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分散控制系统在机炉协调控制中的应用

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2005年第20卷第4期 电　力　学　报 Vol.20No.42005　(总第73期) J OURNAL OF EL ECTRIC POWER (Sum.73)文章编号:　1005-6548(2005)04-0372-03分散控制系统在机炉协调控制中的应用Ξ焦海锋1,　张利生2,　李进荣2(11山西大学工程学院,山西太原　030013;21神头一电厂,山西朔州　036011)The Application of DCS in Coordinated Control SystemJ IAO Hai2feng1,　ZHAN G Li2sheng2,　L I Jin2rong2(1.Engineering College of Shanxi University,Taiyuan　030013,China;2.Shuozhou Power Plant No.1,Shuozhou　036011,China)摘　要:　某电厂捷制机组在采用以机跟炉随为基础的协调控制(CTF)方式后,实现了机组自动发电控制(A GC)。

在协调控制系统投入的实践中,通过修改控制策略解决了负荷控制响应和压力控制的波动问题。

现场运行表明,所做的控制系统完善工作是有效的,协调控制系统效果比较理想。

关键词:　协调控制;DCS;单元机组中图分类号:　TP272 文献标识码:　B Abstract:　A czechic200MW dynamoelectric unit successfully put in Coordinated Control Turbine Fol2 low Mode,carried out A GC.This paper introduces the load control response and pressure control fluctua2 tion problems solved through correcting strategy. On2site experiments indicate that all the improvement work on CCS is effective and the control effect of CCS is ideal.K ey Words:　cooreinate control;DCS;generating u2 nit.随着现代电网对单元机组调峰能力的要求提高,自动发电控制(Automatic G enerator Control,简称A GC)和自动负荷分配系统(Automatic Dispatch System,简称ADS)应运而生,而火力发电厂也迫切需要实现单元机组以汽机跟随为基础的负荷控制或以锅炉跟随为基础的负荷控制,某电厂引进的INFI-90控制系统就是具有国际先进水平的协调控制系统(Coordinated Control System,简称CCS),它能实现高质量的机组协调控制。

协调控制系统是将各个自动控制子系统按照一定的方式结合起来共同适应机组负荷变化,保证机组稳定运行和快速响应负荷。

由于动态特性的差异,CCS控制系统必须为改善锅炉调节速度进行必要的机炉间任务协调。

为维持负荷调整过程中的物质、能量平衡,机组的燃烧、给水自动控制系统必须有良好的调节和抗干扰性能,同时CCS控制系统必须具备一定的故障处理能力,见图1。

图1　主控系统Ξ收稿日期:　2005-05-30 修回日期:　2005-06-15 作者简介:　焦海锋(1965-)男,陕西富平人,讲师,电厂集控教学;张利生(1969-)男,山西原平人,助理工程师,发电厂运行;李进荣(1967-)男,山西灵丘人,工程师,热能控制。

1　控制方式为适应机组的运行工况,保证机组的安全运行,从控制策略上设置了5种运行方式:①机炉开环控制(DM )。

②机跟炉控制(TF )。

③炉跟机控制(BF )。

④以汽机跟随为基础的协调控制(CTF )。

⑤以锅炉跟随为基础的协调控制(CBF )。

其中,CTF 是机组运行的最高形式,是实现机组A GC 的基础。

CBF 也是机组运行的高级方式,但因该厂机组为直吹式制粉系统的直流炉单元机组,锅炉调压方式在实际运行时很难稳定机组工况,经试验不适应,因此不推荐应用。

CCS 切换逻辑见图2。

图2　CCS 切换逻辑2　功能作用图3所示为机炉协调主控系统,图中,1为频率;2为中调功率指令;3为操作员指令;4为功率趋势;5为压力给定;6为压力趋向;7为速度级压力;8为实际压力;9为实发功率。

其主要作用是协调机炉动作,满足负荷要求,主要包括:①负荷指令处理回路;②机炉主控器,其功能在锅炉和汽机2侧分散实现。

炉侧主控器处理CCS 工作方式的切换、辅机RB 信号、负荷闭锁和锅炉在各种方式下燃料指令的形成;机侧主控器处理功率设定值、压力设定值及相应工作方式下汽机调门开度指令的形成。

两者间信号通过硬接线的环路通讯完成。

机、炉主控器是协调主控系统的核心,其任务是完成控制方式的转换和实现负荷、压力调节。

负荷指令的生成,由机侧DEH 控制系统来完成,如图4所示。

目标负荷在自动设定时,可由中调A GC 远方设定;手动设定时,可由控制盘或OIS 操作员站人为设定。

负荷设定设置有手/自动2种方式,自动设定时操作员必须设定目标负荷及负荷变化率,负荷设定点由程序自动生成;在负荷设定变化过程中,若投入应力控制,则程序根据应力对负荷变化率进行修正,以缓解应力,再通过频率校正和真空校正,生成负荷指令,同时还设计了辅机故障甩负荷(RUNBAC K )及负荷指令闭锁回路。

图3　协调控制系统原理图图4　负荷指令生成框图3　实际应用某电厂三期200MW 机组的锅炉为捷制直流炉,配四套直吹式制粉系统,汽水分离器现为满水运行(即中间点后移),燃料-负荷特性惯性大、滞后大;负荷、给水、过热汽温之间相互影响,给CTF 协调控制的投运带来一定困难。

为保证CTF 的正常投运,主要采取以下4种实用技术。

a 1负荷指令动态前馈。

对负荷指令前馈信号进行动态处理,使燃料量适当动态过调,加快炉侧负荷响应速度。

b 1预加减煤。

根据目标负荷与实际负荷的偏差,在升降负荷初期,以较快的速度预先加减适量的煤量,加快负荷相应速度。

c 1大静差回拉。

大静差回拉回路通过加减煤量,在较短时间内将负荷拉回小负荷偏差区域,由373第4期 焦海锋等:分散控制系统在机炉协调控制中的应用 负荷调节器将负荷调至稳态。

d 1变参数调节。

在升降负荷过程中,由于炉侧滞后较大,机组蓄热量较小,负荷偏差较大,所以在负荷进入稳态区域后,适当加大负荷调节器的比例、积分系数。

(为防止进入稳态区域后出现过大超调,一般取值较小),保证负荷稳定在负荷指令附近,消除负荷静态偏差。

4　要点分析机组在CTF 方式运行时,锅炉主控和汽机主控(DEH )系统为自动调功方式(见图5)。

锅炉控制器和汽机控制器通过非线性函数转换器F2(X )、F3(X )相联系,其作用是:在动态和稳态过程中,分别将功率偏差信号转换为压力定值的偏置信号。

图5　CTF 方式的控制原理压力定值偏置信号是实现锅炉控制器与汽机控制器协调控制的基础。

在负荷指令改变时,协调主控系统将同时改变锅炉燃烧率指令和汽机调门开度指令来适应负荷。

具体来讲,在炉侧功率定值的改变将首先以前馈信号的方式改变锅炉的燃烧率指令,在机侧,功率偏差通过函数转换器F2(X )改变压力定值偏置信号,DEH 将以改变调门开度指令的方式来响应负荷。

由此可见,CTF 方式要比单纯的炉调功,机调压方式有较快的负荷响应速度。

在负荷调整的起始阶段由于压力定值偏置信号的引入,使锅炉蓄热可以得到充分的利用。

在负荷指令改变时,可释放或储存一定的蓄热,加快了机组的负荷响应速度。

由于功率定值前馈信号对负荷的响应不可避免地存在着滞后。

压力定值偏置信号的引入使蓄热响应和燃烧率响应之间的街接更平稳,对减小负荷调整过程中的动态偏差有重要作用。

在负荷调整进入新的稳态时实发功率接近功率定值。

CCS 主控系统将通F3(X )进一步增大压力定值偏置信号的变化幅度。

小功率偏差的调整将主要由汽机DEH 压力调节器承担。

由于现有测量技术的不足,使得给煤量调整小负荷波动的能力受到一定限制,通过牺牲一定范围内的压力来实现小负荷调整,无疑是1种现实的有效方法。

从控制理论的观点讲,单元机组的负荷调节系统是1个多变量耦合系统。

CTF 协调方式能够实现燃烧率对主汽压力的解耦。

在负荷调整过程中,改变燃烧率对主汽压力产生的影响,间接地通过功率偏差对应的压力定值偏置值的改变得到了补偿。

CTF 方式所具有的解耦能力是单向的,因此,汽机DEH 控制器在小功率偏差内所进行的小范围的压力调整,只是调节功率的1种手段。

只有功率偏差较大时,锅炉控制器调节功率的作用才使汽机DEH 控制器成为真正的压力调节器,此时压力调节引起的功率变化由锅炉控制器调整。

5　结束语某电厂6#、7#机组协调控制系统的运行情况表明,INFI -90协调控制系统硬件可靠,软件功能作用强大。

具有如下特点。

a 1锅炉控制器和汽机DEH 控制器之间通过压力定值偏置信号相联系,使协调主控系统成为1个解耦控制系统。

在整个负荷调整过程中,DEH 控制器随功率偏差变化而有不同的调节任务。

b 1锅炉控制器参数采用了自适应策略,控制器可以根据当前的调节误差采用不同的调节参数。

c 1锅炉控制器引入了适当的微分作用,对锅炉的惯性和纯滞后有一定的补偿作用。

d 1压力定值偏置信号的引入有效地改善了负荷调整的动态和静态特性。

e 1功率定值前馈信号的引入进一步改善了负荷调节的动态品质。

参考文献:[1]　张　毅.协调控制系统设计和调试中的几个问题[J ].电力技术,1987(10):41-43.[2]　王东风,韩　璞.单元机组协调控制系统发展和现状[J ].中国电力,2002(11):71-72.[3]　王　军.妈湾发电总厂300MW 机组协调控制系统调试[J ].中国电力,2000(12):56-57.[责任编辑:王　静]473 电　力　学　报 2005年。

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火电厂热控专业名词解释

火电厂热控专业名词解释

⽕电⼚热控专业名词解释名词解释[摘⾃《电⼒技术标准汇编⽕电部分第4册—热⼯⾃动化》，国家经济贸易委员会电⼒司主编，中国电⼒企业联合会标准化中⼼汇编。

2002.08第⼀版]1. FSSS —furnace safeguard supervisory system锅炉炉膛安全监控系统防⽌锅炉炉膛燃烧熄⽕时爆炸和⾃动切投燃烧器的控制系统，它包括燃料安全系统FSS和燃烧器控制系统BCS两部分。

a. FSS —fuel safety system燃料安全系统当炉膛燃烧熄⽕时，保护炉膛不爆炸(外爆或内爆)⽽采取监视和控制的措施或装置。

b. BCS —burner control system燃烧器控制系统⾃动切投燃烧器的控制系统。

2. RB —run back ：快速减负荷针对机组主要辅机故障采取的保护措施，即当机组部分主要辅机(如给⽔泵、送风机、引风机)发⽣故障时，快速降低机组负荷以适应辅机出⼒的保护措施。

根据辅机故障情况，可有不同⼯况的RB(如25％RB或50％RB)。

3. flame detector —⽕焰检测器检测⽕焰信号强弱并输出可⽤电信号的设备。

4. DEH —digital electro-hydraulic control数字式电液控制系统由电⽓原理组成的敏感元件，由电⽓、液压原理组成的放⼤元件和液压原理组成的伺服机构所组成的汽轮机控制系统。

5. MHC —mechanical hydraulic control机械液压式控制系统由机械液压原理构成的敏感元件、放⼤元件和伺服机构所组成的汽轮机控制系统。

6. ATC —automatic turbine control汽轮机⾃启停系统根据汽轮机运⾏参数及热应⼒指挥汽轮机控制系统及其他有关控制系统，共同完成汽轮机的启动、停⽌和安全经济运⾏过程的⾃动控制系统。

[⼜简称ATSC —automatic turbine starup control] 7. dead band —迟缓率静态特性曲线上下⾏时具有的不重合性，称为迟缓率。

SUPMAXDCS系统使用情况介绍

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SUPMAX DCS系统使用情况介绍一、山东章丘发电有限责任公司简介山东章丘发电有限责任公司坐落在龙山文化的发祥地和著名女词人李清照的故乡，厂区地势平坦，运输方便，资源丰富，地理位置优越。

2001年12月，山东国际电源开发股份有限公司、章丘市供电公司、济南鲁源电力工程有限公司、济南市能源投资有限责任公司分别以70%、15%、10%、5%的出资比例成立“山东章丘发电有限责任公司”。

公司规划设计容量3270MW。

一期工程2×135MW燃煤凝汽式发电机组分别于2002年9月27日和2002年12月31日移交试生产，创下了山东电网同类型机组一年双投的新记录；取得了全国同期同类型机组工程总造价和单位千瓦造价最低的好成绩，跨入了人均拥有容量和单位千瓦机组创利税最高的先进行列，达到了机组投产与厂区绿化、竣工决算、环保验收同步的标准要求。

目前公司正在进行二期工程2×300MW机组的筹划和三期4×600MW机组的前期规划工作。

2002年12月29日，中国华电集团公司成立，山东国际电源开发股份有限公司移交中国华电集团公司管理，山东章丘发电有限责任公司因此成为中国华电的控股企业，公司的生产经营由山东国际电源开发股份有限公司负责管理。

二、一期工程SUPMAX分散控制系统运用概况公司规划设计容量3270MW，一期工程两台135MW燃煤凝汽式发电机组于2002年建成投产，二期工程两台300MW机组计划于2005年底和2006年7月投产发电，三期工程4台600MW机组计划“十一五”建成投产，其中一期DCS系统采用上海自动化仪表股份有限公司DCS公司自行研制开发的SUPMAX分散控制系统。

三、SUPMAX分散控制系统简介该厂应用的SUPMAX DCS控制系统大致可分为七个控制功能组，其中包括协调控制系统、锅炉保护系统、顺序控制系统、电气控制系统、数据采集系统、汽轮机电调控制系统以及吹灰程控系统。

该分散控制系统不仅包括DCS的基本功能DAS、MCS、FSSS、S CS，还将DEH系统、循环水泵房系统、吹灰系统、电气系统全部纳入DCS系统监视范围，控制领域几乎涵盖了机、电、炉所有核心设备的控制，特别是将电气设备的操作纳入DCS进行控制，在国内135MW机组中尚属首次。

邹县MW机组协调控制系统

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邹县600MW机组协调控制系统原理与分析李刚<华电国际邹县发电厂）摘要：以协调控制系统的基本原理为基础，以邹县600MW机组协调控制系统为例，介绍协调控制的思想、设计、控制功能的实现以及实际应用中问题的分析。

b5E2RGbCAP关键词：协调控制；原理；分析；应用1 邹县电厂三期工程简介邹县电厂三期工程两台600MW燃煤汽轮发电机组是国家“九五”重点建设工程，#5机组于1997年1月17日投产,#6机组于1997年11月5日投产。

p1EanqFDPw邹县电厂三期工程为世界银行贷款与国内投资相结合的建设工程。

其主要设备供货情况为：锅炉由美国福斯特·惠勒能源公司<FW）提供；汽轮发电机组由东方电站成套设备公司和日本株式会社日立制作所合作设计生产；输变电设备主要由法国施耐德公司、欧洲ABB公司、意大利NMG 等公司生产；热控设备采用WDPF-II型分散控制系统，由美国西屋公司提供。

DXDiTa9E3d锅炉为亚临界、中间一次再热、自然循环、平衡通风、单炉膛、悬吊式、燃煤汽包炉。

制粉系统采用正压直吹式，锅炉按滑压运行和5% 超压运行设计，以带基本负荷为主并能满足调峰、调频要求,点火及助燃燃用#0轻柴油，油枪出力设计可带30%MCR负荷,最低稳燃负荷为30%MCR。

RTCrpUDGiT汽轮机为亚临界、中间再热、单轴三缸四排汽、冲动凝汽式，设计额定功率为600MW，最大连续出力658MW。

汽机采用高中压缸合缸结构，低压缸为双流反向布置。

机组设计为中压缸启动方式。

旁路系统不能投入时，也可用高压缸方式。

旁路系统采用二级串联的启动旁路，容量为300t/h，只能满足机组启动需要，不具备保护功能。

机组甩负荷时，不能实现停机不停炉。

5PCzVD7HxA发电机为全封闭、自通风、强制润滑、水/氢/氢冷却、圆筒型转子、同步交流发电机。

发变组保护采用ABB公司生产的微机式继电保护，每套保护均设双CPU，整个发变组保护为双套配置。

热工自动装置检修职业技能鉴定题库(高级工)第030套

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热工自动装置检修职业技能鉴定题库（高级工）第030套一、选择题【1】1151系列变送器进行正负迁移时对量程上限的影响（ C ）。

A．偏大B．偏小C．没有影响D．不确定【2】过热汽温全程控制系统中，燃料量M的合成信号M+dM/dt#是（ B ）信号，用以补偿扰动。

A．反馈B．前馈C．比例D．积分【3】有一个与热电偶配套使用的测温变送器，当热电偶断电后，温度变送器的输出为（ C ）。

A．小于下限值B．某一数值C．大于上限值D．保持原有信号【4】振弦式变送器把被测压力（差压>的变化转化为（ C ）变化的敏感元件，是变送器的关键元件。

A．电流B．电压C．频率D．相位【5】汽轮机定压运行时采用（ B ），以达到减少节流损失的目的。

A．节流调节B．喷嘴调节C．节流喷嘴调节D．以上都不是【6】一阶系统的传递函数为2/（S+0.25），其常数为（ B ）。

A．0.25B．4C．2D．8【7】有利于调节系统稳定工作的调节阀门静特性是（ B ）。

A．直线特性B．抛物线特性C．快开特性D．以上都不是【8】变频器的调速原理是通过改变输入信号的（ D ）来达到改变电动机的转速。

A．频率B．相位C．电压D．以上都要变化【9】根据欧姆定律可以看出，电阻元件是一个（ C ）元件。

A．记忆B．储能C．耗能D．线性【10】汽包水位调节对象属于（ A ）对象。

A．无自平衡能力多容B．有自平衡能力多容C．无自平衡能力单容D．有自平衡能力单容【11】各种DC5系统其核心结构可归纳为“三点一线”结构，其中一线指计算机网络，三点分别指（ B ）。

A．现场控制站、操作员站、数据处理站B．现场控制站、操作员站、工程师站C．现场控制站、数据处理站、工程师站D．数据处理站、操作员站、工程师站【12】在利用网孔法求解复杂电路时，网孔电流是（ C ）。

A．彼此相关的一组量B．实际在网孔中流动的电流C．彼此独立的一组量D．支路电流【13】DEH调节系统与自动同期装置连接可实现（ D ）。