汽机的协调系统名词解释及控制方式的解析

汽机的协调系统名词解释及控制方式的解析协调系统名词解释及控制方式的解析协调控制系统

CoordinatedControlSystem（简称CCS）系统单元制机组采用炉、机、电集中控制方式，两台机组设一个单元控制室，每台机组按炉、机、电一体化配置热控分散控制系统（DCS

distributedcontrolsystem）。汽轮机电液控制系统（DEH）可根据CCS汽机主控的流量指令改变调节汽门的开度，实现汽轮机高中压缸联合启动或中压缸启动等不同的启动方式，机组并网后可由CCS遥控，实现机炉协调控制。单元机组协调控制系统CCS由负荷指令处理回路和机、炉主控制器两大部分构成。负荷指令处理回路主要实现AGC（automaticgenerationcontrol

自动发电控制）目标负荷或运行人员目标负荷的选择、一次调频投/切、高低负荷限制、速率限制、负荷闭锁增减以及辅机跳闸RB等功能。机、炉主控制器是协调控制系统的核心部分，主要实现机炉运行方式及切换和机炉主控指令运算等功能。CCS协调控制系统的机、炉主控器共有4种运行方式：

BASE（基本方式）、TF（turbinefollow-up机跟随）、BF（boilerfollow-up炉跟随）、CCS（机炉协调方式）。运行人员可以通过选择汽机、锅炉主控M/A手动、自动来选择不同的运行方式，4种运行方式之间切换是无扰的。基本方式

BASE即手动方式，汽机主控和锅炉主控都为手动控制。在这种方式下，汽机控制可以处于电功率闭环控制、机前压力闭环控制和阀位控制三种方式；锅炉控制处于手动燃烧调整方式，根据目标负荷大小调节合适的主蒸汽参数。机跟随turbinefollow-up（简称TF）汽机主控自动，控制机组机前主汽压力；锅炉主控手动，控制锅炉燃烧以满足目标负荷需求。汽机调节器接受机前压力偏差，维持机前压力在设定值。炉跟随boilerfollow-up（简称BF）汽机主控手动，控制主汽门开度以满足目标负荷需求；锅炉主控自动，控制机前压力。锅炉调节器接受机前压力偏差，维持机前压力在设定值，同时接受机组功率指令的前馈，以便使锅炉能快速响应负荷请求及消除来自汽机侧扰动。协调调控制方式（简称CCS）协调控制的本义，就是统一协调安排锅炉输入的燃料、空气、给水和汽轮发电机组的运行来满足出力与负荷的匹配。以炉跟机为基础的协调控制方式是指，汽机主控和锅炉主控均在自动方式，机组实际负荷指令经过三阶惯性环节作用后与机组实际负荷比较，其偏差进入机侧功率调节器，形成汽轮机主控指令来控制机组负荷；机组实际负荷指令经过定——滑——定函数曲线转换出机组目标压力设定值，经过速率限制及三阶惯性环节作用后形成机组实际压力设定值，与实际机前压力比较后的偏差进入锅炉主控调节器，形成锅炉主控指令，进而产生燃料指令、风量指令和给水流量（直流炉）指令等。当炉侧重要参数控制异常、相关自动控制回路切至手动或重要辅机故障时，机组控制方式会由协调控制方式切换为机跟炉（TF）方式，炉侧主控手动调功，燃料、给水调节处于自动，根据水煤比修正调节器的作用协调机组燃烧率与给水流量的变化（直流炉）；汽轮机主控仍处于自动以控制机前压力跟随机组负荷变化。超驰控制当自动控制系统接到事故报警、偏差越限、故障等异常信号时,超驰逻辑将根据事故发生的原因立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能，将系统转换到预设定好的安全状态，并发出报警信号。数字电液调节控制digitalelectronichydraulic（DEH）数字电液调节控制系统，采用数字计算机作为控制器，电液转换器、高压抗燃油系统和油动机作为执行器，根据实际转速和设定转速的偏差、实际负荷和设定负荷的偏差调节汽轮机阀门开度，实现对汽轮机转速、负荷的控制及汽轮机跳闸保护功能。超速保护控制over-speedprotectioncontrol（OPC）《DL/T701-2012火力发电厂热工自动化术语》将超速保护控制（OPC）定义为：是一种抑制超速的控制功能，有采用加速度限制方式实现的，也有采用双位控制方式实现的，例如汽轮机转速达到额定转速的103%时，自动关闭调节汽门，当转速恢复正常时再开启调节汽门，如此反复，直至正常转速控制回路可以维持额定转速；或两种方法同时采用。它实际上属于调节系统的范畴，主汽门并不关闭，区别于保安系统110%超速保护。超速跳闸保护over-speedprotectiontrip（OPT）《DL/T701-2012火力发电厂热工自动化术语》将超速跳闸保护（OPT）定义为：汽轮机保护系统功能之一，当汽轮机转速超过某一限值时自动跳机，迅速关闭调速汽门和主汽门。汽轮机紧急跳闸系统emergencytripsystem（ETS）《DL/T701-2012火力发电厂热工自动化术语》将汽轮机紧急跳闸系统（ETS）定义为：在汽轮机运行过程中，出现异常时能采取必要措施进行处理，并在异常情况继续发展到可能危及设备设备时，能采取断然措施，停止汽轮机运行的保护系统。甩负荷loadrejection/loaddump《DL/T701-2012火力发电厂热工自动化术语》定义为：汽轮机控制系统功能之一，将汽轮机正常情况下所带的负荷，在发生电气故障的瞬间内全部或部分甩掉。常规法甩负荷（甩电负荷）试验即断开发电机主开关，机组与电网解列，甩去全部电负荷的试验方法。试验时DEH和OPC共同作用，使调节汽门迅速关闭，控制汽轮机转速不超过危机保安器跳闸动作值，并将转速控制在同步转速，锅炉维持汽机3000rpm运行所需负荷，录波仪自动记录数据结束后机组应尽快并网。一般按甩去50%和100%额定负荷两级进行。甩负荷试验对调节系统防止超速方面的功能验证，实际上是对OPC断路器跳闸回路快速性、可靠性的验证，甩负荷试验后要求维持空转的特性，是考验调节系统本身的调节品质及其与OPC的协调能力。测功法甩负荷（甩汽负荷）试验是一种间接考核汽轮机调节系统性能的方法。与常规法甩负荷试验不同，它不是通过断开主开关甩电负荷，而是在机组并网状态下突然关闭汽轮机进汽调阀，测量发电机有功功率的变化过程，经过计算后得到与常规法甩负荷试验等价的转速飞升过程。汽轮机超速保护分类a)

OPC保护当转速达到3090r/min时，通过OPC电磁阀带电动作，快关所有调门，防止转速进一步飞升。由于OPC动作时汽机未跳闸，故准确的讲不应该叫保护，学名应该叫overspeedcontrol，也叫预超速保护。b)3300r/min（110%）保护即当转速达到3300r/min时，汽机直接跳闸。此保护分两种，即电气超速保护和机械超速保护。c)电气超速保护汽轮机常规设计共有6个转速探头，3个信号送往ETS柜，3个送往DEH柜。故电气超速保护又分为ETS电超速保护和DEH电超速保护两种。电气超速保护的原则就是冗余设置，增加安全性。1)

ETS电超速保护当ETS三个转速信号有两个达到保护动作值时，跳闸电磁阀直接失电动作，使汽机跳闸。2)

DEH电超速保护当DEH三个转速信号有两个达到保护动作值时，并不直接使机组跳闸，而是通过通信电缆将跳闸信号送往ETS机柜，使汽机跳闸。它和ETS电超速保护的区别就是增加了一步通讯过程。目前部分机组（例如利港电厂）还有114％电超速保护，它和DEH电超速保护一样也接受DEH转速信号，只是动作值（3420r/min）不一样。d)机械超速保护它不接受任何电气信号，只是当转速达到3300r/min时，飞锤在离心力的作用下飞出，危急保安器动作使机组跳闸，由于它完全靠机械装置动作使汽机跳闸，故称机械超速保护。辅机故障减负荷RunBack(简称RB)当发生部分主要辅机故障跳闸、机组最大出力低于给定负荷时，协调控制系统将机组负荷快速降低到实际所能达到的相应出力，并控制机组在允许参数范围内继续运行。（调试初期做单侧辅机最大出力试验，可更好的做辅机RB试验）有关协调系统的简答：1.

单元机组协调控制系统的任务是什么？答：（1）根据机组的运行状态和调节任务选择调节负荷的方式和外部的负荷指令。（2）对外部负荷指令进行处理，使之与机炉运行状态以及变负荷能力相适应，并发出机炉协调动作的指令，分别送到锅炉调节系统和汽机调节系统中去。2.

单元机组协调控制投入的顺序如何？答：在正常情况下，机组协调控制投入的顺序如下：（1）一、二、三级级减温水投入自动；（2）给水投入自动；（3）炉膛负压投入自动；（4）送风投入自动；（5）燃料量投入自动；（6）锅炉主控投入自动；（7）汽轮机主控投入自动；（8）协调控制投入自动。3.协调控制系统一般设计有几种控制方式？答：协调控制系统一般设计有五种控制方式：

1）机炉协调控制方式；

2）汽机跟随控制，机组输出功率可调的方式；

3）汽机跟随控制，机组输出功率不可调的方式；

4）锅炉跟随控制，机组输出功率不可调的方式；

5）锅炉和汽机主控制器均处于手动控制方式。

其中“机跟炉，功率不可调整”的方式适应于汽机运行正常而锅炉部分设备不正常，因而使锅炉出力受到限制时的情况下使用。4.一个协调控制系统一般由几个部分组成？每一部分起什么作用？答：协调控制系统一般由功率指令处理装置和机炉主控制器两大部分组成。其中，功率指令处理装置完成对负荷指令变化率和起始变化幅度的限制；计算出机组实际可能允许的出力，当机组负荷要求超过实际可能允许的出力时，对负荷要求进行限制，即进行最高负荷限制；当机组辅机发生故障时，为了保证机组正常运行，不管此时电网对机组负荷要求多大，都能把机组负荷降到适当水平。另外，机炉主控制器的作用是接受负荷指令处理装置的功率给定指令，发出汽机调节阀开度及锅炉燃烧率指令，并能根据机组运行情况，对不同的控制方式进行切换。5.单元机组协调控制系统中，为什么要采用调速汽阀过开措施来适应电网对机组的功率要求？答：单元机组协调控制系统中，因为中间再热式汽机在调节阀开度改变时，中、低压缸的功率变化有惯性，所以采取调速汽阀的动态过开，以适应电网对机组的功率的要求，提高汽机的负荷适应性。如果整定合适，可使机组很快（在几秒钟之内）达到功率给定值的要求。6.单元机组中，锅炉和汽机在适应电网负荷要求的速度上有什么差异？为了解决这一矛盾，在协调控制系统的设计中要采取哪些技术措施？答：单元机组中锅炉和汽机在适应电网负荷要求的速度上有很大的差异，锅炉适应负荷较慢，而汽机在适应负荷是依靠释放锅炉的部分贮热，以汽压波动为代价的。所以在协调控制系统的设计中，为了解决这个矛盾，采用前馈调节方式，当给定功率变化时，把其给定功率的微分信号送到锅炉控制系统，使锅炉能尽快适应负荷，而汽机侧则放出锅炉贮热，适应负荷的要求，但为了不使汽压波动太大，还要适当限制汽机进汽阀开度的大小。这样，就可以实现，在负荷要求变化时，即尽快地适应负荷变化的要求，又将汽压稳定在要求的范围内。7.单元制运行机组的“机跟炉”和“炉跟机”运行方式有什么特点？各使用于什么工况？答：单元制运行机组的“机跟炉”运行方式具有汽压稳定，但适应负荷能力差的特定，而“炉跟机”运行方式则正好相反，具有适应负荷能力强，而汽压波动大的特点。前者适应于炉有故障的工况，而后者适应于机有故障的工况。8.单元机组运行时，在哪些情况下采用机跟炉运行方式？答：单元机组运行时，一般符合下列情况时采用机跟炉运行方式：（1）汽轮机主控处于自动，锅炉主控处于手动时；（2）汽轮机主控处于自动时，投入锅炉主控自动；（3）协调控制方式下发生锅炉RB时；（4）协调控制方式下按协调控制盘的“汽轮机跟踪”键时；（5）协调控制方式下发生“燃料—给水”、燃料—风量“比例失调时。9.单元机组运行时，在哪些情况下采用炉跟机运行方式？答：单元机组运行时，一般符合下列情况时采用炉跟机运行方式：（1）锅炉主控处于自动方式；（2）机组控制不在机跟炉方式；（3）机组控制不在协调控制方式。10.简述单元机组锅炉跟随的负荷调节方式。答：在单元机组的锅炉跟随的负荷调方式中，当中调来的指令要求负荷改变时，首先改变汽轮机的进汽阀开度，进而改变汽轮机的进汽量，使发电机的输出功率迅速与所要求的负荷一致。当汽轮机的进汽阀开度改变时，锅炉的出口汽压随即改变，通过汽压调节器改变加入锅炉的燃料量和相应的送风量、给水量。这种方式能很快适应负荷，但汽压变动大。在大型单元机组中，锅炉的蓄热能力相对减少，对于较小的负荷变化，在汽压允许的变化范围内充分利用锅炉的蓄热以迅速适应负荷是有可能的，这对电网的频率控制也是有利的。但是，在负荷变动太大时，汽压变化就太大，会影响锅炉的正常运行。尤其对于直流锅炉，蓄热能力比汽包锅炉小的多，采用锅炉跟随的方式上适应较大的负荷变化，实际上是不可能的。当单元机组中锅炉设备运行正常，而机组的输出功率受到汽轮机的限制，可以采用这种锅炉跟随的方式。11.简述单元机组汽机跟随的负荷调节方式。答：在单元机组的汽机跟随的负荷调节方式中，当中调的指令要求改变负荷时，首先改变锅炉的燃料量和相应的送风量、给水流量。而当锅炉的蒸发量开始改变，出口汽压开始改变后，才通过汽压调节器去改变汽轮机进汽阀，从而改变汽轮机的进汽量，最后使发电机的输出功率与负荷要求一致。在这个系统中，由锅炉调节负荷，而由汽轮机调节汽压。因此，汽压变化小，但是由于没有利用锅炉的蓄热，而只有当锅炉改变燃烧率造成蒸发量改变后，才能改变机组的出力，这样，适应负荷变化能力较差。这个系统适用于承担基本负荷的单元机组或当机组刚投入运行经验还不够时，采用这个系统可使汽压稳定而为机组稳定运行创造有利条件。当单元机组中汽轮机运行正常，机组的输出功率受到锅炉限制时，也可以采用汽轮机跟随的调节方式。12.简述单