600mw单元机组协调控制系统设计

600MW单元机组协调控制系统设计

摘要：本文主要介绍了火电厂中协调控制方案的原理，列举工程中的实际应用

经验，反映了协调控制系统在电厂运行中的重要性及其在应用中的灵活性。

单元机组协调控制系统是现代大型火电机组普遍采用的控制策略。经过国内外

长期的理论发展以及在应用中不断的改进，目前火电厂已经衍生出各种各样的协调

控制方案。这些方案的具体实现原理、功能、甚至实现的目标要求都有不同之处，

往往是依据现场应用的不同效果和运行中的具体要求而派生的改进或改型。根据国

外当前的主流思想，一般以机组的能量平衡方式为准绳，将衍生出来的各种各样的

协调控制方案划归为两大类，即直接能量平衡类和间接能量平衡类。协调控制的根

本任务就在于维持整个机组运行过程中的能量平衡，包括机组输入能量与输出能量

的平衡；机炉之间供需能量的平衡；锅炉内部各子系统之间物资能量传递的平衡；

甚至包括机组与电网之间的平衡。由于能量信号不便直接测量，通常采用一些间接

的参数来代表这种平衡关系，最典型的就是把机前压力作为锅炉能量输出与汽轮机

能量需求之间平衡度的映象。通过控制这些间接参数维持整个机组能量平衡的系统

即属于间接能量平衡类。现代大型锅炉一一汽轮机单元机组属于多变量控制对象。

机、炉相互影响，且机、炉的动态特性差异很大。

广义的协调控制系统就是把锅炉一一汽轮机在过程量调节、逻辑控制、联锁保

护等各方面作为一个整体进行控制，使锅炉与汽轮机共同承担电网的负荷控制与机

前压力的控制任务。通常所说的协调控制系统是只针对机组主要过程量调节的狭义

系统，即实现机组负荷调节、机前压力调节以及机组一次调频的主控制系统。

关键词：协调控制，调频，调峰，负荷，跟随，响应

1引言

随着火力发电机组在电网中所占的比例越来越大，电网因用电结构变化，负荷峰谷差逐步加

大，因此要求大型机组具有带变负荷运行的能力，以便迅速满足负荷变化的需要及参加电网调频。

常规的自动调节系统是汽轮机和锅炉分别控制。汽轮机调节机组负荷和转速，机组负荷的变化必

然会反映到机前主蒸汽压力的变化，即机前主蒸汽压力反映了机炉之间的能量平衡。主蒸汽压力

的控制由锅炉燃烧调节系统来完成，燃烧调节系统一般又划分为主蒸汽压力（或燃料）调节系统、

送风和氧量调节系统、炉膛负压调节系统等子系统。随着单元机组容量的不断增大、电网容量的

增加和电网调频、调峰要求的提高以及机组自身稳定（参数）运行要求的提高，常规的自动调节

系统已很难满足单元机组既参加电网调频、调峰又稳定机组自身运行参数这两个方面的要求，因

此必须将汽轮机和锅炉视为一个统一的控制对象进行协调控制。机炉的控制特性有相当大的差

别，锅炉是一个热惯性大、反应很慢的控制对象，而汽轮机相对地是一个惯性小、反应很快的控

制对象。协调控制系统就是充分考虑机炉控制特性的差异以及各自的特点，采取某些措施（如引

入某些前馈信号、协调信号），让机炉同时按照电网符合的要求变化，接受外部负荷指令，根据

主要运行参数的偏差，协调地进行控制，从而在满足电网负荷要求的同时，保证主要运行参数的

稳定。

所谓协调控制，是指通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统

和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽量大可能发挥机组的调频、

调峰能力，稳定运行参数。现代大型单元机组，特别是600MW及以上容量的机组已无一例外地都

设计了机炉协调控制系统。

协调控制系统通常指机、炉闭环控制系统的总体，包括两个子系统。原电力部热工自动化标

委会推荐采用模拟量控制系统（ModulatingControlsystem---MCS）来代替闭环控制系统、

协调控制系统、自动调节系统等名称，但习惯上仍沿用协调控制系统。

协调控制系统是热工自动控制系统中最复杂的控制系统，是热控专业的前沿科学。单元机组

采用协调控制系统运行时，将动态特性有较大差异的锅炉、汽机和发电机作为一个统一整体进行

控制，它有机的、协调的控制锅炉的燃料、送风、引风和给水以及汽机调节门开度，使各变量间

的影响最小。这样不但提高了中间再热机组的负荷适应能力，而且也提高了机组主要运行参数的

调节品质，使机组出力与电网负荷要求相适应，以满足电网负荷自动调度的需要。有关资料表明

单元机组协调控制系统的投运可使整个机组效率提0.5%以上。协调控制系统的应用是实现整个

电网自动化的基础,它不但能使机组具有较强的负荷适应能力，而且对保证机组的安全经济运行,

减轻运行人员体力和脑力劳动强度有着十分重要的意义。

2协调控制系统简介

2.1协调控制系统的任务

单元机组的输出电功率与负荷要求是否一致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。协调控制系统就是为

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一定的调频能力；对内保证主要运行参数(主汽压力)

稳定的系统称为协调控制系统。协调控制系统(CoordinatedControlSystem---CCS)是将单

元机组的锅炉和汽轮机作为一个整体来进行控制的系统。协调控制系统的具体任务如下：

(1)协调控制系统能协调机、炉的控制，在一定的负荷范围内响应来自电网调度的负荷指

令或机组运行人员就地设定的负荷指令，对机组进行负荷控制，并参与电网调频，同时保证机组

的稳定运行，维持运行参数不超出允许的变化范围。

(2)对某些需要在整个负荷变化范围内进行控制的过程变量，采用全程控制，以尽可能减

少运行人员的劳动强度。

(3)在机组设备异常或事故情况下，CCS通过保护、连锁等逻辑控制回路，确保机组安全

地继续运行，或使生产设备处于安全运行状态而不致造成损害。

(4)当机组主要辅机，如送风机、引风机、磨煤机、给水泵、炉水循环泵、一次风机等发

生故障而不能满足机组出力要求时，CCS的负荷指令处理回路能产生负荷快速返回(RUNBACK)

信号，使机组实际负荷指令降至机组的最大可能出力值，以确保机组的安全运行。

(5)对设计有足够容量的汽轮机旁路系统的机组，当汽轮机或电气故障致使汽轮机快速甩

负荷时，锅炉有必要维持最低的燃烧率继续稳定运行，使机组带厂用电运行或停机不停炉，以便

故障消除后能快速带上负荷。为此，CCS具有快速切负荷功能(FASTCUTBACK——FCB)。当

发生上述情况时，CCS的负荷指令处理回路能产生FCB信号，汽轮机旁路系统快速打开，锅炉燃

烧器按一定顺序快速切断，使负荷指令快速切回到厂用电负荷值或快速切回到0%负荷，锅炉维

持在最小负荷值运行(包括停机不停炉)，以确保机组设备的安全，减小停机损失。

(6)当机组运行参数，如燃料量、空气量、给水量等，其实际值与给定值的偏差超出规定

的允许值范围，或执行机构位置达到预先设定的最大或最小限制时，CCS的负荷指令处理回路能

产生负荷增/减闭锁信号(BLOCKINCREASE/DECREASE——BI/BD),根据偏差的方向，对机组实

际负荷指令的增加或减少加以闭锁，以防止物料或能量的不平衡进一步扩大和引发事故，直至异

常消除，偏差回到限值内才解除闭锁。

(7)对于机组设备工作异常的一类故障，CCS除了采用负荷增/减闭锁措施外，还应进一步

采取机组负荷迫升/迫降措施(RUNUP/RUNDOWN--------RU/RD)(,当机组主要输入量的指令达

到最大(最小)限值，即相应的执行机构达到预先设定的最大(最小)限值，且锅炉输入量(燃

料量、送风量和给水量等)仍小于(或大于)给定值超过允许范围(如送风机动叶开度指令已达

最大值，而送风量仍小于送风量给定值)时，CCS将缓慢地减小(RUNDOWN)或增加(RUNUP)

机组实际负荷指令，以使输入量的偏差回复到允许范围。

(8)协调控制系统对机组的一些重要过程变量(例如主蒸汽压力，温度，流量，炉膛压力，

烟气含氧量，汽包水位，一次风流量、压力，二次风流量，引风量等)的信号进行再线监控,.一

旦偏离正常状态，就自动采取措施，或切换至冗余部分(即备用设备)，或将控制系统切换为手

动方式，同时发出报警信号。

(9)对于重要参数的测量采用三变送器，在采用三变送器的测量中，取变送器的中值作为

测量值，根据三中取二的原则对测量信号的故障进行逻辑判断和监控。在双变送器的测量方案中,

一个为主变送器，一个为备用变送器，双变送器可手动切换，两个变送器输出之间有偏差比较器,

当偏差超过允许值时，将发出报警信号，并有逻辑控制电路进行判断和监控。

(10)重要回路的执行机构监控。具有阀位指令与实际阀位的偏差监控、方向闭锁、超弛开

/关、后备直接手操、失电、断气或断信号保护功能。

(11)为了使机组能稳定运行，协调控制系统对所有控制回路的自动/手动切换均具有无扰

切换的功能，即当某控制回路切换到手动方式时，控制器的输出将跟踪手操的输出信号，该控制

回路恢复自动方式运行时，可达到无扰动切换。

(12)有比较完备的防运行人员误操作连锁保护措施。如不满足许可条件时，运行人员操作

无效；误操作不能投自动或导致强迫切手动；向扩大参数偏差的错误方向操作无效；重要安全功

能或操作需要运行人员确认(与再确认)；状态显示与操作提示；辅机各种挡板的启/停操作配

合；局部设备、子系统未送电或未选择控制系统运行方式时，不能投自动或连锁切手动。

(13)协调控制系统还配备有必须的逻辑控制功能，它们能根据规定的逻辑条件；自动地判

断并执行系统的切换、操作、跟踪、保护、连锁、闭锁、监控、报警等等功能，如主燃料跳闸处

理、防炉膛内爆控制、风/煤交叉连锁、汽轮机防进水保护等。

2.2负荷控制对象的动态特性

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1所示。

口T

图1单元机组负荷控制对象原理方框图“

对象的输入量NB为锅炉燃料量调节机构开度，代表锅炉燃烧率(及相应的给水量)，加

的变化将引起机前压力PT的变化，用WPB(S)描述该通道的特性,在汽轮机调节阀开度叮不变时,

WPB(S)具有以下形式：

WPB(S)=Kr/(Ls+I)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迟延.

在燃烧率变化后,在汽轮机调门开度问不变时,pT的变化也将引起机组实发功率PE的变

化。图1中，WNB(s)是燃料一切通道的传递函数，它具有如下形式：

2

WNB(S)=KO/(T2S+I)(2)

在机组燃烧率保持不变,将汽轮机调节阀门开度通常用同步器位移量表示叮改变,它将引

起机前压力PT的变化，以及机组实发功率PE的变化,这两个通道的传递函数WNN(S)、WPMS)形

式如下：

WP“(S)=—[K3+(Ka/T4s+1)](3)

WNH(S)=[K5/(T5s+1)]—[K6/(T6s+I)2](4)

以上四个式子是通过实验方法得到的,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。

UBMT

2.2.1燃烧率HB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，汽压经一定延迟

后逐渐升高。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

压的升高。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

平衡能力。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，具有自平衡能力。

2.2.2调门开度灯扰动下主蒸汽压力pT和输出电功率PE的动态特性

当锅炉燃烧率如保持不变，而叮发生阶跃扰动时，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，一开始进入汽轮机的蒸汽流量立刻成比例增加，同时汽压pT也随

之立刻阶跃下降ApT(ApT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，这只是暂时的。最终，蒸汽流量仍恢复到与燃烧率相应的扰动前的数值,

主汽压力pT也逐渐趋于餐个较低的新稳态值。因蒸汽流量在过度过程中有暂时的增加，故输出

功率PE相应也有暂时的增加。最终输出功率PE也随蒸汽流量恢复到扰动前的数值。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，单元机组负荷适应能力与保持汽压不变之间的矛盾越来越

突出。

通过以上分析，可以看出负荷控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；当锅炉燃烧率改变时，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、炉子控制系统包括在负荷控制对象之内，就构成了广义负荷控制对象如图3所示,

其控制输入量为锅炉主控制指令PB和汽轮机主控制指令PT。锅炉侧的子控制系统的动态迟延

惯性很小（相对与锅炉特性），可以使NB及时地跟随炉主控制指令PB接近快速动随动系统特

性。这样就有用心PB。

汽轮机侧，如果汽轮机采用纯液压调节系统，则机主开控制指令PT就是调门开度（或同步

器位移）指令叮，故有W=PTO这样广义被控对象的动态特性不会改变。如果汽轮机采用功频

电液控制系统，则机主控制指令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

化。如图4所示。

由图4可以看出，汽轮机采用功频电液调节系统时，广义被控对象动态特性的改变是由于

汽轮机功率调节回路的存在，假设功率调节回路能保持汽轮机功率与功率指令一致，那么，机主

控制指令PT炉主控制指令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随时间一直变化，没有

子平衡能力。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互相制约,外部负荷响应性能与内部运行参数稳定性之间存

在固有的矛盾。根据这一特点，单元机组在实施协调控制时，必须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。

图3广义负荷控制对象方框图，

PB

图5汽轮机裹用息频曳避控制系统时的广义负荷控制对冢的阶跃响应曲线.

2.3协调控制系统的主要功能

2.3.1参与电网调峰、调频

特别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。

要求机组控制具有更快速、更灵活的负荷响应，并且在更大的负荷变化范围里，甚至0—10

0%全程，CCS能够投入自动。

调峰使按电网昼夜的负荷变化，视该机组在电网中的地位与经济效益，有计划地，大幅度

地进行调度控制。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。

2.3.2稳定机组运行

CCS系统检测与消除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志。

2.3.3机组出力与主、辅机实际能力的协调

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能力，就会产生需要与可

能的失调。CCS的可靠性设计，提供有方向闭锁(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

机或子回路控制能力受限制的异常工况下自动变“按需要控制”为“按可能控制”，照常安全保

持机组指令与机组能力的平衡，锅炉与汽机的能力平衡以及锅炉燃料、送风、给水……子回路之

间的能力平衡。

此外，与电厂其他控制系统一起，CCS还提供有锅炉跳闸(MFT)与机组甩负荷(FCB)的事

故处理能力。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控制功能。

2.3.4具有多种选择的运行方式

CCS系统设计，必须满足机组各种工况运行的需要；提供可供运行人员选择或联锁自动切换

的相应控制方式。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，

都投入自动的适应能力。

2.4协调控制系统的组成

单元机组协调控制系统是由负荷控制系统也称主控系统，常规控制系统也称子控制系统和负

荷控制对象三大部分组成的。如图6所示。负荷控制系统又由二部分即负荷指令处理部分也称负

荷管理控制中心和机炉主控制器组成。

负荷管理控制中心(LoadManagementControlCenterLMCC)接受的是外部负荷指令、根

据机组和控制系统本身需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Run

back(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，负荷控制系统处于手

动状态时，负荷控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分配

指令ADS(AutomaticDispathSystem),机组运行人员手动增/减负荷的指令。

负荷管理管理控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(Target

LoadDemand)进行选择，并根据机组主辅机运行情况加以处理，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ALD(ActualLoadDemand)P0,实际负荷指令又称ULD(UnitL

oadDemand)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控制中心根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安全性要求的优先级来选定的。除了选择负荷指令外，负荷管理控

制中心对于选择的内、外部负荷指令还需要进行处理，主要是对负荷指令的变化率和起始变化幅

度进行限制，使之与机组的负荷能力相适应。

机、炉主控制器接受LMCC发出的实际负荷指令P0,为了使锅炉和汽轮机的控制作用更好地

协调，在协调控制方式情况下，汽轮机主控制器接受汽轮机的DEH(DigitalElectroHydraulic

即数字电液调节)来的频率偏差信号Af,还接受汽轮机首级后压力pl与主汽压力pT的比值pl/p

T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Ap。机、炉

主控制器的主要作用是根据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷控制方式，按照实

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Ap以及其他信号，进行控制运算，

分别产生对锅炉子控制系统和汽轮机子控制系统的协调动作的指挥信号，分别称为锅炉指令(B

oilerDemand)PB和汽轮机指令(TurbineDemand)PTo

单元机组主控制系统是单元机组协调控制系统的核心。在单元机组协调控制系统中无论是调

频和调负荷、机组的启动和停止、故障情况下的安全运行、锅炉燃烧率的变化、汽轮机调节汽阀

开度的变化都是在主控制系统统一的指挥下达到协调一致的，即机组的输入能量和输出能量在满

足电网负荷要求的前提条件下总是保证平衡的。完成主控制系统与子系统之间的协调。

一般汽轮机和锅炉的控制系统都是比较简单的单、回路和常规的控制系统，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。同时也适应负荷控制系统发来的

变负荷指令信号，使每个子系统都能在主控制系统的统一指挥下协调动作，完成子系统与单元机

组（控制对象）之间的协调，使整个单元机组安全经济运行。

机炉的子控制系统是协调控制的基础，它们的控制质量将直接影响负荷控制的质量。因此，

只有设计好各子控制系统，并保证其具备较高控制质量的前提下，才有可能使协调控制系统达到

要求的控制质量。

根据单元机组的容量、控制对象动态特性的特点、控制系统功能要求不同等组成的协调控制

系统的方案各异，但将这些协调控制系统进行分类，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控制系统分为汽轮机跟随为基础的协调控制系统和锅炉跟随为基础的

协调控制系统。按能量平衡分类可将协调控制系统分为间接能量平衡的协调控制系统和直接能量

平衡的协调控制系统。

负荷控制系统子控制系统P

图6协调控制系统组成框图P

2.5协调控制系统的运行方式

单元机组协调控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系统可根据

机、炉的运行状态和承担的负荷控制任务,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,此时负荷管理控制处于跟踪状态,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

的燃烧控制系统投自动,但它处于运行人员手动控制状态，即运行人员进行设定值控制.机组主控

制系统的修正负荷指令一直跟踪机组的实际负荷,为切换到其他运行方式时,实现无扰动切换准

备.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、功率可控制运行方式

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，由运行值班员手动控制机组功

率,锅炉主控制器为自动方式，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、功率可控制运行方式

该方式为典型的机跟炉运行方式,锅炉负荷控制处于手动状态，由运行值班员手动控制机组

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,可采用这种运行方式.另外,这种运行方式对机组稳定运行有利,如运行

经验不足或机组尚不稳定,也可采用这种方式.

4）协调控制方式，机、炉负荷控制均处于自动状态

当单元机组运行情况良好,机组带变动负荷或基本负荷,可采用该运行方式.这时机组可参加

电网调频,接受中央调度所自动负荷指令及机组值班员手动负荷指令.采用该方式时,锅炉、汽轮

机的各自动控制系统都应投入运行,整个机组处于协调控制.

5）机跟炉、功率不可控制方式（汽轮机调压方式）

当汽轮机运行正常,锅炉异常而使单元机组的输出功率受到限制时,采用该方式.在这种控制

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.此时自动控制的主要

目的只是维持锅炉连续运行，以便排除锅炉的部分故障.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.采用汽轮机调压方式.另外,锅炉燃烧系统发生

部分故障、锅炉燃烧率受到限制时,也可采用这种运行方式,此时机组负荷决定于实际燃料量的大

小.

6）炉跟机、功率不可控制运行方式（锅炉调压方式）

当锅炉运行正常,而汽轮机局部异常，使机组的输出功率受到限制时,采用该方式.在这种控

制方式下，自动控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（即汽轮机所能承担的负荷），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

常外,还可适用于机组启动.

此外,根据机组所承担的负荷任务,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，即可满足负荷控制的要求.

3协调控制系统主控制系统

3.1负荷管理控制中心

负荷管理控制中心是协调控制系统的指挥机构,它的主要功能是根据电网调度中心的要求

负荷指令或机组运行人员要求改变负荷的指令以及机组主辅机运行情况,处理成合适于机炉运行

状态的实际负荷指令ALD或ULD（PO）,具体来讲,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，电网调度来的负荷分配指令（ADS）或机组运行人员设定的负荷

指令，通过负荷变化速率限制器，电网频率校正（如果机组参与电网调频）最小最大负荷限制回

路，即产生实际负荷要求指令。如果机组主、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MB。

2）负荷的增加和减少

协调控制系统提供运行人员增减负荷按扭，来指明机组“目标负荷指令”的增加和减少。

“目标负荷指令”在控制站屏幕上显示。

3)最大/最小负荷限制

协调控制系统提供机组最大/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，限制值的增减直接影响实际负荷指令。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减少都将受到闭锁。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)负荷变化速率限制

协调控制系统提供机组最大负荷变化速率，运行人员可通过设定器调整机组最大负荷变化

速率。它是对运行人员手动或ADS指令改变负荷的速率进行限制。机组最大负荷变化速率是根据

机组变负荷的能力而确定的。当实际负荷指令的变化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/就地控制

机组运行人员可操作按扭来选择就地(Load)或远方(Remote-—ADS)控制。在“就地”

控制时，运行人员可操作“增加”和“减少”按扭来改变“目标负荷指令”。这时，“目标负荷

指令”将根据运行人员设定的允许的最大变化速率来改变。在“远方”控制时目标负荷指令将根

据人员设定的允许的最大变化速率响应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，必需迅速减负荷。CCS设计了快速返回信号，以保护机组的安

全。如果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，即锅炉需要

迅速减负荷，而汽轮机应跟着迅速把负荷降下来。负荷降低的幅度要看主要辅机故障的情况而定。

7)负荷快速切回(FastCutBack--FCB)

机组在运行时，如果发生严重故障，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迅速减少负荷的要求。CCS设计了快速切回信号，以

实现机组快速甩负荷。

FCB的设计分两种情况，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，锅炉继续维

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、调节机构等设备工作异常的故

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，如果出现故障，负荷增/减闭锁回路根据偏差

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，除了采用增/减闭锁措施外，CCS通常还采用迫升/

迫降措施。当有关的运行参数偏差超过了允许值，同时有关的控制输出已达到极限位置，不再有

调节余地。则迫升/迫降回路根据偏差的方向，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/恢复

CCS还设置了负荷的保持和恢复按扭，其作用是在各种控制方式下切换或发生负荷指令的迫

升/迫降后，暂时维持切换前的负荷指令不变，待切换完毕后再进行控制。

3.2机、炉主控制器

机、炉主控制器是协调控制系统的控制机构,机、炉主控制器的主要功能是根据机组的运行

条件和要求，运行人员可选择协调、锅炉跟随、汽轮机跟随等控制方式给出合理的控制方案提供

机组全面的协调控制.

机炉主控制器的设计从其控制结构出发有两种指导思想，一种是以反馈控制为基础的，适

当加入一些前馈信号作为辅助调节以改善控制品质;另一种则是从能量平衡的角度考虑前馈的控

制，力争做到前馈补偿后，锅炉和汽轮机就能协调一致地达到所要求的负荷，反馈作用仅在此基

础上起校正作用。这样机炉主控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控制方式和以机跟炉为基础的控制方式。以能量平衡

分类有能量间接平衡控制方式和能量直接平衡控制方式。

主控制系统类型各异。主要反映在机炉主控制器上，因此，主控制系统或协调控制系统的

类型是以机炉主控制器的控制方式而命名。下面对各类机炉主控制器进行原理介绍。

3.2.1以炉跟机为基础的协调控制

单元机组以炉跟机为基础的协调控制系统示意图如图7(a)所示。它是以炉跟机控制方式

为基础加入一个非线性环节形成的。

锅炉跟随控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

汽压变化，增加了非线性元件。如果负荷要求增长的速率和幅度较大，可能引起汽压pT的变化

幅值过大。当汽压偏差IpO-pT|2死区组件的△时，死区组件将发出限制汽轮机调节汽阀继续开

大或回关的信号，以保证汽压pT在允许的范围内变化.当汽压偏差不太大时,不去限制调节阀门

开度期的变化，以使PE尽快响应POo以上分析可以看此机组在共同保持汽压的过程中采用了

炉跟机协调的控制动作,故称为炉跟机为基础协调控制。

从汽压偏差对汽轮机调节阀门开度叮可以看出尽管可以减少汽压的较大波动，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

压控制的品质。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控制系统的示意图。它是以炉跟机控制方式为基础

将功率偏差信号PO-PE并行地送入汽轮机控制器和锅炉控制器,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PO-PE并行地送入汽轮机控制器

和锅炉控制器,汽轮机控制器迅速开大汽轮机调节汽阀,机前压力pT降低,锅炉放出蓄热,蒸汽流

量增大，以暂时适应负荷要求增大的需要。由于锅炉对负荷变化的响应较汽轮机慢,采用负荷要求

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迟延。如果负荷要求增长的

速率和幅度较大,可能引起汽压pT的变化幅值过大。当汽压偏差|pO-pTIN死区组件的△时，

死区组件将发出限制汽轮机调节汽阀继续开大或回关的信号，以保证汽压pT在允许范围内变化。

汽压偏差信号PO-PT同时送入锅炉控制器,加强对锅炉的调节作用，以补充由于汽压变化引起锅

炉蓄热量变化附加的燃料量。调节结束时，达到PO=PE,pT=pO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迟延，加强对锅炉的控制作用。目前，以炉跟机为基础的协调控制

系统得到广泛应用。

(a)

图7以炉跟机为基础的协调控制系统示意图《

3.2.2以汽轮机跟随为基础的协调控制

单元机组以机跟炉为基础的协调控制系统示意图如图8(a)所示，它是在机跟炉控制方式

为基础加入一个非线性环节形成的。

汽轮机跟随控制方式的特点是适应电网负荷需求能力较差而波动小，不能充分利用锅炉的

蓄热量。为了提高适应电网负荷的能力，通过非线性元件将功率信号引入汽轮机控制回路。当负

荷要求P0增大是，功率偏差信号PO-PE送入锅炉控制器。增大燃烧率。与此同时，通过非线性

元件暂时降低主汽压力给定值，汽轮机控制器就发出开大汽轮机调节汽阀的指令，使输出功率P

E迅速增加。反之，当减小负荷即PO-PEVO时，增大汽压给定值，汽轮机控制器发出关小调节

汽阀的指令，迅速减小输出功率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，暂时地改变pT的定值pO,从而使锅炉的蓄热得到利用，用以提高负荷适应性。

当PO-PE超过这个区域时,非线性环节的输出不再变化(水平段饱和区)，即汽压给定不再变化.看

来这种PT定值的改变只限定在一定的范围内，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控制过程中,

功率变化ap对调节阀门开度囱的影响以保证不会波动太大。从以上分析可以看出，在响应

负荷要求指令时,机炉采用了共同的协调控制动作,故称为机跟炉为基础协调控制。

由于负荷要求指令改变时,汽轮机侧配合锅炉侧燃烧率期的改变同时改变调节阀门开度MT,

暂时利用了锅炉的蓄热能力,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

低汽压控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节汽阀开度变化对锅炉控制系统的影响,可采

用图8(b)所示以机跟炉为基础的协调控制系统。它是以机跟炉控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。采用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节锅炉的燃烧率，改善锅炉负荷响应特性的惯性。

由于当负荷要求P0不变时,如果某种扰动使汽轮机调节阀门开度变化,机组实发功率PE随之

变化。这个扰动将使锅炉控制系统动作，不利于机组稳定运行。为了减少汽轮机调节阀门开度对

锅炉控制系统的干扰,在锅炉控制器入口加入pT的微分信号，用以补偿PE变化的影响。只要微分

器参数KD、TD选择得合适，当汽轮机后调节汽阀动作时，可使锅炉控制器入口APE+p'T^O(p'T

为pT的微分信号)，即不受调节汽阀动作的干扰。

(a)，

图8以秋|厥1为基础的协调控制系统示意图“

3.2.3按指令间接平衡的协调控制(DIB)

按指令间接平衡的协调控制系统示意图9(a)所示。从图9(a)中可以看出此系统是以锅炉跟

随的控制工作的。锅炉侧是以(1+d/dt)PO作为前馈信号，以(pO-pT)作为反馈信号。锅炉侧的反

馈回路中，由锅炉控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成正比改变,

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

负荷变化及早动作,补偿锅炉的惰性。

锅炉燃烧率指令PB为

PB=PO(1+s)+(PO-pT)KP+[KI(P0—pT)PO]/s(5)

式中KP--------锅炉控制器的比例增益；

KI---------锅炉控制器的积分增益。

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

可见锅炉控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，反映了使汽压恢复到给定值对锅炉蓄热量变化所需要的燃料量；其二，

保证稳态时汽压等于汽压的给定值。

图9(a)所示系统中汽轮机控制器入口信号的平衡关系如下

P0一PE一PE(pO—pT)=0(6)

可见,汽轮机控制回路实际是一个功率控制系统,只有在偏差为零时才有PE=PO.在动态过程

中采用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，作为负荷变化的

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(IMPa)限制汽面调速汽门进一步开大。第二种方法是引入(pO—pT)的反馈信号，其目的是

根据汽压偏差变化的情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控制的另一种方案,从图9(b)中可以看出此系统是以汽轮机

跟随的控制方式工作的。锅炉侧是以P0(l+d/dt)作为前馈信号,形成对锅炉侧的前馈控制作用。

其中比例作用使得燃烧率与负荷指令始终保持一致,微分作用用于补偿锅炉的动态迟延和惯性，

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(D反馈控制(积分增益同P0成正比,

以适应不同负荷下的对象特性的改变,实现变参数控制)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。锅炉燃烧率根据汽压偏差而修正,例如，当pT<pO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减少。锅炉燃烧率指令为

PB=(1+s)P0+(pO-pT)+(1/s)KIPO—(PO-PE)(7)

在稳态时锅炉控制器保证PE=P0,若汽压偏差为零，则PB=POo

汽轮机侧以汽压偏差作为反馈信号,形成汽轮机侧的PI反馈控制.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改变时，引起压力给定值的改变,控制器发出汽轮机调节阀

门的改变指令。这样能充分利用锅炉蓄热能力提高机组负荷响应特性.

汽轮机侧的PI控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(PO-PE)+(pO-pT)"0(8)

或PO-pT^K(PO-PE)

可得pT^pO-KAP(9)

当PO增加时，AP=PO-PE立即增加,相当于暂时减小压力给定值pO-K4P。这时PI控制

器立即增加调节阀门的开度,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

蓄热能力在一定范围内，K值反映了在一定功率偏差下可利用的蓄热量的大小。在稳态时汽

轮机侧控制器保证pT=pO

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、炉控制回路,

使机炉同时改变负荷，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。因此在汽轮机调节阀门开大

克服燃料内扰的同时,又产生对汽轮机的扰动。所以这种负荷控制系统消除锅炉内扰能力较差。

当汽轮机调节阀产生扰动时,机前压力与实发功率变化方向相反,控制回路能较快地消除扰动。

图9间接平衡的协调控制系统示意图，

4600MW单元机组协调控制系统设计

4.1概述

作为实现机组安全经济运行目标的有效手段，自动控制系统在机组安全运行所起的作用日益

重要，其功能也日益复杂，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参

数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，已从辅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、程控和联锁保护的综合体系,成

为大型火电机组运行必不可少的组成部分。经过几十年的发展，目前超临界发电技术已经相当成

熟,其控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别。但就超临界机组本

身来说，其直流炉的运行方式、大范围的变压控制，使超临界机组具有特殊的控制特点和难点。

某600MW单元机组协调控制系统如图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控制系统。

该协调控制系统是由负荷管理控制中心(LoadManagementControlCenter----LMCC)

和机炉主控制器及机炉子控制系统组成。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种控制方式即协调控制方式、锅炉跟随控制方式、汽轮机跟随控制方式、基本控

制方式；在滑压运行时有2种控制方式即锅炉跟随控制方式和协调控制方式。协调控制系统的控

制方式选择可由运行人员操作按扭进行手动切换，也可以由逻辑控制电路自动进行切换。

4.1.1协调控制系统的组成

1.负荷管理控制中心(LMCC)

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。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POo

(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的最大/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。

2.机炉主控制器

机炉主控制器的主要任务是产生各种控制策略和控制方式的切换。控制策略是前馈控制、

反馈控制、非线性元件以及多变量控制理论的应用。

机炉主控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。

4.1.2协调控制系统的控制方式

在单元机组的协调控制系统的设计中为保证机组的安全运行，应设计多种控制方式，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控制方式。不同的机组，控制方式

有所不同，本机组有以下几种运行方式和控制方式。

1.定压运行方式

单元机组定压运行时有4种机炉负荷控制方式。

(1)基本控制方式。当机组由于某些故障(如主燃料跳闸一MFT)不能正常运行时，常

采用此种控制方式。

(2)锅炉跟随控制方式。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

常情况而使机组不能达到额定负荷运行时，常采用此种控制方式。

(3)汽轮机跟随控制方式。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

某些不正常情况而使机组不能达到额定负荷运行时，常采用此种控制方式。

(4)协调控制方式。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、炉主控制器均投入自动的情况下，机组可采用协调控制方式。

2.滑压运行方式

单元机组滑压运行时有两种机炉负荷控制方式：(1)锅炉跟随控制方式。(2)协调控制方

式。

4.2负荷管理控制中心

单元机组的负荷控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能

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。反映机组本身负荷能力的有机组运行参数和辅机状态。负荷管理

控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。

负荷管理控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。

4.2.1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直接控制，即

由ADS直接控制机组的负荷变化。当选择T1的B端时，由运行人员用手动改变负荷。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，则输出信号以一定的速率增加（也即要求负荷以一定的速率增加）；当设定器切换在状态

3时，则输出信号以一定的速率减小（也即要求负荷以一定的速率减小）；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情况比较了解，所以

采用这种设定器增、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都无法改变机组负荷。

选择切换器T1为A的条件是满足下述所有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遥控改变切换器T1为

B的条件是满足下述所有条件：

＞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；

＞以下任一条件满足；

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控制时；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、协调控制方式；

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。以上任一条件满足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

法改变机组负荷。如果上述信号不出现，则按下“运行人员手动指令”按钮，运行人员即可改变

机组负荷（T1置B）。在这种情况下，同时满足“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遥控改变负荷。

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

用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根据机组的状况手动

设定的。当切换器TI送出的变负荷信号的变化速率小于允许的最大变化速率时，速率限制器的

输出信号变化速率与输入信号的变化速率相同；当输入信号变化速率大于鱼允许的最大变化速率

时，输出信号将以允许的最大变化速率变化。

机组是否参与电网调频是由切换器T2实现的。当机组满足条件①机组在协调方式运行；②

汽轮机及燃料控制均为自动；③没有发生快速返回、快速切断；④功率信号可靠；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。当机组满足下

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燃料控制非自动；⑤功率测量信号不可靠；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。

4.2.2机组最大负荷/最小负荷限制

协调控制系统提供机组最大/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，限制值的增减直接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减少都将受到闭锁。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。

4.2.3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、执行机构和调节机构故障等，这类设备工作异常，常会造成燃料量、空气量、

给水量运行参数的偏差增加。如果对这些运行参数的偏差大小和方向进行监视，就可判断设备工

作是否异常，是否出现故障。这样就可以根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，增减负荷的幅度决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

如下任一条件满足。

(1)当主汽压力小于给定值的差值大于IMP；

(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)煤量主控制器输出在最大(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