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1、 直吹式 330MW 机组MCS 系统逻辑设计说 明设计：校对：审核：批准： 330MW 机组 MCS 系统逻辑设计说明 第 2 页，共 11 页MCS 系统简介1 系统介绍1.1 调节系统硬件构成鄂尔多斯电厂一期工程 330MW 机组 MCS 系统主要功能由新华控制工程有限公司 XDPS-400 分散控制系统实现。各主要调节系统的位置分配如下：1）协调控制系统、磨煤机调节系统、給水调节系统、过热汽温调节系统：DPU22）风烟调节系统、再热汽温调节系统、辅助风调节系统：DPU33）除氧器、凝汽器、高低加水位调节系统：DPU144）给水泵最小流量再循环控制等单回路调节系统：DPU151.2 MC
2、S 子系统的组成鄂尔多斯电厂 300MW 机组包括如下的控制系统：1.2.1 机组协调控制方式（CCBF、CCTF）1.2.2 炉跟机方式(BF)1.2.3 机跟炉方式(TF)1.2.4 磨煤机出口温度调节1.2.5 磨煤机一次风量调节1.2.6 燃油压力调节1.2.7 氧量校正1.2.8 送风调节1.2.9 炉膛负压调节1.2.10 一次风压调节1.2.11 汽包水位调节1.2.12 一级过热蒸汽温度调节1.2.13 二级过热蒸汽温度调节1.2.14 再热蒸汽温度事故喷水控制1.2.15 再热蒸汽温度摆动火咀调节1.2.16 辅助风挡板调节1.2.17 燃尽风挡板调节1.2.18 燃料风挡板
3、调节1.2.19 连排水位调节1.2.20 高加水位调节1.2.21 低加水位调节1.2.22 除氧器水位调节1.2.23 除氧器压力调节1.2.24 凝汽器水位调节1.2.25 凝泵最小流量调节1.2.26 电泵最小流量调节1.2.27 机侧单回路调节系统2协调控制设计简介控制系统设计原则是将汽机、锅炉作为整体考虑。在能量平衡控制策略基础上，通过前馈/反馈、连续/断续、非线性、方向控制等控制机理的有机结合，来协调控制机组功率与机前压力，协调处理负荷要求与实际能力的平衡。在保证机组具备快速负荷响应能力的同时，维持机组主要运行参数的稳定。 330MW 机组 MCS 系统逻辑设计说明 第 3 页，
4、共 11 页2.1 机组指令处理回路机组指令处理回路是机组控制的前置部分，它接受操作员指令、AGC 指令、一次调频指令和机组运行状态信号。根据机组运行状态和调节任务，对负荷指令进行处理使之与运行状态和负荷能力相适应。2.1.1 AGC 指令AGC 指令由省调远方给定，420mA 对应 150MW330MW。当机组发生RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK 时，退出 AGC 控制。2.1.2 一次调频指令一次调频指令为转差对应功率关系，频率调节死区范围为0.033HZ，即 DEH 一次调频调节死区范围为 30002r/min。频率调节范围确定为 500.2 HZ，即 49.850.2 HZ（
5、对应于汽轮机转速控制范围为 300012r/min）12r/min 对应20MW。当负荷达到上限 330MW或下限 160MW 对一次调频信号进行方向闭锁，.当机组发生 RUNUP/RUNDOWN、RUNBACK 时退出一次调频控制。2.1.3 机组指令的实际能力识别限幅功能机组指令的实际能力识别限幅是根据机组运行参数的偏差、辅机运行状况，识别机组的实时能力，使机组在其辅机或子控制回路局部故障或受限制情况下的机组实际负荷指令与机组稳态、动态调节能力相符合。保持机组/电网，锅炉/汽机和机组各子控制回路间需要/可能的协调，及输入/输出的能量平衡。机组指令的实际能力识别限幅功能，反映了协调控制系统一
6、种重要设计思想控制系统自适应能力：1）正常工况“按需要控制” ，实际负荷指令跟踪（等于）目标指令；2）异常工况“按可能控制” ，目标指令跟踪实际负荷指令。机组指令的实时能力识别限幅功能主要有：1）方向性闭锁2）迫升/迫降（Run Up/Run Down）3）辅机故障快速减负荷（Runback）所有机组实时能力识别限幅功能，均设计有超驰优先级秩序，并具备明了的 CRT 显示。2.1.3.1 方向闭锁功能方向闭锁技术作为 CCS 的安全保护，具有下例功能：1）防止参数偏差继续扩大的可能；2）防止锅炉各子控制回路间及锅炉、汽机间的配合失调有继续扩大的可能。2.1.3.1.1 机组指令增闭锁1）机组指
7、令达上限（运行人员设定） ；2）燃料指令达上限；3）送风指令达上限；4）一次风机指令达上限；5）引风指令达上限；6）汽机阀位闭加（DEH） ；7）给水指令达上限。2.1.3.1.2 机组指令减闭锁1）机组指令达下限（运行人员设定） ；2）燃料指令达下限；3）送风指令达下限； 330MW 机组 MCS 系统逻辑设计说明 第 4 页，共 11 页4）一次风机指令达下限；5）引风指令达下限；6）汽机阀位闭减（DEH） ；7）给水指令达下限。2.1.3.2 迫升/迫降（Run Up/Run Down）指令迫升/迫降作为 CCS 的一种安全保护，具备按实际可能自动修正机组指令功能。迫升/迫降主要作用是对
8、有关运行参数（燃料量、送风量、给水流量、一次风压）的偏差大小和方向进行监视，如果它们超越限值，而且相应的指令已达极限位置，不再有调节余地，则根据偏差方向，对实际负荷指令实施迫升/迫降，迫使偏差回到允许范围内，从而达到缩小故障危害的目的。2.1.3.2.1 迫升1）机组指令减闭锁；2）下列任一条件成立：（1）燃料指令小于燃料量 5%；（2）风量指令小于总风量 5%；（3）给水指令小于给水流量 5%；（4）一次风压高于定值 1KPa。2.1.3.2.2 迫降1）机组指令增闭锁；2）下列任一条件成立：（1）燃料指令大于燃料量 5%；（2）风量指令大于总风量 5%；（3）给水指令大于给水流量 5%；（
9、4）一次风压小于定值 1KPa。2.1.3.3 辅机故障快速减负荷（Runback）机组主要辅机在运行中跳闸是突发事件，此时若仅靠运行人员操作，由于操作量大、人为因素多，不能确保机组安全运行。因此 RB 功能是否完善是衡量 CCS 系统设计重要指标。本公司根据多年 RB 功能设计与工程实践，提出“以静制动、综合协调”的 RB 控制策略，在淮北二电厂、洛河发电厂得到成功实施，并取得良好的经济效益和社会效益。以静制动指发生 RB 工况时，BMS 按要求切磨投油，CCS 根据 RB 目标值计算出所需的燃料量后，锅炉主控处于静止状态。综合协调指发生 RB 工况时，协调各子系统以确保运行工况的平衡过渡，
10、汽机主控维持负荷与机前压力关系。在快速减负荷的同时要对某一辅机跳闸引起的运行工况扰动进行抑制，即采用适当的前馈量，以减小 RB 工况初期影响机组运行稳定的不利因素。对外协调 BMS、DEH、SCS 控制系统快速、平稳地把负荷降低到机组出力允许范围内。2.1.3.3.1 鄂尔多斯电厂一期 330MW 机组 RB 控制策略（简介）1）Runback 项目（1）运行中一台送风机跳闸；（2）运行中一台引风机跳闸；（3）运行中一台一次风机跳闸；（4）运行中一台给水泵跳闸；（5）运行中一台磨煤机跳闸。2）BMS 快速切除磨煤机完成粗调 330MW 机组 MCS 系统逻辑设计说明 第 5 页，共 11 页（
11、1）RB 发生时，A 磨或 B 磨运行投下层油；如果下层油启动不成功，则投中层油。RB发生时，A、B 磨未运行投中层油；如果中层油启动不成功，则投下层油。（2）大于二台磨运行,按 E、D、C 磨顺序切除，间隔 6 秒。（3）一次风机 RB，大于二台磨运行,按 E、D、C 磨顺序切除，间隔 3 秒（4）磨煤机运行中跳闸，按上述原则投油。CCS 判断是否产生磨煤机 RB？不是，其它给煤机自动提速，确保燃料平衡；如果是，处于自动工况的给煤机提高到最大出力，尽量减少燃料量失衡，30 秒后维持最大可能出力。3）细调由 CCS 完成RB 过程根据负荷与燃料量关系快速减负荷，协调系统自动识别机组的负荷区间及
12、实发功率下降速率，当实际负荷达到 RB 目标值或下降速率小于 3MW/min，RB 过程结束。4）利用 DEH RB 接口实现快速降负荷RB 过程的主要手段是快速切除燃料，但其“快速”是受到“安全、平稳”过渡限制。因此单纯切除燃料的 RB 过程时间一般超过十分钟，引起汽温下降幅度过大，而利用 DEH 系统的 RB 接口可以缩短 RB 过程时间，提高了汽温控制品质。需要指出的是，DEH 的 RB 接口动作幅度、动作间隔是有限制的。5）内部协调RB 过程中切除燃料的同时，通过前馈作用使引风机导叶相应减小（幅度与切除燃料量成比例） ；如果是一台送风机在运行中跳闸产生 RB 工况时，则对引风机控制进行
13、相应比例前馈，以减小炉膛压力波动幅度。 （如果一台引风机在运行中跳闸，而对应的送风机不联跳。产生 RB 工况时，则对送风机控制进行相应比例前馈。 ）6)给水泵 RB（1）电泵自动抢水功能二台电泵运行，一台运行中跳闸，备运泵自启动成功，从初始位以最大速率增速，增速最大时间为 30 秒。勺管目标值为原二台运行泵平均位置，备运泵增速受增速时间和原运行泵平均位置限制。MFT 后,如电泵处于备运状态，跳泵能够自启、但不抢水位，水位由运行控制。（2）二台泵运行，一台跳闸，备运泵自启动不成功；负荷大于 170MW，产生 RB，目标值 160MW。（3）二台泵运行、一台跳闸，处于自动工况下的泵将快速增速，以求
14、总给水量不变。当水位低于-80mm、同时水位下降率大于 80mm/min，转速指令减闭锁。泵的高限转速为5700rpm，平衡算法自动消除调节死区。3.控制方案要点简介3.1 协调控制方式协调控制分 MAN、BF、TF、CCBF、CCTF 五种方式。1) MAN 方式MAN 方式即锅炉主控、汽机主控都在手动方式。2) BF 方式BF 方式炉跟机，即锅炉控制主汽压力，汽机主控在手动方式。3) TF 方式TF 方式机跟炉，即汽机控制主汽压力，锅炉主控在手动方式。4) CCBF（炉跟机）方式CCBF 方式即汽机控制功率，锅炉控制压力。这是一种控制功率为主的综合控制方式，机组指令按比例直接作用到汽机主控、锅炉主控。功率偏差、DEB 与热量信号偏差作为细调。为了限制过多失放蓄热，在汽机主控设计压力拉回回路。 330MW 机组 MCS 系统逻辑设计说明 第 6 页，共 11 页5) CCTF（机跟炉）方式CCTF 方式即锅炉控制功率，汽机控制压力。这是一种控制压力为主的综合控制方式，机组指令按比例直接作用到锅炉主控、汽机主控。功率偏差、主汽压力偏差作为细调。这里用功率偏差对主压力控制进行前馈，在保证主压力稳定的前提
