单元机组主控制系统

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1、南京工程学院备课用纸第十章第十章 单元机组主控制系统单元机组主控制系统The Unit Master Control System通过本章的学习要求理解主控制系统、机炉调节系统、协调控制系统概念及相互关系；掌握主控系统调节对象的动态特性； 掌握单元制机组负荷控制的几种基本方式； 掌握前馈控制的多种应用方案及工作原理； 理解滑压运行机组的协调控制方案； 能分析常见的协调控制方案； 掌握负荷指令处理部分的作用； 掌握正常工况或异常工况下对负荷指令采取的处理措施；掌握几个基本概念：负荷返回、负荷快速切段、负荷闭锁增 /减、负荷迫升/迫降；看懂一个较完整的单元机组主控制系统的实例。本章重点： 1、负荷

2、控制的几种基本方式2、前馈控制的多种应用方案及工作原理3、负荷指令处理部分的作用4、负荷返回、负荷快速切段、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降的概念本章难点：1、两种非线性环节的工作原理及作用2、分析常见的协调控制方案3、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降两种措施的区别第一节概述Overview一、单元机组主控制系统的概念一、单元机组主控制系统的概念大型机组负荷控制的首要任务:保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说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， 对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。主控制系统（The unit master control system

3、）作用:接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指挥信号，称其也称负荷自动控制系统(the unit load control system)。主控系统向机炉调节系统发出的指挥信号分别称为汽轮机主控制指令 MT和锅炉主控制指令 MB。机、炉主控制指令MT、MB分别代表了汽轮机调门开度（或汽轮机功率）指令和锅炉燃烧率（及相应的给水流量）指令。二、主控系统与机、炉调节系统的关系二、主控系统与机、炉调节系统的关系主控制系统相当于机炉调节系统的指挥机构，起上位控制作用； 机炉调节系统对于主控制系统相当于伺服机构，起下位控制的作用，是主控制系统的基础，两者构成分层控制的结构。协调控制系统:主

4、控制系统和锅炉、汽轮机各自的调节系统的总称。协调控制系统的基本结构如图10-1 所示。 NO实际负荷指令（即功率给定值） ；思考：主控制系统、机炉调节系统、协调控制系统的相互关系61南京工程学院备课用纸 MB、MT分别为主控制系统对锅炉、汽机各调节系统的主控制（负荷）指令； PO主蒸汽压力给定值； NE、PT分别为机组实发电功率和主蒸汽压力单元机组主控系统由两大部分组成：(1)负荷指令处理部分;(2)机炉主控制器。第二节调节对象的动态特性The Dynamic Characteristics of the Unit Load Object主控系统的调节对象包括机、炉调节系统和元机组，是一广义调

5、节对象。输入量：锅炉主控制指令MB和汽轮机主控制指令 MT；输出量（被调量） ：单元机组的输出电功率NE和汽轮机前主蒸汽压力PT，如图10-2所示。为了便于讨论问题，先分析单元机组的动态特性。一、单元机组的动态特性一、单元机组的动态特性1.锅炉燃烧率（及相应的给水流量）B扰动下主蒸汽压力 PT和输出电功率 NE的动态特性B扰动下的 NE和 PT的动态特性都可用高阶惯性环节的传递函数来描述。2.汽轮机调门开度T扰动下主蒸汽压力 PT和输出电功率 NE的动态特性T扰动下的 PT动态特性可用比例加一阶惯性环节的传递函数来描述,NE的动态特性可用具有一定惯性的实际微分环节的传递函数来描述。根由以上分析

6、可见，单元机组的动态特性有如下特点：当汽轮机调门动作时，两个被控输出量 NE和 PT的响应均很快；当锅炉燃烧率改变时，NE和 PT的响应都很慢。这就是机、炉对象动态特性方面存在的较大差异。二、主控制系统调节对象的动态特性二、主控制系统调节对象的动态特性主控制系统调节对象包括机、炉调节系统和单元机组，是一广义调节对象，其控制输入量为锅炉主控制指令MB和汽轮机主控制指令MT。对于锅炉侧，由于各调节系统的动态过程相对于锅炉特性的迟延和惯性可忽略不计，因此可假设它们配合协调，能及时跟随主控制指令 MB,接近理想随动系统特性，故有思考：主控系统调节对象具体指什么？思考： 、调节对象的输入量是什么？输出量

7、是什么？有何特点？62南京工程学院备课用纸汽轮机侧， 如果汽轮机采用纯液压调速系统,则主控制指令 MT就是调门开度指令T，即T MT。这样，广义调节对象的动态特性不会改变。 如果汽轮机采用功频电液控制系统，则主控制指令MT就是汽轮机功率指令。MB扰动下，PT的动态特性近似为具有惯性的积分环节的特性，NE近似不变；MT扰动下，PT的动态特性近似为比例加积分环节的特性，NE的动态特性近似为惯性环节或比例加惯性环节的特性。第三节第三节负荷控制方式负荷控制方式The Modes of Unit Load ControlThe Modes of Unit Load Control 机炉主控制器的主要作用

8、：根据机组运行的条件及要求，选择合适的负荷控制方式，接受负荷指令处理部分发出的实际负荷指令N0，以及机组的实发电功率NE、和主蒸汽压力 PT及其给定值 P0信号，通过一定的运算回路，计算出锅炉和汽机的主控制指令MB和 MT，以实现相应的负荷控制方式，从而完成负荷控制任务。请参阅图10-1。 机炉主控制器由两部分组成。（1）锅炉主控制器：计算锅炉主控制指令MB的运算回路。（2）汽轮机主控制器：计算汽轮机主控制指令MT的运算回路。一、负荷控制方式一、负荷控制方式负荷控制方式可分为两类：机炉分别控制方式和机炉协调控制方式。 1 1机炉分别控制方式机炉分别控制方式（1）锅炉跟随（boiler foll

9、ow，简写为 BF）方式锅炉跟随方式的基本工作原理是： 由汽轮机调节机组的输出电功率、 锅炉调节汽压。锅炉跟随方式的特点:当 N0改变时，由于利用了锅炉的蓄热能力，具有较好的负荷适应性，对机组调峰调频有利，但汽压波动较大；当有内扰（燃烧率扰动）时，汽压波动较大。对于大型单元机组，锅炉的蓄热能力相对减小，当负荷要求指令 N0变化幅度较小时，在汽压允许的变化范围内，充分利用锅炉的蓄热以迅速适应负荷的变化是有可能的， 。在负荷要求指令 N0变化幅度较大时，汽压波动就太大，会影响锅炉的正常运行。当单元机组中锅炉设备运行正常，机组的输出电功率因汽轮机部分设备工作异常而受到限制时，可采用锅炉跟随方式。（2

10、）汽轮机跟随（turbine follow,简写为 TF）方式汽轮机跟随方式的基本工作原理是： 由锅炉调节机组的输出电功率、 汽轮机调节汽压。 当负荷指令 N0改变时，锅炉主控制器先发出改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量）的指令MB。待机前压PT改变后，汽轮机主控制器发出改变调门开度的指令MT，从63南京工程学院备课用纸而改变进入汽轮机的蒸汽流入量，使机组输出电功率 NE改变，并与负荷指令 N0趋于一致。最后稳态时，NE=N0，PT=P0。 当燃烧率扰动时，汽压变化而产生偏差，蒸汽流量也变化，机组输出电功率随之变化。汽轮机主控制器为了保持汽压而要动作调门，其结果将进一步加剧蒸汽流量的变化，使机

11、组输出电功率的变化加剧，偏差增大。造成较大的输出电功率波动。 汽机跟随方式的特点：汽压波动小。但由于没有利用锅炉的蓄热能力，有较大的迟延，因此适应负荷变化能力差，不利于带变动负荷和参加电网调频。 适用于:带基本负荷的单元机组或当机组刚投入运行时， 采用这种控制方式保持机组有较稳定的汽压，为机组稳定运行创造条件。 当单元机组中汽轮机设备运行正常，机组的输出电功率因锅炉部分设备工作异常而受到限制时，可采用汽轮机跟随方式。2 2机炉协调控制方式机炉协调控制方式(coordinated control mode)(coordinated control mode) 协调控制方式的控制策略是：允许汽压有

12、一定波动，以便能充分利用锅炉的蓄热量，使机组能较快地适应电网的负荷要求。但是，这里利用锅炉蓄热量是有限度的，必须保证机前压力与给定值的偏差不超过允许值。所以协调控制方式既能使机组较快适应电网的负荷要求， 又能确保汽压的波动在允许的范围之内。 常见的机炉协调控制方式有三种方案：（1）以锅炉跟随为基础的协调控制方式(BFCC)在动态过程中，当汽压偏差P(P P0 PT)在死区非线性环节的不灵敏区范围内时，即P A时，P对 MT无影响，当P A时，P将经非线性环节限制 MT，从而限制汽轮机调门开度进一步变化，达到限制汽压偏差的目的。 不灵敏区的大小值A粗略反映了机组运行时主汽压力偏差的允许变化范围。

13、 实质上是以降低输出电功率响应性能作为代价来换取汽压控制质量的提高（2）以汽轮机跟随为基础的协调控制方式(TFCC)当功率偏差信号N(N N0 NE)送入锅炉调节器 PIB的同时，也通过非线性环节送入汽轮机调节器PIT。 在动态过程中， 信号N可看作是主汽压力给定值的一部分。当N0（要求增加机组输出功率）时，主汽压力给定值降低N。汽机主调节器PIT发出开大调节汽门的指令，增加机组输出功率；当N0（要求减少机组输出功率）时，主汽压力给定值暂时升高N。汽机主调节器 PIT则发出关小调节汽门的指令，减少机组输出功率。当动态过程结束时， 机组的实发功率与功率给定值相等， 即N为零，这时，机前压力仍恢复

14、到给定值。 限幅非线性环节的限幅值Nmax即为主汽压力PT允许变化的范围，这是因为：64注意：协调控制系统与协调控制方式在概念上的区别？南京工程学院备课用纸 在负荷指令N0改变时，暂时利用了蓄热能力，所以功率响应加快；但是汽压偏差也因此加大，实质上是以加大汽压动态偏差作为代价来换取功率响应速度的提高。（3）综合型协调控制方式 综合协调控制方式实现“双向”协调，即机、炉主控制指令信号 MB、MT都是同时受N 和P 信号的协调控制。 当负荷指令 N0改变时，机、炉调节器 PIT和 PIB同时对汽轮机侧和锅炉侧发出负荷控制指令，并行地改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量）和汽轮机调门开度。同时为了使主

15、汽压的变化幅度不致太大，还根据汽压PT偏离给定值P0的情况适当地限制汽轮机调门开度的变化，并适当地加强锅炉燃烧率的控制作用。当调节结束后，机炉主控制器共同保证输出电功率NE与负荷指令N0一致，汽压PT恢复为给定值P0。 综合型协调控制方式通过“双向”的机炉协调操作，具有较好的负荷适应性能和汽压控制性能，是一种较为合理和完善的协调控制方式。第四节前馈控制的应用The Application of Feedforward Control采用前馈控制的目的：1. 补偿被控对象（主要是锅炉侧）动态特性的迟延和惯性，加快负荷响应。2. 将前馈信号作为机、炉主控制指令的基本组成部分，以保证机组的输入能量与

16、能量需求基本一致，在变负荷控制过程中起“粗调”作用。 锅炉侧的前馈控制信号来源有两种：1. 负荷指令 N0信号。2.2. 蒸汽流量信号。一、前馈控制信号为负荷指令前馈控制信号为负荷指令 N N0 0例例某 350MW 单元机组协调控制方案如图10-17（a）所示。此方案可用方框图10-17（b）来表示。分析：1.由图(b)可见，该方案是在以锅炉跟随为基础的协调控制方案上，加以前馈控制回路而成。图 10-17 某 350MW 单元机组协调控制方案(a) 协调控制方案； （b）方框图2.锅炉侧，对锅炉主控制指令 MB加入了机组负荷指令N0的比例微分（PD）前馈信号，其中，比例（P）作用保证燃烧率（

17、及相应的给水流量）与负荷要求始终一致；微分作用（D）补偿锅炉的动态迟延和惯性。3.汽轮机侧， 对汽轮机主控制指令 MT加入了机组负荷指令N0的比例（P）前馈信号，65南京工程学院备课用纸N0经比例（P）环节直接作为汽轮机主控制指令 MT的组成部分，以保证 MT的基本部分与N0始终一致。例例 某 320MW 单元机组协调控制方案如图10-18（a）所示。经适当简化，此方案可用图 10-18（b）传递方框图来表示。图 10-18某 320MW 单元机组协调控制方案（已画）(a) 协调控制方案 (b)方框图 (c)功率给定值信号N0的形成分析：1.锅炉主控制指令 MB的形成锅炉侧，负荷指令 N0经比

18、例微分（PD）控制器作用到锅炉主控指令端，形成对锅炉侧的前馈控制作用。因为：K(N0 NE) P0 PT 0或K(N0 NE) P0 PT可见，汽压偏差( P0 PT)与功率偏差( N0 NE)仅相差一个比例常数K，所以取( P0 PT)或( N0 NE)作为控制器输入信号时，效果近似相同。锅炉侧对功率偏差实行积分（I）控制；对汽压偏差实行（P）控制，两者合在一起，实质上构成了对功率偏差的比例积分控制。 分开的目的是为了缩短功率控制过程的时间， 因为在功率控制过程中，汽压的变化比功率的变化要早一些。2.汽机主控指令 MT的形成汽轮机侧 PI 调节器的任务是维持机前压力PT等于给定值 P0， 但

19、在负荷变化过程中，要利用功率偏差( N0 NE)信号修正汽压给定值，以便利用锅炉的蓄热量。压力给定值的修正作用是经由双向限幅器送到汽机调节器入口的加法器上。3.在稳态时，汽轮机侧调节器（PI）保证 PT=P0；锅炉侧调节器（I）保证 NE=N0，这正是汽轮机跟随方式的特点。二、二、前前馈控制信号为蒸汽流量信号馈控制信号为蒸汽流量信号 能量平衡信号：汽轮机对锅炉的能量要求信号。 直接能量平衡(Direct Energy Balance 简称 DEB)协调控制方式：用能量平衡信号作为锅炉主控制器前馈信号的控制方式。 为了克服正反馈作用，即应以蒸汽流量的需求（称为目标蒸汽流量）而不是实际蒸汽流量作为

20、对锅炉的前馈控制信号。 为此， 必须进行修正， 以形成目标蒸汽流量信号。思考：机炉主控器中，可采用哪些信号作为实际输出功 率 的 测 量 信号？这样做对调节系统性能有何影响？思考：正反馈作用是如何形成的？应 如 何 克服？66南京工程学院备课用纸 对调节级压力 P1信号修正方法：压力比修正和压力差修正。1.具有压力比修正的能量平衡信号能量平衡信号：P1PP0T能量平衡信号准确地代表了汽轮机的能量要求。 调节级汽压 P1与主汽压 PT之比P1PT精确地表示汽轮机调门的有效通流面积或开度，即P1T f(P)。如果 P0不是常数（滑T压运行） ，采用P1P0P作为汽轮机的能量需求信号。T能量平衡信号

21、也可克服动态过程的正反馈作用。在稳态时，因 PPT=P0，故1PP0 P1，目标蒸汽流量等于实际蒸汽能量。T例例 图 10-20 为采用P1P为直接能量平衡信号的协调控制方案T分析：（1） 功率偏差N0 NE送入汽轮机主控制器， 机前压力给定值 P0送入锅炉主控制器。属于以锅炉跟随为基础的协调控制方式。(2)锅炉侧，锅炉主控指令MB信号为MB K( PP10 Pt)dt PP1d(P1)TPTdtPt式中 K-比例系数锅炉主控指令 MPB的前馈信号是能量平衡信号1P，式中微分项在动态过程中加强锅T炉主控指令，以补偿机炉之间对负荷要求响应速度的差异。 由于要求动态补偿的能量不仅与负荷变化量成正比

22、，而且还与负荷水平成正比，所以微分项要乘以P1P值。T汽压偏差积分项保证了稳态时能消除压力偏差。(3)汽机侧，汽机调节器（PI）的输入信号为edN0T N0dt KPP1 Kn(N0 NE)dt式中，KP、Kn-比例系数。汽轮机主控制器中， 与负荷指令 N0对应的反馈信号不是实发功率， 而是汽轮机第一级后压力 P1。 由于 P1对汽轮机调节汽门开度的响应比实发功率更灵敏， 故汽机调节汽门能迅速而平稳地响应负荷指令N0的变化。注意： 图 10-20所示系统中，变参数控制的实现67南京工程学院备课用纸负荷指令 N0的微分项dN0是为了在动态过程中，汽轮机调节汽门产生过开（或过dt关） ，以加速功率

23、响应。积分项Kn( N0 NE)dt用于消除稳态功率偏差。 需要说明的是：能量平衡信号与负荷指令信号性质不同，前者反映了汽轮机对锅炉的能量要求，后者反映的是电网对机组的负荷要求。因此采用能量平衡信号，就为锅炉主控制器和汽轮机主控制器在动态过程协调工作提供了一个直接的能量平衡信号。2.具有压力差修正的能量平衡信号能量平衡信号为:P11 K( P0 PT)P1K( P0 PT)为压力差修正项。第五节滑压运行机组的协调控制方案The Sliding Pressure Control of Unit Load 在主控制系统结构上第一,滑压与定压运行的区别仅在于汽压的给定值不同。后者为定值，而前者为负荷

24、的函数。第二，滑压运行要求稳态时汽轮机调门保持一定开度。 滑压运行时，除了应增设汽压给定值形成回路和调门开度调节回路，以实现给定的滑压运行曲线以外， 定压运行机组负荷协调控制方案的其余部分对滑压运行机组都适用。例例 图 10-24 为一台 300MW 单元机组滑压运行时的负荷协调控制方案，其滑压曲线与图 10-23 相同。额定汽压 pn=18.3MPa,在 26%91%额定负荷范围内作滑压运行。图 10-24 某 300MW 单元机组滑压运行时的负荷协调控制方案T0汽轮机调门开度T的给定值分析：（1）该方案为典型的以锅炉跟随为基础的协调控制方案。(2)首先分析主汽压力给定值 P0的形成。请见图

25、 10-24 虚线框中的回路，PS由 PS1和 PS2迭加而成。N0经比例与惯性环节串联回路形成 PS！。比例系数 k 为滑压阶段 P-N 特性曲线的斜率。(3)汽轮机调门开度调节器（PI1）保证滑压阶段调门开度在稳态时等于给定值，即T=T0。因为T0=91%，所以在滑压阶段当需要改变负荷时，调门在开关两个方向都有余地，负荷变化的动态过程中，汽轮机调门开度会暂时改变，利用蓄热能力使机组负荷迅速响应。归纳：主控 系统中，为了补偿锅炉的大迟延、大惯性，控制方案主 要 采 取 的 措施。68南京工程学院备课用纸稳态时，汽轮机调门保持在 91%开度，减小了蒸汽的节流损失，解决了机组效率与负荷响应速度之

26、间的矛盾。(4)负荷指令 N0经 PD 作用，对锅炉形成前馈控制，以使燃烧率（及相应的给水流量）与负荷指令一致，及补偿锅炉的动态迟延和惯性。 N0还直接作用到汽轮机主控指令端，构成比例前馈控制。第六节负荷指令处理Processing the Load Instruction负荷指令处理部分(或负荷指令处理装臵)的主要作用是：对外部负荷要求指令 （目标负荷指令）进行选择并加以处理，使之转变为实际负荷指令N0，作为适合于机、炉运行状态的功率给定值信号。一、正常工况下的负荷指令处理一、正常工况下的负荷指令处理在机组的设备及主参数都正常的情况下，机组的外部负荷要求指令来自三方面：（1）电网中心调度遥控

27、的负荷分配指令（ADS 指令，即 Automatic DispatchSystem） ；（2）机组就地设定的负荷指令；(3)电网调频所需负荷指令。正常工况下的负荷指令一般受到以下限制：1、负荷指令变化速率限制2、 运行人员所设定的最大、最小负荷限制二、异常工况下的负荷指令处理二、异常工况下的负荷指令处理 当机组的主机、主要辅机或设备发生故障，影响机组的实际负荷，或危及机组的安全运行时，就要对机组的实际负荷指令进行必要的处理， ，以防止局部故障扩大到机组其它处，甚至引起单元机组停机事故。 单元机组的主机、主要辅机或设备的故障原因有两类：第一类为跳闸或切除，如某台风机跳闸等，这类故障的来源是明确的

28、，可根据切投状况加以确定。第二类为工作异常，其故障来源是不明确的，只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定。 针对以上两类故障，对机组实际负荷指令的处理方法有四种：处理第一类故障的方法:负荷返回（RUN BACK RB） （或称甩负荷） ；快 速 负 荷 切 断 （ FASTCUTBACK FCB ）； 负 荷 闭 锁 增 / 减 （ BLOCK69南京工程学院备课用纸INCREASE/DECREASE-BI/BD）和负荷迫升/迫降（RUN UP/DOWN） 。处理第二类故障的负荷闭锁增/减（BLOCK I/D）和负荷迫升/迫降（RUN UP/DOWN-RU/RD） 。1、负荷返回（RUN BA

29、CK）负荷返回，也常称为甩负荷或减负荷。它是指在机组运行时，如果某个影响机组出力的辅机跳闸，则主控系统迅速减小负荷指令， 使负荷指令与机组此工况下最大可能出力相一致。同理，若汽机辅机发生跳闸而产生负荷返回，则机组将以锅炉跟随方式运行2、负荷快速切断（FCB）负荷快速切断是指当主机（汽轮发电机）发生跳闸时，快速切断负荷指令，维持机组继续运行。3、负荷闭锁增/减（BLOCK I/D）负荷闭锁增/减指的是，当机组在运行过程中，如果出现下述任一种情况，第一，任一主要辅机已工作在极限状态，比如给风机等工作在最大极限状态。第二，燃料量、空气量、给水流量等任一运行参数与其给定值的偏差已超出规定限值，就认为设

30、备工作异常，出现故障。该回路就对实际负荷指令加以限制，即不让机组实际负荷指令朝着超越工作极限或扩大偏差的方向进一步变化， 以防止事故的发生，直至偏差回到规定限值内才解除闭锁，这就是所谓的负荷指令闭锁或负荷闭锁。负荷闭锁分增闭锁（BLOCKINCREASE，即实际负荷指令上升方向被闭锁）和减闭锁（BLOCK DECREASE，即实际负荷指令下降方向被闭锁） 。4、负荷迫升/迫降（RUN UP/DOWN）对于第二类故障，除了有负荷闭锁增/减的处理方法，还有使负荷迫升/迫降的处理方法。当任一主要辅机已工作在最大/最小极限状态，同时，燃料量、空气量、给水流量等任一运行参数小于/大于其给定值，且偏差已超

31、出规定限值，则必须迫使实际负荷指令减小/增大，直到偏差回到允许范围内。这就是实际负荷指令的迫升/迫降。第七节单元机组主控系统实例The Examples of The Master Control System某 350MW 单元式机组的主控系统方案，经过简化，如图10-27 所示。图 10-27 350MW 单元机组的主控系统方案(已画)T1T8 切换器；f(t) 超前环节；f(x) 死区非线性环节；M/A 手动/自动器70注意：负荷闭锁增 /减、负荷迫升 /迫降两种措施的区别南京工程学院备课用纸一、一、负负荷指令处理部分荷指令处理部分1. 正常工况下的机组负荷指令（1）机组可能出力限制。锅

32、炉、 汽轮发电机组运行正常时， 机组最大可能出力由投入运行的主要辅机台数确定，由负荷返回（RUN BACK）回路计算。（2）机组运行人员设定的最大、最小负荷限制。这是运行人员视机组运行情况而确定的（3）负荷指令变化速率限制。 。这一限制是为了避免负荷指令变化太快。在不同情况下，速率限制值不同。通常，这个限制值是取汽机应力计算得到的限制值和人为设定的限制值中的较小者。当出现RUN UP 或 RUN DOWN 时，则分别采用不同的速率限制值。2异常工况下的实际负荷指令当机组发生局部故障时，应对机组实际负荷指令进行必要的处理。本主控系统，只设计了 RUN UP/DOWN 和 RUN BACK 两种处

33、理方式。当进入RUN DOWN/RUN UP 的条件出现时， 相应的逻辑控制线路控制T3、 T4的切换， T4的切换确定是 RUN DOWN或 RUN UP；T3切换到 b，机组此时的实际负荷指令由 RUN DOWN/ RUN UP 回路发出。而机组运行人员就地设定的负荷指令以及ADS 指令被断开，不能被送往下一环节。 运行人员可利用这个机会处理有关故障，直到RUN DOWN/ RUN UP的条件消除。当出现 RUN BACK 时，主控系统的控制方式，若原先为协调方式，则自动切换为汽机跟随方式。二、二、机机、炉主控制器、炉主控制器主控制系统有四种控制方式，即协调方式、汽机跟随、锅炉跟随和手动方

34、式。它们之间可根据机组运行状况手动选择或自动切换，在不同的控制方式下，机、炉主控制指令的形成原理是不同的，分别说明如下 ：1. 协调控制方式（COORDINATION，简记 COORD） 。在该方式下，汽机、锅炉主控制器都处于自动方式。在协调方式下，机组可以进行滑压运行或定压运行。如图10-27 所示，由切换器 T5进行切换。2. 锅炉跟随方式（Boiler Following，简记 BF）当汽机部分出现某种异常时， 就不能再以 COORD 方式运行，此时可改为 BF 方式（或手动）运行。在 BF 方式时，汽机主控制器一定处于手动状态，汽机增、 减负荷以及增减多少，应由运行人员根据汽机的状况决

35、定。而锅炉主控制器一定处于自动方式。这种方式实际上就是不带功率控制的锅炉跟随方式。71南京工程学院备课用纸与 COORD 方式不同的是，锅炉主控制器的前馈信号采用了具有压力比修正的能量平衡信号P0P1。压力偏差最后由锅炉 PI 调节器消除。PT3. 汽机跟随方式（Turbine Following，简记 TF） 。当有影响锅炉出力的辅机故障时， 可将系统切成 TF 方式运行， 这种切换可能是自动进行的。TF 方式下，汽机主控制器处于自动方式，其PI 调节器接受主汽压差信号。TF 方式下，锅炉主控制器（M/A 站）可以处于自动方式，也可以处于手动方式。当锅炉主控制器处于手动方式时，由运行人员手动

36、改变锅炉的负荷，从而改变机组负荷。这种方式是不带功率控制的汽轮机跟随方式。当锅炉主控制器处于自动方式时，锅炉主控制指令信号MB是由负荷指令处理部分来的 N0。但此时网调指令（ADS）及频差信号被闭锁，即机组负荷指令只能来自运行人员就地设定的负荷指令。这种方式下运行时，该系统的实际负荷 NE与负荷指令 N0可以不完全相等，因为没有 NE与 N0比较回路。这种方式是带功率控制的汽轮机跟随方式。4. 手动（MANUAL）方式，也称基础（BASE）方式上述三种方式都不能使机组稳定运行时，则主控系统切为手动方式，汽机调门开度和锅炉燃烧率均由运行人员手动控制。此时，负荷指令回路的指令 N0将跟踪机组实际负

37、荷NE，压力定值 P0将跟踪实际压力PT。总结:一个主控系统能正常投入运行所必须遵循的基本原则有以下几点：（1）当外界负荷（ ADS 指令或运行人员变负荷指令）改变时，锅炉、汽轮机应能协调地调节有关流量， 使单元机组的输出功率 NE尽快地满足负荷要求的变化， 并能维持汽机前主汽压力 PT在机组安全运行所允许的范围内变化。（2）当单元机组的部分辅机发生故障或其它原因造成机组出力不足时，主控制系统应能自动地以预定速率把机组承担的负荷降低到适当水平后继续运行， 即具有负荷返回功能。（3）当机组的主要辅机设备工作在极限状态或机组中的主要流量（风量，给水量，燃料量等）与其给定值之间的偏差大于允许值时，应

38、对机组实际负荷指令实现增/减闭锁，或迫升/迫降，以防止事故的发生。（4）保证主控制系统有足够的稳定性裕量， 并使各被调量不致过分超调和振荡。 此外，主控制系统应具有较好的整体性，即锅炉或汽机有一侧手动运行（自动控制回路开环） ，另一侧自动运行时，系统仍能正常稳定运行。72南京工程学院备课用纸（5）主控制系统应具有各种控制方式 （包括定压/滑压方式）间的无扰动切换功能，并能实现由手动控制到自动控制的无扰动切换，即具有跟踪功能。作业：10-1 什么是锅炉侧扰动？什么是汽机侧扰动？10-2 主控系统调节对象的动态特性的主要特点是什么？10-3 单元机组主控系统由哪几部分组成，各部分作用是什么？10-

39、4 什么是协调控制系统？什么是协调控制方式？10-5 分别说明汽轮机跟随方式和以汽轮机跟随为基础的协调控制方式的原理。10-6 主控系统中，作为对锅炉的前馈控制信号，通常不采用蒸汽流量，而采用能量平衡信号，为什么？10-7 试分析下图中，当功率给定值N0阶跃增加时，机炉主控器的工作过程。P0PTP1N0NEdIdIXPPI锅炉燃烧率指令汽机调节阀门开度指令习题10-7图10-8 采用滑压运行的单元机组，与定压运行机组比较，其主控系统有何不同？10-9 简述实际负荷指令的形成过程。10-10 单元机组负荷控制系统中机炉负荷控制部分的主要作用是什么？10-11 试分别用阶跃响应曲线描述在汽机调门UB或主蒸汽流量 D 扰动下的主汽压特性，并作简要分析。73