华电芜湖电厂2×660MW超超临界机组设计说明0821

1、华电芜湖电厂一期2 x 660MW超超临界机组DCS系统应用软件设计说明审核稿西安热工研究院二O O七年七月目 录1数据采集系统DAS 11. 1 DAS系统的硬件组成及现场采集信号的处理 11. 1. 1DAS系统的硬件组成 11. 1.2 现场数据采集信号的处理 11.2 DAS画面显示21.2. 1流程图画面结构21. 2.2流程图画面分类31.2. 3显示及操作说明 51.2. 4操作面板详细说明 81.2. 4.1设备操作面板 81.2. 4.2备用操作面板91.2. 4.3挂牌操作面板 101.2. 4.3程控操作说明 101.2. 5画面图标说明122. 模拟量控制系统MCS 1

2、42. 1 机炉协调控制142. 1. 1机组运行方式 142. 1.2机组主控172. 1.3汽机主控192. 1.4锅炉主控202. 1.5主蒸汽压力控制 212. 1.6锅炉输入变化率指令 212. 1.7湿态/干态切换222. 1.8RUN BACK 232. 1.9交叉限制功能 242. 1. 10协调控制回路的总体说明 242. 2 给水控制262. 2. 1 给水控制262. 2. 2锅炉给水泵控制 272. 2. 3给水泵最小流量控制 272. 3 汽水别离器控制 282. 3. 1汽水别离器液位控制 282. 3. 2锅炉再循环水流量控制 282. 3. 3 WDC 的控制3

3、02. 3. 4循环泵暖管出口调节阀的控制 302. 3. 5 BCP喷射水的控制 302. 4 燃料控制312. 4. 1燃料量指令312. 4. 1. 1总燃料量控制312. 4. 1.2总燃料量指令312. 4. 1.3交叉限制功能确保不平衡始终不超出规定限值 312. 4. 1.4再热器保护功能 322. 4. 2给水/燃料比率控制 322. 4. 3轻油控制332. 4. 4给煤机控制 332. 4. 4. 1总煤量指令 332. 4. 4. 2给煤机主控342. 4. 4. 3总煤量调节器增益自动修正 342. 4. 4. 4给煤机给煤量控制 342. 4. 4. 5燃煤发热值校正

4、 342. 5 磨煤机控制352. 5. 1磨煤机一次风量控制 352. 5. 2磨煤机出口温度控制 372. 5. 3磨煤机一次风调节总门控制 372. 6 送风量和炉膛压力控制 382. 6. 1送风量控制 382. 6. 2炉膛压力控制 382. 7 一次风压力控制 392. 8 主蒸汽温度控制 402. 8. 1 一级过热器喷水控制 412. 8. 2二级过热器喷水控制 412. 8. 3三级过热器喷水控制 422. 9 再热蒸汽温度控制 432. 9. 1过热器/再热器出口烟气分配挡板控制 432. 9. 2燃烧器摆动控制 442. 9. 3再热器喷水控制 442. 10 风箱挡板控

5、制452. 10. 1 概述452. 10. 2各种风箱挡板的功能 452. 10. 2. 1燃煤风挡板浓燃烧器 CONC452. 10. 2. 2燃煤风挡板淡燃烧器 WEAK452. 10. 2. 3燃油风挡板 462. 10. 2. 4油燃烧器辅助风挡板 462. 10. 2. 5煤燃烧器辅助风挡板1472. 10. 2. 6煤燃烧器辅助风挡板2482. 10. 2. 7燃烬风挡板482. 10. 2. 8附加风挡板482. 10. 2. 9风箱入口挡板492. 10. 3设计中的几点特殊考虑 492. 11 除氧器控制492. 11. 1除氧器水位控制 492. 11.2除氧器压力控制

6、502. 12凝汽器水位控制 502. 13高、低加水位控制 512. 14汽机高压旁路控制 512.14. 1概述522.14. 2压力设定点发生器 522.14. 3压力控制器522.14. 4快开/快关逻辑522.14. 5温度控制 532.14. 6喷水隔离阀控制器 532. 15 汽机低压旁路控制532.15. 1总览532.15. 2 压力设定点发生器 532.15. 3压力控制器542.15. 4凝汽器保护 542.15. 5温度控制器542.15. 6喷水隔离阀控制 552.15. 7旁路控制自动投入方法 553. 炉膛平安监控系统FSSS 563.1概述56硬件配置 563.

7、1.2 FSSS系统的组成 563.2公用控制逻辑 57公用控制逻辑概述 57油泄漏试验58炉膛吹扫593.2.4 主燃料跳闸MFT 61油燃料跳闸 63点火允许条件63煤层点火能量点火源 64油母管阀门控制 643.2.9 RB 工况643.3燃油控制逻辑 65点火油层控制653.3.2 AB1点火油燃烧器控制 663.4燃煤控制逻辑68煤层顺序控制68煤层跳闸条件 69磨煤机A润滑油泵70磨煤机A油箱加热器71磨煤机A回油管盘热带 71磨煤机A72给煤机A72磨煤机A密封风门 73349磨A燃烧器进口一次风门 743410磨煤机A入口冷一次风挡板 74磨煤机A入口热一次风挡板 75磨煤机A

8、煤粉排出阀 75给煤机A入口煤阀763.4.14 给煤机A出口煤阀 77磨煤机A出口阀密封风门 773.5等离子控制逻辑78等离子点火器78等离子冷却水泵 78等离子冷却风机79其它杂项 804. 锅炉顺序控制系统BSCS814. 1总那么814. 2功能组控制逻辑说明 814. 2. 1空预器子功能组 824. 2. 2引风机功能组 854. 2. 3送风机子功能组 884. 2. 4 一次风机子功能组 924. 2. 5锅炉启动系统相关设备 964. 2. 6锅炉其它设备 984. 3公用局部控制逻辑说明 1034.3.1 空压机系统相关逻辑说明 1034.3.2 燃油泵房系统相关逻辑说明

9、 1055. 汽机顺序控制系统TSCS1075. 1总那么1075. 2汽机TSCS控制逻辑说明 1085. 2. 1除氧给水系统子功能组控制工程 1085. 2. 1. 1电动给水泵子组项 1085. 2. 1.2汽动给水泵子组项 1115. 2. 1.3高压加热器子组项 1155. 2. 2 汽机子功能组控制工程 1165. 2. 2. 1汽机油系统子组项 1165. 2. 2. 2汽机EH油系统子组项 1185. 2. 2. 3汽机蒸汽管道疏水阀子组项 1205. 2. 2. 4凝结水子组项 1225. 2. 2. 5凝汽器真空系统子组项 1245. 2. 2. 6低压加热器子组项 12

10、65. 2. 2. 7汽机轴封系统子组项 1285. 2. 2. 8辅助蒸汽系统子组项 1315. 2. 2. 9发电机冷却水系统子组项 1335. 2. 2. 10发电机密封油系统子组项 1345. 2. 2. 11 闭式循环冷却水系统子组项 1356电气系统ECS及公用系统 1406. 1概述1406. 2人机界面及操作说明 1406. 3设计说明141设备逻辑说明 1416. 3.16kV 1A段工作分支断路器 1416. 3.26kV 1A段备用分支断路器 1416. 3.3#1脱硫变6kV侧断路器 1416. 3.46kV公用01A段电源馈线侧断路器 1416. 3.56kV1A段快

11、切装置 1426. 3.6励磁系统1426. 3.7Q5011、Q5012 1436. 3.8#1A锅炉变高压侧断路器 1436. 3.9#1A锅炉变低压侧断路器 1446. 3.10#1锅炉变分段断路器 1446. 3.11#01A公用变高压侧断路器 1456. 3.12#01A公用变低压侧断路器 1456. 3.1301公用段分段断路器 1456. 3.14启备变保有载调压 1466. 3.15380V保安MCC1A锅炉1A段进线断路器 1466. 3.16380V保安MCC1A锅炉1B段进线断路器 1476. 3.17380V保安MCC1A段分段断路器 1476. 3.18380V保安M

12、CC1A段恢复工作/备用电源 1486. 3.19380V保安MCC1A段启动切换 1481. 数据采集系统DAS 设计说明芜湖电厂2 X660MW机组DAS系统包括机、炉、电数据采集、流 程图等几个局部。在机组启停、正常运行以及事故工况等过程中，DAS为运行人员提供主要的设备操作接口以及监视记录手段，运行人员可从 DAS中获得大量实时的或经过处理的机组信息，在 DAS画面中直接对 机组的绝大多数设备进行操作，并在需要的情况下可获得各种操作指导 或操作帮助等信息。1. 1 DAS系统的硬件组成及现场采集信号的处理1. 1. 1 DAS系统的硬件组成DAS系统没有配置单独的控制处理器，而是将相关

13、测点分配在MCS、SCS、FSSS、ECS 各系统中。1. 1.2 现场数据采集信号的处理对于DAS系统现场采集信号的处理过程来讲，保证各种采集数据的 实时性、正确性、准确性以及平安性是非常重要的，它是实现机组平安 高效运行的根底。从现场采集到的各种开关量和模拟量在进入计算机系 统以前要相应的进行如下预处理过程：1模拟量正确性判断2数字滤波3参数补偿4非线性校正5工程量单位变换6开关量接点有效性检查7脉冲量输入累积DAS系统的信号采集及处理过程充分利用 PGP系统软硬件的高效 性和平安性，经过合理的组态，使最终进入DCS系统的各种信号和参数 满足各方面的性能指标要求。1.2 DAS画面显示DA

14、S画面显示分为流程图显示，操作窗口显示，成组显示等几类画面。1.2. 1 流程图画面结构DAS流程画面的结构是这样的：最上面一行为主要画面“快捷按键 区及机组主要参数区；中间局部为流程图画面显示区；最下面是进入帮 助画面的“快捷按键区及进入相关 DAS画面的“快捷按键区。流程图顶部为所有画面统一的菜单条，包括主要画面“快捷按键 区及机组主要参数区；包括机组总貌、协调控制、锅炉风烟系统、机组 汽水系统、凝结水系统、汽温调节系统、总菜单等的“快捷按键，以及 机组负荷、主汽压力、总风量、水煤比等主要参数的显示。用户单击各快捷按键，会弹出各相关显示画面。流程图中部是主画面区，其特点和内容将在后面介绍。

15、流程图左下部是进入帮助画面或程控画面的“快捷按键区。如果 在本流程图显示出来的设备有程控操作，那么在画面左下部显示有进入程 控操作窗口画面的“快捷按键。流程图右下部是进入相关画面的快捷按 键。1. 2. 2 流程图画面分类流程画面分为锅炉画面、汽机画面、电气画面三局部。由总菜单可 切换到具体的流程图画面中。另外还有机组总貌图和机组协调的画面。1.2. 2. 1 锅炉局部流程画面包括 FSSS编号名称00机组汽水系统01锅炉水冷壁及启动系统02汽温调节系统03锅炉疏水放气系统04锅炉风烟系统05一次风机、密封风机系统06送风机、引风机系统07炉膛风箱系统08炉膛烟气系统09等离子系统10一次风机

16、本体及油系统11送风机本体及油系统12引风机本体及油系统13空预器油系统14磨煤机制粉系统15A制粉系统16B制粉系统17C制粉系统18D制粉系统19E制粉系统20F制粉系统21磨煤机润滑油系统22锅炉燃油系统23炉膛吹扫系统24锅炉本体温度25吹灰系统26脉冲吹灰系统TPRI西安热工研究院技术报告1.2. 2. 2汽机局部流程画面显示编号名称01上下压旁路系统02辅助蒸汽系统03汽机高加抽汽、疏水系统04汽机低加抽汽、疏水系统05汽机轴封系统06凝结水系统07开式循环冷却水系统08闭式循环冷却水系统一09闭式循环冷却水系统二10给水系统11电动给水泵系统12A汽动给水泵本体13B汽动给水泵本

17、体14给水泵汽机供汽、疏水系统15汽机润滑油系统16汽机油净化系统17EH油系统18发电机密封油系统19发电机氢系统20发电机定子冷却水系统21发电机本体温度22汽机抽真空系统23汽机TSI系统24混床单元25给水泵汽机平安监视系统1. 2. 2. 3电气系统流程画面编号01名称#1发变组系统02# 1机组厂用电系统03# 1机组380V厂用保安系统04#1机发电机励磁系统05#1机直流110V系统06#1、2机直流220V系统07#1机UPS A系统08#1机UPS B系统09公用厂用电接线1. 2. 2. 4公用系统流程画面编号名称01空气压缩机系统02燃油泵房系统03循环水泵房系统1.2

18、. 3显示及操作说明系统的各流程画面的静态局部按如下规定着色:蒸汽管道红色水管道绿色风烟管道天蓝色燃油管道黄色煤粉管道褐色氢管天蓝色500KV二色20kV梨黄色6kV深蓝色380V黄褐色UPS朱红色直流灰白色主画面上过程参数、阀门、电机等设、绿、黄等颜色代表不同的状态，如下所列:1模拟量的显示：正常值为绿色平光 当前值处于报警范围，运行员没有确认报警，为黄色闪光当前值处于报警范围，运行员已经确认报警，为黄色平光曾经有报警，但当前值在正常范围内，运行员一直没有确认，为绿色闪光，一旦确认后恢复正常颜色测点坏质量为紫色2电动门的显示：电动门全开为红色平光电动门正在开过程为红色闪烁电动门全关为绿色平光

19、电动门正在关过程为绿色闪烁状态不对位为黄色开到位、关到位反响均来或均不来为白色就地故障为蓝色当挂牌时在本设备图标上面显示不允许图符实验位时设备旁边显示小手图标 口，实验位由热工来置位和复位3调门的显示：手动为兰色自动为粉色调门全开为红色调门全关为绿色4电机的显示电机运行为红色电机停止为绿色状态不对位为黄色运行、停止反响均来或均不来为白色异常跳闸不是DCS发指令电机停止为绿色闪烁，此时必须要 用停按钮来复位此信号，否那么不允许操作，此时的停按钮只起复 位作用。当挂牌时在本设备图标上面显示不允许图符实验位时设备旁边显示小手图标 口，实验位由热工来置位和复位5电气开关的显示：开关合闸为红色开关分闸为

20、绿色 状态不对位为黄色 已合、已分反响均来或均不来为白色异常分闸不是DCS发指令开关分闸为绿色闪烁，此时必须要 用分按钮来复位此信号，否那么不允许操作，此时的分按钮只起复 位作用。当挂牌时在本设备图标上面显示不允许图符 实验位时设备旁边显示小手图标 口，实验位由热工来置位和复位1.2. 4操作面板详细说明1.2. 4.1设备操作面板设备操作面板如以下图所示:设备操作面板共分为4个区域：1. 说明区：设备名称描述；2. 报警信息区：黑色背景框，里面显示系统报警、系统禁操图 符、实验位、设备操作的允许条件等。对阀门来说，假设在开 位置，关允许条件不满足，或在关位置，开允许条件不满足, 那么显示“禁

21、操提示，说明此时不允许操作；3. 操作区：设备进行启/停开/关、合/分操作，并指示设备 状态；4. 系统区：最下面的按钮是系统的操作，和运行员没有关系。 操作区可以对设备进行操作。按钮右边文字为该设备的状态指示，当阀门已开、电机运行、电气开关在合位时，分别显示“已开、运行、合闸；当阀门已关、电机停止、电气开关在分位时，分别显示“已关、 停止、分闸。1.2. 4.2备用操作面板备用操作面板如以下图所示:在此面板中，按钮“投备用、“切备用分别是针对单台设备的备 用投切按钮。假设对该设备投备用，点“投备用按钮即可，设备在备用 的情况下，要切除备用，点“切备用按钮即可；投备用按钮右边显示 投备用的条件

22、是否满足，满足那么显示“允许，不满足那么显示“不允许 对于一投一备的设备，假设设备 A在备用，设备B投上备用后自动切 除设备A的备用；投上备用的设备运行后自动切除该设备的备用；运行 中的设备不能投上备用。1.2. 4.3 挂牌操作面板设备挂牌时，将鼠标移到设备图标区域，单击鼠标右键，出现快捷菜单，如以下图所示：Operating ParametersAcknowledge 10LBA10AA003 Disptay|ConfigureControl其中快捷菜单中的第二项最后是“：T 。选择菜单中最下面的Control，弹出设备挂牌操作面板，如以下图所示：在此面板中，“挂牌按钮是给设备挂牌，“摘牌

23、按钮是给设备摘 牌。设备挂牌后流程画面上设备的图符上显示不允许图标1.2. 4.3程控操作说明程控操作面板如以下图所示:该操作面板显示当前程控的工作模式，有“自动和“手动模式， 在“手动模式下，程控才能开始启动，一旦程控启动自动将模式置为 “自动，并且可以连续执行，当前步执行完后自动进行下一步，直至程 控完成。在程控进行过程中，运行员可以随时将程控的工作模式切到 “手 动，在“手动模式下，当前步执行成功后，且程控不在故障情况下， 此时程控会自动跳到下一步，然后等待运行员确认，是否进行，假设运行 员要执行该步，将模式切到“自动即可；假设不想继续进行，按“停止 按钮，程控将结束进行。上图中还显示有

24、程控当前执行的步数和当前步所剩余的时间，该时 间为倒计时，计时到0后，程控就进入故障模式，自动切到“手动，然 后停在当前步，假设该步完成的条件成立后，此时程控会自动跳到下一步， 然后等待运行员确认，是否进行，假设运行员要执行该步，将模式切到“自 动即可；假设不想继续进行，按“停止按钮，程控将结束进行。当程控完成时，画面会显示“完成标志，一段时间后自动消失。1-关空预器航口门空预器AA 口门注已关空預器航口门b己关程控画面如上图所示，其中方框中的内容是每步的指令可由多条，F面的内容是其反响条件，每个反响条件成立后其左边会出现红色对勾，表示该条件满足，所有条件满足后说明该步完成。程控在进行中，当前

25、步的指令文字周围的方框会闪烁，说明程控正在进行哪一步。1.2. 5 画面图标说明1 .启动允许启动允许：条件满足时，所列条件前的圆形指示灯O为红色，否那么为灰色；2. 首出跳闸条件不存在时，显示 NO，背景框为绿色；跳闸条件存在时，显示丨YES，背景框为红色；跳闸条件为首出时，显示| NO1 |，背景框根据跳闸条件目前是否 存在显示相应的颜色；3. 软光字报警:光宇报警光宇 光宇报誓光宇 迩宇报窖光宇光字牌如上图，各种状态表示：报警信号产生时，光字牌红色闪烁；经过报警确认，报警信号仍然存在时，光字牌红色平光；曾经有报警，但当前无报警，一直未经过报警确认，光字牌绿色 闪烁；经过报警确认，报警信号

26、消失时，光字牌恢复为绿色平光；无报警时，光字牌绿色平光；4. 备用状态当设备处于备用状态时，设备旁边的“备用按钮显示红色指示, 否那么显示灰色。2. 模拟量控制系统MCS系统说明本机组模拟量控制系统的锅炉控制局部，根本上按照日本三菱公 司推荐的控制原理图设计，其中个别地方根据 华电芜湖电厂的设备配 置作了改动。本说明对华电芜湖电厂600MW超超临界机组模拟量控制的大部分控制系统给与了较为详细的文字说明，有些特别简单的单回路控制 系统，由于数量较多且控制原理简单而类同，所以文字说明从略。2. 1机炉协调控制2. 1. 1 机组运行方式机炉协调控制设计用来根据机组运行工况形成下面所列的适当的 锅炉

27、和汽机指令。.锅炉输入指令.汽机主控指令.锅炉输入变化率指令这些指令间的关系完全取决于选择的运行方式。.机炉协调控制方式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:包括汽机跟踪方式机炉协调控制CC方式：这是机组正常运行方式。机组负荷指令就是功率需求同时送给 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，锅炉输入指令将根据经 主蒸汽压力偏差修正的机组负荷指令形成。在这种方式下机组能稳定 地运行，因为汽机调门能快速响应负荷需求指令并且锅炉负荷指令也 会快速地改变。这种控制方式可以尽可能地满足电网的

28、需求负荷需 求指令来自AGC或由运行人员手动设定。机炉协调控制CC运 行方式的投入，不仅要把锅炉输入控制和汽机主控投入自动，而且还 要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。下面所述的其它运行方式采用不同的控制策略， 因为这时中调来的 或运行人员设定的机组负荷指令是无效的，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。锅炉跟踪控制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

29、“锅炉输入控制自动和“汽 机主控手动条件下，根据用实际负荷信号修正的主蒸汽压力偏差自 动地设定去锅炉的需求指令，负荷指令信号跟踪实际的负荷信号。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。这意味着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，根据主 蒸汽压力偏差自动地设置去汽机调门的控制指令。在这种运行方式下,由于直接调整锅炉的输入，机组运行将会比拟稳定，但对机组负荷要 求的快速反响这方面却不如机炉协调控制 CC和锅炉跟踪BF 方式。在这种方式下，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

30、RB 时，会自动地选择锅炉输入控制方式。锅炉手动控制BH方式在机组启动和停止期间使用这种方式。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，机组负荷是不受控的。 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。2. 1.2 机组主控机组给定负荷信号受所允许的负荷范围以及负荷变化率限制。负荷变化率可以由运行人员手动设定或根据目标负荷自动设定。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

31、。在不接受中调指令时，目标负荷可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方式接受中调来的指令。负荷变化率设定为了防止目标负荷出现阶跃变化对控制系统的冲击， 控制系统中设 计了负荷变化率限制。负荷变化率可以手动设定，也可以自动设定。 在自动方式时，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。频率偏置频率偏差信号加到机组给定负荷回路，以便和汽机本身的一次调频 功能相适应。一次调频功能有一个不灵敏区，当电网频率在该不灵敏区波动时， 如果汽机本身的一次调频功能改变了机组负荷，锅炉侧控制系统将把

32、负荷重新拉回到原来值。频率偏置只有在CC方式才能起作用。另外参加了主汽压力设定值对机组参与电网一次调频的积极程度 进行干预。为了防止对锅炉输入控制指令的影响以及为了保证锅炉在平安范 围之内运行，频率偏置回路还设计了最大、最小限制回路和速率限制 功能。为了运行更为灵活，频率偏置功能设计了可由运行人员决定的投入和退出按钮。机组负荷上限、下限设计了机组负荷的上限和下限，只有在CC方式才可由运行人员设 定机组负荷的上限和下限，机组目标负荷经上限和下限限制后形成机 组给定负荷指令。机组负荷禁增、禁降设计机组负荷的禁增禁降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

33、时，某些重要的子控制回路如汽机调门、 给 水、燃料或风量到达其控制范围的边界状态，机组将不能连续的稳定 运行。当出现机组禁增或禁降条件时，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单方向变化。如果相应的重要子控制回路重新回到控制范围，该项限制不起作 用。2. 1. 3 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 定负荷信号控制发电机有功功率，所以机组实际负荷将和给定负荷相机组运行在CC方式下，如果主汽压力偏差超过控制系统内部预先 设定的数值时，汽机主控将不再控制机组负荷，转而控制主蒸汽压力 以便维持汽机输出和锅炉输入相匹配，即称为汽机调门的超驰控制。汽机主

34、控在CC方式下使用的控制机组功率的 PI控制器和在BI 或BH方式下可能使用的控制主蒸汽压力的 PI控制器分别单独设计， 以便改善调节品质。汽机主控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实际负荷，并对汽机调门给出某种限制。通过增加这些功能，可以防止汽机调门的快速变化并使得机组可能 快速适应负荷要求。2. 1.4 锅炉主控锅炉输入指令信号在CC方式下由机组给定负荷信号和主蒸汽压 力校正信号组合形成，在 BF方式下由机组实际负荷信号和主蒸汽压 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

35、入指令信号将根据预先设定的RUN BACK目标值和 RUNBACK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单位，在湿态运行时跟踪实际负荷信号。2. 1. 5 主蒸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：a在CC方式下根据机组负荷指令信号b在非CC方式下根据锅炉输入指令信号在主蒸汽压力设定值手动设定允许时，也可以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，这是由于锅炉时间常数的影响，使得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，将有可能引起汽 机调门的超驰控

36、制，进而引起限制机组负荷。2. 1.6锅炉输入变化率指令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。考虑到锅炉的动态平衡，锅炉输入变化率指令根据相应子控制回路单独产生，并作为前馈信号加到相应的指令信号上。该前馈信号可根据机组负荷上升和下降单独调节信号的强弱。由于锅炉要富氧燃烧,对风量控制子回路，前馈信号总是增加的方向LoodBIRFuel FKih /2IS/3ISBIR Air Flow/AABIRFeed ater上述功他曲纵将在现场调试时确定2. 1. 7 湿态/干态切换作为超临界锅炉的特点，有两种

37、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。湿态运行方式可以被看作一个汽包锅炉。 当然，随着锅炉运 行方式的不同，控制策略也会不同。大体上，可以根据机组负荷指令来判断锅炉运行方式的切换。当锅炉由湿态方式切换到干态方式时，汽水别离器储水箱液位也被用作一个切换条件。2. 1. 8 RUN BACKRUN BACK RB功能设计用在下述工况上：如果在机组正常运行时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，

38、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。为了到达锅炉输入指令快速下降的目的，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，为了到达快速稳定压力控制以防止由于锅炉输入指令 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 值和变化率来减少，这时机炉协调控制方式将退出。本工程现在设计的RB考虑了以下辅机：送风机、引风机、一次风机、空预器和给水泵。2. 1. 9交

39、叉限制功能所谓交叉限制功能，就是指在诸如给水、燃料和风量的每个流量需 求指令上加上一些限制，以确保这些参数之间的不平衡在任何工况下 都不会超出最大允许的限值。这些功能只有在相应的回路运行在自动 方式下才有效。由燃料量给出给水流量指令的最大和最小限制-由给水流量给出燃料量指令的最大限制-由总风量给出燃料量指令的最大限制由燃料量给出总风量指令的最小限制2. 1. 10协调控制回路的总体说明协调控制回路使用目标负荷与机组实际负荷相比拟。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限值来限制目 标负荷的变化率。如果目标负荷的

40、变化率率小于所选定的限制率，目 标负荷将不受限制地向后传递。如果目标负荷的变化率率大于所选定 的限制率，目标负荷将只能以该速率限制器所选定的最大变化率向后 传递。然后，该目标负荷信号被送到一个加法器中。 在这个加法器上，给目标负荷加上一个频率偏差信号，以补偿系统频率偏差。然后两个信 号的和通过“负荷限制器的选择器高值和低值选择器。“负荷限制器的输出信号就是所谓的“机组给定负荷。机组给定负荷信 号然后分配给汽机主控和锅炉主控。去汽机主控的机组给定负荷信号用于和机组发出的实际功率相比 较的负荷设定值。将主蒸汽压力的偏差信号加到所产生功率信号以补 偿主蒸汽压力的偏差。来自加法器的输出信号就是所谓的修

41、正的功率 指令。在协调控制方式下，减法器送出一个代表期望值与实际修正过的 负荷之间差的误差信号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通过高、低选择器。在正常运行下，功率 控制信号直通这些选择器到达 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发送 给电液调速器。在这些条件下，电液调速器中断了功率控制而改为主 蒸汽压力控制。在高值选择器逻辑里，减法器在协调控制方式下从主蒸汽压力的偏 差信号里减掉一个7bar信号。在低值选择器逻辑里，加法器在协调控 制方式下在主蒸

42、汽压力的偏差信号上加上一个 7bar信号。中选择锅炉输入BI或锅炉手动BM 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调节器和汽机侧功 率PI调节器是分开的。去锅炉输入控制的机组给定负荷信号被送到一个加法器，在那里加上主蒸汽压力的校正信号，然后通过 RB切换器送到诸如给水、燃料 量、炉膛压力等相关的锅炉子控制回路。2. 2给水控制2. 2. 1 给水控制给水控制的目的是控制总给水流量，以满足当前锅炉输入指令。总 给水流量在省煤器入口测量。基于锅炉输入指令的给水流量指令受到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

43、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。由于上述控制逻辑，在无外部干预下，锅炉控制的状态可以在湿态分 离器湿态方式和干态别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拟高。因此，进入别离 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。锅炉最小流量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 开工况下，考虑到机组的热平衡，启动偏置加到锅炉最小流量指令里 为了防止省煤器汽化现象的发生，在给水流量需求指令上还加上正的 偏置以增加给水流量。主调节器使用一个对给水流量偏差进行比例加积

44、分功能去产生副 调节器锅炉给水泵流量调节器的锅炉给水泵流量需求指令。2. 2. 2锅炉给水泵控制在三菱公司提供的参考控制图中，每台给水泵除入口有流量测点以 夕卜，出口也都有单独的流量测点，并且每台给水泵出口至给水母管之 间都有一个调节阀门。由于 华电芜湖电厂的实际设备配置中没有给水 泵出口流量测点，也没有调节阀门，所以在给水泵控制回路中取消了 给水泵出口流量调节回路，从给水主控调节器来的信号直接作为调速 泵的转速设定值，当然每台泵都可以改变偏置来调节本泵的出力。2. 2. 3给水泵最小流量控制根据每台给水泵的入口流量来控制通过每台泵的最小给水流量，这是为了确保泵的平安运行。给水泵的入口流量送到

45、函数发生器，函数发生器的输出作为泵最小 流量阀的指令。当入口流量信号增加时，函数发生器输出减少；当入 口流量信号减少时，函数发生器输出增加。经修正后的函数发生器输 出信号用来调节泵最小流量调节阀。在最小流量控制回路中，有两个函数发生器，再经小选和大选后形成最后如以下图所示的最小流量阀开 度指令。2. 3汽水别离器控制2. 3. 1汽水别离器液位控制汽水别离器WS液位控制的目的就是通过锅炉再循环水流量调节阀BR、储水箱液位调节阀WDC和锅炉循环泵暖管出口调节阀来维持别离器储水箱的液位低于要求值。别离器的疏水原那么上仅在锅炉清洗和湿态方式期间进行。2. 3. 2锅炉再循环水流量控制锅炉再循环水流量

46、控制的目的，就是通过将锅炉在湿态运行期间所产生的疏水再循环，到达回收热量和提高锅炉效率的效果。锅炉再循 环水流量的设定值根据别离器储水箱液位经函数发生器给出。如果储 水箱液位比要求值高，并且BCP已启动，那么就会启动控制BR流量 的PI调节器，以便使BR流量与水别离器储水箱的液位相匹配。之后, 当锅炉蒸汽流量增大并且储水箱液位下降时，BR流量也将会减少。最终BR阀将关闭，BCP将停止。即在干态方式时锅炉再循环量将为J | A零。锅炉再循环水流量设定值的产生有如下四种工况：a在湿态运行期间的正常设定值b用于锅炉启动时使用汽动给水泵的设定值。如果需要采用汽动给水泵启动锅炉，那么应减少 BR流量设定

47、值，以便可以增加给水流 量，因为由汽动给水泵来进行低流量范围的控制是不可行的。c防止省煤器汽化的设定值。如果省煤器出口温度增加，为了减少它，暂时减少BR设定值，以便增加来自锅炉给水泵的给水流量。d防止第一支燃烧器点火时膨胀现象的设定值。暂时减少BR设定值，以便 WS疏水箱液位不再跌落。当锅炉再循环泵停止时，BR阀被强制关闭。2. 3. 3 WDC的控制储水箱液位调节阀WDC是根据汽水别离器储水箱液位的函数 来控制的。为每一个液位调节阀单独配备了函数发生器，这两个调节 阀设计用在不同的汽水别离器储水箱水位范围。函数发生器参数设置 为在别离器疏水调节阀A翻开后才能开启别离器疏水调节阀 B。另外，为

48、了在液位快速变化时提前动作，在别离器疏水调节阀B的控制程序上加上了液位微分信号。WDC阀将作为BR阀在湿态方式 运行期间和BCP热备用疏水排放调节阀在干态方式运行期间的危急 后备之用。当别离器疏水调节阀出口的隔离阀关闭时，将强制关闭疏水调节 阀。2. 3. 4循环泵暖管出口调节阀的控制锅炉再循环泵热备用疏水排放调节阀也是根据汽水别离器储水箱 的液位的函数来控制的。该阀门只在锅炉干态方式运行时开启，通过 BCP热备用疏水到三级过热器侧的管路的排放来防止汽水别离器液 位的形成。在锅炉湿态方式运行期间，该阀始终关闭。2. 3. 5 BCP喷射水的控制在湿态方式运行期间，通过再循环过冷水流量调节阀维持

49、1-3%MCR的喷射水流量以冷却疏水。在干态方式运行期间，该阀门 将被关闭。然而，通过该阀门的旁路节流孔板仍可保持暖管。2. 4燃料控制2. 4. 1燃料量指令2. 4. 1. 1总燃料量控制燃料量控制的目的就是控制总燃料量以满足当前锅炉输入的需求。总燃料量由两种燃料流量组成煤和轻油。2. 4. 1. 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有所改变，而锅炉的吸热条件取决于燃 料的种类和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

50、 指令加 在总燃料量指令上。另外，为了改良锅炉在负荷改变期间的响应，加 进锅炉输入变化率指令BIR-FF 作为前馈信号。2. 4. 1. 3交叉限制功能确保不平衡始终不超出规定限值-由于总给水量缺乏而引起的燃料量指令减少-由于总风量缺乏而引起的燃料量指令减少2. 4. 1.4再热器保护功能当进入再热器的蒸汽通道还没建立时，燃料量指令必须低于限制值。2. 4. 2给水/燃料比率控制给水/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。主燃料煤实际发热值也许改变，锅炉吸

51、热收条件取决于燃料的种类 和燃烧器所在层的高度。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 述变化。在这种情况下，给水/燃料比率指令控制汽水别离器入口蒸汽 的过热度。最终结果是，主蒸汽温度控制可以始终处于最正确位置也 就是说，当超过一定负荷时，喷水处在稳定状态条件下，以快速响应 温度扰动。此外，为了保护锅炉，必须把过热度控制在适当的设定点上。 为了 协助主蒸汽温度的控制，还把每一局部的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，别离器出口蒸汽温度，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。当一级过热器出口蒸汽温度超过基于别离器压力的设定值时，

52、将减少燃料指令。这将超驰给水/燃料比率控制。当别离器入口过热度变得比由别离器压力形成的设定值低高时,将会通过积分作用增加减少给水/燃料比率指令。随后给出了给水/燃料比率控制指令的高、低限，这是因为可允许 的调节范围在高、低负荷范围是不同的。2. 4. 3轻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。使用了轻油母管压力超驰功能，以保持轻油母管压力在稳定燃烧的 水平上，防止不稳定的连续运行和锅炉跳闸。这就是所谓的“轻油最 小压力控制。2. 4. 4给煤机控制2. 4. 4. 1总煤量指令总煤量指令是由总燃料量指令减去实际燃油

53、流量得出的。2. 4. 4. 2给煤机主控总煤量指令和实际测量的总给煤量比拟，然后分配给每台给煤机作为每台给煤机的给煤量指令。当给煤机主控在手动操作方式时，可以通过对给煤机主控的手动增减实现对所有给煤机给煤量的同时等量增如果在CC方式或BI方式下给煤机主控输出到达控制范围的极限 值，机组将无法连续稳定运行，因此设计了禁增/禁降闭锁功能，以便 维持机组的稳定运行，该项闭锁也是控制系统的一项保护功能。2. 4. 4. 3总煤量调节器增益自动修正设计了根据投入自动的给煤机台数自动修正总煤量调节器控制增益的功能。2. 4. 4. 4给煤机给煤量控制每台给煤机设计了单独的给煤量操作器。也可以通过单独设定偏置对每台给煤机给煤量进行调整。2. 4. 4. 5燃煤发热值校正由于燃煤中所含水分的不同或者煤种的不同，单位重量的燃煤发热 值可能变化很大。由于给水/燃料比率是锅炉控制的一个主要过程变 量，它的输出直接调整总燃料量指令，所以小范围的燃煤发热量变化 会通过给水/燃料比率得到校正。然而当燃煤发热值变化很大时，将会 导致给水/燃料比率偏离它所需