火电机组负荷控制 第三章 负荷控制系统概述

1、火电机组负荷控制系统设计与实现火电机组负荷控制系统设计与实现第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述单元机组协调控制系统中调指令中调指令频差信号频差信号操作员指令操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制MW燃料风量化学能化学能热热 能能机械能机械能电电 能能锅炉指令汽机指令第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述协调控制系统协调控制系统锅炉指令汽机指令燃料主控燃料主控燃燃料料量量控控制制送送风风控控制制引引风风控控制制磨煤机磨煤机控控 制制风温风温

2、控制控制风压风压控制控制煤量煤量控制控制主主汽汽温温控控制制再再热热汽汽温温控控制制燃烧控制汽温控制单单冲冲量量控控制制三三冲冲量量控控制制汽包水位汽包水位除除氧氧器器控控制制给水控制DEH负负荷荷转转速速控控制制旁旁路路控控制制汽机控制中调指令中调指令频差信号频差信号操作员指令操作员指令第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 从电网的角度看从电网的角度看，协调控制系统是，协调控制系统是联结发电机组与电网的纽带，是自动发电联结发电机组与电网的纽带，是自动发电控制控制AGC在发电侧的执行者，是电网综合在发电侧的执行者，是电网综合自动化的基础。自动化的基础。 (AGC: Automatic

3、 Generation Control)第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述单元机组协调控制系统中调指令中调指令频差信号频差信号操作员指令操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制MW燃料风量化学能化学能热热 能能机械能机械能电电 能能锅炉指令汽机指令 接受来自接受来自AGCAGC系统系统的调度指令，该指令是的调度指令，该指令是中调根据电网的需求，中调根据电网的需求，分配给本机组的发电负分配给本机组的发电负荷量。荷量。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 从单元机组的角度看从单元机组的角度看，协调控制系，协调控制系统是发电机组运行过

4、程中能量供需矛盾的统是发电机组运行过程中能量供需矛盾的协调者，用以克服锅炉协调者，用以克服锅炉汽轮机间存在的汽轮机间存在的动态特性差异，使锅炉动态特性差异，使锅炉-汽轮机系统成为一汽轮机系统成为一个有机的整体。个有机的整体。机炉间的动态特性差异主要体现在响应过程的惯性和迟延上机炉间的动态特性差异主要体现在响应过程的惯性和迟延上第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述单元机组协调控制系统中调指令中调指令频差信号频差信号操作员指令操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制MW燃料风量化学能化学能热热 能能机械能机械能电电 能能锅炉指令锅炉指令汽机指令

5、汽机指令 根据能量供需情况，针对根据能量供需情况，针对锅炉锅炉汽轮机之间显著的动态汽轮机之间显著的动态特性差异，特性差异，适当地适当地给出驱动锅给出驱动锅炉运行的炉运行的锅炉指令锅炉指令和驱动汽轮和驱动汽轮机运行的机运行的汽机指令汽机指令。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 从局部控制回路的角度看从局部控制回路的角度看，协调控，协调控制系统是确保机组整体性能的指挥者，能制系统是确保机组整体性能的指挥者，能够从全局的高度审视机组的运行状况，指够从全局的高度审视机组的运行状况，指导燃烧控制、汽温控制、给水控制等子系导燃烧控制、汽温控制、给水控制等子系统以更恰当的方式参与工作。统以更恰当

6、的方式参与工作。 第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述协调控制系统协调控制系统锅炉指令汽机指令燃料主控燃料主控燃燃料料量量控控制制送送风风控控制制引引风风控控制制磨煤机磨煤机控控 制制风温风温控制控制风压风压控制控制煤量煤量控制控制主主汽汽温温控控制制再再热热汽汽温温控控制制燃烧控制汽温控制单单冲冲量量控控制制三三冲冲量量控控制制汽包水位汽包水位除除氧氧器器控控制制给水控制DEH负负荷荷转转速速控控制制旁旁路路控控制制汽机控制中调指令中调指令频差信号频差信号操作员指令操作员指令 各系统各系统协同工作的协同工作的指挥者指挥者第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述第三章第三章 负

7、荷控制系统概述负荷控制系统概述第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述负荷指令负荷指令管理中心管理中心机炉协调机炉协调控制系统控制系统实际负荷实际负荷指令指令Nsp汽机指令汽机指令锅炉指令锅炉指令操作员指令操作员指令中 调 指 令中 调 指 令频 差 信 号频 差 信 号 考虑对机组输出功率要求和机组实际可能出考虑对机组输出功率要求和机组实际可能出力两方面的因素，从二者中取小值。同时又要考力两方面的因素，从二者中取小值。同时又要考虑到负荷变化速率和幅值的限制，最终形成实际虑到负荷变化速率和幅值的限制，最终形成实际负荷指令负荷指令N Nspsp ( (实际输出功率给定值实际输出功率给定值)

8、 )。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 电网上总的供电功率大于总的用电负荷时，电网上总的供电功率大于总的用电负荷时，电网频率高（电网频率高（50Hz50Hz），此时，机组应关小主蒸汽），此时，机组应关小主蒸汽调节阀，减少汽轮机进汽量，降低机组发电功率，调节阀，减少汽轮机进汽量，降低机组发电功率，缓解电网供需矛盾。缓解电网供需矛盾。 电网上总的供电功率小于总的用电负荷时，电网上总的供电功率小于总的用电负荷时，电网频率低（电网频率低（50Hz50Hz），此时，机组应开大主蒸汽），此时，机组应开大主蒸汽调节阀，增加汽轮机进汽量，提高机组发电功率，调节阀，增加汽轮机进汽量，提高机组发电功

9、率，缓解电网供需矛盾。缓解电网供需矛盾。可见，可见， “频差频差”是由于电能供需不平衡引起的。是由于电能供需不平衡引起的。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 为保证电网频率稳定，协调控制系统为保证电网频率稳定，协调控制系统通常要引入频差信号，通过改变机组的功通常要引入频差信号，通过改变机组的功率输出，缓解电网中电能的供需矛盾。率输出，缓解电网中电能的供需矛盾。 引入引入“频差信号频差信号”可以提高机组的可以提高机组的一一次调频能力次调频能力。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 并网运行的火力发电并网运行的火力发电机组在电网频率变化时，其机组在电网频率变化时，其自身的电液

10、调速系统会使机自身的电液调速系统会使机组自动改变一部分负荷，以组自动改变一部分负荷，以减小电网频率的波动。减小电网频率的波动。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述负荷指令负荷指令管理中心管理中心机炉协调机炉协调控制系统控制系统实际负荷实际负荷指令指令Nsp汽机指令汽机指令锅炉指令锅炉指令操作员指令操作员指令中 调 指 令中 调 指 令频 差 信 号频 差 信 号 机炉协调控制系统接收实际负荷指令机炉协调控制系统接收实际负荷指令N Nspsp，按，按协调控制算法进行运算，产生锅炉负荷指令协调控制算法进行运算，产生锅炉负荷指令 B B（燃烧率指令）和汽机负荷指令（燃烧率指令）和汽机负荷指

11、令 T T ( (主蒸汽阀门开主蒸汽阀门开度度) )，送到锅炉和汽机局部控制回路执行。，送到锅炉和汽机局部控制回路执行。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 机组并网运行时，应使机组满足电机组并网运行时，应使机组满足电网对机组负荷的需求，并具有较高的负荷网对机组负荷的需求，并具有较高的负荷适应能力。同时，机组本身的运行参数必适应能力。同时，机组本身的运行参数必须保持在允许的范围内。须保持在允许的范围内。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 当主机或主要辅机故障时，应自动当主机或主要辅机故障时，应自动采取相应的措施，把故障限制在最小的范采取相应的措施，把故障限制在最小的范围之

12、内，在保证设备安全的前提下，不致围之内，在保证设备安全的前提下，不致使机组全停。负荷变更时，变更幅度和速使机组全停。负荷变更时，变更幅度和速度必须限制在安全允许的范围内。度必须限制在安全允许的范围内。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 能满足机组定压和滑压等不同运行能满足机组定压和滑压等不同运行方式的需要。方式的需要。 系统要便于运行人员的干预，如进系统要便于运行人员的干预，如进行运行方式的切换，进行手动操作等。行运行方式的切换，进行手动操作等。第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 定压运行。定压运行。定压运行方式的基本特定压运行方式的基本特征是机组负荷在任何稳定工况下，均保持征是机组负荷在任何稳定工况下，均保持主蒸汽压力为额定值（不变）。主蒸汽压力为额定值（不变）。NPTTPTT第三章第三章 负荷控制系统概述负荷控制系统概述 滑压运行。滑压运行。单元机组在滑压运行方单元机组在滑压运行方式下，保持主汽门和调节汽门全开。通过调式下，保持主汽门和调节汽门全开。通过调节锅炉的燃料、风量、给水等，改变锅炉的节锅炉的燃料、风量、给水等，改变锅炉的蒸发量，使进入汽轮机蒸