600MW机组协调控制系统设计解析

1、-1-1 引言单元机组协调控制的任务是快速跟踪电网负荷的需要和保持主要运行参数的稳定。当电网负荷变动时，从汽轮机侧看，只要改变汽机调速汽门的开度，就能迅速改变进汽量，从而能立即适应负荷的需要。但锅炉即使马上调整燃料量和给水量，由于锅炉固有的惯性及迟延，不可能立即使提供给汽轮机的蒸汽量发生变化。如果汽轮机调汽门开度已改变，流入汽机的蒸汽量相应发生变化，那么此时只能利用主汽压力的改变来弥补或储蓄这个蒸汽量供需差额，此时，主汽压力将产生较大的波动。因此，提高机组负荷适应能力与保持主要参数稳定存在一定的矛盾。协调控制系统设计时将锅炉、汽轮机和发电机作为一个整体来考虑，使锅炉、汽机同时响应负荷要求，协调

2、锅炉及其辅机与汽机的运行，以迅速、准确、稳定地响应负荷要求。协调控制系统保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。协调控制系统是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行。单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。沈阳工程学院课程设计-2-2 协调控制系统任务与

3、作用协调控制系统任务与作用2.12.1协调控制系统协调控制系统作用：保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。协调控制系统任务：是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行在单元机组中，锅炉和汽轮机是两个相对独立的设备，从机组负荷控制角度来看，单元机组是一个存在相互关联的多变量控制对象，经适当假设可以看作是一个具有的两个输入和两个输出的互相关联的被控对象，其方框图如图 2.1所示。图2.

4、1单元机组负荷控制对象原理方框图pT-通汽阀开度卩B-燃烧率水平 NE-实发功率 PT-主蒸汽压力单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。子控制系统作用于负荷被控对象，如图 2.2所示。子控制系统PTNE-3-图2.2单元机组协调控制系统简图2.22.2协调控制系统控制方式在此方式下，汽机和锅炉两侧并行地接受负荷指令。锅炉侧通过改变燃烧率来维持主汽压力，汽机侧通过改变调汽门开度来调整机组出力的大小。当汽机机前压力与设定值偏差超过一定限值时，汽机调汽门开度将受到限制。

5、属于以锅炉跟随为基础的协调控制方案。协调控制系统适用于定压或滑压运行，定压运行：是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。有四种控制方式：（1）协调控制方式在此方式下，汽机和锅炉两侧并行地接受负荷指令。锅炉侧通过改变燃烧率来维持主汽压力，汽机侧通过改变调汽门开度来调整机组出力的大小。当汽机机前压力与设定值偏差超过一定限值时，汽机调汽门开度将受到限制。属于以锅炉跟随为基础的协调控制方案。（2）锅炉跟随方式汽机主控手动，锅炉主控回路处于自动方式，通过改变锅炉燃烧率进行主汽。（3）汽机跟随方式锅炉主控手动，汽机主控回路处于自

6、动方式，通过改变汽机调汽门开度进行主汽压力调节。（4）手动方式锅炉和汽机主控回路均处于手动方式。滑压运行：则是始终保持汽轮机调节汽门全开，在维持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。单元机组滑压运行时有 2 种机炉负荷控制方式。（1）锅炉跟随控制方式。（2）协调控制方式。沈阳工程学院课程设计100%-4-3 协调控制系统组成协调控制系统组成3.13.1负荷管理控制中心(LMCCLMCC)负荷管理控制中心(LMCC)是对外部要求的负荷指令或目标负荷指令进行选择，并根据机组主辅机运行的情况加以处理，使之转变为机、炉设备负荷能力，安全运行所能接受的实际负荷指令 NO,实际负荷指

7、令又称 ULD(UnitLoadDemand)单元机组实际负荷指令。负荷管理控制中心包括如下几个部分：(1) 机组负荷指令的方式及处理根据机炉运行状态，选择机组可能接受的外部负荷指令(ADS 及运行人员设定负荷指令、f 调频指令等)，将机组的外部负荷指令处理成能够接收的机组负荷指令 NO。(2) 机组最大负荷/最小负荷限制运行人员可根据运行情况设置机组最大/最小负荷限制值。(3) 负荷要求指令的增/减闭锁根据机组运行时产生的某些故障，对实际负荷指令实施增或减的方向的闭锁，以防止故障的危害进一步扩大。如图 3.1。E/TA一hLI沈阳工程学院课程设计-16-为期一周的热工课程设计转瞬即逝，我们组

8、设计的内容是 600MW 机组协调控制系统设计。我们利用 CAD 完成了 600MW 机组协调控制系统设计绘图，在这一周的课程设计中我对所学的课程有了更深的理解和认识。回顾这一周，从选题到确定系统的设计方案，画出 SAMA 图，再到检查与修改整理。在整个过程中我遇到了很多问题，在老师的指导下我们完成了 SAMA 画面，这样既节省了空间也使工程变得简单。在课设过程中我们发现了很多不足，很多地方都欠缺考虑。虽然过程遇到很多麻烦，但在老师细心的指导下和同学的帮助下我们逐步完成了这项工程。这次设计我学到了很多，真正的理论联系实际，是对课堂所学知识的延伸和扩展。对协调控制系统有了更深的认识，对 CAD

9、的操作更加的熟练，使我在以前的学习中不够清晰的概念得以清晰化，同时锻炼和培养了我的各项能力，对自己以后的工作，有极大的帮助。通过这次热工课程设计，我更加深深的体会到，协调控制系统在火电厂中中十分的重要。用心一看很多设计都应用在自动控制中。总而言之，这一周的课程设计使我受益匪浅。我会在今后的生活中努力学习，好好利用今天学来的知识，感谢老师的精心教导。一周的热工课程设计，我对实际工程有了初步的了解，通过这次的课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论学得好是远远不够的，只有把所学的理论知识与实际相结合起来， 才能提高自己的实际动手能力、 独立思考能力和搜索筛选总结有用信息的能力，也为我们

10、专业课的学习提供了莫大的帮助，更为以后的毕业设计做极好的铺垫。600MW机组协调系统控制设计-17-致谢首先非常感谢老师的耐心知道和严格要求。本论文在马老师与张老师的悉心指导下圆满完成本次课设。本课题在选题及进行过程中得到马老师的悉心指导。论文行文过程中，马老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。马老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向马老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在这里我也感谢我的组员们的团结合作使这次课程设计圆满完成，希望我们以后有更多的合作。最后，再次对老师道一声：老师，谢谢您！沈阳工程

11、学院课程设计-18-参考文献1 肖大雏.控制设备及系统.中国电力出版社.19962 韩赓.600MW超临界机组给水控制系统的研究D.华北电力大学硕士学位论文.20073 陈允济.DEB-W 协调系统的现场投运及控制性能J.中国电力出版社.2005.064 张军荣.机组协调控制系统优化控制D.华北电力大学.2009王东风，韩璞.单元机组协调控制系统发展和现状J;中国电力出版社.200211张栾英.国产 300MW 机组给水全程控制系统J.北京.华北电力学院报.1994：7 容銮恩，袁镇福等合编.电站锅炉原理M.北京：中国电力出版社.19978 牛培峰，褚东升.带冲击负荷的锅炉汽包给氺过程的智能控

12、制J.2000.9 胡菊芳锅炉给水自动控制系统分析 J自动化与仪器仪表.2008.10 KPMG.SarbanesOxleySection404ManagementofinternalcontrolandproposedauditingstandardsS.200211 Noreen.ControlSelf-Assessment.ANewApproachtoAuditing,IvesbusinessJourJ.sep200012 CommitteeofSponsoring.OrganizationsoftheTreadCommission(COSO)D.EnterpriseRiskManage

13、mentFramework.2003600MW机组协调系统控制设计-19-FFpvSPO/TRTROPIDPIDAO附录PIDPID 调节器PVPV：彼调量信号细九SPSP 设定值删人FFFF 前制言号细人前债信号不经述 PIPID D运算。O/TRO/TR 齟跟號号输入；TROTRO 肌隣控制信号输入；A A：投入自动方式控制信号瑜入；M M：投入手动方瞇制传号输入;：外部铀上限信号箱入;v：外部細下限信号箱入；AOAO 紐侍号;设定值给定萌图|）：自动控制方式箱也或门输人全为 P 状态时，输出为W,任意个或以上输人为时，输出为状态。与门输人全为严状态时，输出为T,任意个或以上输人为W时，输出为 F 状态。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX模拟量信号输入上方为佢亏盘称和KKE漏亏 左下方回國为坏更呈建辑佢专输坐凰坏模拟量信号输出下方为佢亏盘称和KKS非门与或非非门图状态时， 输出为 y,岂输人为y 时，输出为W器-输出芍俞入1*系数1曲俞入卩系数24。模拟量输入输出图诚法器输出芍俞入1X系数1输人Jx系数2。加法减法器图ITH-LL越限报警器当输入超过上限时，输出但输出信号，当输入超过下限时，输出础俞出W信号。越线报警器沈阳工程学院课程设计-20-输入选择器当控制信号为 9 时，输出等于输人 X 当控制信号为时，输出等于输人2。3输出选择器当控制信号为V时，输人