火力发电厂MCS逻辑说明

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1、1.协调控制系统协调控制包括：机组负荷控制(CJA00DE)、压力设定回路(CJA00DP)、燃机排气温度设定回路 (CJA00DT)。包括：50CJA00DE10050CJA00DE100A 50CJA00DE100B 50CJA00DE100C 50CJA00DE110 50CJA00DP100 50CJA00DP200 50CJA00DP300 50CJA00DT100 50CJA00DT110 50CJA00DT200机组负荷设定 机组速率设定 机组总负荷设定值 机组电网负荷设定 机组负荷上下限 高压蒸汽压力设定 中压蒸汽压力设定 低压蒸汽压力设定 燃机排气温度设定 蒸汽温度设定 燃机

2、排气最大温度设定2.机组负荷控制 (CJA00DE)机组的负荷和温度设定采用外部设定， 此设定影响燃机的负荷和温度控制。 燃机的控制(负荷控 制和温度控制)经过 MIN-gate (取小功能块)后运行至次级的位定控制器，以控制进入燃机的 燃料量。燃料量决定燃机负荷和燃机排气温度； 后者与燃机的 IGV (进气导叶)协同作用，这样最 终调节燃机的空气流量，从而控制燃机的排气温度。在机组负荷和温度设定值范围内，也应考虑启动和运行过程中余热锅炉的热应力。 由于燃机的排 气总是通过余热锅炉排出(无转向挡板 ,也可认为是旁路挡板)，模块设定值 GT 正常情况下总 是投入(通过一个带选择开或关( ON/O

3、FF )的设定值模块实现，见 50CJA00EE010 ) 此设定值将在以下情况退出：1) 在异常或不正常情况下手动退出；2) 燃机的负荷限制发生时，由燃机控制器自动切为手动；机组负荷设定(50CJA00DE100)代表了联合循环运行的负荷设定。此设定值能够由运行人员手动 调节，运行人员可以设定整个电厂传送至电网的净出力 (50CJA00DE100C) 也可以设定毛出力， 即总的发电出力(50CJA00DE100B)。净出力设定能通过远程控制进行调节，如AGC指令。负 荷设定值限制在机组的最大出力与最小出力之间。机组负荷经过速率(50CJA00DE100A)限制后成为真正的负荷设定，此速率也可

4、以由运行人员手 动设置。然后，机组负荷的设定转向常规的燃机负荷设定。此燃机负荷设定考虑了汽轮机的实际 负荷。汽轮机启动由选定的启动负荷限制 ON (50CJA00EE090) 执行。此种方式限制了进入余热锅炉的 热输入，产生的蒸汽压力保持在高压汽轮机需用的水平，以保持启动时， 高压汽轮机出口温度在 合理范围内。维持燃机负荷在一定水平来限制传输至余热锅炉的热输入。 此负荷水平下， IGV 阀 开始打开。2.1机组负荷设定 (50CJA00DE1)“机组负荷设定”(50CJA00DE1)包含设定负荷的调节器。这些调节器有用于设定全厂生产电 力的机组目标负荷的(50CJA00DE100B)，以及用于

5、设定机组净出力即电网负荷的 (50CJA00DE100C)。每个调节器可以通过运行人员手动设定。机组目标电网负荷设定能在定义 范围内受负荷调度中心的外部调节。切换至外部设定点，即可以接受AGC指令。在机组通过毛出力设定运行时，电网负荷设定在跟踪状态以保证平滑切换。 负荷设定限制在最小 和最大值之间(见50CJA00DE110)。机组负荷变化速率(50CJA00DE100A)的设定调节器，可调节机组负荷变化的最大速率。如果燃机负荷设定处于手动状态，此设定值块将跟踪机组的实际负荷， 以保证手自动切换时的无 扰切换。速率限制块(SPC)的输出为有效的机组负荷设定。机组负荷设定考虑汽轮机的做功后作为燃

6、机的 负荷设定，且汽轮机在手动和自动不同状态时， 考虑的汽轮机做功也有所不同。 燃机负荷受外界 温度的影响(外界温度低时，主要以燃机进气温度作参考，燃机的做功能力强 )，有一函数对燃机 负荷设定值进行修正，作为燃机的最终负荷设定。2.2机组负荷上下限 (50CJA00DE110) 要求的机组负荷设定要介于最小和最大的可能机组负荷之间。对于最小可能机组负荷，定义 2 个不同的值通过燃机最小负荷来定义下限值，此值由燃机入口气温进行修正， 在此最小负荷下保证汽轮机无 限制运行的最小蒸汽温度。如果燃机运行参与一次调频，最小机组负荷由燃机的IGV范围的最小负荷(经过燃机入口气温修 正)所定义。此值保持整

7、个负荷范围内排气温度恒定，并避免因燃机参与一次调频导致汽轮机的 蒸汽温度波动。最大的机组负荷同样依据燃机进气温度进行修正。 如果燃机不参与一次调频，燃机的最大的机组 负荷值提升 5%以确保燃机在可靠的基本负荷下运行。3机组压力设定(CJA00DP)正常情况下，燃机排气温度在 60 至100%的排气质量流速范围内保持几乎额定温度。结果，产生的蒸汽也维持在介于每台余热锅炉的 60至100%的蒸汽流速范围内，此为联合循环 的典型流速范围。在余热锅炉运行在此区间的情况下，汽轮机按自然滑压运行，例如伴随汽轮机阀门打开， 滑压 设定点产生，此设定值低于汽轮机上游蒸汽的滑压实际值一定数值， 这确保汽轮机控制

8、阀门在此 范围内全开。 50%以下的高压蒸汽流量，汽轮机运行在固定压力模式下。因此，滑压设定值源于余热锅炉的实际（测量）高压蒸汽流速。低于 50%以下的高压蒸汽质量 流量，汽轮机运行在固定压力模式下。在启动阶段，为了使得汽机控制器部分打开其控制阀和保持压力设定值接近于其实际值， 高压机 组压力设定在跟随模式（低于实际压力一定数值）。如果汽轮机应急截止阀打开，由于热应力的作用，在上游方向的饱和蒸汽温度将反面影响汽轮机 控制阀。为了限制饱和温度过高（由于运行压力较高）产生的热应力，高压蒸汽压力限制在最大 启动值下。此启动值直接依赖于高压控制阀的温度。 一旦汽轮机高压控制阀被加热足够时，将关 闭此限

9、制值。为了避免负荷变化时，蒸汽发生器中的蒸汽密度的快速变化，以支持余热锅炉高压汽包液位的控 制，高压组件压力设定的变化速率通过速率限制块（SPC）进行限制。SPC的输出为高压蒸汽 的压力设定值。此设定值传入汽轮机的高压控制器中， 从那也到达高压旁路控制器中，协调这两者的控制。为了 补偿不同透平和旁路站控制器的不同的压力测量位置的压力损失， 旁路控制器的设定值升高 5% （乘以 1.05），其在旁路站控制器中执行。在特殊情况下，高压设备压力设定值通过切换汽轮机压力设定至手动调节而关闭。 换句话说，压 力单元设定可以通过汽机压力设定适配器手动调节。3.1 高压蒸汽压力设定本设定值回路为全程模式。高

10、压设定的自然滑压特性曲线，源自于余热锅炉的实际蒸汽流速量。在顶端，压力限制在最大值。 滑压设定值与定压设定通过大值选择器，得到压力设定值。汽轮机自然滑压特性源于设计条件下（设计温度）的高压蒸汽流量。 当汽轮机运行在低于设计温 度的蒸汽温度时，其高压自然滑压设定需要被适应。适配功能（SLPCORR）调节余热锅炉运行（高 压旁路阀关闭）的高压压力设定值，这样汽轮机能运行在滑压模式下，使汽轮机阀门基本全开。在设定值后面采用一特殊的逻辑，能区分蒸汽流量的变化是由余热锅炉负荷变化还是由蒸汽消耗 的变化引起。仅在余热锅炉负荷变化时， 计算出的设定值才生效， 此时蒸汽流量代表余热锅炉的 负荷。在蒸汽消耗变化

11、而实际余热锅炉负荷并未发生改变的情况下， 压力设定值将暂时保持不动。 在余 热锅炉不运行时，高压机组压力设定值跟踪汽轮机之前的实际压力低一定数值的值。 为了保持设 定值接近于其启动值，跟踪将持续余热锅炉启动的整个时期， 直到高压旁路站完成运行或者蒸汽 压力达到了固定压力设定点。在燃机甩负荷时，高压蒸汽压力通过高压旁路站降低， 以避免由于较低的燃机排气温度引起高压 过热器的冷凝。在此情况下高压蒸汽压力设定切换至跟踪模式以维持设定值接近实际高压蒸汽压 力。在燃机重新加载负荷后，跟踪将持续直到高压旁路运行结束， 或者蒸汽压力达到固定压力设 定。 跟踪模式终止通过切换至计算出的压力设定值来完成。打开汽

12、轮机应急截止阀之前，应汽轮机的要求，与汽轮机高压控制阀的温度相比高压蒸汽压力不 能太高，否则将由于高压蒸汽的饱和温度而在高压控制阀上产生较大的热应力。 为此，需采用汽 轮机允许的饱和温度，并由此饱和温度计算出合适的蒸汽压力 （通过饱和特性（ P=f（T_SAT） ）计 算）。此蒸汽压力通过大值选择限制其不小于最小的允许压力。在汽机启动前，此蒸汽压力将限 制压力设定值过高。在启动阶段以及滑压段运行时，高压蒸汽压力设定的变化速率由速率限制块 （SPC） 进行限制，速 率限制块的输出为最终的高压蒸汽压力设定值，传输至汽轮机中的高压控制器中。在汽轮机跳闸的情况下，高压机组压力设定将维持其最后的值一段时

13、间， 以维持机组稳定，然后 再调节至实际的蒸汽流量。下列情况下设定值将保持：1）燃机/余热锅炉跳机。此情况下只要旁路站控制不从机组设定中分离开来，设定值将保持，以 避免可能出现压力损耗；2）汽轮机冲转直至带一最小负荷，避免由于蒸汽流量波动而引起的设定值波动。3）滑压运行情况下蒸汽流量测量失效。跟踪模式，当下列条件发生时：1）余热锅炉未运行时且高旁压力设定不在自动；2）余热锅炉发生甩负荷； 该设定值将开始跟踪实际压力（稍低于实际压力）直至蒸汽压力已经达到定压设定，或余热锅炉 的高压旁路运行结束且建立一定的蒸汽流量 20%）。3.2 中压蒸汽压力设定本设定值回路为全程模式。在中压系统的结果也是，燃

14、机运行模式在 60和 100%的排气质量流量，伴随稳定的排气温度， 余热锅炉产生的蒸汽也是 60%至 100%。这也是联合循环常规运行范围。在余热锅炉运行在此区间的情况下，汽轮机按自然滑压运行，例如伴随汽轮机阀门打开， 滑压 设定点产生，此设定值低于汽轮机上游蒸汽的滑压实际值一定数值， 这确保汽轮机控制阀门在此 范围内全开。50%以下的中压蒸汽流量，汽轮机运行在固定压力模式下。在启动阶段，为了使得汽机控制器部分打开其控制阀和保持压力设定值接近于其实际值， 中压机 组压力设定在跟随模式（低于实际压力一定数值）。为了避免负荷变化时，蒸汽发生器中的蒸汽密度的快速变化，以支持余热锅炉中压汽包液位的控

15、制，中压组件压力设定的变化速率通过速率限制块（SPC）进行限制。SPC的输出为中压蒸汽 的压力设定值。此设定值传入汽轮机的中压控制器中， 从那也到达中压旁路控制器中，协调这两者的控制。在特 殊情况下，中压设备压力设定值通过切换汽轮机压力设定至手动调节而关闭。换句话说， 压力单 元设定可以通过汽机压力设定适配器手动调节。中压设定的自然滑压特性源于余热锅炉中压再热器的实际中压蒸汽流量。 因为此部分的蒸汽流量 不是直接测量；因此需要对不同的流量相加。对于余热锅炉，高压蒸汽流量加上高压旁路的流量 再加上中压过热器的蒸汽流量得到中压蒸汽流量。 滑压设定值限制在最大值以下，在较低的负荷 范围，定义了一个较

16、小的固定压力。在汽轮机启动阶段，压力设定跟踪实际压力 （低于实际压力 一定数值）。汽轮机自然滑压特性源于设计条件下（设计温度）的中压蒸汽流量。 当汽轮机运行在低于设计温 度的蒸汽温度时，其中压自然滑压设定需要被适应。适配功能（SLPCORR）调节余热锅炉运行（中 压旁路阀关闭）的中压压力设定值，这样汽轮机能运行在滑压模式下，使汽轮机阀门基本全开。与高压系统相似，在设定值后面采用了特殊的逻辑， 能够区分蒸汽的变化是由余热锅炉负荷变化 引起还是由蒸汽消耗引起。仅在余热锅炉负荷变化时， 计算的设定值才生效，此时蒸汽流量反映 了余热锅炉负荷。当蒸汽消耗而非实际的余热锅炉负荷变化引起流量变化， 计算的设定值将保持。当余热锅炉没有运行时，中压机组压力设定值跟踪低于汽轮机上游实际蒸汽压力一定数值的值。 为了保持设定值靠近其启动值，在余热锅炉启动过程中