脱硫等传送MFT旨令。e.完成FSSS系统辅助设备控制。如主跳闸阀、回油阀、火检冷却风机、密封风机等控制。FSS繇统的功能决定其系统的可靠性及指令的优先级都必须是最高的。公用逻辑主要包括以下容：炉膛吹扫MFTR首

59、出记忆OFT及首出记忆点火条件油系统阀门控制火检冷却风机密封风机点火能量判断油泄漏实验油泄漏试验概述为防止供油管路泄漏包括漏入炉膛,油系统泄漏试验是针对主跳闸阀、及单个油角阀以及油管路的密闭性所做的试验。操作员直接在CRTLEAKTEST按钮发出启动或旁路油泄漏试验指令,在首次点火或大修后首次点火或者燃油系统有过检修之后必须做油泄漏实验。油泄漏试验成功或旁路是炉膛吹扫条件之一。画面中共有如下11个指示HEADERLEAKTESTINPROGRESSHEADERLEAKTESTOKHEADERLEAKTESTFAULTOTVLEAKTESTINPROGRESSOTVLEAKTESTOKOTVLE

60、AKTESTFAULTLEAKTESTPERMITLEAKTESTPASSLEAKTESTINPROGRESSLEAKTESTOKLEAKTESTFAULT2试验过程：以下条件全部满足,认为油母管泄漏试验准备就绪：回油阀关状态所有油角阀关闭无MF舔件存在若允许条件满足，将在CRT上指示LEAKTESTPERMIT这时可以从CRT上发出START指令来自动进行下列步序：1打开主跳闸阀充压，待油母管压力正常后关闭该阀，同时在CRT指示LEAKTESTINPROGRESSTHEADERLEAKTESTINPROGRESS260秒钟之燃油泄漏试当压力合适10HJF70CP301信号出现关闭快关阀，否则