超临界机组控制专项方案说明.doc
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1、超临界机组控制方案阐明1超临界机组模仿量控制系统功能规定 超临界机组相对于亚临界汽包炉机组,有两点最重要差别:一是参数提高,由亚临界提高至超临界;二是由汽包炉变为直流炉。正是由于这种差别,使得超临界机组对其控制系统在功能上带来许多特殊规定。也正是由于超临界机组与亚临界汽包炉机组这两个控制对象在本质上差别,导致各自相相应控制系统在控制方略上考虑也存在差别。这种差别在模仿量控制系统中体现较为突出。此处谨将其重点某些做一概述。1.1 超临界锅炉控制特点 (1)超临界锅炉给水控制、燃烧控制和汽温控制不象汽包锅炉那样相对独立,而是密切关联。 (2)当负荷规定变化时,应使给水量和燃烧率(涉及燃料、送风、引
2、风)同步协调变化,以适应负荷需要,而又应使汽温基本上维持不变;当负荷规定不变时,应保持给水量和燃烧率相对稳定,以稳定负荷和汽温。 (3)湿态工况下给水控制分离器水位控制,疏水。 (4)干态工况下给水控制-用中间点焓对燃水比进行修正,同步对过热汽温进行粗调。 (5)汽温控制采用类似汽包锅炉构造,但应为燃水比+喷水控制原理,给水对汽温影响大;给水流量和燃烧率保持不变,汽温就基本上保持不变。1.2 超临界锅炉控制重点超临界机组由于水变成过热蒸汽是一次完毕,锅炉蒸发量不但决定于燃料量,同步也决定于给水流量。因而,超临界机组负荷控制是与给水控制和燃料量控制密切有关;而维持燃水比又是保证过热汽温基本手段;
3、。因而保持燃/水比是超临界机组控制重点。我司采用如下办法来保持燃/水比:(1) 微过热蒸汽焓值修正 对于超临界直流炉,给水控制重要目是保证燃/水比,同步实现过热汽温粗调,用微过热蒸汽焓(或中间点温度)对燃/水比进行修正,控制给水流量可以有效对过热汽温进行粗调。(2) 中间点温度本工程采用过热器入口温度(即中间点温度)对微过热蒸汽焓定值进行修正。当中间点温度过高,微过热蒸汽焓定值及时切到最低焓,迅速修改燃/水比、增长给水量。当中间点温度低与过热度,表白分离器处在湿态运营,此时焓值修整切为手动。(3) 燃水指令交叉限制回路 本工程给水最小流量限制;燃/水交叉限制,重要目是在各种工况下防止燃料与给水
4、比失调。燃料指令由锅炉指令加变负荷超调量前馈,经给水指令增、减闭锁限制(中间点温度正常范畴内);给水指令经燃料指令增、减闭锁限制(中间点温度正常范畴内)。(4) 喷/水比(过热器喷水与总给水流量比)在超临界机组如果喷/水比过大(或过小),即流过水冷壁给水量过小(或过大),用喷/水比修正微过热蒸汽焓定值(即修正燃/水比),变化给水流量,使过热减温喷水处在良好控制范畴内。 (5)高加解列超调前馈 高加解列,给水温度偏低,通过超调前馈迅速减少给水量(超调量与负荷成比例关系),以保证燃/水比调节使过热汽温在正常范畴内。 注:高加解列超调量只受最小流量限制,不受其她条件影响。 1.3 超临界锅炉给水控制
5、 超临界锅炉给水控制要完毕了多重控制任务:控制燃/水比、实现过热汽温粗调、满足负荷响应。1) 给水指令构成 给水指令由燃料指令经f(x)相应总给水量减去过热器喷水量、通过燃/水比修正,加变负荷超调量前馈,经燃料指令增、减闭锁限制(中间点温度正常范畴内),加高加解列前馈。详细分析如下:(1) 给水指令前馈 给水指令前馈涉及:静态前馈和动态前馈二某些构成。 静态前馈 这是给水指令主导某些,由燃料指令折算出锅炉需要给水总量,扣除减温水量后,作为直流炉给水指令,通过这某些静态前馈,基本保证了燃/水之比。由于燃料、给水对过热汽温反映存在时差,因而给水指令要经惯性环节延迟。 变负荷超调量动态前馈变负荷超过
6、8MW时对燃料、给水指令超调前馈,重要是为了提高机组负荷响应速度。 高加解列超调前馈 高加解列,给水温度偏低,通过超调前馈迅速减少给水量(超调量与负荷成比例关系),以保证燃/水比调节使过热汽温在正常范畴内。(2) 给水指令反馈修正 静态前馈某些基本上拟定了燃料与给水流量之间关系,在实际运营中,这一关系还应依照实际状况作必要修正,使过热器进口焓维持在定值附近。反馈修正思路为:当过热器进口焓不不大于设定值时,恰当逐渐加大给水指令;反之,则减少给水指令。焓定值拟定可分为二种状况,一种是正常状况下焓定值拟定;另一种是当过热器进口超温时焓定值计算。正常状况下过热器进口焓定值计算 在正常状况下,过热器进口
7、焓定值由二某些构成:一是基准焓设定值;二是由实际运营状况拟定定值修改量。a 基准焓设定值 基准焓设定值是分离器出口压力函数,f(x) 代表了不同负荷对过热器进口蒸汽保证一定过热度控制规定。b. 焓设定值修正 焓控设定值修正是指依照过热器进口温度或减温水流量在一定范畴内修正焓控设定值。当过热器进口温度不不大于定值3(初设),通过焓设定积分器将焓设定值恰当减少,相应增长给水流量指令;反之相反。用喷/水比(过热器喷水量/总给水量比值)对焓控定值进行修正,其因是直流锅炉给水流量控制与减温水总量控制之间存在着必然联系,例如当过热喷水量增长,就阐明前面水冷壁给水流量偏小,即可以通过减小焓控定值,增长给水流
8、量而使过热喷水恢复到本来值。注:焓定值修正范畴:中间点温度过热度在超过热、欠过热范畴内,即焓控设定值必要保证在Hmax和Hmin之间。 当过热器进口(分离器出口)超温时焓定值计算给水控制系统还必要实现防止水冷壁管出口温度越限,当过热器进口温度偏差不不大于3时,按上节办法减小焓设定值;当过热器进口温度不不大于限值(超过热)时,控制回路将焓设定值迅速切至最低限Hmin,从而迅速增长给水流量,防止水冷壁出口温度进一步上升;当水冷壁出口温度超过其相应负荷下温度保护定值,则发生MFT,这是直流锅炉为防止水冷壁管超温而设立一种重要保护。2)湿态运营方式(1)当过热器进口温度低于欠热度(分离器出口压力函数)
9、,即为湿态方式。 (2)湿态方式燃/水比切手动,用上述给水指令与给水流量偏差PI调节控制给水旁路调门或电动给水泵。 (3)锅炉处在非直流运营方式,焓控制器处在跟踪状态,给水控制保持32% BMCR流量指令,由于分离器处在湿态运营,分离器中水位由分离器至除氧器以及分离器至扩容器组合控制阀进行调节,给水系统处在循环工作方式;在机组燃烧率不不大于32%BMCR后,锅炉逐渐进入直流运营状态 ,焓控制器开始工作。3)干态运营方式 用给水指令与给水流量偏差PI调节控制用电泵或汽泵转速,即控制给水量。干态方式用过热器入口焓对燃/水比进行修正。4)RB给水指令 RB时经燃料指令折算给水指令缩短延迟时间,60秒
10、后用过热器入口焓对燃/水比进行修正(在RB过程,喷/水比不参加),保证过热汽温在可控范畴内。1.4 改进超临界机组协调控制调节品质为了提高机组负荷响应能力,重要办法为: 采用机组指令并行前馈到机、炉主控,即要充分运用机组蓄热,也要提速燃烧指令; 加快锅炉侧迅速响应特别是给水迅速响应,对给水和给煤应有合理、经智能化解决超调量,加快整个机组动态响应速度。 1.4.1变负荷时,燃水指令超调 当增负荷幅度8MW,同步实际负荷变化率不不大于0.3MW/min(这是二次确认,即按下GO;AGC投入不必操作员二次确认。),启动增负荷超调指令。 超调持续时间判断逻辑当增负荷幅度差值3MW、机组实际负荷指令与实
11、发功率偏差不大于2MW,上述任一条件成立,增负荷超调结束。 超调量 超调量与变负荷速率、实际负荷指令关于。变负荷速率越快,超调量也越大;负荷指令越高,超调量也越大。 当遇到加负荷后随后又减负荷工况,则加负荷超调立即结束,同步触发减负荷超调。反之亦然。 注:减负荷超调类同。1.4.2增长一次风量前馈一次风压设定值是机组指令正比函数,通过变化一次风压来提高锅炉变负荷速率;运用锅炉主控指令前馈信号同步变化一次风量,充分运用磨煤机内蓄粉来迅速响应负荷需要。2我司超临界机组协调控制方略 协调控制系统设计原则是将汽机、锅炉作为整体考虑。在综合控制方略基本上,通过预测提前量来提高机组负荷响应能力、抑制动态偏
12、差;与各种非线性、方向闭锁等控制机理有机结合,协调解决燃料与给水匹配,使过热蒸汽温基本稳定,协调控制机组功率与机前压力,协调解决负荷规定与实际能力平衡。在保证机组具备迅速负荷响应能力同步,维持机组重要运营参数稳定。图一超临界机组负荷控制中心2.1 机组指令解决回路 机组指令解决回路是机组控制前置某些,它接受操作员指令、AGC指令、一次调频指令和机组运营状态信号。依照机组运营状态和调节任务,对负荷指令进行解决使之与运营状态和负荷能力相适应。2.1.1 AGC指令 AGC指令由省调远方给定,420mA相应300MW600MW。当机组发生RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK、FCB,退出AGC
13、控制。2.1.2一次调频指令 一次调频指令为频率相应功率关系,频率调节死区范畴为0.033HZ(30002r/min),频率调节范畴拟定为500.2 HZ,即49.850.2 HZ(相应于汽轮机转速控制范畴为300012r/min),相应40MW。当负荷达到上限600MW或下限320MW对一次调频信号进行方向闭锁,当机组发生RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK、FCB时退出一次调频控制。2.1.3机组指令实际能力辨认限幅功能机组指令实际能力辨认限幅是依照机组运营参数偏差、辅机运营状况,辨认机组实时能力,使机组在其辅机或子控制回路局部故障或受限制状况下机组实际负荷指令与机组稳态、动态调节能
14、力相符合。保持机组/电网,锅炉/汽机和机组各子控制回路间需要/也许协调,及输入/输出能量平衡。机组指令实际能力辨认限幅功能,反映了协调控制系统一种重要设计思想控制系统自适应能力:1)正常工况“按需要控制”,实际负荷指令等于目的指令;2)异常工况“按也许控制”,目的指令跟踪实际负荷指令。机组指令实时能力辨认限幅功能重要有:1)方向性闭锁2)迫升/迫降(Run Up/Run Down)3)辅机故障迅速减负荷(Runback)4)带厂用电运营(FCB)所有机组实时能力辨认限幅功能,均设计有超驰优先级秩序,并具备明了CRT显示。2.1.3.1方向闭锁功能方向闭锁技术作为CCS安全保护,具备下例功能:1
15、)防止参数偏差继续扩大也许;2)防止锅炉各子控制回路间及锅炉、汽机间配合失调有继续扩大也许。2.1.3.1.1机组指令增闭锁1) DEH指令闭锁增;2) 机控指令达上限;3) 锅炉指令增闭锁;4) 给水控制增闭锁;5) PTPS;6)引风控制减闭锁;7)送风控制减闭锁;8)一次风控制减闭锁。2.1.3.2迫升/迫降(Run Up/Run Down)指令迫升/迫降作为CCS一种安全保护,具备按实际也许自动修正机组指令功能。迫升/迫降重要作用是对关于运营参数(燃料量、送风量、给水流量、一次风压)偏差大小和方向进行监视,如果它们超越限值,并且相应指令已达极限位置,不再有调节余地,则依照偏差方向,对实
16、际负荷指令实行迫升/迫降,迫使偏差回到容许范畴内,从而达到缩小故障危害目。2.1.3.2.1迫升1)机组指令减闭锁; 2)下列任一条件成立:(1)燃料指令不大于燃料量5%;(如下数值暂定) (2)风量指令不大于总风量5%;(3)给水指令不大于给水流量5%;(4)一次风压高于设定值1KPa。2.1.3.2.2迫降1)机组指令增闭锁;2)下列任一条件成立:(1)燃料指令不不大于燃料量5%;(如下数值暂定) (2)风量指令不不大于总风量5%; (3)给水指令不不大于给水流量5%; (4)一次风压低于设定值1KPa。2.1.3.3辅机故障迅速减负荷(Runback)机组重要辅机在运营中跳闸是突发事件,
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