协调系统讲解

1、协调控制系统简介 张军2010、4、19协调控制系统几个名词 CCS：coordinational control system（协调控制） BASE: 基本控制方式 TF: Turbine Follow(汽机跟随） BF: Boiler Follow(锅炉跟随）CCS-TF：以汽机跟随为基础的协调控制系统CCS-BF：以锅炉跟随为基础的协调控制系统主蒸汽压力稳定的意义 主蒸汽压力是电厂集控运行中监视的最为重要的参数之一，不论对于原来的自然循环炉还是现在的超临界直流炉，主蒸汽压力稳定则整个机炉电系统就会相对稳定，所以不论是正常运行中还是异常情况下都要尽量保持主蒸汽压力稳定。协调系统的产生 大家

2、知道：从给煤机变化指令发出到锅炉压力发生变化需要经过一个过程（该过程经历了给煤机转速增加、磨煤机加载、磨煤机增加通风及炉膛燃烧等过程），也就是响应速度慢，是一个慢速控制回路。而功率控制通过DEH直接控制调速汽 门，是一个随动控制系统，响应快，属快速控制回路。这两个控制回路间调节速度不匹配，使主蒸汽压力控制无法跟随功率控制，造成机炉间的能量失衡，引起主蒸汽压力波动较大。若两个控制回路调节速度相匹配，则锅炉侧的热量变化就能迅速跟随汽轮机侧的能量变化，不会引起主蒸汽压力较大波动。由此产生了协调控制系统。 什么是协调控制系统 在单元机组控制系统的设计中，考虑锅炉和汽轮机的差异和特点，采取某些措施，让机

3、炉同时按照电网负荷的要求变化，接受外部负荷的指令，根据主要运行参数的偏差，协调地进行控制，从而在满足电网负荷要求的同时，保持主要运行参数（汽压、负荷）的稳定，这样的控制系统，称为协调控制系统。For exmaple: 在实际加负荷过程中（尤其是变负荷率较大时），当主汽压力偏低时，汽机会放慢加负荷速度，等等锅炉，一直等到锅炉压力恢复的差不多，汽机再去开调门加负荷（在这个过程中大家可以去注意一下有时候会发现实际负荷会比设定负荷少不少，这“都是锅炉反应慢惹的祸”） 当主汽压力偏高时，汽机会加快加负荷速度，一直等到锅炉压力恢复的差不多（在这个过程中大家可以去注意一下有时候会发现实际负荷会比设定负荷多不

4、少，这“都是锅炉反应慢惹的祸”） 总之一句话：协调就是“锅炉跑的慢，汽机跑的快，跑满的快点，跑快的慢点”（个人理解）协调控制系统主要组成部分负荷管理控制中心 汽机主控制器锅炉主控制器协调控制概述图负荷管理控制中心 负荷管理控制中心其主要功能是：接受外部的负荷要求指令，根据机组主要辅机运行情况，将其处理成与机炉当前运行状态相适应的机组实际负荷指令。 负荷管理中心可以接受来自三方面的负荷指令，形成单元机组的目标负荷指令，它们是： 1、电网调度中心遥控的负荷分配指令； 2、机组运行人员手动设置的负荷指令； 3、电网一次调频所需的负荷指令； 目标负荷指令是根据外界负荷要求设定的。单元机组负荷管理中心必

5、须根据自身当前的运行状况、负荷能力、设备的安全保护和变负荷承受能力等因素，对目标负荷指令进行必要的处理，以产生单元机组能够接受的实际负荷指令。即：外部负荷指令必须经过一系列的修正后，即：外部负荷指令必须经过一系列的修正后，才能产生实际负荷指令。才能产生实际负荷指令。 外部负荷指令需要以下修正修正部分主要包括：一次调频修正； 负荷闭锁增；（举例） 负荷闭锁减； RB(快减负荷）； 负荷迫升； 负荷迫降； 最大负荷限制； 最小负荷限制；机炉主控制器 机炉主控制器的主要作用是：接受机组实际负荷指令、机组实际功率、主蒸汽压力给定信号、实际主蒸汽压力等信号。根据机组运行条件及要求，选择合适的负荷控制方式

6、；根据机组的功率偏差和主蒸汽压力偏差进行控制运算，产生锅炉主控负荷指令和汽轮机主控负荷指令，作为机炉协调动作的指挥信号，分别送往锅炉和汽机子系统。（锅炉主控制器的输出主要是燃料量；汽机主控制器的输出主要是DEH系统，即调门的开度）协调设计思路 不论是锅炉跟随方式，还是汽机跟随方式，都是在汽轮机或锅炉有一侧不能投入自动的情况下所采取的措施。这时机炉主控器的任务是维持主汽压力这时机炉主控器的任务是维持主汽压力，而机组负荷则由不能投入自动的一方-汽轮机或者锅炉决定。当机组运行正常，机炉主控均在自动状态时，协调控制系统根绝外界负荷要求决定机组实际负荷，按“需要”进行控制，控制的目的是保持压力和功率两个

7、参数都为给定值；当机组局部处于故障或异常状态时，保持机组稳定运行是主要矛盾，所以首先是自动控制压力为给定值，而负荷只能根据机组运行状态，由运行人员手动调节，按“可能”进行控制。协调控制系统运行方式 运行方式 锅炉主控 汽机主控 调频 基本方式 手动 手动 无 TF 手动 自动 无 BF 自动 手动 无 CCS 自动 自动 有协调控制系统运行方式详述 Base方式：指锅炉、汽机主控均处于手动控制方式，由操作员设定汽机主汽门阀位指令和锅炉燃料指令来控制机前压力和机组负荷。如果汽机控制在“非远操方式”时，汽机主汽阀门开度交给DEH系统控制，汽机主控输出跟踪主汽门阀位反馈。 TF方式：是在锅炉局部故障

8、时或启、停磨煤机等工况变动大时的一种辅助运行方式，此时锅炉主控在手动控制方式，由操作员手动设定燃料指令，汽机主控自动调整机前压力，该方式下动态过程压力波动较小，机组运行稳定，但是机组负荷响应慢。 BF方式：是汽机局部故障时的一种辅助运行方式，此时汽机主控在手动方式，由操作员手动设定汽机调门开度指令，控制机组负荷。锅炉主控在自动方式，该方式下机组负荷响应快，但以牺牲主汽压力为代价，不管是内扰还是外扰的影响，动态过程压力波动相对较大，系统抗干扰能力较差。 CCS方式： 将锅炉、汽轮机视为一个整体，把TF方式和BF方式结合起来，取长补短，在使锅炉燃烧产生的热能与进入汽轮机的蒸汽带走的热能及时平衡，维

9、持主汽压力基本稳定的同时，又能使机组的输出功率迅速响应给定功率的变化。协调控制系统小结（供大家参考） 以上啰嗦了一大堆，简要的说就是：1、在基本方式下（煤主控可以在手动也可以在自动），锅炉加减煤量有运行人员手动干预，汽机加减负荷亦有运行人员手动干预。2、在TF或者BF（一般不使用）运行方式时，实际上是一种压力自动方式（可设定压力目标值），只不过TF调节压力快，BF调节压力慢。这时要想改变负荷很简单，当在TF方式下时，首先锅炉手动加减煤量，主汽压力发生变化，然后汽机为了维持设定压力，要开关调门，实现了负荷的加减；当在BF方式下时（一般不用此方式），汽机先开关调门，压力发生变化后，然后锅炉为了维持

10、设定压力，会加减煤量。3、在CCS方式下时，运行人员在定压模式下只需设定好压力目标值（当在滑压方式下时，系统会自动生成压力目标值，不需设定）、负荷目标值、变负荷率还有压力变化率，协调控制系统会自动加减负荷并且维持在压力目标值上。典型的协调控制画面CCS的三种基本方案一、以锅炉跟随为基础的协调控制系统二、以汽机跟随为基础的协调控制系统三、综合型协调控制方式以锅炉跟随为基础的协调控制系统 当负荷指令改变时，汽轮机主控制器先改变调节汽门的开度，以改变进入汽轮机的蒸汽流量，使机组输出功率迅速与负荷指令一致。调节汽门开度的变化导致主汽压力变化，从而改变了锅炉蓄热量。这时汽压偏差分别作用于锅炉和汽轮机控制

11、器，同时调节燃烧率和调节汽门开度。一方面通过燃烧率的改变及时补偿锅炉蓄热的变化；另一方面当负荷的变化速度或幅度过高，主汽压力的变化超过了设定值时，汽轮机侧即由功率调节转入压力拉回方式，限制调节汽门的进一步变化，以防过度利用锅炉蓄热，从而减少主汽压力的动态变化速度。最终，由锅炉侧保证汽压恢复到给定值，而汽轮机侧保证机组输出功率与负荷指令一致。从汽压偏差对汽轮机调门的限制作用可见，尽管这样可缓解汽压的几句变化，但同时也减慢了机组输出功率的响应速度，实质上是以降低电功率相应性能为代价换取汽压控制质量的提高。在此意义上说，协调控制的结果是锅炉蓄热得到合理利用，兼顾了机组输出功率和汽压两方面的控制质量。

12、以汽机跟随为基础的协调控制系统 当负荷指令改变时，锅炉和汽轮机主控制器同时动作，分别改变燃烧率、给水流量和汽轮机调节汽门开度。在锅炉燃烧迟延期间，功率偏差信号作用于汽轮机控制器，从而改变调节汽门开度，暂时利用锅炉蓄热使机组输出功率及时相应负荷需求。汽轮机主控制器通过调节汽门开度进行控制，最终由汽轮机保持汽压为给定值。锅炉侧根据功率偏差改变锅炉负荷指令，通过锅炉子系统改变燃烧率指令和给水流量指令，最终保证机组输出功率与负荷指令一致。由于在负荷指令改变时，汽轮机调节汽门配合锅炉侧同时动作，暂时利用了蓄热能力，所以功率相应速度快，但是，汽压偏差也因此加大，这实质上是以加大汽压动态偏差作代价来换取功率

13、响应速度的提高，同样，协调控制的结果是兼顾了机组输出功率和汽压两方面的控制质量。综合型协调控制方式 当锅炉侧发出负荷控制指令，改变锅炉燃烧率和汽轮机调节汽门开度；另一方面利用机组蓄热能力暂时适应负荷变化的需要，加快负荷相应；另一方面改变输入锅炉的能量，以保持输出能量的平衡；当汽压产生偏差时，机、炉主控制器对锅炉侧和汽机侧同时进行操作；一方面适当限制汽轮机调节汽门开度，另一方面加强锅炉燃烧率的控制作用，以补偿蓄热量的变化。控制过程结束后，机炉主控制器共同保证机组输出功率与负荷指令一致，并使汽压恢复为给定值。负荷管理控制中心负荷管理控制中心锅炉主控制器锅炉主控制器汽机主控制器汽机主控制器投入协调步骤（例子）一、投入汽机主控“自动” 1、点击协调控制画面“CCS请求”按钮； 2、点击DEH画面“CCS投入”按钮； 3、点击协调控制画面“汽机主控AUTO”;二、投入锅炉主控“自动” 1、投入至少一台（黄岛两台）给煤机自动； 2、投入“煤主控”； 3、点击协调控制画面“锅炉主控AUTO” 三、点击协调控制画面“CCS-BF”按钮； 自此协调投入正常。滑压运行曲线（举个例子）附图：滑压运行范围16.67a7.41a汽轮机定滑定运行曲线工况百分数新汽压力a12011010