机炉协调控制word版

母管制热电厂机炉协调控制系统蒸汽母管压力恒定是表征锅炉供汽量和汽机汽耗量平衡的标志，因此，母管压力控制系统担负着统一指挥、并列运行各台锅炉加减负荷的任务，该系统共有功率调节器、蒸汽母管压力和锅炉负荷分配三个调节器。

三个调节器的不同工作状态可使系统工作在机炉协调、汽机跟随和机炉手动三种控制方式。

1、控制目标协调机组供热与发电的控制，在参与电网调节时，尽机组能力满足电网的瞬时需求，协调机组供热量与发电量之间的关系，合理利用锅炉的贮备热量，发挥汽机的快捷作用，满足电网的瞬时需求，同时又兼顾机组本身的平衡稳定；协调锅炉水、煤、风、烟、电之间的平衡配合，实现机组的安全、经济、优化控制。

2、控制方案设计A 协调控制在本方式下，功率调节器和锅炉负荷分配调节器投入自动，蒸汽母管压力调节器处于跟踪状态，当汽机转入蒸汽母管压力调节时，能够保证无挠切换。

功率指令由操作员调整，汽机响应机组负荷指令的变化，功率调节器的输出为汽机调门开度要求，经多平衡输出环节和负荷分配器作用到汽机调门手操站，控制调门维持所需的发电功率，每台汽机调门手操站具有机前压力保护功能，功率调节器的入口具有蒸汽母管压力修正功能。

注意一台汽机调门手操站手动时，只能维持调门开度，不能维持固定负荷，由于蒸汽母管压力基本不变，调门开度固定时负荷可以认为基本不变。

锅炉负荷分配调节器测量值为蒸汽母管压力，定值由操作员调整，采用与汽机调节阀开度成比例的P1×Ps/PT+P2×Ps/PT+P3×Ps/PT（P1为#1机调级后汽压，P2为#2机调级后汽压，P3为#3机调级后汽压，PT为主蒸汽母管压力压力，PS为主蒸汽母管压力设定值）信号作为锅炉负荷分配调节器的前馈信号，锅炉负荷分配调节器的输出经多平衡输出环节作用到负荷分配器，负荷分配器的输出作用到各台锅炉的燃烧率调节器。

蒸汽母管压力信号要考虑多段蒸汽母管的切换问题。

B 汽机跟随在本方式下，锅炉负荷分配调节器手动；蒸汽母管压力调节器投入自动，功率调节器处于跟踪，蒸汽母管压力调节器接受蒸汽母管压力偏差信号进行控制，维持蒸汽母管压力给定值。

第二章机炉负荷协调控制系统2.1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。

22单元机组对象的动态特性：2.2.1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 13- 1 （a）。

2.2.2若其它输入不变，增加燃烧率（锅炉指令BD）,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13 - 1 （c）。

2.2.3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13- 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。

BD仏切；t迪滝机调门膽跃藏动（h）汽机■调门姜藝升大图13- 1 单元机组对象动态特性2.3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：2.3.1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。

2.3.2机跟炉方式（汽机跟随锅炉）此时，锅炉侧根据电网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。

第四章协调控制系统第一节单元机组的动态特性一、单元机组的特点单元机组的负荷控制具有以下特点：(1) 单元制机组是一个强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，锅炉和汽轮机共同适应外界的负荷要求，也共同保证运行参数的稳定。

(2) 锅炉和汽轮发电机的动态特性存在较大的差异，汽轮发电机负荷响应快，锅炉负荷响应慢。

所以单元机组在实施负荷控制时，必须很好地协调机、炉两侧的控制动作，合理地处理好内部和外部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的需求。

具体地讲，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；对内保证锅炉主蒸汽压力偏差在允许范围内。

或者说，在保证主蒸汽压力偏差在允许范围内的前提下，使机组的输出电功率尽快适应电网负荷变化的需要。

(3) 随着单元机组在电网中所占比例的日益增大，电网对单元机组的负荷适应性能提出了更高的要求，既使承担基本负荷的单元机组，也应具有一定参加电网一次调频的能力，以便使电网在二次调频之前减小电网频率变化的幅度。

使机组满足电网功率的变化及保持内部参数在允许值就是单元机组负荷控制的任务。

二、单元机组的运行方式单元机组可以按照若干不同的运行方式运行，不同运行方式下，受控过程的动态特性往往差别很大。

因此，这里首先介绍单元机组的几种典型运行方式。

单元机组的运行方式有定压运行和滑压运行两种。

1、定压运行方式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和温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。

母管制连接的机组只能采用额定蒸汽参数下的定压运行方式。

定压运行机组的自动运行方式有机跟炉、炉跟机和机炉协调方式三种。

这在后面详细叙述。

2、滑压运行方式单元机组在滑压运行方式下，保持汽轮机调节汽门接近全开。

外界负荷需求变化时，通过调节锅炉的燃料、风量、给水以及其它相应的输入量，在维持汽温为额定值的前提下，使锅炉的蒸发量改变，进而改变了汽轮机的功率。

机炉协调负荷控制方式
在机炉协调负荷控制方式中，锅炉与汽轮机的调节器同时接受机组功率偏差与压力偏差信号。

在稳定工况下，机组的实发功率等于给定功率，主汽压力等于给定汽压，其偏差信号为零。

当外界要求机组增加出力时，给定功率P0增加，出现正的功率偏差信号，它加到汽轮机控制器会使汽轮机调节汽门开大，利用锅炉蓄热增加汽轮发电机组的出力，使输出功率P E增加；功率偏差信号加到锅炉控制器，是锅炉燃烧率在汽轮机调节汽门开大的同时也相应地增加，以提高锅炉的蒸发量。

这种控制方式一方面利用调节汽门动作，在锅炉允许的汽压变化范围内，利用锅炉的一部分蓄热量，适应负荷的需要；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）。

这种锅炉蓄热的合理利用与及时补偿的协调方式，使单元机组实际输出功率既能迅速响应给定功率的变化，又能保持主汽压的相对稳定。

当单元机组正常运行需要参加电网调频时，应采用机炉联合的协调控制方式。

机炉协调负荷控制方式 锅炉
汽轮机 ～
燃烧率（给水）
调节机构 汽轮机 调节汽门 发电机
去电网
P 0＋
－P T
P B －＋P E P 0汽轮机控制器 锅炉控制器 MW
＋－P T。

第三篇 模拟量控制系统（MCS ）第四章 机炉协调控制系统编写人：蔡云贵第一节 概述一、基本概念协调控制系统是单元机组的负荷控制系统，由早期的锅炉跟随汽机或汽机跟随锅炉的负荷控制系统发展而来，它是由汽机和锅炉协调动作，共同实现机组的负荷控制：一方面，控制机组输出功率，满足电网负荷要求；另一方面协调汽机及锅炉各子系统，控制机前压力，使机组得以稳定运行。

二、系统工作的基本原理协调控制系统的原则性方框图如下：- N 0 + + + μT + N E - + + + P 0 + + + + + P T M -图3-4-1 机炉协调控制方式原则性系统方框图W T 1(S )—汽机调节器；W T 2(S )—锅炉调节器W N μ(S ) W P μ(S ) W N M (S ) W P M (S ) W T 2(S ) W T 1(S )功率偏差和汽压偏差同时送到汽机调节器WＴ１（s）和锅炉调节器WＴ２（s），在稳定工况下，实发功率NＥ等于功率给定值N０，机前压力PＴ等于压力给定值P０。

当中调要求增加负荷时，将出现一个正的功率偏差信号（N０-NＥ），此信号通过汽机调节器开大调节阀，增加实发功率，同时，这个信号也作用到锅炉调节器，使燃料量增加，增加蒸汽流量。

当调节阀开大时，会立即引起机前压力下降，尽管此时锅炉已经开始增加燃料量，但由于燃料-机前压力通道有一定惯性，这时仍然会有正的压力偏差（P０-PＴ）信号出现。

这个信号按正方向作用到锅炉调节器，继续增加燃料量，同时反方向作用到汽机调节器，力图使汽压恢复到正常值。

正的功率偏差信号和负的压力偏差信号作用的结果，会使调节阀开大到一定程度后停止，这时汽机实发功率还没有达到功率给定值，这种状态只是暂时的，因为正的功率偏差信号与负的汽压[偏差信号同时通过锅炉调节器增加锅炉燃料量，随着机前压力逐渐恢复，压力偏差逐渐减小，这时，汽机调节器在正的功率偏差信号作用下继续开大，提高实发功率，直到功率和汽压均与设定值相等，机组达到新的稳定状态。

锅炉协调控制第一节概述一、机炉协调控制大型火力发电机组基本上都是按一机一炉的单元制组成的，通称单元机组。

单元机组是机、电、炉三大主机及其辅机构成的一个整体，其中任何一个环节运行状态的变化都将引起其他环节运行状态的改变。

所以，单元机组是一个互相关联的复杂控制对象，在调节上机、电、炉能够共同适应电网负荷的要求。

早期多采用锅炉跟踪汽轮机或汽轮机跟踪锅炉的控制方式，目前已明显不能满足单元机组负荷调节的要求。

随着科学技术的不断发展，电网中200MW及以上的单元机组已成为主力机组，电网对各单元机组的负荷适应性和稳定性有了更高的要求，为了使单元机组输出功率能迅速满足电网负荷变化，并使输入机组的热能尽快与机组输出功率相适应，目前采用了将负荷变化引起的功率变化信号及压力变化信号同时送入汽轮机调节器与锅炉调节器进行调节的协调控制方式。

采用机炉协调控制可根据单元机组当时的运行和设备状况及时调整工况，较快地满足电网对负荷的要求，并能保证单元机组相关参数在规定值范围内，也能保证机组安全经济运行。

采用了机炉协调控制，则在正常运行中能根据外界负荷的需要快速进行负荷调节，事故情况下能根据故障情况快速降低机组出力，不致因机组故障造成突甩负荷甚至停机而影响电网的稳定。

采用机炉协调控制，致各部汽温、汽压和负荷能按规定升降速率变化，有利于增长机组运行寿命，便于实现全自动调节，在高度所就可以根据电网负荷要求增减某一台单元机组的负荷，实现电网全自动控制。

二、单元机组自动控制的特点(1)机组有较高的自动化程度，可控性好。

目前绝大多数单元机组均采用集散型控制模式，配套有微机自动控制系统和CRT信息监视系统，所以操作均可在一个集中控制室内完成。

炉、机、电、协调操作。

(2)具有良好的负荷适应性，有较大的负荷调节范围。

(3)在汽轮机或部分辅机故障的情况下能实现限负荷稳定运行，或停机不停炉运行方式，故障恢复后又能快速升负荷至电网要求值。

(4)能按照负荷的要求进行锅炉燃烧优化调整，降低锅炉热惯性对负荷的影响，实现单元机组经济运行。

协调控制有以下五种控制方式：1、炉跟机方式（BF）。

2、机跟炉方式（T F）。

3、协调炉跟机方式（CCBFo4、协调机跟炉方式（CCTFo5、机炉手动方式。

控制方式之间通过负荷管理中心（LMCC由运行人员实现无扰切换。

当锅炉主控自动，汽机主控手动时为BF方式，锅炉主控控制机前压力；当汽机主控自动，锅炉主控手动时为TF方式，汽机主控控制机前压力；当锅炉主控自动，汽机主控再投入自动时为CCBF方式，锅炉主控控制机前压力，汽机主控控制负荷；当汽机主控自动，锅炉主控再投入自动时为CCTF方式，汽机主控控制机前压力，锅炉主控控制负荷。

每种方式下均有相应的调节器自动，其余的调节器跟踪。

协调方式下当因辅机故障发生RB时，锅炉主控自动将目标负荷降至正在运行的辅机所承担的负荷水平（即RB目标值），汽机主控则自动控制机前压力至设定值，RB结束后机组维持CCTF方式。

负荷管理中心（LMCC可接受的机组负荷指令有：运行人员设定的目标负荷；电网负荷调度指令（AGC ；RB目标值。

炉跟机调功控制方式下又有定压和滑压运行两种方式选择，各种方式之间的相互切换均做到平衡无扰动。

4. CCS 与DEH 接口机组处于协调控制方式时，DEH接受来自CCS勺增大/减小脉冲信号改变DE H 负荷设定值，从而改变调门的开度以实现外部负荷的要求。

由于华能嘉祥电厂DEH （汽轮机数字电液调节）选用的是美国西屋公司的OVATION控制系统，因此CCS与DEH之间存在接口问题。

CCS与DEH之间的接口信号全部采用硬接线连接。

CCS与DEH接口的工作过程如下：首先，CCS判断“机组指令与DEH来的负荷参考偏差不大”和“负荷参考信号品质好”如果两个条件同时满足，则CCS发出“ CCS遥控允许”信号到DEH 其次，DEH判断：如果“机组已并网”、“ DEH在自动方式下”、“ DEH无RB信号发生”、“ CCS遥控允许"条件同时满足，此时操作员按下“遥控投入” 按钮，则DEH 发出“遥控请求”信号到CCSCCS攵到“遥控请求”信号后，立即切除汽机主控制器跟踪的负荷参考信号（跟踪的目的是实现无扰动切换），汽机主控制器即可根据负荷指令与负荷参考信号的偏差发出“CCS增大”或“ CCS减小”脉冲信号改变DEH调门开度。

随着大型热力发机电组日益增多，单机容量不断增大，采用中间再热的机组也逐渐增加。

为便于进行燃烧调整，提高循环效率。

汽轮机、锅炉联合运行时，大容量机、炉都采用了单元制热力系统，单元机组的负荷适应性相对较差，汽轮机中、低压缸功率滞后明显，一次调频能力降低。

为改善单元机组的调节性能，提高电网自动化水平，加强机、炉运行的稳定性，目前单元制机组都采用机、炉联合控制的方式进行运行调节。

答：为改善单元机组的调节特性，增强其负荷适应性，提高一次调频能力，在单元机组中，普通都采用机、炉联合控制方式进行运行调节，也即将功率、转速或者汽压信号同时输入汽轮机、锅炉控制器，使两者进行协调控制，同时由于采用协调控制后，机组自动化水平得到提高，可很方便地进行电网负荷调度中心(以下简称中调)远方控制，实现机组二次调频，并可进一步实现自动发电功能(AGC)。

协调控制的主要任务是：1 )根据本机炉具体运行状态及控制要求，选择协调控制的方式和恰当的外部负荷指令。

2)对外部负荷信号进行适当处理，使之与机炉的动态特性及负荷变化能力相适应，并对机炉发出负荷指令。

3)根据不同的负荷指令，锅炉确定相应的风、水、煤量，汽轮机确定相应的高、中压调节阀开度。

协调控制系统具有如下普遍特点： 1 )为了迅速地满足电网调频的要求，尽量从控制系统方面提高机组的负荷适应性，增加了超前回路，目的是尽量利用锅炉蓄热能力。

2 )为保证机、炉更加协调控制，增加了反馈回路的稳定性和超前回路的静态补偿。

3)协调控制系统的范围不断扩大，不仅要在正常运行时能实现负荷自动控制，而且要求在机组 (或者辅机) 异常时能在保护系统配合下自动处理故障，有时需要自动切换控制系统，使其能达到低一级水平的控制状态。

4)为提高整个控制系统的可靠性，在实现手段上，使其功能和结构进一步分散，并增加了冗余功能。

协调控制系统具有的功能如下： 1 )根据机组的运行状态，选择不同的外部负荷指令信号。

2)根据本机组辅机的运行状况、运行台数以及燃烧率偏差信号计算出机组最大允许出力。