热控dcs逻辑的几点创新-温和范学文

关于热控DCS逻辑的几点创新及优化邢伟温和范学文卜宪辉华润电力（菏泽）有限公司山东.菏泽摘要：本文总结了华润电力菏泽有限公司2×645MW燃煤发电机组热控专业在按照“安全第一、节能创新、优化控制”的宗旨、通过DCS逻辑创新及优化在节能和可靠性方面取得了良好的效果，确保了机组安全稳定经济运行。关键词：逻辑优化、逻辑创新、经济效益

1煤主控的煤量智能预估前馈逻辑创新。

逻辑创新2给水控制的水量智能预估前馈逻辑创新。3史密斯预估器在锅炉主控的创新应用。4史密斯预估器在再热汽温控制中的创新应用。5热值修正逻辑在克服煤质变化中的创新应用。6机组增容后防止锅炉侧超压的创新。7一次风机失速触发机组RB的创新。8引风机电流自动调平的逻辑创新。9“相关量证实法”的应用。1.1煤量根据（负荷指令与实际负荷偏差的变化）、（压力实际值与设定的偏差）、（压力变化的方向趋势）等实施动态响应预控，提前补偿锅炉能量，增强快速响应的能力；1.2负荷指令的变化、压力与设定的偏差、压力变化的方向趋势所对应的函数应根据实际效果动态的调整合理的参数。以达到对锅炉能量的智能预估补偿的目的。2给水控制的水量智能预估前馈逻辑创新。2.1给水前馈量根据负荷指令的变化、压力与设定的偏差、主汽温度与额定值的偏差、压力变化的方向趋势等实施动态响应预控；（水量预估与煤量预估逻辑类似。）

1煤主控的煤量智能预估前馈逻辑创新。负荷减小5MW，煤量智能预估减小5.1吨。负荷变化量5MW，水量智能预估减小90吨。3.1煤水协调的控制仍采用传统的锅炉主控统一协调煤水风。锅炉主控=负荷指令前馈+压力偏差PID+负荷指令微分前馈+压力偏差微分前馈，其中压力偏差PID起到主要的调节汽压汽温调差的作用。3.2存在的问题：因为锅炉的滞后性，导致如果压力修正回路系数调整大则负荷指令小幅波动就会造成煤量大幅波动、汽温不稳，如果压力修正回路系数调整小则负荷指令大幅波动压力降低、主汽温度降低，跟不上负荷的变化。3.3逻辑创新应用：将压力修正回路PID的被调量采用史密斯预估器来修正，即实测压力值加上压力修正回路PID动作值的修正值，作为压力修正回路的被调量从而实现无迟延控制。详见锅炉主控逻辑图。

3史密斯预估器在锅炉主控的创新应用。史密斯预估器补偿修正实际主蒸汽压力；从而实现机组协调的无延迟控制。4.1再热器减温喷水调阀逻辑采用史密斯预估器代替单回路控制，从而实现再热器喷水减温的无延迟控制。4.2我厂再热汽温变化3度，喷水调阀指令变化10%，即比例增益=3/10=0.3，喷水调阀指令变化后，约经过90秒的迟延开始响应，即迟延时间=90秒,惯性时间约为60秒。详见再热器喷水减温逻辑图。

4史密斯预估器在再热汽温控制中的创新应用史密斯预估器补偿修正实际再热汽温；从而实现再热汽温的无延迟控制。5.1我厂原逻辑中的总煤量只采用煤质校正BTU来修正。BTU修正是根据主汽流量（由汽机第一级调速压力经函数代表）和相应燃料量经PID调节产生。5.2现采用（BTU校正+热值修正）的联合校正回路。5.3瞬时热值Cv计算如下：Cv=K*MW/Ful其中MW为当前发电负荷，单位MW；Ful为瞬时煤量，单位t/h；K为系数，单位大卡/MW。系数K的计算方法：根据我司煤耗情况，机组发1kWh的电所消耗的标准煤为298g左右，那么据此我们就可以确定系数K的大小：K=7000*(0.298/1000)*1000=2086

下图为热值修正逻辑。

5热值修正逻辑在克服煤质变化中的创新应用热值修正！仅依靠热值修正即可保证水煤比不失调！6.1存在问题：机组增容后，锅炉未做大的改进，当机组负荷在630MW及以上运行时，因为煤质波动或燃烧状况改变造成锅炉侧超压，主汽压经常在一小时内就3次超过26.15Mpa的报警值，最高达27.55Mpa（锅炉PCV阀动作值为27.58Mpa）。给机组安全运行带来了很大的安全隐患。6.2逻辑创新（即超压时自动增加机组负荷且降低一次风压）当锅炉侧主蒸汽压力超过26.15Mpa时，触发如下逻辑：6.2.1当锅炉侧主蒸汽压力超过26.15报警值时给机组负荷指令增加一个前馈。函数关系如下（26.15对应0MW,27.55对应23MW）。6.2.2当锅炉侧主蒸汽压力超过26.15报警值时给一次风机母管压力设定值增加一个前馈。函数关系如下（26.15对应0Kpa,27.55对应-0.3Kpa）。6.2.3当调节级压力超过20.3Mpa时，闭锁增汽机主控。

6机组增容后防止锅炉侧超压的创新。7.1一次风机失速触发逻辑：{【一次风机A运行延时30秒且（一次风机A电流下降16A/s或风机母管压力下降2Kpa/s）】或【一次风机B行延时30秒且（一次风机B流下降16A/s或风机母管压力下降2Kpa/s）】}且运行人员手动确认。修改后的逻辑见下图：7.2一次风机失速RB动作结果：7.2.1触发一次风机RB动作，动作情况与一次风机RB动作完全一致。7.2.2关闭失速风机的调节动叶至0%。7.3一次风机出口压力大于12.5Kpa闭锁开一次风机动叶。7一次风机失速触发机组RB的创新。8.1引风机电流偏差自动调平逻辑：当电流自动调平投入后，会根据电流偏差自动增减相应引风机静叶开度，直到两台引风机电流保持一致（4安培死区）：8.2自动投入条件：8.2.1两台引风机自动均投入。8.2.2两台引风机电流无故障。8.2.3两台引风机静叶开度偏差小于5%8.3两台引风机电流偏差达到15安培时发出一级报警。8引风机电流自动调平的逻辑创新。引风机自动调平PID自动增减静叶开度指令9.1出口门关保护停泵逻辑优化：

出口门非正常关闭，可以从出口门全开信号消失、泵出口压力高得到验证，三取二，做到防误动。

以凝泵为例：凝泵出口门关保护停泵，原逻辑：出口门全关信号来，发一脉冲，保护停；优化逻辑为：出口门全开信号取非、出口门全关信号、出口压力高信号，三取二保护停。9.2东汽小机振动高逻辑优化：

本轴承振动高高跳闸值，从另外轴承的振动高报警值得到验证，做到防误动。9.2.1原逻辑：任意一个点振动高跳小机。9.2.2优化逻辑为：一个轴承到达跳闸值与上另外任一轴承振动达到报警值。9.3小机轴承温度高逻辑优化:

本轴承温度高高跳闸值，从本轴承另外一个温度测点温度高报警值得到验证，做到防误动。

9相关量证实法的实际应用。9.3.1原逻辑：小机#1、#2轴承金属温度高高，汽泵推力轴承工作面温度高高，汽泵推力轴承非工作面温度高高，单点跳。。9.3.2优化逻辑为：同一个轴承一个点跳闸值与上另一点的报警值。9.4低旁故障触发ETS逻辑优化:

低旁开度大于50%，可以从低旁后温度大于240°得到验证，做到防误动。

9.4.1原逻辑：低旁反馈任意一个大于50%且负荷大于50%触发ETS。单点跳。9.4.2优化逻辑为：（低旁反馈任意一个大于50%且开度大于50%的低旁阀后的温度大于240°）且负荷大于50%触发ETS。9.5发电机并网信号消失则连锁关闭所有抽汽逆止阀逻辑优化:

发电机出口断路器断开，从DEH内的并网信号消失得到验证，做到防误动。

9.5.1原逻辑：发电机出口断路器分闸状态信号来，关闭所有抽汽逆止门（单点跳）。9.5.2优化逻辑为：（低旁反馈任意一个大于50%且开度大于50%的低旁阀后的温度大于240°）且负荷大于50%触发ETS。9相关量证实法的实际应用。1一次调频逻辑优化。

逻辑优化2温度高单点保护逻辑优化3马达启动允许条件中的温度低逻辑优化。1.1修改转速偏差对应的流量曲线对应表：增大一次调频初期的动作值，使小幅度一次调频动作量偏大。将（-11,-2.1；-2，0；2,0；11,2.1）修改为（-11,-6.1；-2.05,-1.13；-2，0；2,0；2.05,1.13；11,6.1）备注：X为转速偏差，Y为流量修正量。1.2提高转速测量精度：将DCS的转速量程由（2850，3150）修改为（2985,3015）；并送一路至电气RTU，作为网频信号的一路参考量（另一路为TSI送至RTU的键相信号）。1.3优化滑压曲线。1.4PMU信号核对。1一次调频逻辑优化。2.1热电阻温度高单点保护在许多电厂都存在。2.2误动原因：热电阻因为损坏、虚接、断线、氧化等情况均会造成阻值偏大，容易造成保护误动。2.3逻辑现状：现在许多DCS软件模块都有速率及坏点切除保护，但当温度快速上升大于保护值、然后在跳闸值附近上下波动，此时速率及坏点切除都不起作用，如果强制信号不及时就会造成保护误动。2.4逻辑优化如下：（单点温度经过速率判断及坏点切除大于跳闸值且单点温度经过速率判断及坏点切除大于报警值）。2.5逻辑优化后，单点保护逻辑可以克服绝大部分的保护误动。2热电阻温度高单点保护逻辑优化跳闸值与上自身的温度报警值跳闸值温度报警值（经过速率限制）3.1在许多马达启动允许条件中都有线圈温度、轴承温度、磨辊温度等低于报警值的启动条件，当温度元件损坏或电缆出现问题时（热电阻元件），温度会变高，闭锁启动，直接影响备用的及时投运。3.2逻辑优化如下：温度低于报警值，或上一个单点温度速率判断及坏点判断，从而可以解决上述问题。3马达启动允许条件中的温度低逻辑优化。磨煤机轴承温度坏点且高于报警值；磨辊温度坏点且高于报警值温度允许条件仍旧满足

1主汽温、再热汽温2AGC调节良好控制相对比较稳定。

效果展示主汽温及再热汽温偏离设定值5°以内2013年全年AGC奖励金额为208万

3一次调频在山东省81台机组排名中名列前茅。2014年一季度统调公用机组一次调频正确动作率情况序号 机组 容量 正确动作率（%） 评价1 黄台#10机组 350 94.43 优秀2 黄台#9机组 350 93.58 优秀3 润泽#1机组 645 93.24 优秀4 黄台#7机组 330 92.43 优秀5 润泽#2机组 645 91.99 优秀6 威海#3机组 320 91.47 优秀7 华德#6机组 700 90.25 优秀

效果展示#1机组第三名#2机组第五名

4通过防止锅炉侧超压的创新，锅炉侧主蒸汽压力在高负荷运行时整体控制在26.8Mpa以下。

效果展示高负荷下未再超压！

5引风机电流调平自动投入后效果6使许多单点保护变成了良好，减少了运行人员的操作量。三取二或二取二

效果展示减轻运行人员操作量！“相关量证实法”得到良好应用作者简介：邢伟华润电力（菏泽）有限公司技术支持部热控专业工程师邮箱：手