机炉协调负荷控制方式

机组控制方式机组控制方式分为：协调控制方式（CCS 、锅炉跟随控制方式（BF ）、锅 炉输入控制方式（BI ）、锅炉手动方式（BH ）。

1）协调控制（CCS ）方式CCS 方式为机组正常运行方式。

把机组负荷需求指令（就是功率需求）送给 锅炉和汽机，以便使输入给锅炉的能量能与汽机的输出能量相匹配。

汽轮发电机 控制将直接跟随MW （功率）需求指令。

锅炉输入控制将跟随经主蒸汽压力偏差 修正的MW B 求指令。

期望在这种方式下能稳定运行，因为汽机调速器的阀门能 快速响应MW 需求指令，因此也会快速改变锅炉负荷。

这种控制方式可以极大地 满足电网的需求。

为了投入协调控制（CCS ）运行方式，不仅要把锅炉输入控制 和汽机主控投入自动，而且还要把所有的主要控制回路投入自动运行。

诸如给水、 燃料量、风量和炉膛压力控制。

CCS 方式控制原理图2）锅炉跟随控制（BF ）方式在协调控制方式下，当DEH 功率设定SLC 撤出，DEH 功率指令由外部切换至 本地设定时，机组运行方式就从 CCS 方式切换到BF 方式。

在这种方式下，机组 负荷通过DEH 功率本地设定模块由操作人员手动来改变。

在“锅炉输入控制自动” 和“汽机主控手动（DEH 功率本地设定）”条件下，自动地设定去锅炉的需求指 令，来控制用实际的MW 信号所修正的主蒸汽压力。

该方式可以快速响应电网的 需求，但锅炉侧处于被动跟随状态，调节具有一定的滞后性，不利于锅炉的稳定 运行。

BF 方式控制原理图负荷指令负荷3）锅炉输入控制（BI）方式在BI方式下，锅炉的输入指令是由操作人员手动操作给出的。

这意味着机组负荷的改变是由操作人员通过锅炉输入控制来完成。

在“锅炉输入控制手动” 和“汽机主控自动（汽机投入初压SLC进入压力调节支路，包括本地压力设定及外部压力设定）”的条件下，汽机控制主蒸汽压力，MW需求信号跟踪实际的MW信号。

由于直接调整锅炉的输入，该方式极大的稳定了机组运行。

机炉负荷协调控制系统一、任务机组负荷协调控制系统的任务是使机组尽可能快地响应电网对该机组的负荷要求，同时，应能保证主汽压力尽量稳定，以保证机组的安全稳定运行。

二、单元机组对象的动态特性：1.当其它输入不变时，改变汽机调门开度，例如，将调门开大，主蒸汽流量将迅速增加，这表明汽轮机能迅速响应负荷要求变化，但由于燃烧未能相应加强，主汽压开始下跌，蒸汽流量也渐渐下跌，最后又回到了原来的值，没有能满足电网的长期需要，而压力则降到了一个相对较低的值如图1 (a)。

2.若其它输入不变，增加燃烧率，主汽压力将逐渐升高，主蒸汽流量也逐渐增加，负荷逐渐增加，说明锅炉改变燃料量后，负荷响应比较缓慢，如图1 (c)。

3.当外界要求增加负荷时，由于一个负荷特性快（汽轮机），一个特性慢（锅炉），就难以满足既快速，又稳定的要求，如果仅满足快速的要求，可通过不断开大汽机调门开度来实现，虽可保证负荷需求（也不可能长久），但压力将一路下跌，如图1 (b)，会影响机组安全。

所以机炉两者之间应协调控制调门开度指令和锅炉指令。

图1 单元机组对象动态特性三、运行方式单元机组负荷协调控制系统一般有下列几种运行方式：1．手动方式：汽机指令和锅炉指令都是手动发出，此时，运行人员兼顾汽压和负荷，手动调节汽机指令（调门开度指令）及锅炉指令，使压力基本稳定，并使机组负荷按照电网需要变化。

2．机跟炉方式（汽机跟随锅炉）此时，锅炉侧根据电网负荷需求来调节锅炉指令（增/减燃烧率），而汽机则根据主汽压力的变化，自动调节汽机调门开度。

可以看出,这种方式下,当外界需要机组增加负荷时,锅炉开始加强燃烧，压力渐渐升高,汽机则根据压力升高情况，自动地调整汽机指令，渐渐开大调门开度，负荷随之增加，由于锅炉响应较慢，所以使负荷增加得较慢，但是由于汽机调门变化对压力的影响较快，所以压力显得十分稳定。

该方式的特点是：压力稳定，但负荷响应慢。

3．炉跟机方式（锅炉跟随汽机）此时，汽机侧根据电网负荷需求来调节汽机调门开度，而锅炉则根据主汽压力的变化自动地调整燃烧。

从协调控制方式的上述动作过程可以看出，这种控制方式一方面可利用蒸汽调节阀动作，在锅炉允许汽压变化范围内，利用锅炉的蓄热量，适应汽轮机的需求；另一方面又向锅炉迅速补进燃料(压力与功率偏差信号均使燃料量迅速变化)。

通过这种协调控制方式，单元机组实际输出功率能迅速跟踪给定功率的变化，又能使主汽压力稳定(即主汽压力在允许变化范围内)。

当单元机组正常运行又需参加电网调频时，应采用机炉协调控制方式，然而，为了适应单元机组的不同运行工况，单元机组的负荷调节系统应当考虑同时具备几种调节方式，以使机组可以根据实际需要任意选择其中的一种调节方式。

二、负荷指令处理装置1．负荷指令运算回路负荷指令运算回路接受三种外来的负荷要求信号，即机组值班员手动给定的负荷指令；电网中心调度所发来的自动负荷指令；电网频率偏差信号△f—自动调频指令。

(1)机组值班员手动给定的负荷指令。

(2)频率偏差△f形成的负荷指令(3)中心调度所的自动负荷指令。

2．机组最大可能出力运算回路当锅炉及汽轮发电机运行正常时，机组所允许的最大可能出力取决于各种辅机的运行状态，如锅炉燃烧器投入的个数，送风机、引风机、锅炉锅水循环泵、给水泵等的运行台数。

3．机组的允许最大负荷运算回路对上述最大可能出力信号的运算只考虑了各主要辅机的运行台数对机组出力的影响，而没有考虑其他可能出现的故障。

它的具体功能是：(1)当锅炉发生不可测故障时，锅炉的实际燃烧率与燃烧三、机炉主控制系统图10—8为某配汽包锅炉的单元机组机炉主控器的控制原理图，该系统是以锅炉跟随为基础的协调控制系统。

锅炉和汽机的主控制器接受四个信号：机组负荷指令N。

(即修正出力指令)，它来自负荷指令处理装置，机组实发负荷N，，机前主汽压力户，和主汽压力给定值尸。

主控制器最终输出两个调节指令：锅炉燃烧率指令及汽机蒸汽调节阀开度指令。

对于配置直流锅炉的单元机组协调控制系统，基于直流锅炉的结构特点，它具有蓄热量小、各段受热面交界点不固定、过热汽温变化取决于燃料量与给水量的比例，并有独特的锅炉启动旁路系统、各参数之间互相干扰较大等特点，使调节系统的要求与汽包锅炉的单元机组有所不同。

负荷控制方式机炉主控制器的主要作用是，根据机组运行的条件及要求，选择合适的负荷控制方式，接受负荷指令处理部分发出的实际负荷指令N0，以及机组的实发电功率NE、和主蒸汽压力PT及其给定值P0信号，通过一定的运算回路，计算出锅炉和汽机的主控制指令MB和MT，以实现相应的负荷控制方式，从而完成负荷控制任务。

请参阅图10-1。

机炉主控制器由两部分组成。

（1）锅炉主控制器：计算锅炉主控制指令MB的运算回路。

（2）汽轮机主控制器：计算汽轮机主控制指令MT的运算回路。

一、负荷控制方式负荷控制方式可分为两类：机炉分别控制方式和机炉协调控制方式。

1．机炉分别控制方式所谓分别控制，指的是一个被调量只有一个调节量来控制，机炉分别控制方式分两种，即锅炉跟随的负荷控制方式（简称锅炉跟随方式或炉跟机方式）和汽轮机跟随的负荷控制方式（简称汽轮机跟随方式或机跟炉方式），这是两种基本的控制方式。

下面分别介绍其工作原理和主要特点：（1）锅炉跟随（BOILER FOLLOW，简写为BF）方式锅炉跟随方式的基本工作原理是：由汽轮机调节机组的输出电功率、锅炉调节汽压。

图10-6为锅炉跟随方式示意图, 根据图10-6可画出其方框图10-7。

图10-6 锅炉跟随方式示意图图10-7 锅炉跟随方式方框图N0—机组负荷要求指令，由负荷指令处理部分产生。

调节对象—指的是包括机、炉调节系统在内的广义调节对象。

当负荷指令（功率给定值）N0改变时，汽轮机主控制器先发出改变调门开度的指令MT，从而改变汽轮机的进汽量，使机组输出电功率NE迅速与N0趋于一致。

调门开度改变后汽压PT随即变化，这时，锅炉主控制器根据汽压偏差发出控制指令MB，改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量），使PT恢复到给定值P0，最后稳态时，NE=N0，PT=P0。

当燃烧率扰动（内扰）时，汽压变化而产生偏差，蒸汽流量也变化。

汽轮机侧为了保持输出电功率而要动作调门，其结果将进一步加剧汽压的变化，使偏差增大，造成较大的汽压波动。

MCS控制说明1.1机炉协调控制本机组的机炉协调控制设计了四种运行方式，根据锅炉主控和汽机主控两个操作方式器的状态女团，分别构成以下四种运转方式机炉协调方式（锅炉主控自动，汽机主控自动）；汽机跟随方式（锅炉主控手动，汽机主控自动）；锅炉跟随方式（锅炉主控自动，汽机主控手动）；机炉手动方式（锅炉主控手动，汽机主控手动）。

按照设计，机组正常运行时应该运行在机炉协调方式。

本机组的协调控制系统采用以锅炉跟踪为基础的协调控制方式。

汽机调门以控制负荷为主，用锅炉燃烧率控制主汽压力，当主汽压力偏差过大时，汽机侧协助锅炉调压。

在机炉协调控制方式下，机组的目标负荷可以由运转人员手动预设，也可以资金投入agc方式，拒绝接受中抽调的负荷指令。

本设计方案对锅炉侧采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽压力的稳态偏差，燃料量改变时，根据一个函数发生器改变给水流量设定值，以粗调水煤比，用主给水流量校正中间点温度的稳态偏差。

1.1.1agc资金投入容许条件机组在机炉协调控制方式，中调负荷指令(来自agc)与目标负荷设定值偏差小于50mw （可调整），且agc信号无故障时允许运行人员手动投入agc功能。

1.1.2agc强制退出条件机组协调控制方式没资金投入、发电机调度端的agc选择退出命令、rb出现、或中调负荷信号故障时agc功能强制性选择退出。

1.1.3机组负荷指令信号运行人员手动设定的目标负荷（或为中调来的机组负荷指令）经上、下限限制和速率限制、一次调频后作为机组的负荷指令信号。

1.2机组目标负荷、机组负荷上限和下限、机组目标负荷变化率的设定1.2.1机组目标负荷预设a、在协调控制方式没有投入时，机组目标负荷设定值跟踪发电机实际功率。

b、agc没资金投入时，中调负荷指令必须追踪机组目标负荷。

c、机炉协调控制方式资金投入：在“协调控制”画面可以看到在画面左右分别有锅炉主控和汽机主控操作器，在该画面上将汽机主控和锅炉主控操作器均投入自动方式，即进入机炉协调控制方式。

一、协调控制系统功能说明1. 系统简介机、炉协调控制系统就是根据机、炉的运行状态和控制要求，选择适应机组控制的运行方式。

具体要求就是快速适应大范围负荷变化率，在整个负荷变化范围内要求机组有良好的负荷适应能力，机组主要运行参数在负荷变化过程中保持相对稳定，保证机组在整个负荷变化范围内有较高的效率，即锅炉、汽机和主要辅机（送风机、引风机、一次风机、给煤机、给水泵等）参数保持较小范围的波动且能快速适应机组负荷变动。

2. 系统控制原理300MW机组协调控制系统的主控制系统是由机组“负荷管理中心”和机炉主控制器两部分组成。

机炉主控制器接受机组“负荷管理中心”送来的机组负荷指令，该指令具有最大/最小负荷限制和变化率限制。

负荷指令经机炉主控制器的作用，分别对锅炉和汽机控制系统送出指令，使机组的输出功率适应负荷指令的要求，同时保持机前压力为给定值。

机炉主控制器有四种控制方式，它们之间可以自动或手动切换。

我公司机炉协调控制具有四种控制方式,如下图:工作模式锅炉主控汽机主控调频基本方式手动手动无BF 自动、调压手动无TF 手动自动、调节主汽压力无CCS 调压、负荷指令前馈调压、调功、频率校正、主汽压力设定值校正输出有基本方式（BASE）：指锅炉、汽机主控均处于手动控制方式，由操作员设定汽机主汽门阀位指令和锅炉燃料指令来控制机前压力和机组负荷。

如果汽机控制在“非远操方式”时，汽机主汽阀门开度交给DEH系统控制，汽机主控输出跟踪主汽门阀位反馈。

锅炉跟随（BF）：是汽机局部故障时的一种辅助运行方式，此时汽机主控在手动方式，由操作员手动设定汽机调门开度指令，控制机组负荷。

锅炉主控在自动方式，该方式下机组负荷响应快，但以牺牲主汽压力为代价，不管是内扰还是外扰的影响，动态过程压力波动相对较大，系统抗干扰能力较差，因此锅炉侧引入了汽机主汽阀门指令前馈，对外扰有一定的抑制作用。

汽机跟随（TF）:是在锅炉局部故障时或启、停磨煤机等工况变动大时的一种辅助运行方式，此时锅炉主控在手动控制方式，由操作员手动设定燃料指令，汽机主控自动调整机前压力，该方式下动态过程压力波动较小，机组运行稳定，但是机组负荷响应慢。