3．2．2 协调控制系统
3．2．2．1 协调控制系统概述
常规的自动调节系统是汽轮机和锅炉分别控制。汽轮机调节机组负荷和转速，机组负荷的变化反映到机前主蒸汽压力的变化，即机前主蒸汽压力反映了机炉之间的能量平衡。主蒸汽压力的控制由锅炉燃烧调节系统来完成，燃烧调节系统一般又划分为主汽压力（燃料控制）调节系统、送风和氧量调节系统、炉膛负压调节系统等子系统。随着单元机组容量的不断增大、电网容量的增加和电网调频、调峰要求的提高，以及机组自身稳定(参数)运行要求的提高，常规的自动调节系统已很难满足单元机组既参加电网调频、调峰又稳定机组自身运行参数这两个方面的要求，因此必须将汽轮机和锅炉视为一个统一的控制对象进行协调控制。所谓协调控制，是指通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力，稳定机组运行参数。
协调控制系统(CCS)原指机、炉闭环控制系统的总体，包括各子系统。按照电力部热工自动化标委会推荐采用模拟量控制系统(modulating control system MCS)来代替闭环控制系统、协调控制系统、自动调节系统等名称，CCS单指机炉协调控制部分。
3．2．2．2 协调控制系统的运行方式
目前，单元机组负荷自动控制系统已从早期的锅炉跟随汽机或汽机跟随锅炉的方式发展为机炉协调控制方式，后者根据前馈或反馈回路的不同又有不同的控制方案。一般来说，协调控制系统有如下几种控制方式：
1） 锅炉跟随控制方式
图3-3为锅炉跟随控制方式的调节原理方框图，这种控制方式是在母管制系统的锅炉负荷控制方案的基础上形成的。这种控制方式的特点是，主蒸汽压力由锅炉指令（燃烧率）调节，机组负荷由汽机指令（调门）调节。在负荷变化时，锅炉蒸汽量之所以能迅速变化，主要是因为从锅炉蓄热量的改变获得了热量，因而机组能比较快地适应电网负荷的要求，但汽压波动较大。对大型机组来说，由于锅炉蓄热量相对减小，当负荷变化较小时，在汽压允许变化范围之内还能充分利用锅炉蓄热量，但在负荷变化较大时，汽压波动太大，会影响锅炉的正常运行，尤其对直流锅炉来说，由于蓄热量小，采用这种控制方式机组是不可能适应较大负荷变化的。
第一节协调控制系统CC S概述
CC S就就是一种连续得调节系统(C 0 ntinu i ous C o ntrol Sy
s t e m）,被控得变量就就是模拟量。
电站得最终目标就就是满足电网负荷要求，要靠锅炉与汽轮发电 机共同配合，由于两者特性有较大差异，所以为了既满足电网需求，又 能使机组安全稳定运行，必须协调锅炉与汽轮机之间得运行，所以需 要一种负荷协调控制系统(Co 0 rd i nate d Con t r o 1 Sy s tem)o
这种系统往往就就是将被控量与设定值进行比较，经调节器运算 后输出控制信号，使被控量发生变化，最终使被控量等于或接近设定
fit系统就就是一个闭合得回路。所以又称其为闭环控制系统（Close d Io
opCo ntr ol System)。
狭义上讲CCS只就就是指负荷协调控制系统，广义上讲，单元机 组上所有得连续调节系统都属于CCSo
电厂生产过程釆用自动化技术已有较长历史,相对于其它工
业部门具有较高得自动化水平,而且仍以较快得速度发展。促使这种 发展得主要因素有:
（1）随着大容量、高参数汽轮发电机组得出现，要求监控得参数越
来越多，因此，自动控制系统已成为锅炉。汽轮发电机组不可缺少
得组成部分。为了保证机组得安全.经济运行对自动化设备得可靠性，以及对自动控制系统得性能都提岀了更高得要求。
(2) 电子技术得发展也为自动化提供了越来越完备得仪表与设备。
特别就就是随着计算机控制技术得发展，微机分散控制系统
(DCS)，以其功能全面、组态灵活、安全可靠得优点，而被广泛
应用于火电厂得自动控制。
下面先介绍一些基础知识。
1. 自动控制得基木概念及术语
被控对象一一被控制得生产过程或设备，也称为调节对象或简称
对象。例如汽包水位控制系统中得汽包。
被控量一一控制系统所要控制得参数，又称为被调量，例如汽包水
位。
设定值一一被控暈所要达到或保持得数值。例如汽包水位定值O
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。此时锅炉出口蒸汽压力是流量（功率）的函数，滑压方式的名称即由此而来。
PLTU 1 JAWA BARAT (INDRAMAYU)3×330MW POWER PIANT
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PLTU 1 JAWA BARAT 3×(300-400MW)
INDRAMAYU,WEST JAVA
DCS SYSTEM
DCS 系统
OPERATOR’S GUIDE
操作员手册
NO2007022008-XXX-07
FOXBORO
May 2009
PLTU 1 JAWA BARAT (INDRAMAYU)3×330MW POWER PIANT
第 2 页 共 22 页 CONTENTS
协调控制系统（CCS）操作说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3
锅炉安全监控系统（FSSS）操作说明„„„„„„„„„„„„„„„ 9
锅炉系统、汽机系统、公用系统流程画面操作说明„„„„„„„„„„ 13
电气控制系统流程画面操作说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20
PLTU 1 JAWA BARAT (INDRAMAYU)3×330MW POWER PIANT
第 3 页 共 22 页 协调控制系统(CCS)操作说明
1 协调控制系统包括的内容及设计说明
1.1 协调控制系统包括的内容
1.2 协调控制系统的总体设计思想：
PLTU 1 JAWA BARAT (INDRAMAYU)3×330MW POWER DCS工程协调控制系统的设计思想主要是将锅炉和汽机作为一个整体，完成对机组负荷、锅炉主汽压力的控制，达到锅炉风、水、煤的协调动作。对于协调控制系统而言包含三层含义：机组与电网需求的协调、锅炉汽轮机协调以及锅炉风、水、煤子系统的协调。
1.2.1 机组与电网需求的协调
机组与电网需求的协调主要是机组最快的响应电网负荷的要求，包括了电网AGC控制和电网一次调频控制两个方面。
1.2.2 锅炉汽轮机的协调
协调控制系统的设计包含了两种协调控制方式，一种是以炉跟机为基础的协调控制系统，另一种是以机跟炉为基础的协调控制系统，设计的基本思想是：为提高机组的稳定性和响应性，在正常情况下应采用以炉跟机为基础的协调控制系统。在锅炉辅机出现故障影响机组处力、以及机组出现RUNBACK运行工况，协调控制系统应切换到机跟炉为基础的协调控制系统。炉跟机为基础的协调控制系统采用的是以锅炉控制压力，汽机控制负荷的运行方式，为了提高锅炉的响应性，稳定控制锅炉主汽压力，保证汽机对负荷的响应性，协调控制系统引进了直接能量平衡控制思想，选用汽机调速级压力（P1）与汽机自动主汽门前压力（Pt）之比乘以机前压力定值（Ps）作为汽机对锅炉的能量需求（该信号是直接能量平衡信号PS*P1/Pt），该信号以动态前馈及反馈的形式控制锅炉的燃料量，这种控制方式加快了锅炉对汽机能量需求的响应性，稳定了锅炉的压力和燃烧，能保证锅炉控制的响应性和稳定性。直接能量平衡的主要基础在于P1/Pt 代表了汽轮机调门的开度，在额定参数下，汽机调门开度的变化反映了汽机进汽量的变化，同样也反应了汽机对锅炉能量需求的变化。机前压力定值Ps 的改变，反映了锅炉被控参数对锅炉输入量需求的变化。因此PS*P1/Pt 可以反映负荷对锅炉燃烧的需求量，也可以满足锅炉主汽压力对燃烧的需求量。仔细分析还可以看出，在汽机调门维持不变的情况下，P1/Pt 维持一定，改变压力设定值Ps 即改变了锅炉的燃料指令，从而达到了控制负荷的目的，也就是说直接能量平衡信号不但适用与定压控制方式，而且适用与滑压运行方式。
