第十八章 锅炉的保护联锁及调整

1、第十八章 锅炉的保护联锁及调整（仅供参考）第一节 锅炉的保护和连锁1.锅炉MFT及处理1.1锅炉MFT条件1.1.1按下“锅炉紧急跳闸”按钮为了防止误操作，在集控室内装有两个MFT紧急按钮，当两个紧急跳闸按钮同时按下时，锅炉将MFT，切断所有进入炉膛的燃料。1.1.2再热器保护动作当发电机并网之前，为了保护再热器管，如果下列条件满足，再热器保护动作，锅炉将MFT：当锅炉的燃料量大于30或至少有一台磨煤机投入运行时：所有高压主汽门或所有高压调门关闭且高压旁路开度小于，延时10s；左侧中压主汽门或中压调门关闭且右侧中压主汽门或中压调门关闭，延时10s。当锅炉的燃料量大于20或炉膛出口烟气温度大于6

2、50时：所有高压主汽门或所有高压调门关闭且高压旁路开度小于，延时20s。；左侧中压主汽门或中压调门关闭且右侧中压主汽门或中压调门关闭，延时20s。1.1.3两台送风机均停当两台送风机都停止或跳闸时将导致锅炉跳闸。1.1.4两台引风机均停当两台引风机都停止或跳闸时将导致锅炉跳闸。1.1.5两台空预器全停两台空预器全停，持续3S(两台空预器主辅电机全部停止)1.1.6所有锅炉给水泵均停锅炉点火后，若三台锅炉给水泵（两台汽动给水泵和一台电动给水泵）都停止或跳闸时，锅炉的水冷壁循环流量将无法保证，锅炉跳闸。具体的实现方法为：两台汽动给水泵全停，延时5秒，再与电动给水泵停。1.1.7给水量低低当锅炉点火

3、时，如果水冷壁的循环流量（给水泵出口进入省煤器与锅炉循环泵出口流量之和）很低时，将会破坏水冷壁内的水动力，使水冷壁得不到必要的冷却而导致水冷壁管壁超温，因此若水冷壁循环流量低低超过30秒以上，为了保护锅炉的水冷壁系统的受热面，锅炉将MFT。1.1.8锅炉出口主蒸汽压力高高在有任一燃烧器投运记忆的情况下，如果锅炉出口主蒸汽压力高高，超过3秒以上，锅炉MFT。1.1.9炉膛负压高高当锅炉点火时，如果炉膛压力很高超过3秒以上，锅炉MFT以保护炉壁和支撑。锅炉跳闸以后，若两台送风机未跳闸，将继续运行。此条件采用三个硬输入信号三取二的逻辑来实现。1.1.10炉膛负压低低当锅炉点火时，如果炉膛压力很低超过

4、3秒以上，锅炉MFT以保护炉壁和支撑。锅炉跳闸以后，若两台送风机未跳闸，将继续运行。此条件采用三个硬输入信号三取二的逻辑来实现。1.1.11全炉膛灭火对于角式燃烧的锅炉，燃烧器布置在每个炉膛的四角上，因此燃烧器的火焰方向在炉膛中心的假想小切园的切线方向。燃烧后的燃料与燃烧器喷射出来的助燃空气在靠近炉膛中心处相互紧密接触，造成一种漩涡流，这种情况有助于燃烧，最终使炉膛中的燃烧非常稳定。造成漩涡流燃烧的火焰团被称之为火焰漩流体。当从锅炉的一侧观察这种燃烧状态时，炉膛里形成一个巨大的火焰，而且每一个燃烧器仿佛像是一个喷嘴向巨大的火焰输送燃料。如果火焰漩流体没有形成，则炉膛温度较低，并且在低负荷时难以

5、形成稳定的燃烧，由火炬稳定燃烧，并且为每个燃烧器提供一定程度的保护以防火焰丧失。 当下列三个条件均满足时，锅炉全炉膛灭火保护动作，锅炉MFT：1）至少有一台给煤机或至少有一层油枪投入运行。油枪层投入运行的判据为：每一层油枪中四支油枪中至少有3支油枪的油控制阀打开。2）火焰检测器的电源正常。3）所有煤层和油层的火焰失去当六层煤粉燃烧器和三层油枪的火焰均失去时，锅炉MFT动作。煤粉燃烧器层和油层的火焰失去的逻辑为：4) 煤粉燃烧器层火焰失去：每层燃烧器中的四个燃烧器中有三个及以上火焰检测不到或该层对应的给煤机停运后5s。油枪层火焰失去：每层油枪中的四支油枪中有三支及以上油枪的火焰检测不到或油控制阀

6、未开。1.1.12所有燃料丧失在任一燃烧器投运（任一油阀开，或任一台一次风机运行且任一台磨煤机和给煤机运行）以后，如果所有油枪进油控制阀或燃油进油快关阀全关且所有给煤机或磨煤机或一次风机全停，为了重新吹扫炉膛而锅炉MFT。1.1.13燃料供应不稳定1.1.14 CCS、MBC控制器故障如果CCS或MBC故障（两个CPU不工作），即使手动操作也不能使其运行，锅炉MFT。在另外3个控制器采用HEARTBEAT算法监视，监视输出进行三取二，在MFT跳闸继电器柜中采用硬接线实现。1.1.15汽轮机跳闸若负荷>30%(35%旁路)，汽机跳闸(脉冲)，锅炉MFT；若负荷<30%时，汽机跳闸(脉

7、冲)，延时3S，若旁路无效(任一个旁路阀仍处在关闭位)，锅炉MFT。1.1.16尾部烟道后墙入口联箱入口温度高高。后烟道后墙入口集箱入口每侧装有两个双支热电偶，分别是：A侧后烟道后墙入口集箱入口温度和B侧后烟道后墙入口集箱入口温度，每个热电偶可以引出两个温度信号，当每侧两个热电偶的2个温度点各有一个高高（函数定值）时，MFT动作。1.1.17一级过热器出口联箱出口温度高高，采用四取三逻辑。一级过热器出口集箱出口每侧装有两个双支热电偶，分别是：A侧一级过热器出口集箱出口温度和B侧一级过热器出口集箱出口温度，每个热电偶可以引出两个温度信号，当每侧两个热电偶的2个温度点各有一个高高（函数定值）时，M

8、FT动作。1.1.18火检冷却风失去。两台扫描冷却风机全停，或丧失火检冷却风持续3秒钟.1.2 锅炉MFT后动作的设备1）跳闸MFT继电器；2）关闭进、回油母管燃油关断阀，所有油枪进油控制阀；3）停止所有磨煤机，关闭所有磨煤机出口门和进口冷热一次风快关门，密封风门；4）停止所有给煤机、一次风机；5) 关过热减温水和再热减温水总阀；6) 跳闸所有给水泵；7) 送信号到ETS(2)；8) 送信号到相关DPU；9) 送信号到脱硫；10) 送信号到吹灰，退出所有吹灰器并停运；11) 送信号到电除尘，跳闸所有电除尘；12) 送信号到空预器，将所有空预器的密封调整装置提升至最高位；13) 送信号到微油点火

9、，停运所有微油点火装置，并闭锁其投入；14) 送信号到METS；15) 送信号到旁路；16) OFA风档板关到10，AA风档板关到最小位（5%），全开其它二次风档板（送至MCS）17) 再热烟气档板开度到20，过热烟气档板开度到5018) 全开所有风箱入口调节档板。MFT跳闸后5分钟内两台引风机跳闸，联锁开风烟通道所有档板，保持15分钟，具体为全开送风机出口档板、引风机入口和出口档板、空预器入口烟气档板、空预器出口二次风档板、送风机动叶、引风机静叶、所有风箱入口调节档板，OFA风档板关到10，AA风档板关到最小位（5%），全开其它二次风档板，再热烟气档板开度到20，过热烟气档板开度到50。1.

10、3锅炉MFT后的处理锅炉发生MFT后，机组负荷指示到零，“锅炉MFT”“汽机跳闸”“发电机跳闸”等大屏报警。确认锅炉MFT动作正确，进入炉膛的燃料切断，磨煤机、给煤机、一次风机、密封风机等跳闸，燃油快关阀关闭锅炉各减温水隔离阀关闭。确认汽轮机跳闸，转速下降，检查交流润滑油泵、交流启动油泵自启，汽轮机防进水保护动作正确。汽机高中压主汽阀、调阀关闭，各抽汽电动阀、逆止阀、高排逆止阀关闭，高压缸通风阀打开。发电机逆功率保护动作，确认发电机出口开关三相确已跳闸，电流为零，励磁开关跳闸、厂用电系统运行正常。确认汽动给水泵、电动给水泵、电除尘器跳闸。确认脱硫岛旁路烟道挡板开启，联系脱硫除灰控制室，检查增压

11、风机跳闸。检查锅炉MFT首出原因，查明故障原因，待故障消除后，尽早恢复机组运行。1.4锅炉吹扫条件在锅炉对流烟井、烟道和将烟气送至烟囱的引风机等处均有可能积聚过量的可燃物，当这种可燃物与适当比例空气混合，遇到点火源时，即可能引燃而导致炉膛爆炸。在锅炉的首次点火之前，炉膛必须进行5分钟的炉膛吹扫，将炉膛和烟道内的易燃气体吹扫掉，防止炉膛和烟道内积存的可燃物在锅炉点火后爆燃。炉膛吹扫必须满足以下的条件：1) MFT条件不存在(FMMFTS)；2) 至少一台送风机运行且其出口挡板开；3) 至少一台引风机运行且其入口、出口挡板开；4) 两台一次风机停运；5) 所有空预器在运行且入口烟气档板和出口二次风

12、档板打开；6) 所有风箱入口调节档板全开(指令>90%)；7) 再热烟气档板开度20，过热烟气档板开度50；8) 所有火检探头均探测不到火焰(FPNOFDE)；9) 进油母管燃油关断阀关闭，回油母管燃油关断阀关闭，所有油阀关闭(FPAOVCL)； 10)所有磨煤机停，出口门关闭，一次风冷热风档板和密封风门档板关闭；11) 所有给煤机停；12) 油母管泄漏试验已经完成(FLCOMP)。13) 所有系统的电源包括火检电源可用。14) 炉膛风量 > 30%(FROM MCS) ；15) 炉膛风量 < 40%(FROM MCS) ； 16) OFA风档板关到10，AA风档板关到最小位

13、（5%），其它二次风档板全开;17) 炉膛压力正常；当以上所有吹扫允许条件满足后，就可以启动炉膛吹扫程序。按下OPS上的“吹扫启动”按钮后，炉膛吹扫开始。当炉膛吹扫开始时，5分钟的计时期开始。5分钟后炉膛吹扫完成，锅炉MFT复归。在5分钟的吹扫周期内，若任一吹扫允许条件不满足，吹扫会中断并且复位吹扫计时器，要求重新进行炉膛吹扫。第二节 锅炉的调节与控制1.协调控制1.1机组运行方式机组协调控制就是用来根据机组运行工况形成一个下面所列的适合与锅炉和汽机要求的需求指令：锅炉输入指令、汽机主控指令、锅炉输入率指令。这些指令间的关系与所选择的运行方式有关，机炉协调控制有下列的运行方式：机炉协调控制方式

14、（CC）锅炉跟踪控制方式（BF）锅炉输入控制方式（BI）：包括汽机跟踪方式锅炉手动控制方式 (BH)：包括汽机跟踪方式1.1.1协调控制（CC）方式：这是机组正常运行方式。机组负荷指令（即功率指令）同时送给锅炉和汽机，以便使输入给锅炉的能量能与汽机的输出能量相匹配。汽机调速汽门控制将直接响应机组负荷指令，锅炉输入指令由机组负荷指令加上主蒸汽压力偏差的校正量形成。在这种运行方式下汽机调门能快速响应功率指令并且锅炉负荷也能快速地改变，因而机组能稳定地运行。这种控制方式可以尽可能地满足电网的需求（来自AGC的功率指令、频率稳定需求）。机炉协调控制（CC）运行方式的投入，需要把锅炉输入控制和汽机主控投

15、入自动、把所有的主要控制回路投入自动控制方式，例如给水控制、燃料量控制、风量控制和炉膛压力控制。除机炉协调控制方式外的其它运行方式则采用不同的控制策略，这些方式不响应中调来的或运行人员设定的机组负荷指令，只能由锅炉侧或者汽机侧控制主汽压力，而另外一侧处于手动方式，无法同时协调汽机侧和锅炉侧的指令。1.1.2锅炉跟随控制（BF）方式：汽机主控在机炉协调控制方式运行期间切换到手动时，运行方式就会从CC 方式切换到BF 方式。在这种运行方式下，机组负荷通过操作人员手动改变汽机主控输出来改变。在“ 锅炉输入控制自动” 和“ 汽机主控手动” 条件下，锅炉输入指令由实际负荷信号加上主蒸汽压力偏差的校正量形

16、成。本方式下，机组负荷指令信号跟踪实际功率信号。1.1.3锅炉输入控制（BI）方式：在这种运行方式下，锅炉的输入指令是由操作人员手动操作给出的，即机组负荷的改变是由操作人员通过“锅炉输入控制”来完成的。在“锅炉输入控制手动” 和“汽机主控自动” 的条件下，汽机调门的控制指令自动设置为控制主蒸汽压力偏差。在这种运行方式下，由于直接调整锅炉的输入，机组运行将是最稳定的，但对机组负荷需求的响应性却不如机炉协调控制（CC）和锅炉跟踪（BF）方式。在本方式下，负荷指令信号跟踪实际的负荷信号。当发生辅机故障快速减负荷（RB）时，会自动地选择锅炉输入控制方式。1.1.4锅炉手动（BM）方式在机组启动和停止期

17、间使用这种方式。当在干态方式运行期间给水控制切换到手动时，或在湿态方式运行期间燃料量控制切换到手动时，会自动的地选择这种方式。在这种运行方式下，机组负荷是不能控制的。如果汽机主控处于自动方式，那么汽机调门将控制主蒸汽压力。1.2 机组主控机组负荷指令信号由运行人员手动设定或由ADS来，受所允许的负荷范围以及负荷变化率的限制。1.2.1目标负荷设定在机炉协调控制方式下，机组的目标负荷可以由运行人员手动设定，也可以是接受中调来的负荷指令信号。如果机组不在机炉协调控制方式下，目标负荷跟踪实际的负荷信号。在机组负荷指令非遥控时，目标负荷在机炉协调画面的目标负荷设定区设定。也可以在该画面上投入ADS 方

18、式接受中调来的指令，进入机组负荷指令遥控方式。1.2.2负荷变化率设定目标负荷信号由负荷变化率加以限制，以防止负荷指令信号的突变。负荷变化率可以手动设定，也可以自动设定。在自动设定方式时，根据机组给定负荷或者锅炉输入指令自动给出机组的负荷变化率。在手动设定方式时，负荷变化率可在机炉协调画面的负荷变化率设定区设定。负荷变化率自动设定方式由运行人员投入，下列条件将使负荷变化率切换为手动设定方式：运行人员切除自动设定方式，或汽机主控手动，或锅炉主控手动，或给水、燃料、总风量的流量对相应的交叉限制量超限，或RB动作，或MFT动作。1.2.3频率偏置频率偏差信号加到机组负荷指令信号上，以便和汽机本身的一

19、次调频功能相适应。汽机调门本身有进行一次调频的频差控制回路，当电网频率波动时，汽机调门会调节输出功率。如果锅炉侧控制系统把这样调整后的负荷重新拉回到原来值，汽机调门的一次调频功能就被抵消了。所以在机组负荷指令信号中加入了与汽机频差控制相对应的频率偏置，以维持汽机的一次调频功能的作用。频率偏置只有在CC 方式才能起作用。另外还考虑了主汽压力对机组参与电网一次调频的影响权重，以使不同的运行主汽压对负荷变化的影响最小化。对频率偏置回路设计了上限、下限和速率限制功能，以防止锅炉输入控制指令的急剧波动以及保证锅炉在安全范围之内运行。 为保证机组参与电网一次调频，频率偏置功能在机炉协调控制方式下且频率信号

20、正常时自动投入，此时不可由运行人员退出。1.2.4负荷的高低限制机组的负荷需求信号还受到了高限和低限的限制。负荷的高低限由操作人员手动进行设定，并且只能在协调控制运行方式下起作用，机组负荷指令经高限和低限限制后形成机组给定功率指令。1.3 负荷增/减闭锁机组负荷的增/减闭锁功能是为了维持机组的稳定运行并作为机组控制系统的保护手段之一。当机组运行在CC方式（干、湿态）或BI方式（干、湿态）并且无RB动作时，某些重要的子控制回路如汽机调门、给水、燃料或风量达到其控制范围的边界状态，机组将不能继续地稳定运行。当出现机组增/减闭锁条件时，相应方向的负荷变化率将强制切换到零，这时机组负荷只允许向不受限制

21、的另一方向变化。如果相应的子控制回路重新回到控制范围，该项限制将不再起作用，负荷改变恢复正常。机组负荷增闭锁条件有：汽机调门位置达上限，或汽机主控输出指令达上限，或给水控制系统输出指令达上限，或燃料控制系统输出指令达上限，或风量控制系统输出指令达上限，或给水流量指令实际燃料量形成的上限，或燃料量指令实际总风量形成的上限，或燃料量指令实际给水量形成的上限，或频率偏差0.3Hz，或机组负荷指令达上限。机组负荷减闭锁条件有：汽机调门位置达下限，或汽机主控输出指令达下限，或给水控制系统输出指令达下限，或燃料控制系统输出指令达下限，或风量控制系统输出指令达下限，或省煤器汽化，或给水流量指令实际燃料量形成

22、的下限，或总风量指令实际燃料量形成的下限，或频率偏差0.3Hz，或机组负荷指令达上限。当机组不运行在CC方式（干、湿态）下时，机组负荷指令和目标负荷跟踪实发功率。1.4 汽机主控机组运行在CC 方式下时，汽机主控接受机组主控系统来的机组给定功率指令控制发电机有功功率，此时，如果主汽压力偏差超过控制系统内部预先设定的范围时，汽机主控将不再控制机组负荷、转而控制主蒸汽压力，以维持汽机输出和锅炉输入相匹配，这称之为汽机调门的超驰控制。在CC 方式下汽机主控回路中控制机组功率的PI 控制器和在BI或BH 方式下汽机主控回路中控制主蒸汽压力的PI 控制器分别单独设立，作为改善各自调节品质的一个手段。汽机

23、主控还考虑了随机组负荷不同的变参数功能。采用主蒸汽压力偏差校正机组实发功率，实际上是对汽机调门给出了某种限制。通过增加这一功能，可以防止汽机调门的超调并使机组更快的控制负荷。图1表示机组功率与调门（governor）开度的关系。由图1可知，主汽压力一定时，调门开度和机组功率成正比；主汽压力不断增大而调门开度一定时，机组功率也不断增大。例如，主蒸汽压力控制在设定值P0，在A点时处于平衡。在受到锅炉输入量的外部影响时，主蒸汽压力上升至P1，调门开度即使仍保持一定值不变，发电量也会上升至B点，其后，随着锅炉输入量慢慢回归到规定值，主蒸汽压力恢复到P0，机组功率也会缓缓地由B点回到A点。图1 功率和调

24、门（Governor）开度的关系但是，若通过控制调门开度将机组功率保持在设定值，使其不受主蒸汽压力变动的影响，则会有以下结果：主蒸汽压力上升，调门从A点向C点操作；因调门关小，主蒸汽压力又继续向D点方向上升，为将机组功率保持在设定值，继续向E点方向操作调门。这种反复操作调门的现象，一直持续到锅炉输入量减少为止，极不稳定。为改善以上现象，实现锅炉汽机协调控制，必须根据机组功率指令来决定调门开度，主蒸汽压力即使变化，调门开度也应控制为固定不变。即在反馈信号实发功率MW上进行主蒸汽压力的修正。 MW= MW(1-P/TPD×K)P：主蒸汽压力偏差(TPD-PT)； TPD：主蒸汽压力设定值

25、； K：增益放大修正。由此，可以计算主蒸汽压力变动时机组功率的变化，能将实发功率的偏差修正到零，也能将调门稳定在一定位置。增益放大修正K在调试运行时根据主蒸汽压力的变化量和相应实发功率来决定。汽机主控输出指令在下列条件下增闭锁：汽机调门位置达上限，或汽机主控输出指令达上限，或PTTPD。汽机主控输出指令在下列条件下减闭锁：汽机调门位置达下限，或汽机主控输出指令达下限，或PTTPD。汽机调速器需求指令如表1所示：表1 汽机调速器需求指令控制方式汽机调速器指令控制回路的自动/手动状态汽机调速器给水燃料风协调控制（CC）由功率需求令（MWD）控制功率自动自动自动自动锅炉跟随（BF）手动设定手动自动自

26、动自动锅炉输入（BI）如果汽机主控在自动，控制主蒸汽压力自动/手动自动自动自动锅炉手动（BM）如果汽机主控在自动，控制主蒸汽压力自动/手动任何一个在手动1.5锅炉主控锅炉输入指令信号（BID）在CC 方式下由机组给定功率指令（MWD）和主蒸汽压力校正信号组合形成，在BF 方式下由机组实际功率信号（MW）和主蒸汽压力校正信号组合形成。在BI 方式下，锅炉输入指令信号可以由运行人员在锅炉主控操作器上手动输入。当发生机组RUN BACK 工况时，锅炉输入指令信号将根据预先设定的RUN BACK目标值和RUN BACK速率强制下降。在BH 方式下，锅炉输入指令在干态运行时跟踪给水流量信号（转换成MW

27、单位），在湿态运行时跟踪实际负荷信号。锅炉输入指令如表2所示：表2 锅炉输入指令控 制方 式锅炉输入指令控制回路的自动/手动状态湿态运行干态运行汽轮发电机给 水（湿态）给 水(干态）燃料(湿态）燃 料(干态）风CCMWDMWD+Pms修正自动自动自动自动自动自动BF实际MW跟踪实际MW+ Pms修正手动自动自动自动自动自动BI手动设定手动设定自动/手动自动/手动自动自动自动/手动自动/手动BM实际MW跟踪实际给水流量跟踪自动/手动自动/手动手动手动自动/手动自动/手动1.6主汽压力控制通过下述两种方法自动给出主蒸汽压力的滑压设定值：1) 在CC 方式下根据机组负荷指令信号。2) 在非CC 方式

28、下根据锅炉输入指令信号。在主蒸汽压力设定值手动设定方式时，由运行人员改变主蒸汽压力设定值。在主蒸汽压力设定值回路中设计了一个相应于锅炉时间常数的惯性环节，这对应于在锅炉时间常数的影响下，当锅炉输入指令变化时主蒸汽压力的响应有一个滞后。如果没有这个环节，将有可能引起上述的汽机调门超驰控制，进而引起限制机组负荷。1.7 锅炉输入率加速指令（BIR）在不同负荷下锅炉输入的静态平衡是由相应的子控制回路的指令信号维持的，如给水、燃料和风量指令信号。但是在负荷变动时，仅有这些是不够的。直流锅炉中锅炉受热面管内的内部流体受到外部烟气的加热，温度发生变化，其反应时间常数随燃料、给水、负荷等变化而变化。并且，燃

29、料系统中制粉、燃烧也存在大的延迟。因此，在各负荷段中，即使严密地设定了给水、燃料、空气等锅炉输入量，负荷变化时蒸汽温度或蒸汽压力变化也是过渡性地跟进。因此，负荷变化时，如果事先将各种锅炉输入量控制得比平衡量多些或少些，改善蒸汽温度或蒸汽压力的控制性能就会比较有效。这就是锅炉输入加速控制（Boiler Input Regulation Control： BIR）。考虑到锅炉的动态平衡，锅炉输入变化率指令（BIR）是以负荷指令信号为基础，根据相应子控制回路单独产生，并作为前馈信号个别加到给水、燃料、风量、减温喷水等的指令信号上。各BIR信号可根据机组负荷上升和下降单独调节信号的强弱。BIR 量也会

30、因为不同的负荷变化幅度，改变所需要的量，因此进行了负荷变化幅度（Load Change Width）增益放大修正。由于要维持锅炉富氧燃烧，对风量控制子回路，它的BIR信号总是增加的方向。这些BIR的波形是以试运行的结果为基础，个别调整给水、燃料等，使蒸汽温度、蒸汽压力的偏差变小。1.8湿态与干态的切换作为超超临界锅炉的特点，有两种运行方式。它们的分界点大约在锅炉产生的蒸汽流量等于锅炉最小给水流量的工况点上。如果锅炉产生的蒸汽流量小于锅炉最小给水流量，即称为“湿态方式” ， 如果锅炉产生的蒸汽流量大于锅炉最小给水流量，即称为“干态方式” 。湿态运行方式时锅炉可以看作一个汽包锅炉。当然，随着锅炉运

31、行方式的不同，控制策略也会不同。通常可以根据机组负荷指令来判断锅炉运行方式的转换。当锅炉由湿态方式转换到干态方式时，汽水分离器储水箱液位也可以作为一个转换条件。1.9快速减负荷（RB）运行在机组正常运行时如果出现锅炉或汽机重要辅机事故跳闸的工况，锅炉输入指令将会按照预先设定的速率快速下降，下降速率根据跳闸辅机的种类不同而有所不同。如果不作上述处理，机组将不能继续稳定运行。锅炉输入指令将一直下降到剩余运行辅机所能允许的负荷水平为止。为了能使锅炉输入指令快速下降，锅炉侧的相应子控制回路均应在自动控制方式，这些子控制回路包括给水、燃料量、送风和炉膛压力。此外，为了达到快速稳定压力控制以防止由于锅炉输

32、入指令变化造成主蒸汽压力波动的目的，还需要使汽机主控处于自动运行方式。RB 发生后，锅炉输入指令将在锅炉输入方式下以预先设定的目标值和变化率减小，这时机炉协调控制方式将退出。本工程RB设计考虑的辅机有：送风机、引风机、一次风机、空预器、给水泵和发电机定子冷却水失去。RB项目说明如表18-3所示：表18-3 RB项目RB发生后的运行情况发生RB的原因目标负荷变化率一台汽动泵运行汽动泵跳闸或电动泵跳闸50 ECR100ECR/min.电动泵运行汽动泵跳闸*%100ECR/min.一台汽动泵加上电动泵运行汽动泵跳闸*%100ECR/min.一台引风机运行引风机跳闸50 ECR100ECR/min.一

33、台一次风机运行一次风机跳闸50 ECR100ECR/min.一台空预器运行一台空预器跳闸50 ECR100ECR/min.一台送风机运行送风机跳闸50 ECR100ECR/min.1.10交叉限制功能交叉限制功能的目的，就是指在诸如给水、燃料和风量的每个流量指令信号上加上一些限制，以确保这些参数之间的不平衡在任何工况下都不会超出允许的限值范围。这些功能只有在相应的回路运行在自动方式下才起作用。1) 由燃料量给出给水流量指令的最大和最小限值2) 由给水流量不足给出的燃料量指令的最大限值3) 由总风量不足给出的燃料量指令的最大限值4) 由燃料量给出总风量指令的最小限值1.11调控制回路的总体说明协

34、调控制回路使用目标负荷产生的功率指令与机组实际功率相比较。目标负荷信号通常由操作人员手动给出，或来自于电网调度指令。这个目标负荷信号通过一个速率限制器，该速率限制器根据预先设定的速率限值来限制目标负荷的变化率。如果目标负荷的变化率小于所选定的限制速率，目标负荷将不受限制地通过。如果目标负荷的变化率大于所选定的限制速率，目标负荷将只能以该速率限制器所选定的最大速率通过。然后，该受到速率限制的目标负荷信号与频率偏置相加，以补偿系统频率偏差。两个信号的和由负荷上限限制器和负荷下限限制器限定后送出。经负荷上下限限制器送出的信号就是“机组给定功率指令”。机组给定功率指令然后分配给汽机主控和锅炉主控。去汽

35、机主控的机组给定功率指令作为功率设定值与机组实发功率相比较。主蒸汽压力的偏差信号将加到实发功率上以补偿主蒸汽压力的偏差，相加后的输出信号就是所谓的修正后功率。在协调控制方式下，期望的功率指令值与实测（修正后）功率相减，形成功率控制信号给汽机电液调速器。去汽机电液调速器的功率控制信号先通过高、低值选择器。在正常运行时，功率控制信号直接通过这些选择器到达PI 调节器，调节器输出信号送给汽机电液调速器。然而，当主蒸汽压力的偏差过大时，高、低值选择器就会闭锁功率控制信号通过，而允许由主蒸汽压力偏差信号取而代之送给电液调速器。在这些条件下，电液调速器中止了功率控制而改为主蒸汽压力控制。在协调控制方式下，

36、在高值选择器逻辑里，减法器从主蒸汽压力的偏差信号里减掉一个7bar 信号，在低值选择器逻辑里，加法器在主蒸汽压力的偏差信号上加上一个7bar 信号。当选择锅炉输入（BI）或锅炉手动（BH）方式时，汽机主控将由另一个PI 压力调节器来控制主蒸汽压力，这个PI 调节器与功率PI 调节器是分开设立的。机组给定功率指令与主蒸汽压力的校正信号相加形成锅炉输入控制信号，它在通过RB切换逻辑后送到相关的各锅炉子控制回路，诸如给水、燃料量、风量、炉膛压力等控制回路。1.12调控制各方式条件1.12.1协调控制方式（干态），CC(Dry)：机组正常运行方式1) 机组并网2) 汽机主控：自动功率（MW）控制（目标

37、功率由运行人员设定或来自ADS）3) 锅炉输入控制：自动由机组给定功率指令主汽压（Pt）控制组成包括：给水流量控制/燃料量控制/总风量控制/炉膛压力控制：自动4) 给水/燃料比率控制：自动分离器入口过热度控制5) 锅炉输入指令BIDMWDPt控制校正（MWD由目标功率和功率变化率生成）1.12.2协调控制方式（湿态），CC(Wet)：机组正常运行方式1) 机组并网2) 汽机主控：自动功率（MW）控制（目标功率由运行人员设定或来自ADS）3) 锅炉输入控制：自动由机组给定功率指令组成包括：给水流量控制/燃料量控制/总风量控制/炉膛压力控制：自动4) 给水/燃料比率（WFR）控制：自动/或者高压旁

38、路主汽压控制：自动主汽压（Pt）控制5) 锅炉输入指令BIDMWD（MWD由目标功率和功率变化率生成）1.12.3锅炉跟随方式（干态），BF(Dry)：汽机主控手动运行1) 机组并网2) 汽机主控：手动3）锅炉输入控制：自动由机组实发功率MW主汽压（Pt）控制组成包括：给水流量控制/燃料量控制/总风量控制/炉膛压力控制：自动4）功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）5）锅炉输入指令BIDMW（受功率变化率限制）Pt控制校正1.12.4锅炉跟随方式（湿态），BF(Wet)：汽机主控手动运行1）机组并网2）汽机主控：手动3）锅炉输入控制：自动由机组实发功率MW组成.包括：给水流量控制/燃料量控制/

39、总风量控制/炉膛压力控制：自动4）给水/燃料比率（WFR）控制：自动/或者高压旁路主汽压控制：自动主汽压（Pt）控制5）功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）6）锅炉输入指令BIDMW（受功率变化率限制）1.12.5锅炉输入方式（干态），BI(Dry)：锅炉输入由运行人员直接设定汽机主控：自动汽机跟随方式（主汽压Pt控制）汽机主控：手动主汽压Pt控制手动1）机组并网2) 不处于CC方式或BF方式3) 给水流量控制：自动4) 功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）5) 锅炉输入指令BID由目标BI和功率变化率生成（目标BI由运行人员设定）6）RB时，目标BI设定到预先设定的RB目标负荷1.12.

40、6锅炉输入方式（湿态），BI(Wet)：锅炉输入由运行人员直接设定汽机主控：自动汽机跟随方式（主汽压Pt控制）汽机主控：手动主汽压Pt控制手动1）机组并网2) 不处于CC方式或BF方式3) 燃料量控制：自动4) 功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）5) 锅炉输入指令BID由目标BI和功率变化率生成（目标BI由运行人员设定）1.12.7锅炉手动方式（干态），BH(Dry)：汽机主控：自动汽机跟随方式（主汽压Pt控制）汽机主控：手动主汽压Pt控制手动1) 给水流量控制：手动2) 功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）3) 锅炉输入指令BIDFx(给水流量)或MW（如果给水流量信号坏）Fx：根据静

41、态特性将给水流量转换为对应的负荷1.12.8锅炉手动方式（湿态），BH(Wet)：汽机主控：自动汽机跟随方式（主汽压Pt控制）汽机主控：手动主汽压Pt控制手动机组未并网或者：1) 燃料量控制：手动2) 功率指令MWDMW（跟踪机组实发功率）3) 锅炉输入指令BIDMW（受功率变化率限制）1.13直流锅炉给水调节动态特性直流锅炉给水调节的主要任务是满足锅炉蒸发量的需要，稳定主蒸汽压力，满足机组的负荷要求，满足机组在变工况时给水量按照要求平稳变化。在锅炉的设计阶段，锅炉制造厂会给出各级受热面中工质按照锅炉BMCR工况的焓增值、主蒸汽流量、减温水流量、给水流量以及各级受热面金属的热容量等设计参数。在

42、锅炉的带负荷试验调整阶段，在设计基础上根据现场实际情况对这些设计参数进行适当的调整，以更好地适应现场情况。对于直流锅炉来说，对给水调节控制的要求是很高的。因为直流锅炉中，给水一次通过蒸发受热面，循环倍率等于1，给水量的变化会直接影响到锅炉出口以及汽水通道所有中间截面的工质焓值的变化，尤其是锅炉汽水分离器出口蒸汽温度，而该点的温度对于锅炉蒸汽温度的控制是非常重要的，所以在确定控制方案时必须考虑各级受热面工质温度的修正问题以及和燃料量的匹配问题。同时控制方案必须避免各控制参数之间产生耦合，避免控制回路发生振荡，恶化调节品质。也就是说，对于直流锅炉来说，给水量的变化是牵一发而动全身的一个重要控制参数

43、。在普遍意义上，给水量发生变化时直流锅炉的动态特性分析如下：图18-1 给水扰动时直流锅炉动态特性（燃料量不变）上图左图所示为保持燃烧功率不变（燃料量不变）而给水量发生阶跃增加时的锅炉动态特性曲线。此时由于需要加热的工质增加，使加热区段增长，蒸发区段也增长，因此过热区段缩短。另一方面，直流锅炉中工质是一次强迫通过各个受热面，在达到稳定流动时，给水量等于蒸发量，因此给水量增加时，蒸发量也同量地增加。过热区段的缩短和蒸发量的增加，都促使过热蒸汽温度下降。至于汽压P的上升，则是由于汽轮机负荷不变，并不要求增加蒸汽流量，所以蒸发量随给水量增加使过热器出口蒸汽压力升高。另外由于汽水分界点处交变容积的影响

44、，当给水量增加时，先要有一定量的交变工质质量来填充交变容积，然后蒸发量才开始增加，这样就使蒸发量的反应延迟了时间t。又由于增加的给水量变成蒸汽要经历工质流动及传热的过程，所以蒸发量的上升是逐渐进行。汽水分离器出口汽温T1和末过出口汽温T2的迟延是由于蒸发量的迟延所引起。随着过热区段长度的延伸，受过热区段金属蓄热的影响，使过热汽温在越靠近出口处，迟延越大。当燃料量不变而给水阶跃减少时的锅炉动态特性见上图右图，其过渡过程与给水阶跃增加时的变化方向相反。需要注意的是，在给水量的扰动下，汽水通道各处气压变化的迟延和时间常数比相应的气温变化的迟延和时间常数要小得多。1.14给水需求控制回路给水控制的目的

45、是控制总给水流量，以满足当前锅炉输入指令。总给水流量在省煤器入口测量。锅炉输入指令经反映锅炉负荷给水流量关系的函数关系生成稳态的给水流量指令，该指令与给水回路的锅炉输入加速指令相加，指令相加后的指令接受总燃料量的交叉限制，以保证调节过程产生的不平衡始终不超出规定限值。另外，在所有工况下，都要维持给水流量的指令高于锅炉最小给水流量，以保护锅炉受热面。由于上述控制要求，不需要任何外部干预，锅炉控制的状态可以在湿态分离器（湿态方式）和干态分离器（干态方式）之间双向切换。这是因为给水流量和燃料量的比率在低负荷条件下比较高。因此，进入分离器的蒸汽随着负荷降低湿度就会增加，随着负荷升高干度就会增加。锅炉最

46、小给水流量限值由过热器总的喷水流量经函数发生器给出，这是因为过热器喷水管道是从锅炉省煤器出口分出来的一路。另外，在机组启动工况下，考虑到机组的热平衡，有一启动偏置加到锅炉给水流量指令中、同时该偏置也加到最小给水流量限值中。为了避免省煤器汽化现象的发生，在给水流量指令上还加上经保证省煤器出口一定过冷度计算给出的正偏置，以增加给水流量。主调节器对给水流量偏差进行比例加积分运算、产生送给下一级副调节器（锅炉给水泵流量调节器）的锅炉给水泵流量指令。2.风量和炉膛压力调节控制2.1风量控制锅炉燃烧所需要的总风量是通过调节两台送风机动叶的角度来控制的。根据总风量指令（AFD）形成对送风机动叶角度的控制输出

47、。总风量指令根据燃料量指令（FFD）的函数和锅炉输入加速指令相加形成，并用烟气含氧量进行校正以确保完全燃烧。总风量指令与总燃料量交叉限制，以防止炉膛中燃料量多于风量的情况发生。总风量由下列经过温度校正的风量组成：A、B侧空预器出口二次风量、加上6台磨一次风量。去送风机动叶的指令通过方向闭锁回路后送出，方向闭锁回路是为了防止送风机动叶指令向使炉膛压力过度恶化的方向变化。当喘振闭锁功能检测到送风机快要发生喘振时，方向闭锁功能还防止送风机动叶指令的增加，以避免送风机出现喘振。2.2炉膛负压控制我厂锅炉采用平衡通风方式，炉膛与烟道都处于微负压状态。在锅炉运行中保持一个合适的炉膛负压是非常重要的。炉膛负

48、压过高，则烟气流速加快，对烟道各级受热面的磨损加剧；锅炉的机械不完全燃烧热损失增加；烟道、炉本体不严密处以及空预器的漏风加大；引风机电耗增加；所有这些因素的综合影响便是使锅炉的经济性降低，同时加大锅炉受热面的损耗。而炉膛负压过低也不可取，此时烟气流速低，锅炉各级受热面上飞灰的沉积率增大，烟道内受热面的热交换减弱；同时风箱-炉膛差压变小，影响到锅炉二次风的进入，进而恶化炉内燃烧工况，同样也会使锅炉的效率降低。炉膛负压的控制值和炉膛负压测点的布置位置有关。测点位置越高，则应维持的负压值越小，为使炉顶不冒烟，则炉膛下部应有较大的负压，由此可以得到炉底排渣口密封的重要性。对于大型锅炉而言，炉膛负压控制

49、范围大多数都在-100Pa±50 Pa左右。大型锅炉的炉膛负压测点一般来说都布置在炉膛出口附近。我厂锅炉的炉膛负压测点布置在屏式过热器底部标高附近的左右两侧墙上，共4个炉膛负压测点，左右各布置2只。其中3个用于炉膛负压控制，另一个用于DCS的数据采集系统（DAS）。因为炉膛负压是由引风机来控制，所以炉膛负压的调节其实质是对引风机进行调节。我厂引风机的调节方式是进口静叶调节，所以炉膛负压的最终调节元件是引风机的进口静叶。根据压力偏差和前馈信号形成对引风机动叶角度的控制输出。送风机动叶指令被用来作为前馈信号以提高在负荷变化时的响应性。如果出现炉膛压力波动很大的工况，系统会自动地采取适当的

50、超驰控制。若发生主燃料跳闸（MFT），将通过炉膛压力控制高限限制回路迫使引风机动叶指令减到最小位置，会根据MFT 前机组负荷的大小自动减少一定值，以防止由于炉膛风量的突然减少和燃料量的失去而可能导致的炉膛内爆。如果炉膛内压力过高或过低时，应该有风机调节机构的方向闭锁，以防止任何控制回路的强制调节或者运行人员的误操作，从而对锅炉产生危害。去引风机动叶的指令通过方向闭锁回路后送出，方向闭锁回路是为了防止引风机动叶指令向使炉膛压力过度恶化的方向变化。当喘振闭锁功能检测到引风机快要发生喘振时，方向闭锁功能还防止引风机动叶指令的增加，以避免引风机出现喘振。2.3燃料量需求指令2.3.1总燃料量控制燃料量

51、控制的目的就是控制总燃料量以满足当前锅炉输入指令。总燃料量由煤和轻油两种燃料流量组成。2.3.2总燃料量指令总燃料量指令是根据不同的启动方式所要求的锅炉输入指令产生的。给水/燃料比率指令加在总燃料量指令上。同时考虑了交叉限制功能和再热器保护功能。主燃料煤的实际发热值可能会变化，而锅炉的吸热状态取决于燃料的种类和投入的燃烧器所在的层位置。为了对这种情况进行补偿，把给水/燃料比率偏置（WFR）指令加在总燃料量指令上。另外，为了改进锅炉在负荷改变期间的响应性，加进锅炉输入加速指令（BIR-FF）作为前馈信号。1) 交叉限制功能确保调节过程产生的不平衡始终不超出规定限值。 由总给水量不足而引起的燃料量

52、指令减少。 由总风量不足而引起的燃料量指令减少。2) 再热器保护功能当进入再热器的蒸汽还没建立时，有一高限限制加在燃料量指令上使得燃料量指令只能低于该限制值。2.4水/燃料比控制给水/燃料比率（WFR）指令是通过下述方法产生的。当锅炉处于湿态运行方式时，主蒸汽压力由燃料量控制（和汽包锅炉相同）。因此，在这种情况下，是通过调整给水/燃料比率指令来控制主蒸汽压力。主燃料煤的实际发热值可能会变化，而锅炉的吸热状态取决于燃料的种类和投入的燃烧器所在的层位置。当锅炉处于干态运行方式时，调整给水/燃料比率指令，以补偿上述吸热量的变化。在这种情况下，给水/燃料比率指令控制汽水分离器入口蒸汽的过热度。这样主蒸

53、汽温度控制可以始终处于能快速响应温度扰动的最佳位置（即，在一定负荷以上时，喷水量都处在稳定状态条件下）。此外，为了保护锅炉，必须把过热度控制在适当的设定值上。为了协助主汽温度的控制，还把每一部分的蒸汽温度偏差加起来作为比例控制信号。上游蒸汽温度偏差（也就是，分离器出口蒸汽温度，一级过热器出口蒸汽温度）加在主蒸汽温度控制回路上作为前馈指令。由于在高、低负荷范围内给水/燃料比率的运行范围是不同的，所以通过锅炉输入指令的函数关系式给出了对给水/燃料比率控制指令的高、低限限制。给水/燃料比率控制指令强制减小的目的是当锅炉下列主要过程超出限制值时减小给水/燃料比率，以保护锅炉的受热面管壁。实际上就是减小

54、燃料量。 炉膛中间联箱入口管壁金属温差高 水冷壁出口过热度高 水冷壁出口温度高 一级过热器出口温度高2.4.1炉膛中间联箱入口管壁金属温差高如果检测到炉膛中间联箱入口管壁金属温差高，则在当前WFR指令值的基础上以1的速率减少t/h燃料量。3分钟后如果金属温差高的条件仍然存在，则再以1的速率减少t/h燃料量。该减少燃料量的过程将持续下去直至金属温差恢复正常。3min下降速率1高限值金属温差WFR指令信号2.4.2水冷壁出口过热度高水冷壁出口过热度与由分离器压力计算的设定值比较，当过热度高于预设的定值时，将实施a)中类似的方法。2.4.3水冷壁出口温度高水冷壁出口温度与由分离器压力计算的设定值比较

55、，当温度高于预设的定值时，将实施a)中类似的方法。2.4.4一级过热器出口温度高如果检测到一级过热器出口温度高，则将WFR指令从当前值以2的速率减少到WFR低限值。下降速率2一级过热器出口温度高限设定值一级过热器出口温度WFR指令信号 WFR 低限 给水/燃料比率控制指令强制减小功能只有在WFR在自动方式运行时才起作用。2.5燃油控制轻油不作为锅炉燃烧的主要燃料，只是在启动期间和低负荷运行时使用。轻油流量指令是由总燃料量指令减去总煤量得出的。为了保持轻油母管压力在稳定燃烧的水平上以避免不稳定的连续运行和锅炉跳闸，使用了轻油母管压力超驰控制功能，即“轻油最小压力控制”。2.6机组负荷调整机组负荷

56、调整，通常采用协调控制方式，当AGC投入时，机组自动接受调度来的负荷指令；当AGC未投入时，根据值长令手动设置负荷指令。当协调控制系统故障或根据实际运行工况需要，可采用其他控制方式进行负荷调节。负荷变化率不能太快，正常情况下应控制在每分钟2%左右，最大不能超过每分钟2.5%(事故情况除外)，并应设定负荷高、低限定值。负荷增减幅度超过10%时，应分次操作，并符合“定滑定运行曲线”的要求，并使汽机各部分的金属温度变化率及温差满足主机金属温度变化率及温差控制曲线的要求。以保证机组安全运行及满足其他操作的需要。机组增减负荷时，应注意汽温、汽压以及给煤机负荷相应的变化，并及时进行风量和炉膛负压的调整。机组增减负荷过程中，需要启停磨煤机及其他设备时要提前作好准备，以便及时启停。机组负荷变化过程中，对因故障而撤出的自动调节装置，应根据需要及时进行手动调节，以保持其运行工况的稳定。监视并调整各水位、温度在正常范围，以适应机组负荷的变化。2.7锅炉燃烧监视和调整锅炉燃烧调整的目的：满足机组负荷的要求，通过合理配风充分提高燃烧的经济性，减少NOX排放量；使煤粉燃烧稳定，防止喷燃器灭火；在炉膛内形成合理的温度场、