协调控制系统

协调控制系统CCS－CoordinatedControlSystem1.1单元机组负荷控制的特点单元机组：是指汽轮机、锅炉和发电机成为独立系统的机组。（优越于母管制）负荷控制特点：一快一慢，即汽轮发电机对负荷请求响应快，锅炉对负荷请求响应慢。1.1附单元机组负荷控制基本方式机跟炉方式炉跟机方式机炉协调方式机跟炉原理框图P0Pe△PPT炉跟机原理框图PT机炉协调系统（CCS）1.2协调控制系统（CCS）及其任务协调控制系统：是指这样一种控制策略，把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使机组既能快速地相应外界负荷的要求，又能维持主蒸汽压力在允许范围内。CCS的主要任务：接受外界负荷指令、运行人员的负荷指令和电网频率偏差信号，及时相应要求，以满足电网负荷变化的需要。协调锅炉和汽轮发电机的运行，在负荷变化较大时，能维持二者之间的能量平衡，保证主汽压力稳定。协调系统内部燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温等子系统的平衡。系统外部负荷请求与主/辅设备实际承受能力的关系。1.3

超临界机组协调控制系统的主要特点系统具有多种控制方式，可实现无扰动切换具有完善的连锁保护功能具有完善的监视功能（CRT显示图象和数据）具有功能强大的组态软件，用户可选择的余地大，方便系统的组态和修改测量系统采用了冗余变送器，可自动切换附：超超临界机组的CCS的控制特点协调控制分为如下几种方式：协调控制方式(CCS)锅炉跟随方式(BF)汽轮机跟随方式(TF)基本方式燃料主控在自动，锅炉主控手动控制燃料量，汽机主控手动控制调门开度，为基本方式；锅炉主控自动控制主汽压力，汽机主控手动控制负荷，为锅炉跟随方式；汽机主控自动控制主汽压力，锅炉主控手动控制负荷，为汽机跟随方式。1.4机组负荷控制时的问题响应外部负荷需求与机组内部参数的稳定问题机组故障与机组允许最大负荷能力问题机组的负荷形式与机组的控制方法问题（控制机组负荷的大小，通常有两种手段：(1)控制进入汽轮机的蒸汽流量DT，即汽轮机调速汽门的开度；(2)控制燃烧率）2.单元机组协调控制系统的组成单元机组主控制器（UM）炉主控制器＆机主控制器（BM/TM）炉控制系统（BCS）机控制系统(TCS)机组负荷协调层机炉负荷协调层锅炉/汽轮发电机控制系统层中调指令电网频率设定指令机前汽压给定值锅炉过程汽轮机过程机组设备状态控制方式选择逻辑2.1机组负荷控制系统的整体结构机组负荷协调层：用以协调机组负荷能力与外界负荷要求。机炉负荷协调层：用以协调锅炉和汽轮机两个能量转换和传输过程。锅炉和汽轮机控制层：用以实现将能量转换和传输过程中所有需要控制的参数和信号控制到规定的数值。2.2负荷指令运算回路中调指令ADS电网频率操作人员指令负荷指令计算回路限制回路机组允许负荷能力运算回路根据自动调度系统指令(ADS)、电网频率（GF）、机组设定指令（SET）等负荷需求指令和机组允许最大负荷能力RUNDEMAND，生成机组可以承受的实际负荷指令根据主要辅机的运行/跳闸状态，或根据系统重要参数偏离设定值的程度来生成机组能够承受的允许最大负荷指令，通常称为返航目标值。负荷指令运算回路的任务是：

根据机组的运行状况，对来自外部的负荷请求信号（ADS负荷指令、人工手动设置指令及频差负荷校正指令）和来自内部的负荷信号（实际功率信号和机组最大允许功率信号）进行选择和处理，生成机组可以接受的目标负荷指令ULD。2.3机炉主控制器(BM/TM)组成控制方式管理BM＆TMBMM/ATMM/APSULDBDTDTPMW其他信号锅炉主控制器(BoilerMaster)手动/自动操作站(Manual/Automatic)汽轮机主控制器(TurbineMaster)手动/自动操作站(M/A)压力设定值PressureSet机组负荷指令（UnitLoadDemand）锅炉负荷指令(BoilerDemand)汽轮机负荷指令(TurbineDemand)实际机前节流压力机组实际功率3、超临界机组协调控制方式一、超临界机组控制系统的特点1、控制系统分析超临界变压运行直流锅炉，由于没有汽包，当外部负荷变化时，汽压波动大且因加热、蒸发、过热过程在各受热面没有固定的分界线，当给水或燃料扰动时，都将引起汽温的波动。因此为使锅炉有良好的调节品质，要有高性能的控制系统。即以汽轮机调节对压力响应快的特点来稳定压力，克服燃料、给水量对压力的影响。通过给水量控制机组负荷，同时由“燃料/水”比控制燃料来稳定中间点的温度。在变压运行时，调节系统通过增加燃料量和给水量来提高发电机出力，是主蒸汽压力上升。直流锅炉是汽水一次循环，锅炉的储热比较小。直流锅炉－汽轮机是复杂的多输入多输出的被控对象，燃料量、给水、汽机调门开度的任一变化，均会影响机组的负荷、中间点的温度、压力的变化，而燃料、汽机调门的变化又会影响到给水流量的变化和主汽压力的变化，因此对于直流锅炉机组的协调控制系统来说，主蒸汽压力控制是最基本的控制。控制中间点温度是直流锅炉控制的重要环节。2、控制量与被控量关系的选择被控参数压力的控制：在多个被控参数选择上首选汽轮机调门控制压力。被控参数温度的控制：在直流锅炉中影响中间点温度的主要因素是锅炉的“燃料/水”比。给水量增加，使汽化点向出口端移动，过热区段缩短，因此蒸汽温度下降。而燃料量增加，则使汽化点向入口端移动，过热区段加长，主汽温度则上升。合理的协调系统控制方案是：采用燃料控制中间点温度，给水控制负荷、汽轮机控制机组压力。3.控制特点直流锅炉在稳定运行期间,为得到稳定的控制,须维持某些比率为常数,在启动和低负荷运行时,要大幅度地改变这些比率,以得到宽范围的控制。这些比率是：（1）给水量/蒸汽量（2）热量输入/给水量（即煤水比）（3）喷水流量/给水流量二、超临界机组协调控制策略超临界机组的控制基本策略：系统中强化了燃烧率的作用；增大机前压力的波动幅度以充分利用机组的蓄能；降低机组对负荷指令的响应速度来改善控制效果。超临界机组协调控制系统的负荷指令运算回路和亚临界机组基本相同，最大不同是锅炉控制侧。下面予以简介1、锅炉主控制器结构（1）协调控制方式下锅炉主控制指令计算

当机组切换到协调方式下运行，机组的主蒸汽压力和负荷是由锅炉、汽轮机协调控制

（2）锅炉处于跟踪方式下的锅炉主控制指令计算。锅炉跟踪方式，即汽轮机侧是手动调节功率，锅炉侧投自动调节压力，使其在设定值.（3）RB或强制手动方式

当机组出现RUNBACK请求或锅炉主控强制切手动时锅炉主控制指令的计算。当机组发生异常状况（如发生RB请求或锅炉强制切手动）或机组进行启停顺控时，机组将自动变换运行方式，应对突发情况。2、汽轮机主控制器的结构协调方式下汽轮机主控制指令计算

当机组在协调方式下运行时，机