能源生产过程自动控制课件 第七章 单元机组协调控制系统
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单元机组的特点和任务(1)单元制机组是一个相互关联的多变量控制对象,锅炉和汽轮发电机是一个不可分割的整体(2)锅炉和汽轮发电机的动态特性存在较大的差异. (3)具有参加电网一次调频的能力.协调控制系统作用保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行.具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力,对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内.协调控制系统任务是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等,以及汽机调节阀门开度,使机组既能适应电网负荷指令的要求,又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行.定压运行方式是指无论机组负荷怎样变动,始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值,通过改变汽轮机调节气门的开度,改变机组的输出功率。
滑压运行方式则是始终保持汽轮机调节气门全开,在维持主蒸汽温度恒定的同时,通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。
联合运行方式特性曲线1调峰:用电量多时多发电,用电量少时少发电。
a采用纯液压控制系统时(有自平衡能力)b采用功频电液控制系统时(无自平衡能力)μT不变μB不变PT机主控指令不变PB炉主控制指令不变输入量-μT汽轮机调节阀开度(外扰)、μB锅炉燃料量调节机构开度,锅炉燃烧率(内扰)输出量-PE单元机组的输出电功率、PT汽轮机前主蒸汽压力协调控制系统由哪几部分组成:主控系统、子系统、负荷被控对象单元机组负荷控制系统1.负荷指令处理回路(LDC)的作用对外部要求的负荷指令或目标负荷指令(电网调度分配指令ADS、运行人员手动指令,一次调频所要贡献的负荷指令)进行选择,并根据机组主辅机运行的情况加以处理,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P0。
2.机炉主控制器的作用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△p以及其它信号进行控制运算,分别产生锅炉主控制指令PB和汽轮机主控指令PT 。
一、单元机组协调控制系统(理论部分,仅供参考)1基本概念:1.1 协调控制系统:在单元机组控制系统的设计中,考虑锅炉和汽轮机的差异和特点,采取某些措施,让机炉同时按照电网负荷的要求变化,接受外部负荷的指令,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,保持主要运行参数的稳定,这样的控制系统,称为协调控制系统。
1.2 协调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两部分组成。
负荷指令处理回路接受中央调度所指令、值班员指令和频率偏差信号,通过选择和运算,再根据机组的主辅机实际的运行情况,发出负荷指令。
机炉主控制回路除接受负荷指令信号外,还接受主蒸汽压力信号,根据这两个信号的偏差,改变汽轮机调节阀的开度和锅炉的燃烧率。
2协调控制协调的作用2.1负荷指令处理回路的作用:2.1.1该回路接受的外部指令是电网调度的负荷分配指令、机组运行人员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。
根据机组运行状态和电网对机组的要求,选择一种或几种。
2.1.2限制负荷指令的变化率和起始变化幅度,根据机组变负荷的能力,规定对机组负荷要求指令的变化不超过一定速度,以及起始变化不超过一定幅度。
2.1.3限制机组最高和最低负荷。
2.1.4甩负荷保护,在机组辅机故障时,不管外部对机组的负荷要求如何,为保证机组继续运行,必须把负荷降到适当水平。
2.1.5根据机组的辅机运行状态,选择不同的运行工况。
2.2机炉主控制回路的作用:2.2.1经过处理得负荷指令Po,对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥信号锅炉指令Pb和汽机指令Pv2.2.2根据机组输出功率与负荷要求之间的偏差,决定不同的运行方式3协调控制系统的运行方式:3.1机炉协调控制方式:如下图所示,包括机组功率运算回路机组允许负荷能力运算回路功率限制回路:若负荷要求在机组所能承受的允许范围内,按负荷要求发出功率指令;否则,按机组允许负荷能力发出机组功率指令锅炉主控制器汽机主控制器3.2汽机跟随锅炉而汽机输出功率可调方式:这种调节方式,锅炉、汽机自动系统都投入,但不参加电网调频,调度所也不能直接改变机组的负荷。
单元机组协调控制系统概述定义:锅炉和汽机相互配合接受外部负荷指令,共同适应电网对负荷的需求,并保证机组本身安全运行的控制系统。
协调控制系统(CCS)是整个单元机组自动化系统的一个重要组成部分,CCS与FSSS、DEH等的联系如图所示:其组成如下。
组成:主控制系统锅炉的燃料控制系统风量控制系统给水控制系统和汽温控制系统汽机侧的数字功频电液控制正常运行时,锅炉和汽机控制系统接受来自主控制系统的负荷指令。
主控制系统是协调控制系统的核心部分,有时把主控制系统直接称为协调控制系统。
协调控制系统的方框图如下:主控系统图1 单元机组协调控制系统方框图一、主控系统的组成1、任务:(1)产生负荷控制指令(2)选择机组负荷控制方式2、组成:负荷(功率)指令处理装置机炉主控制器二、负荷指令处理装置(一)负荷指令运算回路输入信号:机组值班员手动给定的负荷指令ADSΔf输出信号:机组负荷指令N0负荷指令处理回路实例图工作过程:运行人员输入→负荷率限止→上下限限止→机组负荷出力。
图2 负荷指令处理回路实例(二)机组最大可能出力运算回路● 定义:考虑各种辅机的运行状况而计算出的机组出力。
● 机组最大可能出力运算回路原理图 (三)机组的允许最大负荷运算回路● 定义:考虑锅炉燃烧器等不可测故障时,使锅炉的实际出力达不到机组功率指令N 0的要求,而设置的机组负荷运算回路,简称返航回路。
● 返航回路的工作过程:(1)正常运行:N 允许=N 最大,4接通6(2)大于5%的燃烧率,积分器2的输出为机组允许最大负荷信号。
运算过程示意图如下:(出力变化率限止)运行人员要求负荷指令 负荷急 增 减图3 机组最大可能出力运算回路原理图图4 机组允许最大负荷运算过程示意图偏差信号 最大负荷时间τ燃烧率偏差,τ τ τ τ 0 0 0 0 0U 2U 3U 4U 603U 2、U 3、U 4、U 6分别为积分器2、反向器3、偏置器4和6的输出信号 τ0出现6%燃烧率偏差τ1监控器31动作时间,切换器5将燃烧率偏差信号直接送入偏置器4 τ2燃烧率偏差信号=1%,机组允许最大负荷信号停止下降,机组稳定τ3、故障排除,燃烧率偏差信号<1%,积分器输入为正值,直至允许最大出力等于最大可能出力。