协调控制系统调试方案

1、目 录 1 系统概况及设备规范参数2 试验目的及试验项目3 协调控制系统调试应具备的条件4 协调控制系统调试试验程序5 协调控制系统投入的组织措施1 系统概况及设备规范参数 机炉协调控制系统是大型火力发电机组的主要控制系统，它将锅炉和汽轮发电机作为一个整体考虑来进行控制，协调锅炉控制系统与汽轮机控制系统的工作，以消除锅炉和汽轮机在动态特性方面的差异，使机组既能够适应电网负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力，又能够保证机组的安全稳定经济运行。机炉协调控制系统直接作用的控制对象是锅炉主控制系统和汽轮机主控制系统，然后再由这两个主控系统分别控制各自的子控制系统如锅炉燃烧控制子系统（MC

2、S）、锅炉给水控制子系统（MCS）和汽轮机电液调节子控制系统（DEH）等。 本台机组的机炉协调控制系统采用该系统采用ABB-Bailey公司生产的Symphony分散控制系统，控制技术先进，系统组态灵活，且具有较高的可靠性。协调控制系统设计在MCS系统，汽机电液调节系统采用哈尔滨汽轮机厂的（DEH）控制系统控制装置。分散控制系统的供电电源为不停电电源，由电气以双回路方式供电，具有较高的安全性和可靠性。河南华能沁北电厂一期工程1号机组协调控制系统如下几种控制方式：1.1 基本控制方式。汽机主控和锅炉主控都在手动控制方式1.2 机跟炉控制方式。锅炉主控在手动控制方式，汽机主控在自动控制方式（自动调

3、压方式）1.3 炉跟机控制方式。汽机主控在手动控制方式，锅炉主控在自动控制方式（自动调压方式）1.4 机跟炉为主的协调控制方式。汽机主控和锅炉主控都在自动控制方式。锅炉主控自动调功，且参与电网调频；且接受目标负荷导前信号。1.5 炉跟机为主的协调控制方式。汽机主控和锅炉主控都在自动控制方式。锅炉主控自动调压，且接受目标负荷导前信号；汽机主控自动调功，且参与电网调频，同时参与压力限制调节1.6 机炉协调控制方式。汽机主控和锅炉主控都在自动控制方式，同时参与功率和压力调节，电网调频信号作用在目标负荷设定回路。2 试验目的及试验项目2.1协调控制系统的调试最终应达到如下目标：2.1.1 所设计的协调

4、控制方式如机炉协调、锅炉跟踪、汽轮机跟踪和手动控制方式全部可用2.1.2 所设计的协调控制方式之间的切换过程应平滑和无扰动2.1.3 协调控制系统的其它功能如负荷指令给定方式切换、负荷指令闭锁功能、机组自动减负荷功能等正常2.1.4 机炉协调控制系统的静态和动态调节品质应符合如下指标要求：表一 机炉协调控制系统的静态和动态品质系统方式负荷范围 %Pe给定负荷变化速率PsMPatstrO2%PtPaPt/t%Pe/MIN机炉协调方式70-10010.3450.510030.58100.71502.550.810121.020042.2 协调控制系统系统的调试应该进行如下试验项目：2.2.1 硬件

5、检查。对所有引入协调控制系统的电缆进行电缆接线正确性检查，进行绝缘电阻检查。对协调控制系统的输入/输出通道进行完好性检查。2.2.2 用户软件检查。对已经设计的协调控制系统组态进行合理性检查。2.2.3 静态试验。对协调控制系统进行分项试验和与DEH等相关控制系统的联动试验。2.2.4 动态模拟试验及投入。在机组负荷达到70%以上并稳定运行时逐步投入协调控制系统。3 协调控制系统调试应具备的条件3.1 协调控制系统的控制机柜已安装就位。3.2 控制机柜电缆安装工作基本完成。3.3 热工控制电源已经投入。3.4 各子系统控制系统调试完成。4 协调控制系统调试试验程序4.1 静态调试4.1.1 电

6、缆接线检查 用通灯或万用表检查协调控制机柜与其他控制系统之间的电缆接线是否正确。包括：与发电机系统之间的电缆接线，与DEH控制系统之间的接线，与热工信号报警系统之间的接线。4.1.2 DCS和DEH机柜受电 首先将所有电源开关（包括机柜交流电源开关和机柜直流电源开关）置于“断开“位置，关断所有进入机柜的电源， 检查电源进线接线端子上是否有误接线或者误操作引起的外界馈送电源电压。确认所有机柜未通电。 在控制模件柜内，按厂家要求分别拔出主控制模件、通讯模件和I/O模件，以确保机柜通电时不会发生烧毁控制模件的事故，不会对外部设备误发操作指令而导致设备和人身伤亡事故。 在供电电源处，联系电气专业或相关

7、人员投入总电源开关。在控制机柜处，用万用表测试电源进线端子处的电压值，其电压值不应超过额定电压的10%。如果误差较大，则应通知对侧送电人员停电进行检查，合格后再送电。附录：机柜送电检查测试纪录。 投入各电源模件的电源开关，用万用表测试电源模件的输出直流电压，观察电源模件的状态指示灯。指示灯状态应正确，输出电压值应在厂家说明书规定的范围内。如果出现错误状态指示，应进行停电检查，处理完后再重新送电。附录：机柜送电检查测试纪录。 依次插入各个控制模件，观察其状态指示是否正确，或者用工程师站对控制模件的基本功能或性能进行测试。对于冗余系统还应该进行主控制模件和备用控制模件的切换试验。 依次插入各个通讯

8、模件和I/O模件，观察其状态指示是否正确，或者用工程师站对控制模件的基本功能或性能进行测试。4.1.3 I/O通道完好性检查 在断开外部信号电缆的前提下，用高精度信号发生器及高精度万用表对顺控系统的输入和输出通道进行完好性检查。 a) 模拟量输入通道检查 用模拟量信号发生器发出所需要的模拟量信号（如4-20mA，1-5V），在工程师站或其它编程器上检查显示值（一般为工程单位值），纪录下每一个通道的输入信号值和输出显示值。每一个通道检查3点：0%，50%，100%。 b) 模拟量输出通道检查 在工程师站上或其它编程器上设置模拟量输出信号（如果是阀门指令，则发0-100%指令，如果为参数传递，则可

9、为温度或压力信号等，视具体情况而定），在模拟量输出通道的接线端子上，用标准电流电压表测试其输出值。每一个模拟量输出通道做3点：0%，50%，100%。 c) 开关量输入通道检查 对于无源接点信号，用短接线短接开关量输入信号，在工程师站或其它编程器上检查显示状态（可能的工程显示单位为：开门/关门，启动/停止等）。 对于有源接点信号，用电压源在开关量输入通道上加入所需的电压信号（应该注意极性），在工程师站或其它编程器上检查显示状态（可能的工程显示单位为：开门/关门，启动/停止等）。 d) 开关量输出通道检查 对于有源开关量输出，在工程师站上或其它编程器上发出不同的指令信号（可能的工程单位信号为：开

10、门/关门，启动/停止等），在输出通道的接线端子上，用电压表测试其输出状态的变化（有电压/没有电压）。对于无源开关量输出，在工程师站上或其它编程器上发出不同的指令信号（可能的工程单位信号为：开门/关门，启动/停止等），在输出通道的接线端子上，用通灯或万用表测试其状态的变化。对于干接点输出，用通灯即可；对于固态继电器输出，则用万用表的欧姆档（放在10M档以上比较明显）进行测试。4.1.4 相关系统信号传输试验相关系统主要包括：DEH系统，ADS系统，BMS系统，SCS系统和高低压旁路控制系统等。首先将协调控制系统和各个相关系统投入运行状态，利用各个控制系统本身的编程工具进行发出信号和接收信号的操作

11、，以检验信号联络通道是否畅通无阻，各个联络信号在工程单位和量程上是否一致和合理。4.1.5 静态参数的整定 a) 燃/水系数的整定 b) 风/煤比系数的整定 根据额定燃料量和额定风量（及最低风量）的原始设计数据进行风/煤比系数的初步整定 c) 风/煤比交叉限制参数的整定参考值：按额定参数的1.2倍进行预设置 e) 对于设计有滑压控制功能的协调控制系统，其负荷与机前压力的对应关系可按机组额定设计参数进行整定 f) RUNDOWN （RUNUP）速率的整定目前该速率没有统一规范，因此大体可归纳为三种设计方式 不同的RUNDOWN （RUNUP）发生条件采用同一速率 不同的RUNDOWN （RUNU

12、P）发生条件采用不同的固定速率不同的RUNDOWN （RUNUP）发生条件采用不同的可变速率推荐采用第三种速率设定方式g) RUNBACK目标值及其速率设定RUNBACK发生后的目标值可根据各个辅机出力进行整定，其速率可根据设计要求或动态试验进行整定h) FCB目标值整定FCB目标值可根据高低压旁路控制系统的容量进行整定j) 各个PID调节器参数的初步设定各个PID调节器参数可根据机组设计额定参数及燃料的发热量进行理论计算后进行初步整定或按经验值进行初步整定，作为机组首次投入协调控制系统的原始动态参数。4.1.6 模拟闭环试验 协调控制系统是一个复杂的电厂控制系统，其模拟闭环试验要求相关控制系

13、统配合进行联合试验。各个输入变量应该用仿真的方法模拟，中间变量和输出变量要真实传输，并检查信号传输的正确性。对所设计的每一种协调控制方式必须进行模拟闭环试验，以防止在实际进行控制方式切换时由于试验漏项造成不应有的事故。 a) 首先将各个主要子控制系统投入自动方式。包括：DEH控制系统，锅炉燃料控制系统，给水系统，送风控制系统等等。 b) 创造条件使汽机主控和锅炉主控具备投入自动条件 c) 在基本控制方式下，进行汽机主控和锅炉主控的手动操作试验，检查子控制系统都能按照主控指令的变化而变化 d) 分别进行各种协调控制方式的手动/自动切换试验，切换过程应无平衡和无扰动 e) 进行各个协调控制方式之间

14、的切换试验，切换过程应无平衡和无扰动 f) 分别在各种协调控制方式下，模拟被调量和设定值的变化，检查调节器的作用方向是否正确，子控制系统的动作方向是否正确，协调控制系统与子控制系统之间的信号传输是否正确。 g) 模拟电网频率的变化，检查功率调节器的动作方向是否正确h)在负荷设定站处于手动状态时，检查ADS目标负荷跟踪情况，应准确无误以防止切换过程的切换扰动。i) 将负荷设定站投入自动状态，切换过程应无平衡无扰动。通过ADS改变目标负荷，检查协调控制系统的动作方向是否正确。j) 对于设计有滑压运行方式的协调控制系统，应进行滑压运行方式的切换试验。它是一个有平衡但是无扰动过程。在调试过程中应确定滑

15、压运行方式投入后平衡时间常数的设置。k) 改变目标负荷，滑压运行方式应工作正常且滑压时间常数设置正确。l)在协调控制系统处于自动状态时，模拟各种强制手动条件，控制系统应能从自动方式快速切换到手动方式或者基本控制方式。m) 分别模拟RUNDOWN、RUNUP、 RUNBACK和 FCB发生的条件，检查协调控制系统相应的动作及动作过程是否正确合理，相应的报警信号应正确发出。6.2 动态调试及投入。6.2.1 投入子控制系统。包括：锅炉燃料子控制系统、锅炉送风控制系统、主蒸汽温度控制系统、再热蒸汽温度控制系统、给水控制系统、炉膛压力控制系统和除氧器水位控制系统等主要子控制系统。6.2.2 投入相关控

16、制系统：FSSS 控制系统、DEH系统等。6.2.3 在有条件的情况下，应投入ADS系统。6.2.4 首次投入协调控制系统应在机组负荷大于70%额定负荷。6.2.5 用锅炉主控进行“手动增加/手动减少燃料试验”。在运行人员的配合下，操作锅炉主控制器，缓慢增加或减少锅炉主控的输出信号，观察给煤机的转速变化情况、炉膛压力的变化情况、汽温和汽压的变化情况等来判定手动操作是否有效。6.2.6 将汽机控制器由DEH控制方式切换到CCS控制方式，然后用汽机主控进行“手动增加/手动减少汽机阀门开度试验”。在运行人员的配合下，操作汽机主控制器，缓慢增加或减少汽机主控的输出信号，观察汽机调节阀门开度的变化情况、

17、汽机负荷的变化情况等来判定手动操作是否有效6.2.7 投入机跟炉控制方式。6.2.8 投入炉跟机控制方式6,2.9 投入机跟炉为主的协调控制方式6.2.10 投入炉跟机为主的协调控制方式6.2.11 对于设计有滑压运行方式的协调控制系统，首先检查目标压力与运行设定的目标压力值是否相等或相近。如果偏差很大，应要求运行人员人为减少偏差，然后将滑压运行方式投入自动。6.2.12 进行负荷变动试验。负荷变动试验应在70%-100%MCR正常工况下进行，负荷变化幅度为15%MCR，负荷实际变化率为3%MCR/min.。a) 逐步投入以下各个子控制系统 ：主蒸汽压力控制系统，锅炉给水控制系统，主蒸汽温度控

18、制系统，再热蒸汽温度控制系统，炉膛压力控制系统，送风及氧量校正系统等。b)协调控制系统处于机跟炉为主的协调控制方式或炉跟机为主的协调控制方式或机炉协调控制方式c) 负荷变化率设置为3%MCR/min.d) 以15%MCR阶跃量减少机组目标负荷指令。观察各个子控制系统的负荷响应情况并记录各个参数数值及曲线e) 以15%MCR阶跃量增加机组目标负荷指令。观察各个子控制系统的负荷响应情况并记录各个参数数值及曲线f) 对试验结果和曲线进行分析，对照表一所列考核指标。若试验结果符合表一所列指标，则认为试验合格，否则应找出原因并进行第二次负荷扰动试验。g) 主要记录参数：机组实际功率，机组负荷指令，主蒸汽压力，速度级压力，主蒸汽温度，再热蒸汽温度，锅炉给水流量，主蒸汽流量，烟气含氧量，炉膛压力，总给煤量，除