600MW单元机组协调控制系统设计

1.协调限制系统简介2.1协调限制系统的任务单元机组的输出电功率与负荷要求是否一样反映了机组与外部电网之间能量供求的平衡关系；主汽压力反映了机组内部锅炉和汽轮发电机之间能量供求的平衡关系。协调限制系统就是为完成这两种平衡关系而设置的。使机组对外保证有较快的负荷响应和肯定的调频实力；对内保证主要运行参数（主汽压力）稳定的系统称为协调限制系统。协调限制系统（CoordinatedControlSystem----CCS）是将单元机组的锅炉和汽轮机作为一个整体来进行限制的系统。2.2负荷限制对象的动态特性在单元机组中，锅炉和汽轮机是两个相对独立的设备。从机组负荷限制角度来看，单元机组是一个存在相互关联的多变量限制对象，经适当假设可以看作是一个具有两个输入和两个输出的相互关联的被控对象，其方框图如图1所示。对象的输入量µB为锅炉燃料量调整机构开度，代表锅炉燃烧率（及相应的给水量），µB的变更将引起机前压力ＰT的变更，用WPB(S)描述该通道的特性,在汽轮机调整阀开度µT不变时,WPB(S)具有以下形式:WPB(S)=K1／(T1s+1)²(1)式(1)是一个简化了的和二阶系统,它表明燃料------压力通道具有较大的惯性和拖延.在燃烧率变更后,在汽轮机调门开度µT不变时,pT的变更也将引起机组实发功率PE的变更。图1中,WNB(s)是燃料一切通道的传递函数,它具有如下形式:WNB(S)=K2／(T2s+1)²(2)在机组燃烧率保持不变,将汽轮机调整阀门开度通常用同步器位移量表示µT变更,它将引起机前压力pT的变更,以及机组实发功率PE的变更,这两个通道的传递函数WNµ(S)、WPµ(S)形式如下:WPµ(S)=—［K3+（K4／T4s+1）］(3)WNµ(S)=［K5／（T5s+1）］—［K6／(T6s+1)²］(4)以上四个式子是通过试验方法得到的,通过理论分析和线性化处理也可得出以上关系。以上用传递函数表示单元机组的动态特性,也可用阶跃响应来表示单元机组的动态特性如图2所示。燃烧率µB扰动下主蒸汽压力pT和输出电功率PE的动态特性当汽轮机调门开度不变，而µB发生阶跃扰动时，主蒸汽压力pT和输出电功率PE的响应曲线如图2（a）所示。增加锅炉的燃烧率，必定使锅炉蒸发受热面的吸热量增加，汽压经肯定延迟后渐渐上升。由于汽轮机调门开度保持不变，进入汽轮机的蒸汽流量增加，从而自发地限制了汽压的上升。当蒸汽流量与燃烧率达到新的平衡时，汽压pT就趋于一个较高的新稳态值，具有自平衡实力。由于蒸汽流量的增加使汽轮机输出功率增加，输出电功率PE也增加。当蒸汽流量不变时，输出电功率趋于一个较高的新稳态值，具有自平衡实力。调门开度µT扰动下主蒸汽压力pT和输出电功率PE的动态特性当锅炉燃烧率µB保持不变，而µT发生阶跃扰动时，主蒸汽压力pT和电功率PE的响应曲线如图2（b）所示。汽轮机调门开度增加后，一起先进入汽轮机的蒸汽流量马上成比例增加，同时汽压pT也随之马上阶跃下降△pT（△pT阶跃下降的大小与蒸汽流量的阶跃增量成正比，且与锅炉的蓄热量大小有关）。由于锅炉燃烧率保持不变，所以蒸发量也不变。蒸汽流量的增加是因为锅炉汽压下降而释放出一部分蓄热，这只是短暂的。最终，蒸汽流量仍复原到与燃烧率相应的扰动前的数值，主汽压力pT也渐渐趋于一个较低的新稳态值。因蒸汽流量在过度过程中有短暂的增加，故输出功率PE相应也有短暂的增加。最终输出功率PE也随蒸汽流量复原到扰动前的数值。可以看出机组增加负荷时，初始阶段所需的蒸汽量要是由于锅炉释放蓄热量而产生的。然而，随着汽轮机容量的日益增大，锅炉蓄热量越来越小，单元机组负荷适应实力与保持汽压不变之间的冲突越来越突出。通过以上分析，可以看出负荷限制对象的动态特性的特点是：当汽轮机调门开度动作时，被控量PE和pT的响应都很快即热惯性小；当锅炉燃烧率变更时，PE和pT的响应都很慢即热惯性大，一快一慢就是机炉对象动态特性方面存在的较大差异。我们把机、炉子限制系统包括在负荷限制对象之内，就构成了广义负荷限制对象如图3所示，其限制输入量为锅炉主限制指令PB和汽轮机主限制指令PT。锅炉侧的子限制系统的动态拖延惯性很小（相对与锅炉特性），可以使µB刚好地跟随炉主限制指令PB接近快速动随动系统特性。这样就有µB≈PB。汽轮机侧，假如汽轮机采纳纯液压调整系统，则机主开限制指令PT就是调门开度（或同步器位移）指令µT,故有µT=PT。这样广义被控对象的动态特性不会变更。假如汽轮机采纳功频电液限制系统，则机主限制指令PT就是汽轮机功率指令。这样被控对象的动态特性就有很大变更。如图4所示。由图4可以看出，汽轮机采纳功频电液调整系统时，广义被控对象动态特性的变更是由于汽轮机功率调整回路的存在，假设功率调整回路能保持汽轮机功率与功率指令一样，那么，机主限制指令PT炉主限制指令PB就分别代表锅炉的输出与输入能量。若保持其中任一指不变而另一指令阶跃扰动，则会因锅炉输入与输出能量始终不平衡，主蒸汽压力pT随时间始终变更，没有子平衡实力。如图5所示。图5（a）表示PT不变，PB阶跃扰动下主蒸汽压力pT和电功率PE的响应特性，pT的动态特性近似为具有惯性的积分环节特性，PE近似不变。图5（b）表示PB不变，PT阶跃扰动下主蒸汽压力pT和电功率PE的响应特性，pT的动态特性近似比例加积分环节的特性，PE的动态特性近似为惯性环节或比例加惯性环节的特性。锅炉和汽轮发电机的动态特性存在很大差异，即汽轮发电机负荷响应快，锅炉负荷响应慢，所以单元机组内部两个能量供求关系相互制约，外部负荷响应性能与内部运行参数稳定性之间存在固有的冲突。依据这一特点，单元机组在实施协调限制时，必需很好地协调机炉两侧动作，合理地保持好两个能量供求平衡关系，以兼顾负荷响应性能和内部运行参数稳定两个方面。2.3协调限制系统的主要功能参与电网调峰、调频特殊使随着电网负荷昼夜峰谷差的急剧上升，电网对机组参与调峰要求日益增高，世界上出现了各种夜间低负荷运行，两班制运行，周末停运…….的中间负荷机组。要求机组限制具有更快速、更敏捷的负荷响应，并且在更大的负荷变更范围里，甚至0—100%全程，CCS能够投入自动。调峰使按电网昼夜的负荷变更，视该机组在电网中的地位与经济效益，有安排地，大幅度地进行调度限制。而调频则是瞬时的，有限制地，按该机组CCS系统设定的频差校正特性（不等率、死区、限幅值）校正机组负荷。稳定机组运行 CCS系统检测与消退机组运行的各种内外扰动，协调锅炉与汽机的能量平衡。协调锅炉内部燃料、送风、引风、给水…….各子回路的能量平衡与质量平衡。机组的稳定运行，机炉的能量平衡就是以机前压力的稳定为标记。机组出力与主、辅机实际实力的协调机组运行可能出现局部故障，抑或负荷需求超过了机组届时的实际实力，就会产生须要与可能的失调。CCS的牢靠性设计，供应有方向闭锁（DirectionalBlock），修正机组指令，强迫缓慢下降/回升（Rundown/Runup）,辅机故障减负荷（Runback）与暂停功能。使系统在主辅机或子回路限制实力受限制的异样工况下自动变“按须要限制”为“按可能限制”，照常平安保持机组指令与机组实力的平衡，锅炉与汽机的实力平衡以及锅炉燃料、送风、给水……子回路之间的实力平衡。此外，与电厂其他限制系统一起，CCS还供应有锅炉跳闸（MFT）与机组甩负荷（FCB）的事故处理实力。如国外有的机组，就有主变，油开关跳闸时“带厂用电运行”，汽机跳闸时“停机不停炉”的FCB限制功能。具有多种选择的运行方式CCS系统设计，必需满意机组各种工况运行的须要；供应可供运行人员选择或联锁自动切换的相应限制方式。系统方式的切换，均为无扰动过程；并且，切除机或炉的某一部分自动，并不影响CCS系统的稳定运行，使CCS具有在各种工况下，正常运行启动、低负荷或局部故障条件，都投入自动的适应实力。2.4协调限制系统的组成单元机组协调限制系统是由负荷限制系统也称主控系统，常规限制系统也称子限制系统和负荷限制对象三大部分组成的。如图6所示。负荷限制系统又由二部分即负荷指令处理部分也称负荷管理限制中心和机炉主限制器组成。负荷管理限制中心(LoadManagementControlCenter——LMCC)接受的是外部负荷指令、依据机组和限制系统本身须要所设的内部负荷指令。内部负荷指令一般有机组辅机故障减负荷Runback（快速返回）指令，与机组负荷有关的主要运行参数超过上限而引起的减负荷Rundown（迫降）指令。主要运行参数低于下限而引起的增负荷Runup（迫升）指令，负荷限制系统处于手动状态时，负荷限制系统本身跟踪实发功率的信号。外部负荷指令一般有电网调度所的负荷安排指令ADS(AutomaticDispathSystem)、机组运行人员手动增/减负荷的指令。负荷管理管理限制中心的主要作用是对外部要求的负荷指令或目标负荷指令TLD(TargetLoadDemand)进行选择，并依据机组主辅机运行状况加以处理，使之转变为机、炉设备负荷实力，平安运行所能接受的实际负荷指令ALD(ActualLoadDemand)P0,实际负荷指令又称ULD(UnitLoadDemand)单元机组实际负荷指令。对于上述内、外部负荷指令的选择是由负荷管理限制中心依据机组的运行状态和电网对机组的要求以及机炉本身运行平安性要求的优先级来选定的。除了选择负荷指令外，负荷管理限制中心对于选择的内、外部负荷指令还须要进行处理，主要是对负荷指令的变更率和起始变更幅度进行限制，使之与机组的负荷实力相适应。机、炉主限制器接受LMCC发出的实际负荷指令P0，为了使锅炉和汽轮机的限制作用更好地协调，在协调限制方式状况下，汽轮机主限制器接受汽轮机的DEH(DigitalElectroHydraulic即数字电液调整)来的频率偏差信号Δf,还接受汽轮机首级后压力p1与主汽压力pT的比值p1/pT的反馈信号，即汽轮机阀位的反馈信号，以及实发功率信号PE和主汽压力的偏差Δp。机、炉主限制器的主要作用是依据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷限制方式，依据实际负荷指令P0与实发功率信号PE的偏差和主汽压力的偏差Δp以及其他信号，进行限制运算，分别产生对锅炉子限制系统和汽轮机子限制系统的协调动作的指挥信号，分别称为锅炉指令（BoilerDemand）PB和汽轮机指令(TurbineDemand)PT。单元机组主限制系统是单元机组协调限制系统的核心。在单元机组协调限制系统中无论是调频和调负荷、机组的启动和停止、故障状况下的平安运行、锅炉燃烧率的变更、汽轮机调整汽阀开度的变更都是在主限制系统统一的指挥下达到协调一样的，即机组的输入能量和输出能量在满意电网负荷要求的前提条件下总是保证平衡的。完成主限制系统与子系统之间的协调。一般汽轮机和锅炉的限制系统都是比较简洁的单、回路和常规的限制系统，这些系统能克服由于内、外扰动造成的参数波动，使之保持在允许的范围之内。同时也适应负荷限制系统发来的变负荷指令信号，使每个子系统都能在主限制系统的统一指挥下协调动作，完成子系统与单元机组（限制对象）之间的协调，使整个单元机组平安经济运行。机炉的子限制系统是协调限制的基础，它们的限制质量将干脆影响负荷限制的质量。因此，只有设计好各子限制系统，并保证其具备较高限制质量的前提下，才有可能使协调限制系统达到要求的限制质量。依据单元机组的容量、限制对象动态特性的特点、限制系统功能要求不同等组成的协调限制系统的方案各异，但将这些协调限制系统进行分类，一般有按反馈回路和能量平衡两种分类方法。按反馈回路分类可将协调限制系统分为汽轮机跟随为基础的协调限制系统和锅炉跟随为基础的协调限制系统。按能量平衡分类可将协调限制系统分为间接能量平衡的协调限制系统和干脆能量平衡的协调限制系统。2.5协调限制系统的运行方式单元机组协调限制系统的运行方式是指协调主控的运行方式.单元机组的CCS系统可依据机、炉的运行状态和担当的负荷限制任务,选择不同的运行方式.单元机组的运行方式较多,可归纳为以下六种.1）

手动运行方式在该方式下,锅炉和汽轮机均处于手动状态,此时负荷管理限制处于跟踪状态,机前压力由运行人员手动保持,功率指令跟踪机组实发功率,锅炉主控器输出的燃烧率指令跟踪总燃料量.锅炉的燃烧限制系统投自动,但它处于运行人员手动限制状态,即运行人员进行设定值限制.机组主限制系统的修正负荷指令始终跟踪机组的实际负荷,为切换到其他运行方式时,实现无扰动切换打算.这种运行方式用于机组的启动、停止,或当机组发生FCB状态时.2）

炉跟机、功率可限制运行方式该方式为典型的炉跟机运行方式,汽轮机负荷处于手动状态,由运行值班员手动限制机组功率,锅炉主限制器为自动方式,自动维持主蒸汽压力稳定.这种运行方式具有负荷适应快的优点,它可用于机组的正常运行,机组启动时也可用此运行方式.3）

机跟炉、功率可限制运行方式该方式为典型的机跟炉运行方式,锅炉负荷限制处于手动状态,由运行值班员手动限制机组功率,汽轮机主控器为自动方式,自动维持主蒸汽压力稳定.这种运行方式适应负荷需求的速度慢,故当机组带基本负荷时,可采纳这种运行方式.另外,这种运行方式对机组稳定运行有利,如运行阅历不足或机组尚不稳定,也可采纳这种方式.4）

协调限制方式,机、炉负荷限制均处于自动状态当单元机组运行状况良好,机组带变动负荷或基本负荷,可采纳该运行方式.这时机组可参与电网调频,接受中心调度所自动负荷指令及机组值班员手动负荷指令.采纳该方式时,锅炉、汽轮机的各自动限制系统都应投入运行,整个机组处于协调限制.5）

机跟炉、功率不行限制方式(汽轮机调压方式)当汽轮机运行正常,锅炉异样而使单元机组的输出功率受到限制时,采纳该方式.在这种限制方式下,机组只能维持本身的实际输出功率,而不能接受任何外部负荷指令.此时自动限制的主要目的只是维持锅炉连续运行,以便解除锅炉的部分故障.当锅炉发生RUNBACK时,锅炉负荷受到限制,迫使机组减负荷运行,此时机组运行方式应.采纳汽轮机调压方式.另外,锅炉燃烧系统发生部分故障、锅炉燃烧率受到限制时,也可采纳这种运行方式,此时机组负荷确定于实际燃料量的大小.6）

炉跟机、功率不行限制运行方式(锅炉调压方式)当锅炉运行正常,而汽轮机局部异样,使机组的输出功率受到限制时,采纳该方式.在这种限制方式下,自动限制的主要目的是维持汽轮机的稳定运行,机组的输出功率为实际所能输出的功率(即汽轮机所能担当的负荷),不接受任何外部负荷指令.这种运行方式除适用于汽轮机局部异样外,还可适用于机组启动.此外,依据机组所担当的负荷任务,还可设计其他的运行方式.对于确定的单元机组,一般运行方式多选择其中的4～5种,即可满意负荷限制的要求.

3协调限制系统主限制系统3.1负荷管理限制中心负荷管理限制中心是协调限制系统的指挥机构,它的主要功能是依据电网调度中心的要求负荷指令或机组运行人员要求变更负荷的指令以及机组主辅机运行状况,处理成合适于机炉运行状态的实际负荷指令ALD或ULD(P0)。详细来讲,LMCC能完成以下功能：1）

实际负荷要求指令(ALD或ULD)的产生在机组正常运行工况下，电网调度来的负荷安排指令（ADS）或机组运行人员设定的负荷指令，通过负荷变更速率限制器，电网频率校正（假如机组参与电网调频）最小最大负荷限制回路，即产生实际负荷要求指令。假如机组主、辅机发生故障或事故而产生快速返回（RB）、快速切回（FCB）、迫升（RU）、迫降（RD）、主燃料跳闸（MFT）等信号时，机组将自动地切换到手动方式运行，这时实际负荷要求指令将跟踪锅炉实际负荷指令µB。2）

负荷的增加和削减协调限制系统供应运行人员增减负荷按扭，来指明机组“目标负荷指令”的增加和削减。“目标负荷指令”在限制站屏幕上显示。3）

最大/最小负荷限制协调限制系统供应机组最大/最小负荷限制值，运行人员上可通过设定器调整机组最大/最小负荷限制值，限制值的增减干脆影响实际负荷指令。当实际负荷指令等于最大或最小限制值，实际负荷指令不论要增加或削减都将受到闭锁。当实际负荷指令等于运行人员设置的最大/最小负荷限制值时，设定器上的限制红灯点亮。4）

负荷变更速率限制协调限制系统供应机组最大负荷变更速率，运行人员可通过设定器调整机组最大负荷变更速率。它是对运行人员手动或ADS指令变更负荷的速率进行限制。机组最大负荷变更速率是依据机组变负荷的实力而确定的。当实际负荷指令的变更速率在运行人员设定的最大速率时，速率设定器上的限制红灯点亮。5）

远方/就地限制机组运行人员可操作按扭来选择就地（Load）或远方（Remote---ADS）限制。在“就地”限制时，运行人员可操作“增加”和“削减”按扭来变更“目标负荷指令”。这时，“目标负荷指令”将依据运行人员设定的允许的最大变更速率来变更。在“远方”限制时目标负荷指令将依据人员设定的允许的最大变更速率响应ADS指令。6）

负荷快速返回当机组主要辅机（如送风机、引风机、一次风机、磨煤机、空气预热器、给水泵等）出现故障时，机组就不能满负荷运行，必需快速减负荷。CCS设计了快速返回信号，以爱护机组的平安。假如是锅炉侧主要辅机发生故障，则将在汽轮机跟随方式下完成负荷快速返回，即锅炉须要快速减负荷，而汽轮机应跟着快速把负荷降下来。负荷降低的幅度要看主要辅机故障的状况而定。7）

负荷快速切回（FastCutBack------FCB）机组在运行时，假如发生严峻故障，例如机组突然与电网解列（即送电负荷突然跳闸），或汽轮机跳闸，这时快速返回就已不能适应快速削减负荷的要求。CCS设计了快速切回信号，以实现机组快速甩负荷。FCB的设计分两种状况，一种是甩负荷至厂用电，当机组甩负荷突然跳闸，为了使机组仍能维持厂用电运行，即不停炉不停机，FCB使机、炉巨维持在最小负荷。另一种是发电机、汽轮机跳闸，这时FCB使汽轮机快速甩负荷或停机。锅炉产生的蒸汽通过旁路系统输出，锅炉接着维持最小负荷运行，即停机不停炉。8）

负荷增/减闭锁当发生煤输送管道或燃烧喷嘴堵塞，挡板卡死，执行机构、调整机构等设备工作异样的故障时，将会造成燃料量、空气量、给水量等运行参数的偏差增大。CCS设计了负荷增/减闭锁信号，对这些运行参数的偏差大小和方向进行监视，假如出现故障，负荷增/减闭锁回路依据偏差的方向，将对实际负荷指令实施增或减方向的闭锁，以防止故障的危害进一步扩大，直至偏差回到规定限值内才解除闭锁。9）

负荷迫升/迫降对于负荷增/减闭锁所谈到的一类故障，除了采纳增/减闭锁措施外，CCS通常还采纳迫升/迫降措施。当有关的运行参数偏差超过了允许值，同时有关的限制输出已达到极限位置，不再有调整余地。则迫升/迫降回路依据偏差的方向，将对实际负荷指令实施迫升/迫降，使偏差回到允许值范围之内，从而达到缩小故障危害的目的。当发生迫升/迫降后，CCS将使负荷指令处于保持状态。10）

负荷保持/复原CCS还设置了负荷的保持和复原按扭，其作用是在各种限制方式下切换或发生负荷指令的迫升/迫降后，短暂维持切换前的负荷指令不变，待切换完毕后再进行限制。3.2机、炉主限制器机、炉主限制器是协调限制系统的限制机构,机、炉主限制器的主要功能是依据机组的运行条件和要求,运行人员可选择协调、锅炉跟随、汽轮机跟随等限制方式给出合理的限制方案供应机组全面的协调限制.机炉主限制器的设计从其限制结构动身有两种指导思想，一种是以反馈限制为基础的，适当加入一些前馈信号作为协助调整以改善限制品质；另一种则是从能量平衡的角度考虑前馈的限制，力争做到前馈补偿后，锅炉和汽轮机就能协调一样地达到所要求的负荷，反馈作用仅在此基础上起校正作用。这样机炉主限制器就有二种分类方法，一种以反馈回路分类，一种以能量平衡分类。按反馈回路分类有以炉跟机为基础的限制方式和以机跟炉为基础的限制方式。以能量平衡分类有能量间接平衡限制方式和能量干脆平衡限制方式。主限制系统类型各异。主要反映在机炉主限制器上，因此，主限制系统或协调限制系统的类型是以机炉主限制器的限制方式而命名。下面对各类机炉主限制器进行原理介绍。以炉跟机为基础的协调限制单元机组以炉跟机为基础的协调限制系统示意图如图7（a）所示。它是以炉跟机限制方式为基础加入一个非线性环节形成的。锅炉跟随限制方式的特点是机组能比较快地适应电网负荷的要求。但汽压波动大，为了限制汽压变更，增加了非线性元件。假如负荷要求增长的速率和幅度较大，可能引起汽压pT的变更幅值过大。当汽压偏差｜p0-pT｜≥死区组件的△时,死区组件将发出限制汽轮机调整汽阀接着开大或回关的信号,以保证汽压pT在允许的范围内变更.当汽压偏差不太大时,不去限制调整阀门开度µT的变更,以使PE尽快响应P0。以上分析可以看出,机组在共同保持汽压的过程中采纳了炉跟机协调的限制动作,故称为炉跟机为基础协调限制。从汽压偏差对汽轮机调整阀门开度µT可以看出,尽管可以削减汽压的较大波动,但同时也减慢了输出功率PE响应负荷要求指令P0的速度,实质上是以降低功率响应性能为代价来提高汽压限制的品质。因此协调的结果是功率和汽压两方面性能指标的折衷。图7(b)为又一种炉跟机为基础的协调限制系统的示意图。它是以炉跟机限制方式为基础将功率偏差信号P0-PE并行地送入汽轮机限制器和锅炉限制器,加入非线性环节和前馈信号P0的比例微分作用形成的。设“负荷要求”P0增大,功率偏差信号P0-PE并行地送入汽轮机限制器和锅炉限制器,汽轮机限制器快速开大汽轮机调整汽阀,机前压力pT降低,锅炉放出蓄热,蒸汽流量增大,以短暂适应负荷要求增大的须要。由于锅炉对负荷变更的响应较汽轮机慢,采纳负荷要求P0通过比例微分作用作为送往锅炉的前馈信号,以补偿锅炉的惯性和拖延。假如负荷要求增长的速率和幅度较大,可能引起汽压pT的变更幅值过大。当汽压偏差｜p0-pT｜≥死区组件的△时,死区组件将发出限制汽轮机调整汽阀接着开大或回关的信号,以保证汽压pT在允许范围内变更。汽压偏差信号p0-pT同时送入锅炉限制器,加强对锅炉的调整作用,以补充由于汽压变更引起锅炉蓄热量变更附加的燃料量。调整结束时,达到P0=PE，pT=p0的平衡状态。图7（b）所示系统的特点是嫩黄补偿锅炉的惯和拖延，加强对锅炉的限制作用。目前，以炉跟机为基础的协调限制系统得到广泛应用。以汽轮机跟随为基础的协调限制单元机组以机跟炉为基础的协调限制系统示意图如图8（a）所示，它是在机跟炉限制方式为基础加入一个非线性环节形成的。汽轮机跟随限制方式的特点是适应电网负荷需求实力较差而波动小，不能充分利用锅炉的蓄热量。为了提高适应电网负荷的实力，通过非线性元件将功率信号引入汽轮机限制回路。当负荷要求P0增大是，功率偏差信号P0-PE送入锅炉限制器。增大燃烧率。与此同时，通过非线性元件短暂降低主汽压力给定值，汽轮机限制器就发出开大汽轮机调整汽阀的指令，使输出功率PE快速增加。反之，当减小负荷即P0-PE＜0时，增大汽压给定值，汽轮机限制器发出关小调整汽阀的指令，快速减小输出功率PE。非线性元件是一个双向限幅的比例器，它可以输出一个与△P成比例的信号，短暂地变更pT的定值p0,从而使锅炉的蓄热得到利用,用以提高负荷适应性。当P0-PE超过这个区域时,非线性环节的输出不再变更(水平段饱和区),即汽压给定不再变更.看来这种pT定值的变更只限定在肯定的范围内,以免汽压偏离给定值超过允许范围。增加一个限幅非线性元件的作用是限起始限制过程中,功率变更△P对调整阀门开度µT的影响以保证△p不会波动太大。从以上分析可以看出，在响应负荷要求指令时,机炉采纳了共同的协调限制动作,故称为机跟炉为基础协调限制。由于负荷要求指令变更时,汽轮机侧协作锅炉侧燃烧率µB的变更同时变更调整阀门开度µT,短暂利用了锅炉的蓄热实力,所以功率响应速度加快。但同时汽压波动也因此加大,实质上是以降低汽压限制的品质为代价来提高功率响应的速度。因此协调的结果是功率和汽压两方面性能指标的折衷。为了补偿锅炉负荷响应的惯性和汽轮机调整汽阀开度变更对锅炉限制系统的影响,可采纳图8(b)所示以机跟炉为基础的协调限制系统。它是以机跟炉限制方式为基础加入非线性环节和前馈P0的比例微分作用、机前压力pT的微分作用形成的。采纳P0经比例微分(PD)作用后作为前馈信号,这样能提前和加强调整锅炉的燃烧率，改善锅炉负荷响应特性的惯性。由于当负荷要求P0不变时,假如某种扰动使汽轮机调整阀门开度变更,机组实发功率PE随之变更。这个扰动将使锅炉限制系统动作,不利于机组稳定运行。为了削减汽轮机调整阀门开度对锅炉限制系统的干扰,在锅炉限制器入口加入pT的微分信号,用以补偿PE变更的影响。只要微分器参数KD、TD选择得合适,当汽轮机后调整汽阀动作时,可使锅炉限制器入口△PE+p’T≈0(p’T为pT的微分信号),即不受调整汽阀动作的干扰。

按指令间接平衡的协调限制(DIB)按指令间接平衡的协调限制系统示意图9(a)所示。从图9(a)中可以看出此系统是以锅炉跟随的限制工作的。锅炉侧是以(1+d/dt)P0作为前馈信号,以(p0-pT)作为反馈信号。锅炉侧的反馈回路中,由锅炉限制器前的乘法器引入P0信号,其目的是使其放大倍数信号与P0成正比变更,以补偿不同负荷下对象动态特性放大倍数的非线性特性.锅炉侧前馈的引入目的是促使燃烧量随负荷变更及早动作,补偿锅炉的惰性。锅炉燃烧率指令PB为PB=P0(1+s)+(p0-pT)KP+［KI(p0—pT)P0］／s (5)

式中KP---------锅炉限制器的比例增益;KI----------锅炉限制器的积分增益。稳态时,主汽压力pT等于给定值p0,锅炉的燃烧率指令等于负荷指令P0即：PB=P0可见锅炉限制中把负荷指令信号P0(1+d/dt)作为前馈信号,其中微分作用在动态过程中加强燃烧率指令,以补偿机炉之间对负荷响应速度的差异,式(5)中汽压偏差信号和汽压偏差信号的积分有二个作用,其一，反映了使汽压复原到给定值对锅炉蓄热量变更所须要的燃料量；其二,保证稳态时汽压等于汽压的给定值。图9(a)所示系统中汽轮机限制器入口信号的平衡关系如下P0—PE—PE(p0—pT)=0(6)可见,汽轮机限制回路实际是一个功率限制系统,只有在偏差为零时才有PE=P0.在动态过程中采纳两种方法防止调速汽门动态开得过大。第一种方法是引入压力偏差信号，作为负荷变更的限制信号，限制汽轮机调速汽门动作的范围不能超过双向限幅器的设定值，即当汽压超过规定值时(1MPa)限制汽面调速汽门进一步开大。其次种方法是引入(p0—pT)的反馈信号，其目的是依据汽压偏差变更的状况确定调速汽门的开度,限制调速汽门动态开得过大。图9(b)为按指令间接平衡协调限制的另一种方案,从图9(b)中可以看出此系统是以汽轮机跟随的限制方式工作的。锅炉侧是以P0(1+d/dt)作为前馈信号,形成对锅炉侧的前馈限制作用。其中比例作用使得燃烧率与负荷指令始终保持一样,微分作用用于补偿锅炉的动态拖延和惯性,加速锅炉的负荷响应。锅炉侧以功率偏差作为反馈信号,形成对锅炉侧的积分(I)反馈限制(积分增益同P0成正比,以适应不同负荷下的对象特性的变更,实现变参数限制)用来校正燃烧率指令,以保持机组的功率偏差在稳定时为零。锅炉燃烧率依据汽压偏差而修正,例如,当pT<p0时应使燃烧率适当增加以补足由于汽压偏差而使锅炉蓄热能的削减。锅炉燃烧率指令为PB=(1+s)P0+(p0-pT)+(１/s)KIP0—(P0-PE)(7)在稳态时锅炉限制器保证PE=P0,若汽压偏差为零,则PB=P0。汽轮机侧以汽压偏差作为反馈信号,形成汽轮机侧的PI反馈限制.功率偏差是前馈信号,用来修正压力给定值。当功率给定值P0变更时,引起压力给定值的变更,限制器发出汽轮机调整阀门的变更指令。这样能充分利用锅炉蓄热实力提高机组负荷响应特性.汽轮机侧的PI限制器可保证稳态时其输入端信号的代数和近似为零,即有—K(P0-PE)+(p0-pT)≈0(8)或P0–pT≈K(P0–PE)可得pT≈p0–K△P(9)当P0增加时,△P=P0–PE马上增加,相当于短暂减小压力给定值p0–K△P。这时PI限制器马上增加调整阀门的开度,增大实发功率。另外,使汽压pT跟随定值而变,从而也就利用了机组蓄热实力在肯定范围内,K值反映了在肯定功率偏差下可利用的蓄热量的大小。 在稳态时汽轮机侧限制器保证pT=p0 从图9(b)可以看出,负荷要求指令P0(功率给定值)作为前馈信号分别送到机、炉限制回路,使机炉同时变更负荷,以保证快速响应外界负荷要求。当燃料内扰使机前压力及实发功率都增加时,由于中间再热机组功率滞后较大,机前压力响应比实发功率灵敏。因此在汽轮机调整阀门开大克服燃料内扰的同时,又产生对汽轮机的扰动。所以这种负荷限制系统消退锅炉内扰实力较差。当汽轮机调整阀产生扰动时,机前压力与实发功率变更方向相反,限制回路能较快地消退扰动。4600MW单元机组协调限制系统设计4.1

概述作为实现机组平安经济运行目标的有效手段,自动限制系统在机组平安运行所起的作用日益重要,其功能也日益困难,担负着机组主、辅机的参数限制、回路调整、联锁爱护、依次限制、参数显示、异样报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能,已从协助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、程控和联锁爱护的综合体系,成为大型火电机组运行必不行少的组成部分。经过几十年的发展,目前超临界发电技术已经相当成熟,其限制系统从总体上来说与常规亚临界发电机组相比并没有本质的区分。但就超临界机组本身来说，其直流炉的运行方式、大范围的变压限制，使超临界机组具有特殊的限制特点和难点。某600MW单元机组协调限制系统如图10、11所示。从结构与工作原理上看。该系统是以锅炉跟随为的协调限制系统。该协调限制系统是由负荷管理限制中心（LoadManagementControlCenter-----LMCC）和机炉主限制器及机炉子限制系统组成。该机组有二种运行方式，即定压运行和滑压运行方式。定压运行时有4种限制方式即协调限制方式、锅炉跟随限制方式、汽轮机跟随限制方式、基本限制方式；在滑压运行时有2种限制方式即锅炉跟随限制方式和协调限制方式。协调限制系统的限制方式选择可由运行人员操作按扭进行手动切换，也可以由逻辑限制电路自动进行切换。协调限制系统的组成1．负荷管理限制中心（LMCC）负荷管理限制中心包括如下几个部分：（1）机组负荷指令的方式及处理。依据机炉状态，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受的机组负荷指令P0。（2）机组最大负荷/最小负荷限制。运行人员可依据运行状况设置机组的最大/最小负荷限制值。（3）负荷要求指令的增/减闭锁。依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。2．机炉主限制器机炉主限制器的主要任务是产生各种限制策略和限制方式的切换。限制策略是前馈限制、反馈限制、非线性元件以及多变量限制理论的应用。

机炉主限制器主要有以下两个部分组成：（1）机炉正常运行情下的负荷指令PB、PT的形成。

（2）机炉的实际负荷指令P′B、P′T的形成。协调限制系统的限制方式在单元机组的协调限制系统的设计中为保证机组的平安运行，应设计多种限制方式，尤其是汽轮机侧或锅炉侧出现故障时，应能自动地无扰动切换成其他限制方式。不同的机组，限制方式有所不同，本机组有以下几种运行方式和限制方式。 1．定压运行方式 单元机组定压运行时有4种机炉负荷限制方式。 （1）基本限制方式。当机组由于某些故障（如主燃料跳闸——MFT）不能正常运行时，常采纳此种限制方式。 （2）锅炉跟随限制方式。当炉侧主机和辅机运行正常，而汽轮机侧主机或辅机有某些不正常状况而使机组不能达到额定负荷运行时，常采纳此种限制方式。 （3）汽轮机跟随限制方式。当机组汽轮机侧主机和辅机运行正常，而锅炉侧主机或辅机有某些不正常状况而使机组不能达到额定负荷运行时，常采纳此种限制方式。（4）协调限制方式。当单元机组锅炉侧和汽轮机侧主机和辅机均处于正常运行状态时，且机、炉主限制器均投入自动的状况下，机组可采纳协调限制方式。2．滑压运行方式单元机组滑压运行时有两种机炉负荷限制方式：（1）锅炉跟随限制方式。（2）协调限制方式。4.2负荷管理限制中心单元机组的负荷限制受到两个方面的制约，一方面是电网的需求，另一方面是机组本身的实力。反映电网需求的有运行人员的手动给定负荷信号（一般按电网规定的负荷曲线操作），频差信号以及来自中调的负荷要求。反映机组本身负荷实力的有机组运行参数和辅机状态。负荷管理限制中心用来综合这两方面的信息，产生一个机组能接受的实际负荷指令P0，完成机组与电网之间的协调。负荷管理限制中心功能框图如图10所示，从图10可以看出，主要包括负荷指令的方式及处理部分，负荷要求指令的增/减闭琐部分，机组最大负荷/最小负荷限制部分。机组负荷指令的方式及处理1）电网调度负荷指令、机组运行人员手动负荷指令、负荷要求指令跟踪锅炉实际负荷指令的切换。切换器T1有三个状态，即A、B、C，当选择T1的A端时，机组负荷将由ADS干脆限制，即由ADS干脆限制机组的负荷变更。当选择T1的B端时，由运行人员用手动变更负荷。负荷是由负荷设定器确定的，负荷设定器是一个三态信号发生器，它有三种状态：当将设定器切换在状态1时，则输出信号以肯定的速率增加（也即要求负荷以肯定的速率增加）；当设定器切换在状态3时，则输出信号以肯定的速率减小（也即要求负荷以肯定的速率减小）；当切换至状态2时，则输出信号大小保持不变，即固定在某一负荷。由于运行人员对机组的运行状况比较了解，所以采纳这种设定器增、减负荷时的速率能姣好地确定。当切换器T1切到C时，这时负荷要求指令跟踪锅炉实际负荷指令，此时不管运行人员还是电网调度负荷指令ADS都无法变更机组负荷。选择切换器T1为A的条件是满意下述全部条件时运行人员按下“ADS负荷设定”方式按钮：（1）汽轮机不在“保持”状态；（2）没出现迫升、迫降、快速返回、快速切回指令；（3）当机组以锅炉跟随或汽轮机跟随回协调方式运行；（4）有“允许ADS”信号，则切换T1选通A，机组负荷可由ADS遥控变更 切换器T1为B的条件是满意下述全部条件：

汽轮机不在“保持“状态；

没出现迫升、迫降、快速返回、快速切回指令；

以下任一条件满意；1）ADS故障或出现“ADS关闭”；2）机组以基本方式运行；3）汽轮机或燃料主控非自动限制时；4）出现快速返回或快速切回；5）运行人员按下“运行人员手动指令”按钮；6）非锅炉跟随、汽轮机跟随、协调限制方式；

7）迫升或迫降或快速返回或快速切回。选择切换器T1为C的条件是：（（1）当机组出现快速切回、快速返回、迫升、迫降等信号；

（2）汽轮机在“保持”状态。以上任一条件满意切换器下将自动切换到C端，使得机组负荷要求指令跟踪锅炉实际负荷指令。综上所述，在机组运行过程中若出现快速返回、快速切回或迫升、迫降等信号，或汽轮机处于“保持”状态，则机组负荷要求指令被保持（即T1置C）。此时，运行人员和ADS指令都无法变更机组负荷。假如上述信号不出现，则按下“运行人员手动指令”按钮，运行人员即可变更机组负荷（T1置B）。在这种状况下，同时满意“允许ADS”和“机组在锅炉跟随、汽轮机跟随或协调方式”条件，则当运行人员按下“ADS负荷设定”按钮时，TI置A即ADS遥控变更负荷。2）变负荷速率的限制及调频机组的最大变负荷速率是要受到机组运行状况的限制，即不允许变负荷的速率过大。这里采纳速率限制器来实现速率限制，速率限制器的最大速率限制值是由运行人员依据机组的状况手动设定的。当切换器TI送出的变负荷信号的变更速率小于允许的最大变更速率时，速率限制器的输出信号变更速率与输入信号的变更速率相同；当输入信号变更速率大于鱼允许的最大变更速率时，输出信号将以允许的最大变更速率变更。机组是否参与电网调频是由切换器T2实现的。当机组满意条件①机组在协调方式运行；②汽轮机及燃料限制均为自动；③没有发生快速返回、快速切断；④功率信号牢靠；运行人员按下“能够频率校正”按钮，切换器T2自动切换到A端，使机组可以参与电网调频。当机组满意下列条件之一：①机组在非锅炉跟随、汽轮机跟随、协调方式；②机组在基本方式；③汽轮机不在自动；④燃料限制非自动；⑤功率测量信号不行靠；⑥运行人员按下“不能频率校正”。这时切换器T2自动切换到B端，使机组不能参与电网调频。机组最大负荷/最小负荷限制协调限制系统供应机组最大/最小负荷限制值，运行人员可通过设定器调整机组最大/最小负荷限制值，限制值的增减干脆影响机组实际负荷指令。当实际负荷指令等于最大或最小限制值，实际负荷指令不论要增加或削减都将受到闭锁。当实际负荷指令等于由运行人员设置的最大/最小负荷限制值时，设定器上的限制红灯点亮。最大/最小负荷限制值将分别通过小值选择器和大值选择器，起到限制机组最大负荷及最小负荷的作用。负荷要求指令的增/减闭锁在机组运行中产生某种故障时，使机组实际负荷的增减受到限制。例如输煤管道或喷燃器堵塞，风机挡板卡住、执行机构和调整机构故障等，这类设备工作异样，常会造成燃料量、空气量、给水量运行参数的偏差增加。假如对这些运行参数的偏差大小和方向进行监视，就可推断设备工作是否异样，是否出现故障。这样就可以依据运行参数的偏差大小和方向对实际负荷指令实施增或减方向的闭锁，以防止故障的危害进一步扩大。增闭锁是由转换器T9和小值选择器实现，减闭锁是由转换器T8和大值选择器实现。当只有转换器T8切换在A端时，负荷指令不能减只能升。当只有切换器T9切换在A端时，负荷要求指令不能增只能减，增减负荷的幅度确定与最大最小负荷限制设定器的取值。当T8、T9都置为A端时负荷指令处于保持状态。切换器T8或T9切换到A端是自动进行的，切换器T9自动切换到A端的条件是如下任一条件满意。

（1）当主汽压力小于给定值的差值大于1MP；（2）当空气流量小于送风指令时；（3）送风机动叶在最大开度；（4）煤量主限制器输出在最大（燃料量在最大值）；（5）燃料量小于燃料量指令；（6）锅炉给水泵最大（给水量在最大值）；（7）给水量；小于给水量指令；（8）引风机入口导叶在最大开度（表示引风机出力以达最大）；（9）当功率限制器投入自动时，若机组实发功率始终小于其指令（功率限制器在手动时，由运行人员手动变更负荷的增减）；（10）负荷指令达到最大值（表示负荷指令以不能增加）；（11）汽轮机出力达最大； （12）当主汽压力的变更速度超过最大值时（dp/dt>max）;以上条件均不满意时，T9自动切换到B端。如下任一条件满意时，切换器T8自动切换到A端：（1）～（8）条件正好与“增”闭锁相反，这里不在赘述。（9）煤量主控在自动方式时，负荷指令在最小；（10）当功率限制器投入自动时，若机组实发功率大于功率指令；以上条件均不满意时T8自动切换到B端。4.3机炉主限制器机炉主限制器是由负荷限制方式切换回路、负荷限制回路、锅炉实际负荷指令的处理回路、汽轮机实际负荷指令的处理回路组成。主要功能是形成机组在正常运行状况下的机炉负荷指令即PB或PT，形成机炉实际负荷指令即P′B和P′T。机炉负荷指令的形成某厂机炉负荷限制及负荷限制方式切换回路如图11所示，从图11可以看出，机炉负荷限制回路共有4个PID型限制器，其中PID1是功率限制 器，PID4、PID5、PID10均为汽压限制器。共有7个切换器即T1、T2、T3、T6、T7、T10、T13。各个切换器的不同状态的组合，就可组成不同的负荷限制方式。表1列出了不同限制方式下的各个切换器应切换的位置。.1基本限制方式当切换器T1、T2、T10选B端，T3、T6、T7、T13选A端，构成基本限制方式的负荷限制系统。从图11可以看出，在基本限制方式时，运行人员手动变更的负荷指令P0，干脆变更进入锅炉的指令PB。汽压偏差△p=p0-pT通过汽压限制器PID10、切换器T10去变更汽轮机指令PT,使机前压力pT复原到额定汽压p0。在基本限制方式下，锅炉侧接受手动负荷变更的指令，汽轮机侧保持汽压，属于汽轮机跟随的限制方式。在基本限制方式时，只能接受手动负荷变更的指令，不能接受电网调度ADS指令，也不能接受电网的调频指令△f。切换到基本限制方式的方法由两种，即手动方法和自动方法，如图12A(a)所示，手动方法时通过按下“要求基本发方式”按钮来实现的。自动方法是满意下列任一条件而实现的。（1）主燃料跳闸；（2）汽轮机第一级后压力p1信号丢失；（3）燃料主控手动或汽轮机手动限制且不在锅炉跟随方式且不在汽轮机跟随方式且不在快速切回后返回锅炉跟随方式且不在快速返回后返回到锅炉跟随方式；（4）快速切回到厂用电；（5）汽轮机旁路阀关闭（此信号来自高压旁路系统）。或门（2）接受三个信号即锅炉跟随（BF）方式、汽轮机跟随（TF）方式、协调（COORD）方式连锁信号，其作用是当选择了其中任一信号时使RS触发器复位，即取消基本限制方式，为再次实现基本限制方式作好打算。也说明白在机组运行过程中实施一种限制方式，对其他限制方式闭锁。.2锅炉跟随限制方式（定压运行时）当切换器T2、T3、T6选B端，T1、T7、T10、T13选A端或B端。构成锅炉跟随限制方式的负荷限制系统。从图11可以看出，在锅炉跟随限制方式时，负荷指令P0可来自电网调度的ADS指令运行人员的手动负荷指令。负荷指令P0与机组实发功率PE的偏差使限制器PID1动作，功率限制器PID1的输出与负荷前馈信号P0在加法器中相加去变更汽轮机指令PT，用来变更进入汽轮机的蒸汽量和实发功率PE，以适应负荷指令P0。在这里功率定值前馈信号P0的作用是提高机组跟随功率给定值的实力，汽压偏差信号△p通过非线性环节f(x)(2)作用到汽轮机侧，用来削减汽压的过分波动。汽压偏差△p通过汽压限制器PID5变更锅炉指令PB，来消退汽压偏差，从以上分析可知该系统属于锅炉跟随的协调限制方式。切换到锅炉跟随限制方式的方法有两种，即手动方法和自动方法，如图12A（b）所示。手动方法是通过按下“要求锅炉跟随方式”按扭来实现的。自动方法是满意下列任一条件而实现的。（1）

快速返回消逝后出现返回到锅炉跟随方式信号；（2）

快速切回消逝后出现返回到锅炉跟随方式信号。或门（2）接受五个信号即燃料主控为手动，出现快速切回或快速返回信号，基本运行方式选择的连锁信号、协调运行方式选择的连锁信号、汽轮机跟随运行方式选择的连锁好，其作用是当选择了其中任一信号时RS触发器复位即取消锅炉跟随限制方式，为再次实现锅炉跟随限制方式作好打算。也说明白在机组运行过程中只实行一种限制方式，对其他限制方式实行闭锁。.3汽轮机跟随限制方式当切换器T2、T3、T10选B端，T6、T7、T13选A端，T1可以选A端或B端，构成汽轮机跟随限制方式的限制系统。从图11可以看出，在汽轮机跟随限制方式时，负荷指令（可来自电网调度的ADS指令或者运行人员的手动负荷指令）与机组实发功率PE的偏差使限制器PID1动作，功率限制器PID1的与限制器PID4输出相加后去变更进入锅炉指令PB，使汽轮机变更实发功率PE以适应新的负荷要求指令，汽压偏差信号的PID4运算，使得锅炉指令PB加快变更，克服锅炉限制对象的惯性，使机组更快地适应负荷要求指令。汽压偏差信号通过汽压限制器PID10去变更汽轮机指令PT，以消退汽压偏差，从以上分析可知道该系统属于汽轮机跟随的协调限制方式。切换到汽轮机跟随限制方式的方法有两种，即手动方法和自动方法，如图12B(c)所示。手动方法是通过按下“要求汽轮机跟随方式”按扭来实现的。自动方法是满意下列任一条件而实现的。（1）

出现快速返回信号，且切除锅炉跟随、协调跟随；（2）

出现快速切回信号，且切除锅炉跟随、协调跟随。（3）

不在基本限制方式且选择定压运行燃料主控自动的状况下，汽轮机自动或者要求TF方式。当出以下任一条件时，将自动地切除汽轮机跟随限制方式：（1）

燃料主控为手动：（2）

出现了快速返回或快速切回后返回到锅炉跟随方式；（3）基本运行方式连锁；（4）锅炉跟随方式连锁； （5）协调运行方式连锁。以上任一信号满意时，RS触发器复位即无输出，切除汽轮机跟随方式。.4协调限制方式当切换器T2、T6、T7、T10、T13均送A端，T3送B端，T1选通A端或B端，构成协调限制方式的负荷限制系统。从图11可以看出，在协调限制方式下来自电网调度的ADS指令或者运行人员的手动负荷指令和频率偏差△f相加后作为负荷要求指令P0。反馈信号PE与负荷指令P0的偏差△P使PID1动作，PID1的输出通过加法器（1）和（2）同时到锅炉侧和汽轮机侧变更进入锅炉的燃烧率µB和汽轮机调整阀门开度µT，加快机组对负荷指令的响应速度。为了进一步提高机组响应负荷要求指令的实力，在汽轮机侧还增加了负荷前馈信号P0。汽压偏差信号△p也同时作用到锅炉侧和汽轮机侧，△p通过PIDA作用锅炉侧，其作用是在稳定时使△p=0。汽压偏差信号△p通过非线性元件f（x）（2）作用到汽轮机侧，其作用是防止动态过程中机前压力pT出现较大的偏差，保证机组的平安经济运行，一旦△p超过非线性元件的死区的设定值，f（x）（2）的输出将限制µT的进一步变更。非线性元件f（x）（2）死区的设定值确定了汽压偏差的允许范围，它由机组可利用的蓄热实力大小来确定。在协调限制方式时，由锅炉侧和汽轮机侧主限制器共同维持PE=P0，pT=p0。实现协调限制方式的方法只有一种如图12B（d）所示，即在满意下列全部条件时运行人员按下“协调限制方式”按扭，就能切换到协调限制方式。（1）

燃料主控自动；（2）

汽轮机自动或要求汽轮机跟随限制方式或要求锅炉跟随限制方式或快速返回、快速切回后返回到锅炉跟随限制方式。当下列任一条件存在时，将自动切除协调限制方式。（1）

出现快速返回或快速切回；（2）

汽轮机手动或燃料主控手动；（3）

基本运行方式连锁；（4）锅炉运行方式连锁；（5）汽轮机跟随运行方式连锁。

.5滑压运行时锅炉跟随限制方式当切换器T2、T3、T13、T6选B端，切换器T10选A端，T1选A端也可选B端，T7选C端时，构成滑压运行锅炉跟随限制方式的负荷限制系统，其框图如图11所示。可以看出滑压运行时锅炉跟随限制方式的基本原理与定压运行时锅炉跟随限制方式一样，即汽轮机侧调整负荷，锅炉侧限制主汽压力。不同点是主汽压力的设定值是随着不同的负荷变更范围而不同的，即所谓“滑压运行”，p0的不同设定值是由函数发生器f2（x）来实现的，T7的输出经速度限制器后作为汽压设定值p0的变更曲线，速度限制器的作用是使设定值p0在滑压运行时，p0随P0变更不能太大。否则，锅炉无法及跟上汽压的变更。滑压运行时，设定值p0与机前压力pT的偏差信号△p作用到PID5去变更进入锅炉的燃烧率，PID5的作用是在任何负荷下保持pT=p0。机组在滑压运行时，汽轮机调整阀门的阀门开度保持不变的，以削减节流损失，这是由函数发生器f3（x）来实现的，即实现机组负荷与2指令（也即汽轮机调整阀门阀门开度的变更）的静态关系。系统中采纳汽轮机第一级后压力p1作为负荷（即p1代表机组实发功率或者说p1的变更代表了进入汽轮机能量的变更）。当负荷指令P0经PID1限制作用后与实际机组负荷（p1代表）之间偏差比较小时，非线性元件f（x）（1）输出为零，汽轮机指令PT（即汽轮机调整阀门阀门开度的变更）就等于f3（x）的输出P＇T，即保持肯定的汽轮机调整阀门阀门开度不比丘尼。但当机组实发功率跟不上负荷指令的变更时，即偏差器（1）的输出超过非线性元件f（x）（1）的死区时，非线性元件有输出，短暂变更汽轮机指令PT。由于这一变更量不能太大，则采纳了小值选择器来保证该变更量不会大于15%。微分器的作用是为了使机组在稳态时，汽轮机指令（调整阀门开度）等于f3（x）的输出P＇T（即满意P0-P＇T静态关系）。汽轮机侧还采纳了汽压偏差信号△p的校正，当汽压偏差信号△p超过非线性元件（2）的死区时，说明锅炉跟不上机组负荷指令的变更，故由汽压偏差信号△p通过加法器（3）去短暂限制汽轮机调整阀门开度（汽轮机指令）的进一步变更，使汽压的波动不致太大。选用滑压运行时锅炉跟随限制方式的方法如图12A（b）所示，可以看出，只要满意下列全部条件，将自动到滑压运行时的锅炉跟随限制方式。（1）

选择滑压运行方式；（2）

燃料主控自动；（3）

汽轮机自动或要求汽轮机跟随限制方式或快速切回、快速返回后返回到锅炉跟随限制方式或锅炉跟随限制方式。.6滑压运行时协调限制方式当切换器T2、T6、T10选A端，T3、T13选B端，T1可选A端可选B端，T7选C端时，构成滑压运行协调限制方式的负荷限制系统。其系统框图如图11所示。滑压运行时协调限制方式的基本作用原理与定压时的协调限制方式一样，即汽机侧和锅炉侧同时满意机组负荷要求指令和保持汽压为额定值。不同点与滑压运行时的锅炉跟随限制方式类似，即汽压给定值随负荷变更，汽轮机调整阀阀门保持肯定开度，由进入汽轮机的汽压变更来调整功率，这里不再赘述。表1不同负荷限制方式下的各个切换器应切换的位置方式定压滑压基本方式BASE锅炉跟随BF汽轮机跟随TF协调方式COORD锅炉跟随BF协调方式COORDT1BA或BA或BA或BA或BA或BT2BBBABAT3ABBBBBT6ABAABAT10BABAAAT13AAAABBT7AAAACC机炉实际负荷指令的形成前面我们探讨了机炉在各种运行限制方式下，机炉负荷要求指令PB和PT的产生及其逻辑限制回路。在不发生故障的正常运行状况下，PB和PT可干脆送到锅炉和汽轮机的子限制系统作为其负荷指令。但是机组在实际运行过程中常常会发生这样或那样的故障，因此，对机、炉负荷要求指令PB和PT应依据当时机组的运行条件，进行限制和修正。这些运行条件就是当主要辅机发生故障发出快速返回、或发出负荷指令的迫升、迫降或快速切回等，依据机组实际能担当的负荷大小来确定的机、炉实际负荷指令用P＇B和P＇T表示，其机、炉实际负荷指令形成系统图如图13所示。从图13可以看出，当任何一台主要辅机出现故障时，即产生负荷快速返回信号（RB）和负荷快速切回信号（FCB），并与锅炉指令PB通过小值选择器进行比较，以较小的负荷指令作为输出，形成锅炉汽轮机实际负荷指令P＇B、P＇T，然后送到锅炉汽轮机子系统。快速切回和快速返回信号用以切换限制方式和定压/滑压运行方式。.1锅炉实际负荷指令（1）

负荷快速返回。机组运行时，当机组实际负荷指令大于锅炉最大可能出力值时，就须要进行负荷的快速返回，将机组实际负荷指令降至最大可能出力值，同时还规定了机组的负荷快速返回的速率。1）锅炉循环泵快速返回。该机组配备3台循环泵，若只有1台正常运行时，最大可能出力值只有60%，因此将产生负荷快速返回信号称为循环泵RB。该信号通过速率限制器，送到小值选择器，与其他信号比较若为最小，则使锅炉负荷指令以肯定速率（不小于10%/min）快速削减。若只有1台泵故障而停止工作时，则循环泵仍能担当100%的锅炉负荷，故不须要快速返回。2）锅炉给水泵快速返回。该机组配备3台给水泵，当有两台给水泵跳闸时，剩下的1台给水泵的出力只有50%，这时发出给水泵RB信号。该信号通过速率限制器，送到小值选择器，与其他信号比较，若小，则使锅炉锅炉负荷指令以不小于100%/min的速率削减。当3台泵中只有1台故障时，则给水泵仍能担当100%的锅炉负荷，故不须要快速返回。3）送、引风机快速返回。该机组配备送、引风机各两台，正常运行时两台并列运行，当其中1台故障停止运行时，锅炉还能担当50%负荷，这时产生送、引风机RB信号，送到小值选择器，与其他信号进行比较若为最小，则锅炉负荷以不大于50%/min的速率削减。4）一次风机快速返回。该锅炉配备两台一次风