第三章机组的控制及安全保护

1、集控运行授课提纲机组控制保护第三章 机组的控制及安全保护DCS集控的概念： （P105）DCS以微处理机为基础，构成分散控制、分级管理的过程控制单元（DPU），完成对主机和辅机系统的运行控制。nDCS主要功能五方面-（调节/保护/顺控/检测/信息管理)n若干自控系统。n主要自控系统的代号（P105）nDAS、CCS、FSSS、DEH、TSI、BPCS、SCS、MEH等3-1控制系统简介（P106）1、DAS数据采集处理？（功能？ P106）2、CCS机炉协调主控协调主控系统功能根据负荷需求(调度命令和系统频率)和机组负荷能力，对机炉自控系统发出负荷控制指令，切换不同的运行方式.当异常工况时还发

2、出联锁保护指令负荷控制方式n机跟炉（安全）、炉跟机（基本）、协调控制（最佳） 3、锅炉控制系统1)锅炉调节系统(若干)2)FSSS/BMP炉膛安全保护和燃烧器控制-控磨煤机、燃烧器，风门4、汽机控制系统DEH、ETS、TSI、ATC5、电气控制系统（图3-2）励磁、调速、同期并列控制及自动发电AGS、厂用电控制6、SCS辅机系统顺控SCS包括锅炉风烟系统 、化水系统、燃油系统、辅汽系统、汽水系统、凝汽器系统、汽机油系统，循环水系统和冷却水系统等注：协调控制，局部控制，给水调节，汽温控制，旁路控制-属于闭环调节3-2负荷协调控制系统要求负荷快速响应、运行方式切换、防动态超速协调控制系统组成协调主

3、控系统-锅炉调节系统 |_汽机调节系统 3-2/一、负荷协调控制方式 负荷控制方式n机跟炉（安全）、炉跟机（基本）、协调控制（最佳）协调控制优点能快速跟踪电网负荷需求；又能迅速补充燃料、调整燃烧，保证主汽压的基本稳定1、主控系统基本构成方块图（下页）n负荷指令处理装置（负荷指令运算、机组负荷能力运算）n机炉主控制器2、系统运行方式n 参与调频时协调控制/ 自动/手动切换为其它方式三、协调控制系统原理方框图（下页）3-2/二、负荷主控系统协调控制系统方框图3-2/四、协调控制系统原理方框图 3-3锅炉FSSS/BMP系统两大任务1）燃烧器及其辅机启停控制；2）炉膛燃烧安全保护。CCSFSSSDA

4、S一、主要功能（框图P124图3-17）1、锅炉启停控制锅炉吹扫、点火、油系统及油层控制，制粉系统和煤层控制，火检2、二次风门控制、3、一次风机等辅机监控4、事故处理及联锁主燃料跳闸MFT，5、运行监视和报警与CCS配合实现机组FCB和RB。二、FSSS工作描述（P166）n对燃烧系统连续监视、逻辑判断动作指令联锁程控完成燃烧器及有关辅机启停操作或处理未事故。nFSSS与CCS被视为现代锅炉控制的两大支柱n注CCS主要实现锅炉运行参数调节，也有联锁保护nFSSS不直接参与燃料和风量调节，主要是逻辑控制保安全三、FSSS的组成四部分 （图4-15）n控制盘（开关按扭，指示灯，跳闸首出原因）n敏感

5、元件（检测燃烧、燃料及风的压力温度流量）、n驱动器（对调节挡板启闭指令送CCS系统执行n逻辑系统。nCRT图形站（OIS）主要有炉膛燃油系统图，制粉系统图炉膛火焰等模拟图，。还可显示主燃料跳闸、炉膛吹扫、油层启动等逻辑组态图，3-3/四、FSSS运行控制（选讲）1、锅炉吹扫n吹扫的目的和条件；n吹扫程控框图P169（图4-1）n2、自动点火控制-P175，图4-22n3、风门挡板控制P175n4、事故状态下燃烧器的投切控制P175n当FCB时，FSSS根据稳燃要求自动选择投切油枪/煤燃烧器n当RB时，由CCS选择辅机允许的负荷及运行方式，FSSS根据自动选择投切油枪/煤燃烧器5、 MFT保护（

6、P170）1）MFT动作条件（紧急停炉条件）-水位异，风机全跳，燃料断，火焰灭，炉压异，汽温高，空预器全停，给水泵全停，手动跳MFT切断所有燃料，通过总联锁紧急停炉停机。2） MFT保护主要内容nMFT-汽机跳、发电机跳、汽动泵跳、电动泵启、燃烧器全停延时轻油系统停、制粉系统停、一次风机停3）MFT动作后处理原则n监调汽包水位、调节炉压、迅查原因、极热态启动准备（启重油泵、吹扫等）、原因不清按停炉处理4）MFT跳闸程控（P174图4-20）P173 有条件之一MFT动作，显示首出跳闸原因。 在下次启动吹扫指令时显示灯灭 吹扫完成后MFT状态解除3-4汽机控制系统（P141）一、DEH系统1、组

7、成（图3-31）2、DEH功能（P142）功率调节、参数监视、OPC控制、自动启动、阀门管理及试验、手动控制3、DEH功率控制原理（图示）n三回路PI串级调节系统，n自动/手动构成多种运行方式。DEH调节三回路图n调节级压力反馈增强调节的快速性，n功率反馈保证调节的准确性。n一次调频回路由调节特性确定功率请求信号n调频运行负荷增，功率给定随增。二、汽机TSI系统P127n1、TSI系统的作用（P128）多通道连续测汽机机械状态参数。指示、报警、跳闸、事故分析。 2、TSI监视项目n汽机运行的主要监视项目（汽机机械状态参数）？测点布置？（图示）n东汽300MW机TSI项目有：转速、轴承振动、大轴

8、振动、轴向位移、大轴偏心、大轴挠度、汽缸膨胀、胀差、推力轴瓦磨损等。TSI系统简介1、 测点布置（P131）（图3-24：200MW机、图3-23：300MW机）300MW机TSI系统（131图3-23）常用涡流传感器和LVDT线性差动传感器。n显示汽机轴系结构示意图测点位置标示被测参数测量值、设置报警灯A和跳闸灯TTSI与DEH的关系3-5/三、机组安全保护 安全保护监视报警，主机跳闸，辅机联锁启停 机组安全保护典型项目：n锅炉汽包水位保护、灭火保护、紧急停炉保护MFT等n汽机超速控制OPC（功能？），遮断保护ETS（项目？）n辅机系统锅炉辅机联锁（制粉系统、送引风机、空预器）、泵类联锁、给

9、水泵低水压和事故联动；旁路联锁保护，加热器水位保护等n发电机继电保护系统相间短路后备保护、发电机失步保护、发电机定子、转子接地保护、发电机差动保护等n机组大联锁保护 。FCB和RB。3-5/一、典型锅炉保护简介1、锅炉灭火保护火检灭火保护，炉压灭火保护P1702、紧急停炉保护MFT3、汽包水位保护4、主汽压高保护3-5/一/锅炉水位保护根据下列条件绘出汽包水位保护功能框图n水位高分三值保护（300MW机为+100、+200、+250）报警、开汽包放水门、紧急停炉。n水位低分三值保护（300MW机为-100、-150、-250）报警、开备用给水门、紧急停炉。注：为防止安全门动作时假高水位影响，禁

10、开放水门，规定延时确认假高水位消失才解除闭锁。为防止甩负荷动作时假低水位影响，水位保护闭锁，延时自动解锁。 3-5/ 一/主汽压高保护根据下列条件绘出主汽压高保护功能 框图。n汽压高一值（亚临界炉17.15）报警,如发电机失磁故障,停部分燃烧器减负荷,n汽压高二值(17.35)(可能电气故障造成) 继续停部分燃烧器减负荷,投旁路系统(或开向空排汽门)维持低负荷运行；n如汽机甩全负荷、汽包水位高二值时，则自动投高旁、停部分 燃烧器、投油稳燃。实现停机不停炉（FCB）如汽压继续升高，应动作开启安全门或实现紧急停炉（MFT）。二、汽机安全保护1、DEH的超速控制OPC、n103%超速控制、甩负荷超速

11、控制调门快关延时开。 2、电气危急遮断控制系统ETS、（可编程控制器PLC）n对机组有重大影响的参数超限，关汽门停机。n通过电磁阀泄油关门。 主要项目有超速低真空低油压主再汽温异常轴向位移油位低瓦温高振动大排汽缸温高胀差大转子偏心度大手动停项目。能进行在线动作试验 n3、机械超速危急遮断系统n动作转速为1.11.12额定转速.危急保安器偏心飞锤(飞环)击出,通过机械超速遮断机构泄油关门n1、 手动停机n2、 联锁保护（若干）3-5/三、机组联锁保护主机联锁，主辅机联锁机组联锁保护框图3-5/三/（一）大联锁保护n机组大联锁（图147图3-33）n1、MFT-ETS-发电机跳闸（项目P134）-

12、断路器跳闸；nETS-FCB，FCB不成功则MFT；n主变跳但机组变压器末跳甩负荷带厂用电。3-5/ 三/（二）FCB保护（P148）1、 FCB的目的n当汽机/电气故障时，机组快速切回，停机不停炉或带厂用电运行。2、FCB动作的主要内容P148 重新建立能量平衡，不使参数偏离过大四条原则稳压、稳水位，稳燃，稳厂电周波3、FCB动作逻辑（P149图3-34）FCB允许条件？FCB相关系统投自动甩负荷的原因及现象？P234FCB动作设备系统自动切换？FCB动作逻辑（P149图3-34）n4、FCB动作后的处理P149 FCB触发逻辑处理1分钟FCB自动复置。适当手动调整n查辅机汽源切换、查安全门

13、动作、水击等异常、n水位急剧变化水位调节n如低负荷运行监视燃烧、汽温调节、n5%FCB运行 10分钟、维持厂用电频率、监视辅机运行。3-5/三/（三）RB保护（P150）1、RB保护辅机跳闸快减负荷保护有50%RB、75%RB两种方式。锅炉辅机故障甩负荷主要有？ 2、锅炉辅机RB保护的主要动作（P150） 锅炉快减负荷、机跟炉方式50%RB时，各层燃烧器点火器递次投入（由上至下、15秒间隙）投油减煤减风送风机跳联锁跳同侧一次风机、引风机及空预器。3、RB动作后处理P152、确认所有自动动作正常，90秒后RB信号复置 监视汽温、水位、燃烧、；查原因。典型炉引风机RB动作流程（规程整理）nRB投入

14、条件（若干）CCS投入、旁路投入、MFT投入、燃油压力合格等n引风机RB50%n自动机跟踪；n减少一套燃煤处理装置；自动关闭跳闸引风机入口档板，开完运行引风机入口挡板，关小送风机入口挡板，维持炉膛负压；自动投油减煤减风、自动减负荷到50%（速率100%/分）n。n注：单台引风机跳现象红灯熄电流到零、炉压变正、汽压汽温下降、MFT可能动作n四角喷燃炉自动投入下油枪；自动停运上层给煤机、减少相应二次风层、自动减负荷到点50%（固定速率）3-5/四、辅机联锁保护（选讲）1、给水泵保护读图练习：简述给水泵保护框图动作流程3-5/四/（二）旁路联锁保护旁路保护框图简述动作流程3-6电气系统安全监控（电气

15、系统安全监控（P134）一、同期控制系统、二、励磁控制系统 三、发变组保护（众多）了解功能，例 1、差动保护1）纵联差动：防止定子绕组相间短路；2）横联差动：防止定子绕组匝间短路；短路电流增大发热烧毁发电机） 保护动作将主断路器和励磁系统跳闸并报警。 2、定子接地保护/转子接地保护保护动作同上 3、发电机逆功率保护（保护汽轮机不空转过热） 保护动作同上； 发变组安全控制（电气课已讲） 4、瓦斯保护保护变压器 5、发电机失磁保护部分失磁时备用励磁迅速投入，不成功时动作停机 还有定子过负荷保护、低频保护、失步保护、逆功率保护、过励磁保护等发电机侧稳定性控制措施（P136）n自动切除发电机n电气制动

16、n快关汽门n自动重合闸n快速励磁/切除部分负荷/再同步控制、解列3-5辅机系统程控SCS（选 讲）n顺控概念 n时间顺控，条件顺控，逻辑顺控n基本逻辑功能与、或、非n延时器、触发器RS等n触发器RS（R条件俱备，S开始执行）一、高加运行控制1、给水管路系统特点（P196图4-45）2、高加启动控制要求图4-46n注水排气查漏（监视水位可知）n通水操作（先出后进）通汽操作（由低到高）n控温变率预暖（通过抽汽旁路）n疏水调整逐级自流、及时回收除氧器/n疏水水位负荷稳定投自动一/3、高加程控（P201图4-47、图4-46）顺合：注水排气、水压合格投水侧（出进）；投汽侧（逆止门、旁门预暖、关旁进汽（

17、低高）一/4、高加正常运行维护1）监视指标（P199）图示？意义？端差、水位、汽压、出水温、 2）维护工作（P198）、n任务调水位、调端差高加疏水门和抽汽门3）防腐、事故处理二、给水泵组运行控制P2051、给水泵组：前置泵、汽动泵变速小汽机，电动泵液力偶合器。2、给水泵组运行1）变速控制 给水调节系统伺服杠杆液力偶合器勺管位置或进油阀位调节 小汽机靠MEH控制。30005000转/分变速。2)运行要求n 暖泵备用（泵上下温差壁温度）、 2）控制措施（P157）投暖风器，吹灰冲洗、空预器先启后停（？）启先风后烟，停先烟后风等3）空预器程控流程（图4-4）程合投油系统启空预器电机开风出入挡板开烟入口挡板程合完n程分呢？四、 送引风机（P158）风量调节方法轴流式调节动叶角度；离心式调节进口档板或转速。1、 问题启动功耗大、小流量风机喘振2、控制要点1）轴流式关动叶启动；离心式关挡板启动2）先降负荷再启另一风机；先关风机动叶再停另一风机。4）风机油泵和冷却风机先启动。引风机有同轴油泵和电动油泵、冷却风机两台供液压系统和轴承冷却）4）两侧送引风不交叉运行 三、某厂引风机程控操作流程（P159图4-5 ） 轴流式引风机程控操作流程