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1、华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 1 页华塑电厂（2 300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（ DCS ）系统设计说明（说明文档中所有定值均需重新审核，设定）华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 2 页模拟量控制系统（MCS ）1 .1MCS 系统的组成机炉协调控制系统燃料控制 -给煤机控制系统送风控制系统炉膛压力控制系统一次风压力控制系统锅炉辅助风控制系统甲（乙）过热蒸汽温度控制系统甲（乙）再热器喷水控制系统汽包水位控制系统磨煤机控制系统锅炉连续排污控制系统暖风器出口温度控制系统除氧器压力控制系统除氧器水位控制系统燃
2、油压力控制系统凝汽器水位控制系统凝结水再循环流量控制系统发电机氢温控制系统发电机定冷水控制系统发电机密封油温控制系统高、低压缸轴封蒸汽温度控制系统汽封联箱辅汽温度、压力控制系统汽封联箱主蒸汽供汽压力控制系统汽封联箱冷再热蒸汽供汽压力控制系统汽封联箱溢流压力调节系统控制系统汽封联箱溢流压力调节系统控制系统辅助蒸汽联箱压力控制系统华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 3 页给水泵密封水差压控制系统给水泵最小流量控制系统低加水位控制系统高加水位控制系统高、低压旁路温度控制系统高、低压旁路压力控制系统凝汽器补充水箱水位控制系统锅炉连续排污扩容器水位控制系统二次风门挡板
3、控制空预器冷端温度控制系统汽机润滑油和EH 油温度控制其它单冲量控制回路1.2 机炉协调控制1.2.1 控制目的： 机炉协调控制系统将单元机组作为一个整体来考虑，在保证机组安全稳定运行的前提下，使机组的负荷尽快满足运行人员或中调发出的负荷指令。机炉协调控制主控回路发出的控制指令是锅炉主指令和汽机主指令。为了叙述的方便，将机炉协调控制划分为以下几个部分: 1）主蒸汽压力设定2）机组主控3）锅炉主指令4）汽机主指令机炉协调控制共有四种独立的控制方式，它们是：1）以锅炉跟踪为基础的协调控制CCBF 2）以汽机跟踪为基础的协调控制CCTF 3）锅炉跟随BF（锅炉主控自动，汽机主控手动）4）汽机跟随TF
4、（锅炉主控手动，汽机主控自动）5）基本方式BASE （锅炉主控手动，汽机主控手动）从机炉协调控制系统需要控制的两个主要过程参数（机组功率和机前主蒸汽压力）来说，在基本方式下，锅炉燃烧率指令手动给定，汽机调门由DEH 独立控制。在汽机跟随控华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 4 页制方式下，主蒸汽压力由汽机调门自动控制，机组功率由运行人员手动控制。在锅炉跟随控制方式下，主蒸汽压力由锅炉燃烧率自动控制，汽机调门由DEH 独立控制。在协调控制方式下，主蒸汽压力和机组功率均为自动控制。根据由汽机侧或由锅炉侧消除主蒸汽压力的静态控制偏差，协调控制系统可以分为以汽机跟随
5、为基础的协调控制（CCTF ）和以锅炉跟随为基础的协调控制（CCBF ） ，本设计两种协调控制方式均有。从以上叙述可以看出，协调控制的四种控制方式中，基本方式为最低级别的控制方式， 锅炉跟随和汽机跟随为部分自动的控制方式，协调控制为最高级别的全自动控制方式。在协调控制和锅炉跟踪方式下，可以采用滑压控制。滑压控制时，主蒸汽压力的设定值根据机组负荷经函数发生器自动改变。在机组定压控制时，主蒸汽压力的设定值由运行人员在画面上手动设定。1.2.2 主蒸汽压力设定：根据机组的运行情况，可以采用滑压或定压控制。在机组定压控制时，运行人员可在主汽压力设定操作站上手动设定主汽压力设定值。当协调控制系统在基本控
6、制方式运行时，主汽压力设定操作站的输出强制跟踪主汽压力实际值，以避免控制系统运行方式改变时运行人员的对位操作。在机组滑压控制时，主汽压力设定值由机组负荷指令经函数发生器后给出，这时需运行人员选择滑压方式。主汽压力设定操作站的输出经速率限制器后作为最终的主汽压力设定值。主汽压力设定值的变化速率由运行人员在画面上手动设定。1.2.3 机组主控：机组主控回路的作用，是根据运行人员设定的机组目标负荷设定值或中调来的ADS 负荷指令，向锅炉主控和汽机主控回路发出机组负荷指令。当机组未在协调控制方式下运行，目标负荷设定操作器跟踪机组实际发电机功率。当机组在协调控制方式下运行时，运行人员可在目标负荷设定操作
7、器上手动设定机组的目标负荷。当机组在协调控制方式下运行时，运行人员可将目标负荷设定操作器投入自动，接收ADS 来的机组目标负荷指令。机组目标负荷指令要经过负荷变化速率限制器，负荷变化率由运行人员在画面上手动设定。华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 5 页在经以上处理的机组目标负荷指令上，还加有一路机组自动调频信号。发电机频率偏差经函数发生器后给出目标负荷增减值，通过函数发生器的参数设置，可以调节本机组参与电网自动调频的积极程度和最大负荷改变量。当机组未在协调方式运行时，该路信号切换到0。目标负荷指令经以上处理后，形成最终的机组负荷指令，送到锅炉主控和汽机主控
8、回路。1.2.4 锅炉主控锅炉主控操作器有二路信号进行切换：来自BF、CCS 的控制指令。机组运行在汽机跟随或基本方式时，锅炉主控指令不接受自动控制信号，由运行人员在锅炉主控操作器上手动设定。机组运行在BF 方式时，锅炉主控指令由PID 调节器输出加上前馈信号给出，PID 调节器的输入为主汽压力设定值和实际主汽压力的偏差。前馈信号由机组负荷指令给出。机组运行在CCBF 方式时，锅炉主控指令的形成由主汽压偏差PID 调节器输出加上前馈信号给出，前馈信号由机组负荷指令给出。机组运行在CCTF 方式时，锅炉主控指令的形成由功率偏差PID 调节器输出加上前馈信号给出，前馈信号由机组负荷指令给出。当燃料
9、主控操作器在手动控制时，锅炉主控指令操作器的输出强制跟踪总燃料量并强制手动。当发生RUN BACK 工况，锅炉主控器输出以RUN BACK允许的速率逐渐下降到RUN BACK 目标值。主汽压力信号故障时，不管机组运行在何种运行方式，锅炉主控器强制切到手动控制。锅炉跟踪方式运行时，如调速级压力信号故障，锅炉主控器强制切到手动控制。协调控制方式运行时，如发电机功率信号故障，锅炉主控器强制切到手动控制。1.2.5 汽机主控：汽机主控器的自动输入端有二路信号进行切换：来自TF、CCS 的控制指令。机组运行在锅炉跟随或基本方式时，汽机主控指令不接受自动控制信号，由运行人员在汽机主控器上手动设定。这时DE
10、H 可独立运行，控制机组功率。机组运行在汽机跟踪（TF）方式时，汽机主控指令由主汽压偏差PID 调节器输出给出， PID 调节器的输入为主汽压力设定值和实际主汽压力的偏差。华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 6 页机组运行在CCBF 方式时，汽机主控指令的形成由功率偏差PID 调节器输出给出。机组运行在CCTF 方式时，汽机主控指令的形成由主汽压偏差PID 调节器输出给出当 DEH 系统非遥控方式时，汽机主控器跟踪DEH 系统送来的汽机负荷设定值。1.2.6 RUN BACK RUN BACK 即机组辅机故障减负荷，它是为了机组负荷指令在任何时候都不超过锅炉
11、负荷能力。一旦机组负荷指令超过锅炉负荷能力，则以预定的速率减少燃料量指令，直至机组负荷指令小于或等于锅炉负荷能力。在 RUN BACK 逻辑中，根据每种辅机的负荷能力计算总的锅炉负荷能力。这些辅机包括：给水泵、送风机、引风机、一次风机、空预器。在机组负荷大于一定值的情况下，若上述辅机跳闸，同时汽机主控在手动或燃料主控在手动时，则发出RUN BACK请求。RUN BACK信号发出后，将引起锅炉主控操作器以给出的RUN BACK速率降低锅炉总燃料量指令到锅炉负荷能力对应的总燃料量，这里，要求燃料主控在自动状态。FSSS 系统根据 RUN BACK 要求值的降低，将磨煤机从上到下切除，保留与锅炉负荷
12、相适应的磨煤机台数。发生RUNBACK 后，机组控制方式将切为CCTF 方式。1.2.7 BLOCK INC/BLOCK DEC 机组负荷闭锁增/闭锁减，它是当机组在协调方式下，升降负荷时，如果出现主汽压、汽包水位及炉膛压力等主要过程参数和其设定值的偏差大于或小于一定值时，或给水泵、送风机、引风机的控制指令已达极限或手动时，令机组负荷指令闭锁增或闭锁减，其功能是通过将负荷增减方向的变化率切为零来实现。1.3 燃料控制 -给煤机控制系统1.3.1 控制目的：燃料主控根据锅炉主控来的锅炉主控指令调节进入锅炉的总煤量，设计有锅炉主控指令和总风量信号的交叉限制。1.3.2 功能说明：燃料主控PID 调
13、节器的入口偏差如下：偏差 =限制后锅炉主控指令-总燃料量限制后锅炉主指令由小值选择模块产生。小值选择模块的一路输入来自协调控制系统的锅炉主控，小值选择模块的另一路输入来自送风控制系统的总风量信号经函数发生器给出当华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 7 页前风量允许的最大总燃料量，它和锅炉主控指令来的总燃料量指令交叉限制，当因某种原因导致总风量允许的最大总燃料量小于锅炉主指令来的总燃料量时，限制总燃料量指令的增加，以确保任何工况下锅炉的富氧燃烧。总燃料量信号是进入锅炉燃烧的总燃油流量和总煤量信号之和。总燃料量偏差经PID 调节器后给出运行给煤机速度的设定值，同
14、时送至所有运行层给煤机速度控制回路。当燃料主控操作站在手动控制时，可对投入自动的给煤机速度同时进行增减操作，起到同操器的功能。当出现下列情况时，燃料主控操作站强制切到手动控制：1）任一台运行给煤机煤量信号故障2）各层给煤机都在手动控制1.4 送风控制系统1.4.1 控制目的：送风控制的目的是根据总风量和总风量设定值的偏差给出两台送风机入口动叶的控制指令。总风量设定值经过氧量校正操作站输出信号的校正。设计有总风量设定值与总燃料量信号之间的交叉限制，以确保锅炉的富氧燃烧。当两台送风机动叶控制站都在自动控制方式时，可对两台送风机进行偏置，以使得两台送风机的负荷平衡。1.4.2 功能说明：送风控制为带
15、氧量校正的串级控制系统。总风量是左右侧二次风流量和总一次风流量之和，其中总一次风流量又是六台磨煤机入口一次风流量之和，各个风量测量信号均经过相应温度信号的密度校正。由主蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出该负荷下烟气含氧量的基本设定值，运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值基础上手动进行偏置。经各自选择后的左右侧烟气含氧量信号取平均值作为自动调节系统使用的烟气含氧量信号。氧量校正操作站的输出经函数发生器后对总风量指令进行校正。校正后的信号和最小风量信号大选后作为总风量设定值。总风量信号和其设定值的偏差经总风量PID 调节器后作为两台送风机的共用指令。设计中考虑了炉膛压力偏差过大时
16、对送风机的方向闭锁，当炉膛压力过低时，送风机动叶只许开大，不许关小；当炉膛压力过高时，送风机动叶只许关小，不许开大。华塑电厂（ 2300MW 燃煤供热机组）工程分散控制系统（DCS ）第 8 页1.4.3 强制输出：当顺控系统来 “ 全开送风机动叶 ” 信号时，送风机动叶操作站将强制输出100% ；当顺控系统来 “ 关闭 A（或 B）送风机动叶 ” 信号时，送风机A（或 B）动叶操作站将强制输出0%。1.4.4 强制手动：当出现下列情况时，送风机动叶操作站强制切到手动控制：1）左侧二次风流量信号故障，或2）右侧二次风流量信号故障，或3）左侧二次风温度信号故障，或4）右侧二次风温度信号故障，或5）总一次风信号故障，或6）总燃料量信号故障，或7）相应送风机未运行时，或8）MFT 当两台送风机动叶都在手动控制方式或任一侧烟气含氧量信号故障时，氧量校正操作站强制切到手动方式。1.5 炉膛压力控制系统1.5.1 控制目的：炉膛压力控制的目的是根据炉膛压力和其设定值的偏差给出两台引风机入口导叶的控制指令。设计有送风机动叶开度指令对引风控制的
