《机组协调控制系统》PPT课件

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1、 第二章第二章 协调控制系统协调控制系统2.1 2.1 概概概概 述述述述 2.2 2.2 单元机组动态特性单元机组动态特性单元机组动态特性单元机组动态特性2.3 2.3 间接能量平衡协调系统间接能量平衡协调系统间接能量平衡协调系统间接能量平衡协调系统2.4 2.4 直接能量平衡协调系统直接能量平衡协调系统直接能量平衡协调系统直接能量平衡协调系统2.5 2.5 自动发电控制自动发电控制自动发电控制自动发电控制 协调系统实例分析协调系统实例分析协调系统实例分析协调系统实例分析1 1 1 1 协调系统实例分析协调系统实例分析协调系统实例分析协调系统实例分析2 2 2 212-1 2-1 2-1 2

2、-1 概概概概 述述述述2一、协调控制的基本概念一、协调控制的基本概念一、协调控制的基本概念一、协调控制的基本概念从大系统理论出发，协调控制是一种解决大系从大系统理论出发，协调控制是一种解决大系统控制问题的基本策略。统控制问题的基本策略。所谓大系统可理解为由若干相互关联子系统组所谓大系统可理解为由若干相互关联子系统组成的复杂系统。应用大系统理论处理这类庞大而复成的复杂系统。应用大系统理论处理这类庞大而复杂系统控制问题的基本方法就是分解杂系统控制问题的基本方法就是分解协调的方协调的方法。所谓分解就是把大系统化为若干子系统，以便法。所谓分解就是把大系统化为若干子系统，以便进行分块的处理与控制，求得

3、各子系统的局部最优进行分块的处理与控制，求得各子系统的局部最优解；而协调则是从系统的全局出发，合理地调整各解；而协调则是从系统的全局出发，合理地调整各子系统之间的关系，求得各子系统之间的和谐与统子系统之间的关系，求得各子系统之间的和谐与统一，进而得到整个大系统的最优解。一，进而得到整个大系统的最优解。3大系统中包含的各子系统之间，相互关联的结构大系统中包含的各子系统之间，相互关联的结构有多种多样的形式。其中最为普遍的形式是一种递阶有多种多样的形式。其中最为普遍的形式是一种递阶的结构。在这种递阶的结构中，各子系统处于不同级的结构。在这种递阶的结构中，各子系统处于不同级别的层次中，并具有不同的职能

4、。别的层次中，并具有不同的职能。4 协调控制级上的协调控制器要对下一级中的协调控制级上的协调控制器要对下一级中的若干个控制器进行协调。协调的过程是一个多目若干个控制器进行协调。协调的过程是一个多目标决策的过程，也是一个全局优化的过程。标决策的过程，也是一个全局优化的过程。 5二、单元机组协调控制系统二、单元机组协调控制系统二、单元机组协调控制系统二、单元机组协调控制系统 单元机组协调控制系统把锅炉和汽轮发电机组作单元机组协调控制系统把锅炉和汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、联锁保护等功能有机地结合在自动

5、调节、逻辑控制、联锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多种控制功能，满足不同运行方一起，构成一种具有多种控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。式和不同工况下控制要求的综合控制系统。 单元机组协调控制系统的设计充分利用了机炉对单元机组协调控制系统的设计充分利用了机炉对象特性方面的特点，采用了前馈、补偿、多变量解耦象特性方面的特点，采用了前馈、补偿、多变量解耦等控制策略，使控制系统具有合理、可靠、易于维护等控制策略，使控制系统具有合理、可靠、易于维护调整等优点。建立在现代控制理论和方法基础上的单调整等优点。建立在现代控制理论和方法基础上的单元机组协调控制系统也处于研究

6、和发展之中。元机组协调控制系统也处于研究和发展之中。6单元机组协调控制系统框图单元机组协调控制系统框图单元机组协调控制系统框图单元机组协调控制系统框图 7 单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉燃料控制系统，风量控制控制级的子系统包括锅炉燃料控制系统，风量控制系统，汽轮机功率系统，汽轮机功率/ / 频率调节系统，以及直流锅炉频率调节系统，以及直流锅炉的给水控

7、制系统。的给水控制系统。 单元机组主控系统产生指挥机炉控制器动作的单元机组主控系统产生指挥机炉控制器动作的锅炉指令和汽机指令。局部控制级的控制器执行主锅炉指令和汽机指令。局部控制级的控制器执行主控系统发出的指令，完成指定的控制任务。控系统发出的指令，完成指定的控制任务。 协调控制主控系统结构框图协调控制主控系统结构框图协调控制主控系统结构框图协调控制主控系统结构框图 8负荷管理中心结构图负荷管理中心结构图负荷管理中心结构图负荷管理中心结构图 9单元机组协调控制系统简化框图单元机组协调控制系统简化框图单元机组协调控制系统简化框图单元机组协调控制系统简化框图 10 三、主要特点三、主要特点三、主要

8、特点三、主要特点 （1 1）系统结构先进。采用了递阶控制结构，在局部）系统结构先进。采用了递阶控制结构，在局部控制级的基础上引入了机炉协调级，把锅炉、汽轮发电控制级的基础上引入了机炉协调级，把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制。控制器设计主要采用了前机组作为一个整体进行控制。控制器设计主要采用了前馈、反馈、补偿以及变结构控制等技术，并充分地利用馈、反馈、补偿以及变结构控制等技术，并充分地利用了机炉动态特性方面的特点，克服系统内部耦合和非线了机炉动态特性方面的特点，克服系统内部耦合和非线性特性，获得优良的控制品质。同时，又保留了控制器性特性，获得优良的控制品质。同时，又保留了控制器结构简单，

9、易于工程实现和参数整定，便于操作、维护结构简单，易于工程实现和参数整定，便于操作、维护等优点。并能直接接收电网自动调度系统指令，为实现等优点。并能直接接收电网自动调度系统指令，为实现电网级自动调度和协调控制奠定了基础。电网级自动调度和协调控制奠定了基础。11 （2 2）系统功能完善。除了在正常工况下的连续调节）系统功能完善。除了在正常工况下的连续调节功能之外，系统还设计有一整套逻辑控制系统。包括实功能之外，系统还设计有一整套逻辑控制系统。包括实际功率给定逻辑，局部故障处理逻辑，运行方式切换逻际功率给定逻辑，局部故障处理逻辑，运行方式切换逻辑，以及显示报警、监督管理等功能。系统可根据实际辑，以及

10、显示报警、监督管理等功能。系统可根据实际需要和设备状况，选择不同的运行方式，比如机跟炉、需要和设备状况，选择不同的运行方式，比如机跟炉、炉跟机、机炉协调方式；定压运行或滑压运行方式；固炉跟机、机炉协调方式；定压运行或滑压运行方式；固定功率输出或可调功率方式；调频或非调频方式等。适定功率输出或可调功率方式；调频或非调频方式等。适应不同运行工况对控制功能的要求。应不同运行工况对控制功能的要求。 （3 3）系统可靠性高。通过设置安全保护系统和采取）系统可靠性高。通过设置安全保护系统和采取一系列可靠性措施，可获得很高的系统可靠性。比如，一系列可靠性措施，可获得很高的系统可靠性。比如，当主机或辅机设备故

11、障时，可自动改变控制方式，对实当主机或辅机设备故障时，可自动改变控制方式，对实际功率指令的幅值和变化速率进行改变，并通过相应的际功率指令的幅值和变化速率进行改变，并通过相应的联锁保护，报警显示等措施，保证机组在安全范围内运联锁保护，报警显示等措施，保证机组在安全范围内运行，并维持最佳的工况。行，并维持最佳的工况。 122-2 2-2 2-2 2-2 单元机组动态特性单元机组动态特性单元机组动态特性单元机组动态特性13一、单元机组的运行方式一、单元机组的运行方式一、单元机组的运行方式一、单元机组的运行方式 单元机组的运行方式有定压运行和滑压运行两种。单元机组的运行方式有定压运行和滑压运行两种。定

12、压运行是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽定压运行是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。门的开度，改变机组的输出功率。 滑压运行则是始终保持汽轮机调节汽门全开，在维滑压运行则是始终保持汽轮机调节汽门全开，在维持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。组的输出功率。 14 1 1、滑压运行方式、滑压运行方式、滑压运行方式、滑压运行方式单元机组在滑压运行方式下，保持主汽门和调节汽门单元机组在滑压运行方

13、式下，保持主汽门和调节汽门全开。外界负荷需求变化时，通过调节锅炉的燃料、风量、全开。外界负荷需求变化时，通过调节锅炉的燃料、风量、给水以及相应的输入量，改变锅炉的蒸发量，进而改变汽给水以及相应的输入量，改变锅炉的蒸发量，进而改变汽轮机的进汽压力，在维持汽温为额定值的前提下，使进入轮机的进汽压力，在维持汽温为额定值的前提下，使进入汽轮机蒸汽的能量改变，使汽轮发电机组的输出功率适应汽轮机蒸汽的能量改变，使汽轮发电机组的输出功率适应外界负荷的需求。外界负荷的需求。采取的办法是不使汽轮机调节汽门处于全开的位置，采取的办法是不使汽轮机调节汽门处于全开的位置，而是留出一定的调节余地。当外界负荷需求变更时，

14、首先而是留出一定的调节余地。当外界负荷需求变更时，首先通过调整汽轮机调节汽门的开度，改变进汽量，利用锅炉通过调整汽轮机调节汽门的开度，改变进汽量，利用锅炉内部的蓄热能量，较快地适应外界负荷的需求。与此同时，内部的蓄热能量，较快地适应外界负荷的需求。与此同时，调整进入锅炉的输入量，使燃烧率改变，与外界负荷需求调整进入锅炉的输入量，使燃烧率改变，与外界负荷需求达到新的平衡。调节汽门的调节余地也为机组参与电网一达到新的平衡。调节汽门的调节余地也为机组参与电网一次调频创造了条件。次调频创造了条件。15滑压运行方式具有以下主要特点滑压运行方式具有以下主要特点: : （1 1）汽轮机调节汽门保持近似全开将

15、会使进汽节）汽轮机调节汽门保持近似全开将会使进汽节流损失降低。负荷越低，节流损失的降低越明显。另外，流损失降低。负荷越低，节流损失的降低越明显。另外，汽轮机的级效率也要比定压运行时高。例如某机组在汽轮机的级效率也要比定压运行时高。例如某机组在50%50%负荷下，滑压运行级效率比定压运行时要高出负荷下，滑压运行级效率比定压运行时要高出15%15%左左右。右。 （2 2）在部分负荷下，主蒸汽和再热蒸汽的压力降低，）在部分负荷下，主蒸汽和再热蒸汽的压力降低，容易保持蒸汽温度不变。可获得较高的循环效率。容易保持蒸汽温度不变。可获得较高的循环效率。 （3 3）部分负荷下给水泵的功耗比定压运行时减小。）部

16、分负荷下给水泵的功耗比定压运行时减小。因为滑压运行时给水压力与机组负荷成正比，在相同的因为滑压运行时给水压力与机组负荷成正比，在相同的机组部分负荷条件下，给水泵出口压力比定压运行时要机组部分负荷条件下，给水泵出口压力比定压运行时要低得多。例如，某机组在低得多。例如，某机组在50%50%负荷下，滑压运行时给水负荷下，滑压运行时给水泵的功耗仅相当于定压运行时的泵的功耗仅相当于定压运行时的55%55%。16 （4 4）调峰停机后再启动快，降低了启动损耗。因）调峰停机后再启动快，降低了启动损耗。因为在低负荷下汽轮机的金属温度基本不变，若在机组为在低负荷下汽轮机的金属温度基本不变，若在机组最低负荷下打闸

17、停机，可以在较高的金属温度下停机最低负荷下打闸停机，可以在较高的金属温度下停机热备用，如重新热态启动，将大大缩短再启动时间，热备用，如重新热态启动，将大大缩短再启动时间，使启动损耗相应地降低。例如，一台使启动损耗相应地降低。例如，一台600MW600MW机组滑压停机组滑压停机机8 8小时以后再启动，从锅炉点火到带额定负荷仅需小时以后再启动，从锅炉点火到带额定负荷仅需3535分钟。使机组的灵活调度能力大为增强。分钟。使机组的灵活调度能力大为增强。 （5 5）负荷越低，滑压运行的经济性越显著。其主）负荷越低，滑压运行的经济性越显著。其主要原因是在低负荷下滑压运行的调节阀节流损失比定要原因是在低负荷

18、下滑压运行的调节阀节流损失比定压运行低得多。而在额定负荷下滑压运行的经济效益压运行低得多。而在额定负荷下滑压运行的经济效益则不明显。因此，大容量单元机组参加电网调峰运行则不明显。因此，大容量单元机组参加电网调峰运行时，采用滑压运行方式是极为有利的。时，采用滑压运行方式是极为有利的。 17 2 2、定压运行方式、定压运行方式、定压运行方式、定压运行方式定压运行方式的基本特征是机组负荷在任何稳定定压运行方式的基本特征是机组负荷在任何稳定工况下，均保持主蒸汽压力和温度为额定值。定压运工况下，均保持主蒸汽压力和温度为额定值。定压运行机组的运行方式有机跟炉、炉跟机和机炉协调三种行机组的运行方式有机跟炉、

19、炉跟机和机炉协调三种方式。需要强调的是，使汽轮机调节汽门具有一定调方式。需要强调的是，使汽轮机调节汽门具有一定调节余量的滑压运行方式已不是单纯的滑压运行，也可节余量的滑压运行方式已不是单纯的滑压运行，也可分为机跟炉、炉跟机和机炉协调方式。分为机跟炉、炉跟机和机炉协调方式。 （1 1）机跟炉方式）机跟炉方式）机跟炉方式）机跟炉方式外界负荷需求变化时，首先改变锅炉负荷。当主外界负荷需求变化时，首先改变锅炉负荷。当主蒸汽压力产生额定值偏差时，调整汽轮机调节汽门开蒸汽压力产生额定值偏差时，调整汽轮机调节汽门开度，维持汽轮机机前压力恒定。这种方式简单地称为度，维持汽轮机机前压力恒定。这种方式简单地称为锅

20、炉保持负荷、汽机保持压力的方式，也称为锅炉基锅炉保持负荷、汽机保持压力的方式，也称为锅炉基本、汽机跟随方式。该运行方式下，机组对外界负荷本、汽机跟随方式。该运行方式下，机组对外界负荷响应较慢，但主蒸汽压力稳定性好。响应较慢，但主蒸汽压力稳定性好。18（2 2）炉跟机方式）炉跟机方式）炉跟机方式）炉跟机方式外界负荷需求变化时，首先改变汽轮机调节汽门的外界负荷需求变化时，首先改变汽轮机调节汽门的开度，改变进汽量，使机组输出功率与外界负荷需求相开度，改变进汽量，使机组输出功率与外界负荷需求相适应。此时势必造成机前压力偏离额定值。锅炉依据机适应。此时势必造成机前压力偏离额定值。锅炉依据机前压力偏差调整

21、燃烧率和给水流量，消除主蒸汽压力偏前压力偏差调整燃烧率和给水流量，消除主蒸汽压力偏差，达到新的能量平衡。这种方式称为汽机保持负荷、差，达到新的能量平衡。这种方式称为汽机保持负荷、锅炉保持压力方式。也称为汽机基本、锅炉跟随方式。锅炉保持压力方式。也称为汽机基本、锅炉跟随方式。这种运行方式的特点是机组响应外界负荷的速度快，但这种运行方式的特点是机组响应外界负荷的速度快，但机前压力的波动性大。机前压力的波动性大。（3 3）机炉协调方式）机炉协调方式）机炉协调方式）机炉协调方式当外界负荷需求变化时，同时改变机炉的负荷。既当外界负荷需求变化时，同时改变机炉的负荷。既考虑到机组响应外界负荷的快速性，又不致

22、造成机前压考虑到机组响应外界负荷的快速性，又不致造成机前压力的过分波动，使机炉之间出现的能量不平衡程度尽可力的过分波动，使机炉之间出现的能量不平衡程度尽可能小，时间尽可能短，这样的运行方式则称之为机炉协能小，时间尽可能短，这样的运行方式则称之为机炉协调运行方式。调运行方式。19 3 3、联合运行方式、联合运行方式、联合运行方式、联合运行方式综合以上滑压和定压两种运行方式的特点，不难发综合以上滑压和定压两种运行方式的特点，不难发现在低负荷时滑压运行有利，在高负荷时定压运行方式现在低负荷时滑压运行有利，在高负荷时定压运行方式具有其优越性。比如，可有效地利用锅炉蓄热，提高对具有其优越性。比如，可有效

23、地利用锅炉蓄热，提高对外界负荷需求的响应速度。如果根据机组的不同负荷水外界负荷需求的响应速度。如果根据机组的不同负荷水平，在低负荷下采用滑压运行方式，在高负荷下采用定平，在低负荷下采用滑压运行方式，在高负荷下采用定压运行方式，就构成联合运行方式。压运行方式，就构成联合运行方式。4 4、调频运行方式、调频运行方式、调频运行方式、调频运行方式电网规模的扩大和对供电质量的更高要求，对大机电网规模的扩大和对供电质量的更高要求，对大机组参加电网调频的要求愈来愈迫切。单元机组参加电网组参加电网调频的要求愈来愈迫切。单元机组参加电网调频的方式分为一次调频和二次调频。一次调频是指汽调频的方式分为一次调频和二次

24、调频。一次调频是指汽轮机电液调速系统根据电网频率的变化，自动地改变一轮机电液调速系统根据电网频率的变化，自动地改变一部分负荷，以减小电网频率的波动。部分负荷，以减小电网频率的波动。20一次调频特性示意图一次调频特性示意图一次调频特性示意图一次调频特性示意图 21 二、直流锅炉的结构特点二、直流锅炉的结构特点二、直流锅炉的结构特点二、直流锅炉的结构特点 随着锅炉朝着大容量高参数的方向发展，直流锅炉由随着锅炉朝着大容量高参数的方向发展，直流锅炉由于其自身的许多优点，而被日益广泛地采用。于其自身的许多优点，而被日益广泛地采用。由于直流锅炉与汽包锅炉相比，存在着结构上的差异，由于直流锅炉与汽包锅炉相比

25、，存在着结构上的差异，使得在运行特性和控制特性上都有其自身的特点。使得在运行特性和控制特性上都有其自身的特点。 1. 1. 锅炉按水循环方式分类锅炉按水循环方式分类锅炉按水循环方式分类锅炉按水循环方式分类 (1) (1) 水循环过程水循环过程水循环过程水循环过程 锅锅炉炉的的受受热热面面，包包括括加加热热水水的的省省煤煤器器、使使水水汽汽化化的的蒸蒸发发受受热热面面和和加加热热蒸蒸汽汽的的过过热热器器，一一侧侧由由烟烟气气侧侧吸吸收收热热量量，另一侧把热量传给给水或蒸汽。另一侧把热量传给给水或蒸汽。22 不不论论哪哪种种受受热热面面，都都应应能能随随时时把把热热量量带带走走以以保保证证受受热热

26、面面金金属属的的正正常常工工作作，所所以以内内部部工工质质应应不不断断流流动动。水水在在省省煤煤器器中中和和蒸蒸汽汽在在过过热热器器中中均均为为单单相相工工质质，只只是是一一次次通通过过受受热热面面。给给水水流流经经省省煤煤器器的的阻阻力力要要由由给给水水泵泵的的压压头头来来克克服服，故故省省煤煤器器进进口口的的压压力力高高于于蒸蒸发发面面中中的的压压力力。过过热热器器中中蒸蒸汽汽的的流流动动阻阻力力是是由由压压力力降降来来克克服服的的，即即在在过过热热器器进进口口和和出出口口之之间间也也有有压压力力差差。流流经经蒸蒸发发受受热热面面的的工工质质为为水和汽的混合物。水和汽的混合物。 (2) (

27、2) 锅炉分类锅炉分类锅炉分类锅炉分类 汽汽水水混混合合物物可可能能一一次次或或多多次次流流经经蒸蒸发发受受热热面面，对对于于结结构构不不同同的的锅锅炉炉，推推动动汽汽水水混混合合物物流流动动的的方方式式也也不不一一样样，按按此此可可把把锅锅炉炉分分为为几几种种类类型型：自自自自然然然然循循循循环环环环锅锅锅锅炉炉炉炉、强强强强制制制制循循循循环环环环锅炉锅炉锅炉锅炉和和直流锅炉直流锅炉直流锅炉直流锅炉。 23图图图图. . 蒸汽锅炉蒸发部分的几种类型蒸汽锅炉蒸发部分的几种类型蒸汽锅炉蒸发部分的几种类型蒸汽锅炉蒸发部分的几种类型（a a）自然循环；（）自然循环；（）自然循环；（）自然循环；（b

28、 b）多次强制循环；（）多次强制循环；（）多次强制循环；（）多次强制循环；（c c）直流式）直流式）直流式）直流式11给水泵；给水泵；给水泵；给水泵；22省煤器；省煤器；省煤器；省煤器；33汽包；汽包；汽包；汽包；44下降管；下降管；下降管；下降管；55联箱；联箱；联箱；联箱；66蒸发管；蒸发管；蒸发管；蒸发管；77过热器；过热器；过热器；过热器；88强制循环泵强制循环泵强制循环泵强制循环泵24 1 1）自然循环锅炉和多次强制循环锅炉）自然循环锅炉和多次强制循环锅炉）自然循环锅炉和多次强制循环锅炉）自然循环锅炉和多次强制循环锅炉 共共同同特特点点是是都都有有汽汽包包。汽汽包包将将省省煤煤器器、

29、蒸蒸发发部部分分和和过过热热器器分分隔隔开开，并并使使蒸蒸发发部部分分形形成成密密闭闭的的循循环环回回路路。汽汽包包内内的的大大容容积积能能保保证证汽汽和和水水的的良良好好分分离离。但但是是汽汽包包锅炉只适用于临界压力以下的工作压力。锅炉只适用于临界压力以下的工作压力。 2 2）直流锅炉）直流锅炉）直流锅炉）直流锅炉 如如图图（C C），直直流流锅锅炉炉没没有有汽汽包包，工工质质一一次次通通过过蒸蒸发发部部分分，即即循循环环倍倍率率等等于于1 1。直直流流锅锅炉炉的的另另一一特特点点是是：在在省省煤煤器器、蒸蒸发发部部分分和和过过热热器器之之间间没没有有固固定定不不变变的的分分界界点点，水水在

30、在受受热热蒸蒸发发面面中中全全部部转转变变为为蒸蒸汽汽，沿沿工工质质整整个个行行程程的的流流动动阻阻力力均均由由给给水水泵泵来来克克服服。直直流流锅锅炉炉既既可可用于临界压力以下，也可设计为超临界压力。用于临界压力以下，也可设计为超临界压力。 25 3 3）复合循环锅炉）复合循环锅炉）复合循环锅炉）复合循环锅炉 在在自自然然循循环环和和多多次次强强制制循循环环锅锅炉炉中中，水水要要多多次次流流经经蒸蒸发发部部分分才才能能完完全全转转变变为为蒸蒸汽汽；在在直直流流锅锅炉炉中中，水水只只一一次次通通过过蒸蒸发发部部分分就就全全部部汽汽化化。所所谓谓复复合合循循环环锅锅炉炉是是在在一一台锅炉上具有这

31、两种循环方式的锅炉。台锅炉上具有这两种循环方式的锅炉。图图图图. . 复合循环系统复合循环系统复合循环系统复合循环系统l-8l-8一同图一同图一同图一同图5-15-1；9 9一混合器；一混合器；一混合器；一混合器；1010一止回阀；一止回阀；一止回阀；一止回阀；1111一汽水分离器；一汽水分离器；一汽水分离器；一汽水分离器；1212一调节阀一调节阀一调节阀一调节阀 26 图（图（a a）为亚临界压力低负荷再循环系统，锅炉在低）为亚临界压力低负荷再循环系统，锅炉在低负荷时由蒸发部分流入分离器的为湿蒸汽，经分离后蒸负荷时由蒸发部分流入分离器的为湿蒸汽，经分离后蒸汽流入过热器，而水则由循环泵送回到省

32、煤器进口，这汽流入过热器，而水则由循环泵送回到省煤器进口，这时流经蒸发部分的工质流量超过流出的蒸汽量，即循环时流经蒸发部分的工质流量超过流出的蒸汽量，即循环倍率大于倍率大于1 1。高负荷时由蒸发部分出来的是微过热蒸汽，。高负荷时由蒸发部分出来的是微过热蒸汽，这时循环泵停用，锅炉按纯直流方式工作。这时循环泵停用，锅炉按纯直流方式工作。图（图（b b）示出超临界压力下的复合循环系统，它不用）示出超临界压力下的复合循环系统，它不用汽水分离器，只是在低负荷时开启调节阀汽水分离器，只是在低负荷时开启调节阀1212使较多的工使较多的工质流经蒸发部分；但在高负荷时关闭调节阀，锅炉按纯质流经蒸发部分；但在高负

33、荷时关闭调节阀，锅炉按纯直流方式工作。不论在低负荷或高负荷时再循环泵均在直流方式工作。不论在低负荷或高负荷时再循环泵均在工作。工作。 272. 2. 直流炉的结构直流炉的结构直流炉的结构直流炉的结构左图为直流锅炉汽水流左图为直流锅炉汽水流程布置图。一次工质在给水程布置图。一次工质在给水泵压力作用下，经省煤器加泵压力作用下，经省煤器加热后，进入热后，进入下辐射区下辐射区下辐射区下辐射区蒸发为蒸发为湿蒸汽，再经湿蒸汽，再经对流过渡区对流过渡区对流过渡区对流过渡区、上辐射区上辐射区上辐射区上辐射区和和对流过热区对流过热区对流过热区对流过热区加热加热成过热蒸汽，送至汽轮机。成过热蒸汽，送至汽轮机。可见

34、，直流锅炉是由各受热可见，直流锅炉是由各受热面及连接这些受热面的的管面及连接这些受热面的的管道组成。其汽水流程中没有道组成。其汽水流程中没有汽包和锅内小循环回路。汽包和锅内小循环回路。 图图图图. . 直流锅炉简图直流锅炉简图直流锅炉简图直流锅炉简图ll省煤器；省煤器；省煤器；省煤器；22下辐射区；下辐射区；下辐射区；下辐射区；33对流过对流过对流过对流过渡区；渡区；渡区；渡区；44上辐射区；上辐射区；上辐射区；上辐射区；55对流过热区；对流过热区；对流过热区；对流过热区；6 6 空气预热器空气预热器空气预热器空气预热器28 直直流流锅锅炉炉没没有有汽汽包包，整整个个锅锅炉炉是是由由许许多多管

35、管子子并并联联，然然后后用用联联箱箱连连接接串串联联而而成成。在在给给水水泵泵的的压压头头作作用用下下，工工质质顺顺序序一一次次通通过过加加加加热热热热、蒸蒸蒸蒸发发发发和和过过过过热热热热受受受受热热热热面面面面。进进口口工工质质为为水水，出出口口工工质质为为过过热热蒸蒸汽汽。由由于于没没有有汽汽包包，所所以以在在加加热热和和蒸蒸发发受受热热面面之之间间，以以及及在在蒸蒸发发和和过过热热受受热热面面之之间间都都没没有固定的分界线。有固定的分界线。图图图图. . 直流锅炉工作原理直流锅炉工作原理直流锅炉工作原理直流锅炉工作原理焓；焓；焓；焓；压力；压力；压力；压力；比容；比容；比容；比容；温度

36、；温度；温度；温度；29 3. 3. 3. 3. 结构特点结构特点结构特点结构特点 上图示出沿直流锅炉管子工质的状态和参数的变化：上图示出沿直流锅炉管子工质的状态和参数的变化：加热区和过热区中的参数变化同自然循环锅炉相同；在蒸加热区和过热区中的参数变化同自然循环锅炉相同；在蒸发区中由于流动阻力，压力有所降低，相应的饱和温度也发区中由于流动阻力，压力有所降低，相应的饱和温度也有所下降。有所下降。（1 1）应有高品质的给水应有高品质的给水：进入锅炉的给水全部变为蒸汽：进入锅炉的给水全部变为蒸汽，给水所含的盐分除少量溶于蒸汽而被带出外，其余杂质，给水所含的盐分除少量溶于蒸汽而被带出外，其余杂质均将沉

37、积在受热管内壁上。均将沉积在受热管内壁上。 （2 2）节节约约钢钢材材：采采用用小小管管径径而而且且不不用用汽汽包包，就就可可大大量量节节约钢材。一般直流锅炉大约可节约约钢材。一般直流锅炉大约可节约20203030的钢材。的钢材。 （3 3）因因强强制制工工质质流流动动，蒸蒸发发部部分分的的管管子子允允许许有有多多种种布布置置方方式式不不必必象象自自然然循循环环锅锅炉炉那那样样要要用用立立置置的的蒸蒸发发管管。但但蒸蒸发段的最后部分受热面应安置在热负荷较为温和的地区发段的最后部分受热面应安置在热负荷较为温和的地区。30 （4 4）直直流流锅锅炉炉不不受受工工作作压压力力的的限限制制，而而且且更

38、更适适于于超超高高压压力力和和超超临临界界压压力力，因因为为随随压压力力的的提提高高以以及及水水和和汽汽的的比容差的减小，工质的流动更为稳定。比容差的减小，工质的流动更为稳定。 （5 5）锅锅炉炉储储存存的的热热量量少少。当当外外界界负负荷荷变变化化较较快快而而燃燃烧烧和和给给水水调调整整赶赶不不上上时时，汽汽压压和和汽汽温温的的波波动动较较大大。但但是是正正因因为为储储热热少少，对对调调节节的的反反映映也也快快，如如配配有有灵灵敏敏的的调调节节设备，可适应外界负荷变动。设备，可适应外界负荷变动。 （6 6）直直流流锅锅炉炉的的起起动动和和停停炉炉的的时时间间较较短短，一一般般不不超超过过1

39、1小小时时。汽汽包包锅锅炉炉由由于于汽汽包包壁壁很很厚厚，为为减减少少由由于于汽汽包包壁壁内内外外和和上上下下温温差差而而引引起起的的热热应应力力，在在起起动动和和停停炉炉时时常常需需缓慢进行，要用缓慢进行，要用3 31010小时之久。小时之久。31 从从控控制制特特性性角角度度来来看看，直直流流锅锅炉炉与与汽汽包包锅锅炉炉的的主主要要不不不不同同同同点点点点表表表表现现现现在在在在燃燃燃燃水水水水比比比比例例例例的的的的变变变变化化化化，引引引引起起起起锅锅锅锅炉炉炉炉内内内内工工工工质质质质储储储储量的变化，从而改变各受热面积比例量的变化，从而改变各受热面积比例量的变化，从而改变各受热面积

40、比例量的变化，从而改变各受热面积比例。 影影响响锅锅炉炉内内工工质质储储量量的的因因素素很很多多，主主要要有有外外界界负负荷荷、燃料流量燃料流量和和给水流量给水流量。 对对于于不不同同压压力力等等级级的的直直流流锅锅炉炉，各各段段受受热热面面积积比比例例不不同同。压压力力越越高高，蒸蒸发发段段的的吸吸热热量量比比例例越越小小，而而加加热热段段与与过过热热段段吸吸热热量量比比例例越越大大。因因而而，不不同同压压力力等等级级直流锅炉的动态特性通常存在一定差异。直流锅炉的动态特性通常存在一定差异。下图为直流锅炉动态特性曲线：下图为直流锅炉动态特性曲线： 三、单元机组动态特性分析三、单元机组动态特性分

41、析三、单元机组动态特性分析三、单元机组动态特性分析 32图图图图. . . . 直流锅炉动态特性曲线直流锅炉动态特性曲线直流锅炉动态特性曲线直流锅炉动态特性曲线(a)(a)(a)(a)调节汽门开度扰动；（调节汽门开度扰动；（调节汽门开度扰动；（调节汽门开度扰动；（b b b b）燃料量扰动；）燃料量扰动；）燃料量扰动；）燃料量扰动； (c) (c) (c) (c) 给水量扰动给水量扰动给水量扰动给水量扰动 实线实线实线实线一般一般一般一般直流锅炉；直流锅炉；直流锅炉；直流锅炉；虚线虚线虚线虚线带分带分带分带分离器的苏尔离器的苏尔离器的苏尔离器的苏尔寿直流锅炉寿直流锅炉寿直流锅炉寿直流锅炉 33

42、 1. 1. 外部负荷扰动下直流锅炉动态特性外部负荷扰动下直流锅炉动态特性外部负荷扰动下直流锅炉动态特性外部负荷扰动下直流锅炉动态特性 上上图图(a)(a)所所示示为为外外部部负负荷荷扰扰动动下下直直流流锅锅炉炉有有关关参参数数响响应应曲曲线线。假假定定汽汽机机耗耗汽汽量量正正比比于于调调节节阀阀开开度度 与与蒸蒸汽汽压压力力 的的乘乘积积，在在 阶阶跃跃增增加加的的情情况况下下，蒸蒸汽汽流流量量阶阶跃跃增增加加，使使得得蒸蒸汽汽压压力力开开始始时时以以一一定定速速度度下下降降。由由于于给给水水流流量量和和燃燃料料流流量量没没有有变变，蒸蒸汽汽流流量量逐逐渐渐回回落落至至与与给给水水流流量量相

43、相应应的的值值，蒸蒸汽汽压压力力则则逐逐渐渐稳稳定定。汽汽机机功功率率的的变变化化与与蒸蒸汽汽流流量量成成比比例例，其其增增加加的的总总能能量量来来自自锅锅炉炉金金属属和和工工质质所所释释放放的的蓄蓄热热量量。过过热热蒸蒸汽汽温温度度在在蒸蒸汽汽流流量量增增加加之之后后，先先以以一一定定速速度度下下降降，随随着着蒸蒸汽汽流流量量降降至至原原来来的的值值而而回回升升至至原原来来的的值值。这这反反映映锅锅炉炉燃燃水水比比例例没没有有改改变变。即即总总蒸蒸发发量量与与各各受受热热面面吸吸热热量量比比例例没没有改变。有改变。34 2. 2. 燃料量扰动下直流锅炉动态特性燃料量扰动下直流锅炉动态特性燃料

44、量扰动下直流锅炉动态特性燃料量扰动下直流锅炉动态特性 图图(b)(b)所所示示为为燃燃料料量量扰扰动动 下下直直流流锅锅炉炉有有关关参参数数响响应应曲曲线线。在在燃燃料料量量阶阶跃跃增增加加的的情情况况下下，经经过过短短暂暂迟迟延延后后，各各受受热热面面吸吸热热量量迅迅速速增增加加，使使蒸蒸汽汽流流量量迅迅速速增增加加（通通常常称称之之为为附附加加蒸蒸发发量量）。对对过过热热段段受受热热面面来来说说，吸吸热热量量与与蒸蒸汽汽流流量量同同时时增增加加，使使得得开开始始时时过过热热汽汽温温基基本本不不变变。由由于于给给水水流流量量没没有有改改变变，附附加加蒸蒸发发量量使使锅锅炉炉内内工工质质储储量

45、量减减少少，加加热热与与蒸蒸发发受受热热面面积积减减少少，蒸蒸汽汽流流量量经经过过一一个个峰峰值值后后逐逐渐渐减减少少，直直至至与与给给水水流流量量相相等等。同同时时，过过热热段段受受热热面面的的增增加加及及炉炉膛膛发发热热量量增增加加，过过热热蒸蒸汽汽温温度度经经过过一一端端时时间间迟迟延延后后迅迅速速上上升升，最最后后的的明明显显偏偏差差反反映映了了燃燃水水比比例例的的变化。变化。35 蒸汽压力首先是随着蒸汽流量增加而上升，随蒸汽压力首先是随着蒸汽流量增加而上升，随后虽然蒸汽流量逐步下降，但蒸汽温度升高而造成后虽然蒸汽流量逐步下降，但蒸汽温度升高而造成蒸汽容积流量的增大、沿程压力降的增加而

46、使蒸汽蒸汽容积流量的增大、沿程压力降的增加而使蒸汽压力保持较大的偏差。与此相似，机组功率的增加压力保持较大的偏差。与此相似，机组功率的增加是蒸汽流量的暂时增加与蒸汽温度的升高的综合效是蒸汽流量的暂时增加与蒸汽温度的升高的综合效果，其根本原因还在于燃料量增加后，工质总吸热果，其根本原因还在于燃料量增加后，工质总吸热量的增加。量的增加。36 3. 3. 给水流量扰动下直流锅炉动态特性给水流量扰动下直流锅炉动态特性给水流量扰动下直流锅炉动态特性给水流量扰动下直流锅炉动态特性 给给水水流流量量扰扰动动 下下直直流流锅锅炉炉动动态态特特性性如如图图(c)(c)所所示示。由由于于水水是是不不可可压压缩缩的

47、的，所所以以给给水水流流量量的的变变化化瞬瞬间间即即可可影影响响到到加加热热段段各各受受热热面面内内工工质质流流量量。但但蒸蒸汽汽是是可可压压缩缩的的，给给水水流流量量扰扰动动对对蒸蒸发发段段和和过过热热段段蒸蒸汽汽流流量量的的直直接接影影响响是是有有迟迟延延的的。给给水水流流量量增增加加，使使之之大大于于蒸蒸发发量量会会造造成成蒸蒸发发段段长长度度的的改改变变而而产产生生附附加加蒸蒸发发量量，这这个个过过程程同同样样具具有有一一定定惯惯性性迟迟延延。因因此此，在在给给水水流流量量阶阶跃跃增增加加的的情情况况下下，蒸蒸汽汽流流量量的的增增加加有有一一定定的的迟迟延延和和惯惯性性；而而过过热热汽

48、汽温温的的变变化化与燃料量扰动下相似，在较大的迟延。与燃料量扰动下相似，在较大的迟延。37 给给水水流流量量扰扰动动最最终终改改变变各各受受热热面面积积比比例例，过过热热汽汽温温呈呈现现的的较较大大稳稳态态偏偏差差反反映映燃燃水水比比例例的的改改变变。蒸蒸汽汽流流量量的的增增加加，造造成成蒸蒸汽汽压压力力随随着着上上升升，之之后后由由于于温温度度下下降降而而下下降降，最最终终由由于于工工质质总总吸吸热热量量不不变变，而而蒸蒸汽汽流流量量增增加加造造成成排排汽汽损损失失增增加加从从而而使使蒸蒸汽汽压压力力略略低于扰动前的值。低于扰动前的值。38四、直流炉与汽包炉机组动态特性区别四、直流炉与汽包炉

49、机组动态特性区别四、直流炉与汽包炉机组动态特性区别四、直流炉与汽包炉机组动态特性区别 直流锅炉单元机组的汽水流程如下图所示。在直直流锅炉单元机组的汽水流程如下图所示。在直流锅炉中，锅炉给水转变为蒸汽的过程是一次性完成流锅炉中，锅炉给水转变为蒸汽的过程是一次性完成的。锅炉的蒸发量除了受燃烧率影响外，与给水流量的。锅炉的蒸发量除了受燃烧率影响外，与给水流量直接有关。当给水流量和燃烧率的比例改变时，锅炉直接有关。当给水流量和燃烧率的比例改变时，锅炉汽水流程中各个段的界面就发生移动。比如，给水流汽水流程中各个段的界面就发生移动。比如，给水流量减小，将使蒸发段向给水侧移动，汽水流程中各点量减小，将使蒸发

50、段向给水侧移动，汽水流程中各点的工质焓值将有所提高，汽温会随之上升。因此，在的工质焓值将有所提高，汽温会随之上升。因此，在直流锅炉单元机组中，还应当把给水流量直流锅炉单元机组中，还应当把给水流量WW和主蒸汽温和主蒸汽温度或中间点温度度或中间点温度T T也做为控制量和被控量。也做为控制量和被控量。39直流锅炉汽水流程示意图直流锅炉汽水流程示意图直流锅炉汽水流程示意图直流锅炉汽水流程示意图 直流锅炉单元受控对象模型直流锅炉单元受控对象模型直流锅炉单元受控对象模型直流锅炉单元受控对象模型 如果能做到燃水比恒定，就可由燃料量如果能做到燃水比恒定，就可由燃料量B B代表给水代表给水量，相应地可保持汽水流

51、程中各点温度的稳定。这样，量，相应地可保持汽水流程中各点温度的稳定。这样，就可以把直流锅炉单元机组受控对象简化为与汽包锅炉就可以把直流锅炉单元机组受控对象简化为与汽包锅炉机组相类似的双输入、双输出模型。机组相类似的双输入、双输出模型。 40图图图图. . . . 汽包锅炉与直流锅炉单元机组动态响应曲线比较汽包锅炉与直流锅炉单元机组动态响应曲线比较汽包锅炉与直流锅炉单元机组动态响应曲线比较汽包锅炉与直流锅炉单元机组动态响应曲线比较1 1 1 1汽包锅炉响应曲线；汽包锅炉响应曲线；汽包锅炉响应曲线；汽包锅炉响应曲线；2 2 2 2直流锅炉响应曲线直流锅炉响应曲线直流锅炉响应曲线直流锅炉响应曲线41

52、直流锅炉机组在汽机调节门开度扰动下，主蒸直流锅炉机组在汽机调节门开度扰动下，主蒸汽压力的变化很快，比汽包锅炉的幅度要大。这反汽压力的变化很快，比汽包锅炉的幅度要大。这反映出其蓄热能力比汽包锅炉小得多。映出其蓄热能力比汽包锅炉小得多。燃料量扰动时，送风量、引风量以及直流锅炉燃料量扰动时，送风量、引风量以及直流锅炉的给水量相应地变化。此时，直流锅炉机组汽压和的给水量相应地变化。此时，直流锅炉机组汽压和功率的变化较快、幅度要高。一方面反映出直流锅功率的变化较快、幅度要高。一方面反映出直流锅炉的热惯性较小，同时，给水流量的增加直接使锅炉的热惯性较小，同时，给水流量的增加直接使锅炉的能量输入有所增加。需

53、要指出，对于直流锅炉炉的能量输入有所增加。需要指出，对于直流锅炉机组来说，保证燃料量与给水量按适当比例变化，机组来说，保证燃料量与给水量按适当比例变化，是机组正常运行与控制的前提。是机组正常运行与控制的前提。422-3 2-3 2-3 2-3 间接能量平衡系统间接能量平衡系统间接能量平衡系统间接能量平衡系统（IEB）43一、炉跟机控制系统一、炉跟机控制系统一、炉跟机控制系统一、炉跟机控制系统 基基本本点点：汽汽轮轮机机为为基基础础，锅锅炉炉跟跟随随的的负负荷荷控控制制方式，简称炉跟机方式；方式，简称炉跟机方式； 机机接接受受负负荷荷指指令令，负负责责调调节节功功率率，具具有有较较好好的的负负荷

54、荷响响应应能能力力；炉炉负负责责调调节节汽汽压压，维维持持汽汽压压的的稳稳定定，由由于于锅锅炉炉动动态态响响应应慢慢，动动态态过过程程中中汽汽压压波波动动大大；因因机机炉炉间间的的相相互互影影响响，燃燃料料扰扰动动（如如增增加加）时时压压力力、功功率率都都有有变变动动（上上升升），而而为为保保持持原原有有功功率率，汽汽轮轮机机调调节节汽汽门门要要动动作作（关关小小），更更使使压压力力有有所所波波动动（增加）。（增加）。44图图图图. . . . 炉跟机方式炉跟机方式炉跟机方式炉跟机方式特点：特点：特点：特点： .充分利充分利充分利充分利用锅炉蓄热量，用锅炉蓄热量，用锅炉蓄热量，用锅炉蓄热量，机

55、组能比较快地机组能比较快地机组能比较快地机组能比较快地适应电网负荷的适应电网负荷的适应电网负荷的适应电网负荷的要求，但汽压波要求，但汽压波要求，但汽压波要求，但汽压波动大。动大。动大。动大。 . . . .由于汽由于汽由于汽由于汽压允许变化范围压允许变化范围压允许变化范围压允许变化范围小，限制了机组小，限制了机组小，限制了机组小，限制了机组对负荷的适应性。对负荷的适应性。对负荷的适应性。对负荷的适应性。 45工工工工作作作作过过过过程程程程：汽汽机机调调节节器器WWT1T1(s)(s)控控制制输输出出功功率率，锅锅炉炉调调节节器器WWT2T2(s)(s)控控制制汽汽压压。当当功功率率给给定定值

56、值N N0 0变变化化时时，通通过过汽汽机机调调节节器器控控制制蒸蒸汽汽调调节节阀阀开开度度u uT T，改改变变汽汽机机的的进进汽汽量量，使使输输出出功功率率N NE E符符合合负负荷荷要要求求。同同时时，调调节节阀阀开开度度u uT T的的改改变变，使使机前压力机前压力P PT T发生变化，通过锅炉调节器改变燃料量。发生变化，通过锅炉调节器改变燃料量。46二、机跟炉控制系统二、机跟炉控制系统二、机跟炉控制系统二、机跟炉控制系统 基基本本点点：锅锅炉炉为为基基础础，汽汽轮轮机机跟跟随随的的负负荷荷控控制制方方式式，简称机跟炉方式；简称机跟炉方式； 机机跟跟炉炉方方式式：炉炉接接受受负负荷荷指

57、指令令，负负责责调调节节功功率率，负负荷荷响响应应能能力力差差，不不仅仅不不能能利利用用锅锅炉炉蓄蓄能能，负负荷荷增增加加时时，还还要要先先向向锅锅炉炉附附加加蓄蓄能能，要要先先提提高高汽汽包包压压力力；因因机机炉炉间间的的相相互互影影响响，燃燃料料扰扰动动时时，机机组组功功率率波波动动也也大大，如如燃燃料料增增加加时时，功功率率、汽汽压压都都上上升升，要要保保持持原原有有汽汽压压，汽汽轮轮机机调调节节汽汽门门开开大大，会会使使功功率率更更为为增增加加，对对燃燃煤煤机机组组来来说说这这个个缺缺点点比比较较突突出出。单单纯纯的的汽汽轮轮机机跟跟踪踪运运行行方方式式对对电电网网干干扰扰较较大大，不

58、不利利于于电电网网周周波波的的稳稳定定；但但因因汽汽轮轮机机调调压压的的动动态态响响应应比比锅锅炉炉调调压压快快，不不论论负负荷荷变变化化或或燃燃料料扰扰动动，汽汽压压波动都小，有利于机组本身运行参数的稳定。波动都小，有利于机组本身运行参数的稳定。 47图图图图. . 单元机组机跟炉方式单元机组机跟炉方式单元机组机跟炉方式单元机组机跟炉方式特点：特点：特点：特点： . .汽压波动小；汽压波动小；汽压波动小；汽压波动小； . . 功率变化大，功率变化大，功率变化大，功率变化大，负荷适应性差，未负荷适应性差，未负荷适应性差，未负荷适应性差，未利用蓄热；利用蓄热；利用蓄热；利用蓄热； . . 适用于

59、带基适用于带基适用于带基适用于带基本负荷的机组。本负荷的机组。本负荷的机组。本负荷的机组。 48工工工工作作作作过过过过程程程程：当当功功率率给给定定值值N N0 0变变化化时时，通通过过锅锅炉炉调调节节器器改改变变燃燃料料量量MM，同同时时，给给水水量量和和送送风风量量也也改改变变。在在使使机机前前压压力力P PT T改改变变后后，通通过过汽汽机机调调节节器器调调节节蒸蒸汽汽调调节节阀阀开开度度u uT T，使汽机功率与负荷要求一致。，使汽机功率与负荷要求一致。49三、协调控制系统三、协调控制系统三、协调控制系统三、协调控制系统 协调控制方式就是一种较好地解决机组的负荷适应协调控制方式就是一

60、种较好地解决机组的负荷适应性与运行稳定性这一对矛盾的运行方式。协调控制系统性与运行稳定性这一对矛盾的运行方式。协调控制系统的一个重要设计思想，就在于蓄能的合理利用和补偿：的一个重要设计思想，就在于蓄能的合理利用和补偿：1 1）充分利用锅炉的蓄能，又要相应限制这种利用；）充分利用锅炉的蓄能，又要相应限制这种利用；）充分利用锅炉的蓄能，又要相应限制这种利用；）充分利用锅炉的蓄能，又要相应限制这种利用； 2 2）补偿蓄能，动态超调锅炉的能量输入。）补偿蓄能，动态超调锅炉的能量输入。）补偿蓄能，动态超调锅炉的能量输入。）补偿蓄能，动态超调锅炉的能量输入。 协调控制系统的一个关键控制策略，在于尽可能减协

61、调控制系统的一个关键控制策略，在于尽可能减少和消除锅炉、汽轮机动作间的相互影响，采用少和消除锅炉、汽轮机动作间的相互影响，采用扰动补扰动补扰动补扰动补偿、自治或解耦的控制原则偿、自治或解耦的控制原则偿、自治或解耦的控制原则偿、自治或解耦的控制原则。扰动应由扰动侧的控制回。扰动应由扰动侧的控制回路自行快速消除，而非扰动侧的控制回路应少动或不动，路自行快速消除，而非扰动侧的控制回路应少动或不动，以利于动态过程的稳定。以利于动态过程的稳定。 50为了提高负荷响应能力，世界上越来越多的为了提高负荷响应能力，世界上越来越多的CCSCCS设计采用前馈控制技术，使锅炉输入能被控制得很接设计采用前馈控制技术，

62、使锅炉输入能被控制得很接近于届时要求的量，而不完全依赖于反馈控制的缓慢近于届时要求的量，而不完全依赖于反馈控制的缓慢且往往会引起不稳定的积分过程。且往往会引起不稳定的积分过程。51 工工工工作作作作过过过过程程程程：功功率率偏偏差差信信号号和和汽汽压压偏偏差差信信号号同同时时送送到到汽汽机机调调节节器器和和锅锅炉炉调调节节器器。稳稳态态时时，实实发发功功率率N NE E等等于于给给定定值值N N0 0，机机前前压压力力P PT T等等于于给给定定值值P P00；暂暂态态时时，当当功功率率给给定定值值N N0 0增增大大时时，N=N= N N0 0-N-NE E增增大大，通通过过汽汽机机调调节节

63、器器WWT1T1(s)(s)开开 大大 调调 节节 阀阀 开开 度度 u uT T， 同同 时时 通通 过过 锅锅 炉炉 调调 节节 器器WWT2T2(s)(s)增增大大燃燃料料量量和和蒸蒸汽汽流流量量，使使输输出出功功率率N NE E增增大大。这这时时，P PT T减减小小，P=P=P P0 0-P-PT T减减小小，使使汽汽机机调调节节器器WWT1T1(s)(s)关关小小调调节节阀阀u uT T，通通过过调调节节器器WWT2T2(s)(s)增增大大P PT T，使使P PT T达达到到正正常值，而常值，而NN继续使继续使N NE E达到达到N N0 0，机组达到新的稳态。，机组达到新的稳态

64、。52特点：特点：特点：特点： . .允许汽压有一定波动，充分利用蓄热，使机允许汽压有一定波动，充分利用蓄热，使机允许汽压有一定波动，充分利用蓄热，使机允许汽压有一定波动，充分利用蓄热，使机组较快适应电网负荷要求。组较快适应电网负荷要求。组较快适应电网负荷要求。组较快适应电网负荷要求。 . .利用负的压力偏差能适当限制汽机调节阀动利用负的压力偏差能适当限制汽机调节阀动利用负的压力偏差能适当限制汽机调节阀动利用负的压力偏差能适当限制汽机调节阀动作，机前压力不致产生较大的偏差，确保汽压波动作，机前压力不致产生较大的偏差，确保汽压波动作，机前压力不致产生较大的偏差，确保汽压波动作，机前压力不致产生较

65、大的偏差，确保汽压波动在允许范围之内。在允许范围之内。在允许范围之内。在允许范围之内。 . .锅炉调节器接受功率偏差前馈信号，能迅速锅炉调节器接受功率偏差前馈信号，能迅速锅炉调节器接受功率偏差前馈信号，能迅速锅炉调节器接受功率偏差前馈信号，能迅速改变燃料量，使机组功率较快地达到功率给定值。改变燃料量，使机组功率较快地达到功率给定值。改变燃料量，使机组功率较快地达到功率给定值。改变燃料量，使机组功率较快地达到功率给定值。 531 1 1 1、补偿锅炉侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿锅炉侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿锅炉侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿锅炉侧扰动的机跟炉协调系统（I1I1I1I1） 引

66、入功率偏差信号至汽机引入功率偏差信号至汽机调节器，做为对锅炉侧扰调节器，做为对锅炉侧扰动的补偿信号；引入功率动的补偿信号；引入功率定值信号做为锅炉前馈信定值信号做为锅炉前馈信号。号。I I I I1 1系统具备对锅炉侧扰动系统具备对锅炉侧扰动单向补偿的能力，并不具单向补偿的能力，并不具备对汽机侧扰动补偿的能备对汽机侧扰动补偿的能力。力。542 2 2 2、补偿汽机侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿汽机侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿汽机侧扰动的机跟炉协调系统（、补偿汽机侧扰动的机跟炉协调系统（I2I2I2I2） 553 3、补偿锅炉侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿锅炉侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿锅炉

67、侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿锅炉侧扰动的炉跟机协调系统（I3I3I3I3） 5657采用了功率指令采用了功率指令N Nspsp与与 P PT T相乘，再进行积分运算，相乘，再进行积分运算，做为锅炉调节器的输出部分。其作用是补偿不同负荷做为锅炉调节器的输出部分。其作用是补偿不同负荷工况下锅炉动态特性的非线性影响。在额定负荷下，工况下锅炉动态特性的非线性影响。在额定负荷下，N Nspsp为常数时，锅炉主控制器为典型的比例积分调节规为常数时，锅炉主控制器为典型的比例积分调节规律。功率指令律。功率指令N Nspsp和和N Nspsp的微分做为锅炉前馈指令。的微分做为锅炉前馈指令。 第一是采用了实发功

68、率第一是采用了实发功率N N与汽压偏差的乘积做为对与汽压偏差的乘积做为对锅炉侧扰动的补偿信号。这对于克服机炉动态特性随锅炉侧扰动的补偿信号。这对于克服机炉动态特性随负荷变化引起的非线性特性有一定作用。负荷变化引起的非线性特性有一定作用。 第二是对调节器的输入偏差进行限幅。第二是对调节器的输入偏差进行限幅。 584 4 4 4、补偿汽机侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿汽机侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿汽机侧扰动的炉跟机协调系统（、补偿汽机侧扰动的炉跟机协调系统（I4I4I4I4） 在汽机侧出现扰动的动态过程中，利用输出功率与机在汽机侧出现扰动的动态过程中，利用输出功率与机前压力响应在初始阶段形状相

69、似但方向相反的特点，简单前压力响应在初始阶段形状相似但方向相反的特点，简单地把功率偏差信号引入至锅炉调节器地把功率偏差信号引入至锅炉调节器G2G2，就构成了对汽机，就构成了对汽机侧扰动补偿的功能。侧扰动补偿的功能。 595 5 5 5、实现双向补偿的炉跟机协调系统（、实现双向补偿的炉跟机协调系统（、实现双向补偿的炉跟机协调系统（、实现双向补偿的炉跟机协调系统（I5I5I5I5） 606 6 6 6、实现双向补偿的机跟炉协调系统（、实现双向补偿的机跟炉协调系统（、实现双向补偿的机跟炉协调系统（、实现双向补偿的机跟炉协调系统（I6I6I6I6） 61双向补偿机跟炉协调系统的变形结构双向补偿机跟炉协

70、调系统的变形结构双向补偿机跟炉协调系统的变形结构双向补偿机跟炉协调系统的变形结构 62Bailey-820Bailey-820Bailey-820Bailey-820协调系统协调系统协调系统协调系统 637 7 7 7、实现双向串联补偿的协调系统（、实现双向串联补偿的协调系统（、实现双向串联补偿的协调系统（、实现双向串联补偿的协调系统（I7I7I7I7） 648 8 8 8、实现单向串联补偿的炉跟机协调系统（、实现单向串联补偿的炉跟机协调系统（、实现单向串联补偿的炉跟机协调系统（、实现单向串联补偿的炉跟机协调系统（I8I8I8I8） 659 9 9 9、采用非线性补偿的协调控制系统（、采用非线

71、性补偿的协调控制系统（、采用非线性补偿的协调控制系统（、采用非线性补偿的协调控制系统（I9I9I9I9） 6610101010、联合变压运行的协调控制系统（、联合变压运行的协调控制系统（、联合变压运行的协调控制系统（、联合变压运行的协调控制系统（I10I10I10I10） 67当机组负荷低于当机组负荷低于N N1 1，譬如，譬如30%30%，或大于，或大于N N2 2，譬如，譬如91%91%时，机组按照定压方式运行。在负荷为时，机组按照定压方式运行。在负荷为N N1 1至至N N2 2之间，机组汽轮机调节汽门固定在之间，机组汽轮机调节汽门固定在9191开度附近，开度附近，按照滑压运行方式运行。

72、按照滑压运行方式运行。系统中设置了三个调节器。系统中设置了三个调节器。G Gl l是汽机主调节器。是汽机主调节器。G G2 2是锅炉主调节器。是锅炉主调节器。G G3 3是汽机阀位校正调节器，其是汽机阀位校正调节器，其输出用来校正压力定值信号，维持滑压运行时调节输出用来校正压力定值信号，维持滑压运行时调节汽门开度为汽门开度为9191定值。定值。68表 稳定工况下功率、压力和调节汽门开度N91%PTPmin.spPmin.spPTPmax.spPmax.sp91% 积分负反馈相当于一个惯性环节，使压力定值的变积分负反馈相当于一个惯性环节，使压力定值的变化滞后于功率定值的变化。否则将造成压力定值与

73、功率化滞后于功率定值的变化。否则将造成压力定值与功率定值同步变化，在定值同步变化，在GlGl的入口相消，无法使调节汽门有一的入口相消，无法使调节汽门有一定的动态过开，使机组的负荷适应能力太差定的动态过开，使机组的负荷适应能力太差。 692-4 2-4 2-4 2-4 直接能量平衡系统直接能量平衡系统直接能量平衡系统直接能量平衡系统（DEB）70一种以汽轮机能量需求信号直接对锅炉输入能一种以汽轮机能量需求信号直接对锅炉输入能量进行控制的协调控制系统。这种协调方式的基本出量进行控制的协调控制系统。这种协调方式的基本出发点是在任何工况下均保证锅炉能量的输入与汽轮机发点是在任何工况下均保证锅炉能量的输

74、入与汽轮机能量的需求相平衡。能量的需求相平衡。 这类控制系统的主要特点为这类控制系统的主要特点为: : （1 1）机组的功率由汽机调节汽门进行控制，具）机组的功率由汽机调节汽门进行控制，具有炉跟机控制方式的特点，即机组对外界负荷的响应有炉跟机控制方式的特点，即机组对外界负荷的响应性好。性好。 （2 2）采用了一个代表汽机能量需求的信号。这）采用了一个代表汽机能量需求的信号。这个信号作为机炉之间的协调信号，或称为能量平衡信个信号作为机炉之间的协调信号，或称为能量平衡信号，控制锅炉的输入能量，保证任何工况下机组内部号，控制锅炉的输入能量，保证任何工况下机组内部能量供需的平衡。能量供需的平衡。717

75、2 美美国国MaxMax控控制制系系统统公公司司（原原利利诺诺公公司司）采采用用MAX1000MAX1000分分散散控控制制系系统统的的第第四四代代直直接接能能量量平平衡衡（directdirectenengyenengybalancebalance，DEBDEB）协协调调控控制制系系统统，称称为为DEB400DEB400，该系统的特点为：，该系统的特点为： 1 1）机机组组功功率率由由汽汽轮轮机机侧侧调调节节，负负荷荷响响应应快快。机机侧采用串级控制，副环侧采用串级控制，副环PIPI以第一级压力作反馈。以第一级压力作反馈。7322）以能量平衡信号）以能量平衡信号作为锅炉侧的负荷前馈作为锅炉侧

76、的负荷前馈指令，以热量信号指令，以热量信号作反馈，直接接汽轮机的能作反馈，直接接汽轮机的能量量需需求求来来控控制制锅锅炉炉的的能能量量输输入入。系系统统无无需需机机前前压压力力的的反反馈馈控控制制，取取消消了了世世界界上上其其他他公公司司CCSCCS系系统统都都必必须须具具有有的的机前压力闭环校正。上两式中，机前压力闭环校正。上两式中，为汽轮机第一级压力，为汽轮机第一级压力， 为汽包压力。为汽包压力。74一、一、一、一、DEBDEB协调控制原理协调控制原理协调控制原理协调控制原理 1. 1. 能量平衡信号能量平衡信号能量平衡信号能量平衡信号 ( ( ) )称称为为能能量量平平衡衡信信号号（en

77、ergyenergy balancebalancesignalsignal）, ,其中压力比其中压力比线性地代表了汽轮机的有效阀位，可精确线性地代表了汽轮机的有效阀位，可精确测量实际调节阀门开度。测量实际调节阀门开度。DEHDEH系统取系统取为适用于任为适用于任何何定定压压或或滑滑压压运运行行的的能能量量平平衡衡信信号号，以以该该信信号号响响应应汽汽轮轮机机能量需求来调节锅炉的输入指令如燃料、送风等。能量需求来调节锅炉的输入指令如燃料、送风等。 75图图图图. . . . 协调控制系统原则性功能框图协调控制系统原则性功能框图协调控制系统原则性功能框图协调控制系统原则性功能框图76 能量平衡信号

78、的特点有能量平衡信号的特点有能量平衡信号的特点有能量平衡信号的特点有： 1)()1)()正确反映汽轮机对锅炉的能量需正确反映汽轮机对锅炉的能量需求，且只反映外扰（汽轮机调节汽门开度变化），而不受求，且只反映外扰（汽轮机调节汽门开度变化），而不受锅炉侧内扰（燃料扰动）的影响。锅炉侧内扰（燃料扰动）的影响。 2)()2)()代表汽轮机对锅炉的能量需求，协代表汽轮机对锅炉的能量需求，协调调机机炉炉间间的的能能量量平平衡衡，能能适适用用于于所所有有运运行行工工况况：定定压压运运行行或或滑滑压压运运行行、汽汽轮轮机机控控制制是是液液压压调调节节或或是是DEHDEH控控制制，都都能能使锅炉输入匹配汽轮机的

79、需求。使锅炉输入匹配汽轮机的需求。33）压力比）压力比代表的是汽轮机实际调节汽门开度，代表的是汽轮机实际调节汽门开度，而非要求的开度。而非要求的开度。 772. 2. 热量信号热量信号热量信号热量信号 汽汽包包锅锅炉炉的的DEBDEB控控制制系系统统，不不论论是是中中间间贮贮仓仓式式制制粉粉系系统统，或或是是直直吹吹式式制制粉粉系系统统，其其锅锅炉炉的的输输入入能能量量信信号号都都采采用用热量信号（热量信号（heatreleaseheatrelease）进行测量。热量信号的特点是：）进行测量。热量信号的特点是： 1 1）热热量量信信号号度度量量了了锅锅炉炉总总的的能能量量输输入入，计计及及全全

80、部部燃燃用燃料（煤、油用燃料（煤、油）总的炉内放热。）总的炉内放热。 2 2）热热量量信信号号能能识识别别燃燃料料热热值值、水水分分、灰灰分分等等煤煤质质以以及及燃燃烧烧工工况况变变化化的的影影响响，任任何何燃燃料料输输入入扰扰动动，无无须须待待燃燃烧烧率指令受影响发生变化，系统即可予以迅速消除。率指令受影响发生变化，系统即可予以迅速消除。 3 3）热热量量信信号号测测量量锅锅炉炉的的能能量量输输入入，考考虑虑到到了了锅锅炉炉的的蓄能，因而既适用于静态，也适用于动态，具有实时性。蓄能，因而既适用于静态，也适用于动态，具有实时性。78 4 4）用用作作燃燃料料控控制制系系统统的的反反馈馈，热热量

81、量信信号号只只反反映映锅锅炉的内扰（燃料变化），而不反映外扰。炉的内扰（燃料变化），而不反映外扰。 3. 3. 机炉间能量平衡机炉间能量平衡机炉间能量平衡机炉间能量平衡 机炉间能量平衡，以机前压力机炉间能量平衡，以机前压力稳定为标志。稳定为标志。DEB400CCSDEB400CCS系统的锅炉侧燃料调节系统，其系统的锅炉侧燃料调节系统，其PIPI调节调节器输入信号为：器输入信号为： 前馈（指令）前馈（指令）= =能量平衡信号能量平衡信号= = 反馈反馈= =热量信号（热量信号（HRHR）= = 燃料偏差燃料偏差 = =（）- -= = =79式中式中 为机前压力偏差。为机前压力偏差。 对静态工况

82、，有对静态工况，有 =0=0=0=0则则 = =0=0由于由于 为汽轮机调节汽门开度，不可能为零，则必然是为汽轮机调节汽门开度，不可能为零，则必然是 =0=0即即 所以所以DEBDEB系统的锅炉燃料调节器，具有保持机前压系统的锅炉燃料调节器，具有保持机前压力等于其给定值的能力，无需另外再加压力的积分校正，力等于其给定值的能力，无需另外再加压力的积分校正，从而也就消除了带压力校正的串级控制所引起的问题，从而也就消除了带压力校正的串级控制所引起的问题，系统也最简单。系统也最简单。 80二、结论二、结论二、结论二、结论 DEBDEB协调控制系统实际上也是一种利用物理规律巧协调控制系统实际上也是一种利

83、用物理规律巧妙构思的单向解耦系统，即按输出要求（能量增量与蓄妙构思的单向解耦系统，即按输出要求（能量增量与蓄能补偿）控制输入的机炉直接能量平衡原理。静态工况，能补偿）控制输入的机炉直接能量平衡原理。静态工况，机前压力总是等于压力定值，无需机前压力的闭环校正。机前压力总是等于压力定值，无需机前压力的闭环校正。这样，机前压力这样，机前压力可以看成是可以看成是DEBDEB系统内部取决于定值系统内部取决于定值的一个平衡参数，汽轮机侧功率指令的一个平衡参数，汽轮机侧功率指令ULDULD改变或调节改变或调节汽门开度汽门开度扰动，对机前压力静态没有影响，扰动，对机前压力静态没有影响， 与与静静态无关。所以对

84、态无关。所以对DEBDEB系统可以视作一个单向解耦系统，系统可以视作一个单向解耦系统，汽轮机侧扰动不影响机前压力。由于单向解耦汽轮机侧扰动不影响机前压力。由于单向解耦DEBDEB协调协调控制实际上已经由机炉相互影响的控制实际上已经由机炉相互影响的、MWMW多变量控制多变量控制系统转化为一个单变量系统转化为一个单变量MWMW控制系统，因而在快速响应负控制系统，因而在快速响应负荷的基础上，又大大提高了系统的稳定性和调节品质。荷的基础上，又大大提高了系统的稳定性和调节品质。 812 2 2 2、以、以、以、以P P P P11+11+11+11+k k k k（P P P Psp-sp-sp-sp-

85、PTPTPTPT） 为前馈信号的协调系统为前馈信号的协调系统为前馈信号的协调系统为前馈信号的协调系统 美国美国FoxboroFoxboro公司广泛采用的协调控制系统。公司广泛采用的协调控制系统。 823 3 3 3、取消主压力调节器的、取消主压力调节器的、取消主压力调节器的、取消主压力调节器的DEBDEBDEBDEB协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统 美国美国美国美国L&NL&NL&NL&N公司对公司对公司对公司对DEB/300DEB/300DEB/300DEB/300系统的改进型，命名为系统的改进型，命名为系统的改进型，命名为系统的改进型，命名为DEB/400DEB/400DE

86、B/400DEB/400 832-5 2-5 2-5 2-5 自动发电控制自动发电控制自动发电控制自动发电控制（AGC）84 现现代代电电力力系系统统的的频频率率和和功功率率的的调调整整一一般般是是按按负负荷荷变变动动周期的长短和幅度的大小分别进行调整。周期的长短和幅度的大小分别进行调整。 一一一一次次次次调调调调频频频频：对对于于幅幅度度较较小小、变变动动周周期期短短的的微微小小分分量量，主主要要是是靠靠汽汽轮轮发发电电机机组组调调速速系系统统来来自自动动调调整整完完成成的的，即即所所谓谓一一次次调调频频。一一次次调调频频的的特特点点是是由由汽汽轮轮发发电电机机组组本本身身的调节系统直接调节

87、，因此响应速度最快。的调节系统直接调节，因此响应速度最快。 二二二二次次次次调调调调整整整整：由由于于调调速速器器为为有有差差调调节节，因因此此对对于于变变化化幅幅度度较较大大、周周期期较较长长的的变变动动负负荷荷分分量量，需需要要通通过过改改变变汽汽轮轮发发电电机机组组的的同同步步器器来来实实现现，即即通通过过平平移移调调速速系系统统的的调调节节静静态态特特性性，从从而而改改变变汽汽轮轮发发电电机机组组的的出出力力来来达达到到调调频频的目的，称为二次调整。的目的，称为二次调整。 85 手手手手动动动动控控控控制制制制：当当二二次次调调整整由由电电厂厂运运行行人人员员就就地地设设定定时时称就地

88、手动控制；称就地手动控制； 自自自自动动动动发发发发电电电电控控控控制制制制：当当二二次次调调整整由由由由电电网网调调度度中中心心的的能能量量管管理理系系统统来来实实现现遥遥控控自自动动控控制制时时，则则称称为为自自动动发发电电控控制（制（AGCAGC）。）。自动发电控制的系统示意图如下图所示。自动发电控制的系统示意图如下图所示。图图图图. . 自动发电控制系统示意图自动发电控制系统示意图自动发电控制系统示意图自动发电控制系统示意图86 自动发电控制系统主要由三部分组成：电网调度中心自动发电控制系统主要由三部分组成：电网调度中心自动发电控制系统主要由三部分组成：电网调度中心自动发电控制系统主要

89、由三部分组成：电网调度中心的能量管理系统（的能量管理系统（的能量管理系统（的能量管理系统（EMSEMS）、电厂端的远方终端（）、电厂端的远方终端（）、电厂端的远方终端（）、电厂端的远方终端（RTURTU）和）和）和）和分散控制系统的协调控制系统、微波通道。分散控制系统的协调控制系统、微波通道。分散控制系统的协调控制系统、微波通道。分散控制系统的协调控制系统、微波通道。 实现自动发电控制系统闭环自动控制必须满足下列实现自动发电控制系统闭环自动控制必须满足下列基基基基本要求本要求本要求本要求： 1 1）电电厂厂机机组组的的热热工工自自动动控控制制系系统统必必须须在在自自动动方方式式运运行，且协调控

90、制系统必须在行，且协调控制系统必须在“ “协调协调 控制控制” ”方式。方式。22）电网调度中心的能量管理系统、微波通道、电厂）电网调度中心的能量管理系统、微波通道、电厂端的远方终端端的远方终端RTURTU必须都在正常工作状态，并能从电网调必须都在正常工作状态，并能从电网调度中心的能量管理系统的终端度中心的能量管理系统的终端CRTCRT上直接改变机炉协调控上直接改变机炉协调控制系统中的调度负荷指令。制系统中的调度负荷指令。87机炉协调控制系统能直接接收到从能量管理系统下机炉协调控制系统能直接接收到从能量管理系统下发的要求执行自动发电控制的发的要求执行自动发电控制的“ “请求请求” ”和和“ “

91、解除解除” ”信号、信号、“ “调度负荷指令调度负荷指令” ”的模拟量信号（标准接口为的模拟量信号（标准接口为4 420mA20mA）。能量管理系统能接收到机组协调控制系统的反）。能量管理系统能接收到机组协调控制系统的反馈信号：协调控制方式信号和馈信号：协调控制方式信号和AGCAGC已投入信号。已投入信号。 3 3）能能量量管管理理系系统统下下达达的的“ “调调度度负负荷荷指指令令” ”信信号号与与电电厂机组实际出力的绝对偏差必须控制在允许范围以内。厂机组实际出力的绝对偏差必须控制在允许范围以内。 4 4）机机组组在在协协调调控控制制方方式式下下运运行行，负负荷荷由由运运行行人人员员设设定称就

92、地控制；接受调度负荷指令，定称就地控制；接受调度负荷指令， 直直接接由由电电网网调调度度中中心心控控制制称称远远方方控控制制。就就地地控控制制和和远远方方控控制制之之间间相相互互切切换换是是双双向向无无扰扰的的。在在就就地地控控制制时时，调调度度负负荷荷指指令令自自动动跟跟踪踪机机组组实实发发功功率率；在在远远方方控控制制时时，协协调调控控制制系系统统的的手手动动负负荷荷设设定定器器的的输输出出负负荷荷指指令令自自动动跟跟踪调度负荷指令。踪调度负荷指令。882-6 2-6 2-6 2-6 单元机组协调系统单元机组协调系统单元机组协调系统单元机组协调系统实例分析实例分析实例分析实例分析1 1 1

93、 189 主控系统由负荷指令处理回路和机、炉主控制器主控系统由负荷指令处理回路和机、炉主控制器两部分组成。两部分组成。一、负荷指令处理回路一、负荷指令处理回路一、负荷指令处理回路一、负荷指令处理回路 1 1 1 1、CCSCCSCCSCCS与与与与ADSADSADSADS接口接口接口接口 可接受电网负荷自动调度系统可接受电网负荷自动调度系统(Automatic (Automatic Dispatch SystemADS)Dispatch SystemADS)给出的机组负荷指令，单元给出的机组负荷指令，单元机组置于远方控制方式。机组置于远方控制方式。 90CCSCCSCCSCCS与与与与ADSA

94、DSADSADS接口回路原理图接口回路原理图接口回路原理图接口回路原理图912 2 2 2、机组实际负荷指令、机组实际负荷指令、机组实际负荷指令、机组实际负荷指令的形成的形成的形成的形成 负荷指令处理回负荷指令处理回路的主要功能之一是路的主要功能之一是对来自中调的负荷指对来自中调的负荷指令或机组值班员手动令或机组值班员手动给定的负荷指令及电给定的负荷指令及电网频差信号进行处理，网频差信号进行处理，产生机组的实际负荷产生机组的实际负荷指令。指令。 实际负荷指令形成回路的组成原理框图实际负荷指令形成回路的组成原理框图实际负荷指令形成回路的组成原理框图实际负荷指令形成回路的组成原理框图 92l l负

95、荷主站负荷主站负荷主站负荷主站( (UM)UM) 负负荷荷主主站站是是协协调调控控制制系系统统中中位位于于最最高高一一级级的的人人机机接接口口，它它有有三三种种工工况况，即即机机组组目目标标负负荷荷( ( ) )自自动动设设定定、机组值班员手动设定和跟踪。机组值班员手动设定和跟踪。 自自动动工工况况下下，负负荷荷主主站站输输出出信信号号跟跟随随中中调调负负荷荷指指令令ADSADS变化，工况为单元机组负荷远方控制方式。变化，工况为单元机组负荷远方控制方式。 当当运运行行人人员员将将UMUM切切至至手手动动，或或切切负负荷荷主主站站于于手手动动逻逻辑辑为为1 1时时，负负荷荷主主站站工工作作到到手

96、手动动工工况况。目目标标负负荷荷由由机机组组值值班班员员手手动动设设定定，单单元元机机组组负负荷荷为为就就地地控控制制方式。方式。 当当负负荷荷主主站站跟跟踪踪驱驱动动逻逻辑辑为为1 1时时，UMUM切切至至跟跟踪状态，输出目标负荷跟随机组实发电功率踪状态，输出目标负荷跟随机组实发电功率()()。93 2 2、频差校正、频差校正、频差校正、频差校正 并网运行的火力发电机机组在电网频率变化时，其自并网运行的火力发电机机组在电网频率变化时，其自身的电液调速系统会使机组自动改变一部分负荷，以减小身的电液调速系统会使机组自动改变一部分负荷，以减小电网频率的波动，这是机组的一次调频能力。电网频率的波动，

97、这是机组的一次调频能力。 汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机n nN NT T特性特性特性特性 94 实实际际负负荷荷指指令令的的变变化化速速率率是是由由常常数数A A设设定定并并作作用用于于速速率率限限制制模模块块，即即目目标标负负荷荷的的变变动动速速率率小小于于等等于于时时，随随变变化化而而变变化化；当当时时，按按设设定定的的速速度度变变化化。当当负负荷荷主主站站处处于于跟跟踪踪状状态态时时，图中非门图中非门2 2输出为输出为0 0，解除速率限制。，解除速率限制。由常数块设定的负荷指令上限由常数块设定的负荷指令上限N Nmaxmax、下限、下限N Nminmin分别通过分别通过切换开关切换开关T1T

98、1、T2T2加至小选加至小选2 2和大选输入端，这样使实际负荷和大选输入端，这样使实际负荷指令只能在指令只能在N Nminmin、N Nmaxmax间变化。对实际负荷指令的幅值及变间变化。对实际负荷指令的幅值及变化速度加了限制，目的是保证机组的安全运行。化速度加了限制，目的是保证机组的安全运行。 954. 4.负荷指令的闭锁增负荷指令的闭锁增负荷指令的闭锁增负荷指令的闭锁增/ /闭锁减（闭锁减（闭锁减（闭锁减（BI/BDBI/BD）机组在实际运行过程中，一些不明原因可能造机组在实际运行过程中，一些不明原因可能造成执行机构工作到极限状态，为防止事故的发生，成执行机构工作到极限状态，为防止事故的发

99、生，必须对负荷指令进行方向闭锁。必须对负荷指令进行方向闭锁。 5. 5.负荷指令的迫降负荷指令的迫降负荷指令的迫降负荷指令的迫降/ /迫升迫升迫升迫升( (RD/RU)RD/RU)如果在系统发生闭锁增或闭锁减的过程中，同如果在系统发生闭锁增或闭锁减的过程中，同时出现某些重要参数偏差大并超过设定的限值，为时出现某些重要参数偏差大并超过设定的限值，为保证机组的安全运行，还必须将机组的负荷迫降或保证机组的安全运行，还必须将机组的负荷迫降或迫升到与其自身允许出力相适应的水平上运行。迫升到与其自身允许出力相适应的水平上运行。 966.6.6.6.负荷指令保持负荷指令保持负荷指令保持负荷指令保持( ( (

100、 (Hold)Hold)Hold)Hold) 正常情况下，机组值班员随时按正常情况下，机组值班员随时按“保持保持”(Hold)”(Hold)键，动作时刻的实际负荷指令值同时成为键，动作时刻的实际负荷指令值同时成为的上限限值和下限限值，因此实际负荷指令被闭锁的上限限值和下限限值，因此实际负荷指令被闭锁在当前值。在当前值。 9798 二、机、炉主控制器二、机、炉主控制器二、机、炉主控制器二、机、炉主控制器 机、炉主控制器是单元机组协调控制系统的核心，机、炉主控制器是单元机组协调控制系统的核心，它决定单元机组负荷控制的策略。控制器的给定输入它决定单元机组负荷控制的策略。控制器的给定输入是负荷处理回路

101、输出信号，经运算处理后输出汽机负是负荷处理回路输出信号，经运算处理后输出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。汽机子控制回路和锅炉子控荷指令和锅炉负荷指令。汽机子控制回路和锅炉子控制回路在汽机指令和锅炉指令的作用下分工协调动作，制回路在汽机指令和锅炉指令的作用下分工协调动作，共同响应外界对机组的负荷需求，同时维持机前压力共同响应外界对机组的负荷需求，同时维持机前压力在设定值。在设定值。 99汽机主控汽机主控汽机主控汽机主控锅炉主控锅炉主控锅炉主控锅炉主控100 1 1 1 1、主控制器组成及运行方式、主控制器组成及运行方式、主控制器组成及运行方式、主控制器组成及运行方式 控控制制器器输输入入信信号号有有

102、: :机机组组实实际际负负荷荷指指令令(ULD)(ULD)，机机组组实实发发电电功功率率(MW)(MW)，机机前前压压力力(Turottle(TurottlePressure)Pressure)P PT T，压压力力设设定定值值P Ps s，第第一一级级压压力力(First(FirstStageStagePressure)Pressure)P P1 1，以以及及汽汽包包压压力力(Drum(DrumPressure)Pressure)P Pb b。控控制制器器输输出出信信号号是是: :汽汽机机指令指令(TURBDemand)(TURBDemand)TDTD和锅炉指令和锅炉指令(BLRDemand

103、)(BLRDemand)BDBD。主控系统的运行方式主控系统的运行方式( (即控制策略即控制策略) )有以下几种有以下几种: :(1)(1)手动方式；手动方式；(2)(2)汽机跟随方式汽机跟随方式( (TF)TF)；(3)(3)锅炉跟随方式锅炉跟随方式( (BF)BF)；(4)(4)机、炉协调方式机、炉协调方式( (COORD)COORD)。 1012 2 2 2、机、炉协调控制方式、机、炉协调控制方式、机、炉协调控制方式、机、炉协调控制方式(COORD)(COORD)(COORD)(COORD)该协调控制策该协调控制策略采用了直接略采用了直接能量平衡原理、能量平衡原理、炉跟机的控制炉跟机的控

104、制方式、非线性方式、非线性元件的单向解元件的单向解耦，因而使系耦，因而使系统具有较好的统具有较好的控制品质。控制品质。 102三、三、三、三、跟随控制方式跟随控制方式跟随控制方式跟随控制方式 机机、炉炉任任一一侧侧处处于于手手动动工工况况，相相应应另另一一侧侧处处于于自自动动工工况况，形形成成跟跟随随控控制制方方式式，分分别别有有机机跟跟炉炉控控制制方方式式(TF)(TF)和炉跟机控制方式和炉跟机控制方式(BF)(BF)。 1.1.1.1.锅炉跟随控制方式锅炉跟随控制方式锅炉跟随控制方式锅炉跟随控制方式( ( ( (BF)BF)BF)BF) 机侧控制器均处于跟踪状态，汽机控制由运行人员机侧控制

105、器均处于跟踪状态，汽机控制由运行人员通过汽机主站手动控制；炉侧可由运行人员选择通过汽机主站手动控制；炉侧可由运行人员选择CCS1CCS1或或DEBDEB两种结构。两种结构。 103 2. 2.汽机跟随控制方式汽机跟随控制方式汽机跟随控制方式汽机跟随控制方式( (TF)TF)当锅炉子控制系统中燃料操作器当锅炉子控制系统中燃料操作器(A/M1)(A/M1)和送风操作和送风操作器器(A/M2)(A/M2)在手动控制，而汽机主站于自动工况时，系统在手动控制，而汽机主站于自动工况时，系统运行在汽机跟随控制方式。运行在汽机跟随控制方式。 汽机跟随方式汽机跟随方式汽机跟随方式汽机跟随方式104四、机、炉手动

106、控制方式四、机、炉手动控制方式四、机、炉手动控制方式四、机、炉手动控制方式 当汽机主站、炉侧燃料、送风均在手动时，机当汽机主站、炉侧燃料、送风均在手动时，机组运行在机、炉分别手动控制方式。组运行在机、炉分别手动控制方式。五、运行方式间的无扰切换五、运行方式间的无扰切换五、运行方式间的无扰切换五、运行方式间的无扰切换 105汽机控制回路汽机控制回路汽机控制回路汽机控制回路106 107汽机主站汽机主站汽机主站汽机主站108 六、滑压运行六、滑压运行六、滑压运行六、滑压运行 大型中间再热式汽轮发电机机组大多具备定大型中间再热式汽轮发电机机组大多具备定压运行和滑压压运行和滑压( (变压变压) )运行

107、两种运行方式。定压运运行两种运行方式。定压运行下是用改变汽机调节阀开度来改变机组功率，行下是用改变汽机调节阀开度来改变机组功率，机前压力维持不变。滑压运行方式下，汽机在不机前压力维持不变。滑压运行方式下，汽机在不同负荷下调节阀全开或接近全开，机组功率的改同负荷下调节阀全开或接近全开，机组功率的改变是依靠进汽压力改变来实现，即锅炉主汽压力变是依靠进汽压力改变来实现，即锅炉主汽压力应随机组目标负荷变化而变化。应随机组目标负荷变化而变化。 109 1 1 1 1、滑压运行方式的特点、滑压运行方式的特点、滑压运行方式的特点、滑压运行方式的特点 （l l）减少汽机调节阀的节流损失减少汽机调节阀的节流损失

108、 通通常常，滑滑压压运运行行下下汽汽机机几几组组调调节节阀阀( (喷喷嘴嘴) )全全开，与定压方式相比节流损失要小。开，与定压方式相比节流损失要小。 （2 2）汽机可获得较高的内效率）汽机可获得较高的内效率 滑压运行时主蒸汽的重量流量和压力与机组滑压运行时主蒸汽的重量流量和压力与机组功率基本上成正比，主汽温度并不随功率变化，功率基本上成正比，主汽温度并不随功率变化，故主汽体积流量基本不变。这样，汽机各级速比、故主汽体积流量基本不变。这样，汽机各级速比、压力、焓降和温度变化较小，各级相对内效率基压力、焓降和温度变化较小，各级相对内效率基本不变，即在设计条件下运行。本不变，即在设计条件下运行。 1

109、10 （3 3）改善机组部件的热应力和热变形）改善机组部件的热应力和热变形 滑滑压压运运行行时时主主蒸蒸汽汽温温度度不不变变，汽汽机机各各部部件件热热应应力力和和热热变变形形比比定定压压运运行行时时小小得得多多。对对中中间间再再热热机机组组，滑滑压压运运行行时时蒸蒸汽汽压压力力随随负负荷荷降降低低而而减减小小，蒸蒸汽汽比比热热减减小小，再再热热汽汽温温容容易易达达到到额额定定值值，这这使使中中、低低压压缸缸运行条件得以改善。运行条件得以改善。 （4 4）减小给水泵的功耗）减小给水泵的功耗 给水泵是火力发电机机组中耗功最大的辅机，给水泵是火力发电机机组中耗功最大的辅机，滑压运行时给水泵由于出口压

110、头下降而使耗功下降。滑压运行时给水泵由于出口压头下降而使耗功下降。尤其在采用变速给水泵滑压运行方式下可进一步降尤其在采用变速给水泵滑压运行方式下可进一步降低给水泵的功耗。低给水泵的功耗。 111滑压运行特性曲线滑压运行特性曲线滑压运行特性曲线滑压运行特性曲线2 2 2 2、主汽压力设定回路、主汽压力设定回路、主汽压力设定回路、主汽压力设定回路 机机组组主主汽汽压压力力给给定定值值P Ps s设设定定回回路路如如下下图图所所示示，它它由由函函数数发发生生器器f f( (x x) )，切切换换开开关关T T，定定值值器器A A及及速速率率限限制制器器组组成成，它它有有压压力力定定值值自自动动设设定

111、定和和手手动动设设定定两两种种工工作作状状态态，分分别别对对应滑压运行和定压运行。应滑压运行和定压运行。112 在低负荷和高负荷阶段在低负荷和高负荷阶段B B是定值，只有在中等负荷是定值，只有在中等负荷期间，期间，B B随随P P1 1增大而增大，即主汽压力设定值增大而增大，即主汽压力设定值P Ps s随机组随机组负荷增大而增大，进行滑压运行。负荷增大而增大，进行滑压运行。 主压力设定回路主压力设定回路主压力设定回路主压力设定回路1132-7 2-7 2-7 2-7 单元机组协调系统单元机组协调系统单元机组协调系统单元机组协调系统实例分析实例分析实例分析实例分析2 2 2 2沁北发电厂沁北发电

112、厂114一、机组负荷指令一、机组负荷指令一、机组负荷指令一、机组负荷指令 机组负荷指令子回路向自动调度系统（机组负荷指令子回路向自动调度系统（ADSADS）和机）和机组运行人员提供与控制系统进行通信的手段并产生机组组运行人员提供与控制系统进行通信的手段并产生机组输出功率的指令。输出功率的指令。该系统通过机组主控制站建立锅炉和汽机的指令，该系统通过机组主控制站建立锅炉和汽机的指令，并同时向锅炉和汽机发出指令，从而以最高的稳定性获并同时向锅炉和汽机发出指令，从而以最高的稳定性获得机组最快的响应。得机组最快的响应。 1. ADS1. ADS(1)ADS(1)ADS投入允许条件：机组负荷控制在协调控制

113、方式。投入允许条件：机组负荷控制在协调控制方式。 (2)ADS(2)ADS强强制制退退出出条条件件：机机组组负负荷荷协协调调控控制制方方式式没没有有投投入；或调度负荷信号故障。入；或调度负荷信号故障。115 2. 2. 机组目标负荷值的设定机组目标负荷值的设定机组目标负荷值的设定机组目标负荷值的设定 a a、机机炉炉协协调调控控制制方方式式没没有有投投入入时时，机机组组目目标标负负荷荷设设定值跟踪发电机实际功率。定值跟踪发电机实际功率。 b b、当当机机炉炉协协调调控控制制方方式式投投入入但但机机组组负负荷荷目目标标大大于于磨磨组出力时，机组目标负荷设定值跟踪磨组出力。组出力时，机组目标负荷设

114、定值跟踪磨组出力。 c c、ADSADS没没有有投投入入，调调度度负负荷荷指指令令跟跟踪踪发发电电机机实实际际功功率。率。dd、机组负荷协调控制方式投入：、机组负荷协调控制方式投入： 在在“UM”“UM”画画面面调调出出1B1B标标签签1LACCSREM1291(1LACCSREM1291(描描述述：GENGENTARGETTARGETLOADLOADSETSET发发电电机机目目标标负负荷荷设设定定）操操作作面面板可以进行机组目标负荷设定（范围：板可以进行机组目标负荷设定（范围：0-660MW0-660MW）。）。1163 3、机组负荷上限和下限值设定、机组负荷上限和下限值设定、机组负荷上限和

115、下限值设定、机组负荷上限和下限值设定 a a、机机组组负负荷荷协协调调控控制制方方式式没没有有投投入入，机机组组负负荷荷上上限限和和下下限限设设定定值值跟跟踪踪发发电电机机实实际际功功率率，机机组组负负荷荷上上限限设设定定值值为为发发电电机机实实际际功功率率+5+5MWMW，下下限限设设定定值小于发电机实际功率值小于发电机实际功率-5MW-5MW。 b b、机机组组负负荷荷协协调调控控制制方方式式投投入入且且机机组组目目标标负负荷荷大大于于磨磨组组出出力力，机机组组负负荷荷上上限限和和下下限限设设定定值值跟跟踪踪机机组组目目标标负负荷荷，机机组组负负荷荷上上限限设设定定值值为为机机组组目目标标

116、负负荷荷+5MW,+5MW,下限设定值为机组目标负荷下限设定值为机组目标负荷-5MW-5MW。cc、机组负荷协调控制方式投入且机组目标负、机组负荷协调控制方式投入且机组目标负荷小于磨组出力，调出操作面板可以进行机组目标荷小于磨组出力，调出操作面板可以进行机组目标负荷高限、低限值设定；负荷高限、低限值设定；117 4 4 4 4、机组目标负荷变化率的设定：、机组目标负荷变化率的设定：、机组目标负荷变化率的设定：、机组目标负荷变化率的设定： 调出标签调出标签1LACCSREM1346 1LACCSREM1346 （描述：（描述：TARGET LOAD TARGET LOAD CHANGE RATE

117、 SETCHANGE RATE SET机组目标负荷变化率设定）操作面板可机组目标负荷变化率设定）操作面板可以进行设定（范围：以进行设定（范围：0-60MW/min0-60MW/min）。当机组负荷协调控制）。当机组负荷协调控制方式投入且机组目标负荷大于磨组出力，机组目标负荷变方式投入且机组目标负荷大于磨组出力，机组目标负荷变化率为化率为30MW/min30MW/min。55、机组目标负荷设定值经过一次调频修正，机组目、机组目标负荷设定值经过一次调频修正，机组目标负荷高限和低限限制、机组目标负荷变化率限制后形成标负荷高限和低限限制、机组目标负荷变化率限制后形成机组给定负荷。机组给定负荷。机组给定

118、负荷。机组给定负荷。 118 6 6、计计算算磨磨组组出出力力能能力力时时，如如给给煤煤机机在在自自动动方方式式运运行行，出出力力能能力力按按最最大大计计算算，如如在在手手动动方方式式，按按实实际际输输出出指指令令计计算算。给给煤煤机机总总出出力力如如小小于于机机组组目目标标负负荷荷时时，即即认认为机组目标负荷大于磨组出力。为机组目标负荷大于磨组出力。77、机组一次调频投入：、机组一次调频投入： a a、机机组组一一次次调调频频投投入入允允许许条条件件：机机组组负负荷荷协协调调控控制方式投入。制方式投入。 b b、机机组组一一次次调调频频投投入入强强制制退退出出条条件件：机机组组负负荷荷协协调

119、控制方式没有投入或发电机频率信号故障。调控制方式没有投入或发电机频率信号故障。cc、机组一次调频投入投入方法：、机组一次调频投入投入方法： 调调 出出 标标 签签 1LACCSRCM14091LACCSRCM1409 （ 描描 述述 ： FREGFREGCORRECTCORRECTONONSWIHSWIH调调频频投投入入开开关关) )操操作作面面板板，操操作作 即可投入，操作即可投入，操作 即可退出。即可退出。 119机组负荷指令机组负荷指令机组负荷指令机组负荷指令120二、锅炉主控二、锅炉主控二、锅炉主控二、锅炉主控 锅炉主控系统产生对对锅炉的燃烧速率指令，其原理锅炉主控系统产生对对锅炉的燃

120、烧速率指令，其原理是电能输出最终与燃烧的化学能量的输入有关。是电能输出最终与燃烧的化学能量的输入有关。1. 1. 锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成 a.a.在在锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式未未投投入入，锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式的的调调节节器器输出跟踪锅炉主控的输出。输出跟踪锅炉主控的输出。 b.b.根根据据汽汽机机调调节节级级压压力力，汽汽机机主主汽汽压压力力和和主主汽汽压压力力设定值确定锅炉主控指令的前馈。设定值确定锅炉主控指令的前馈。c.c.锅炉基本指令，经过速率限制后的主汽压力设定值锅炉基本指令，

121、经过速率限制后的主汽压力设定值与汽机主汽压力偏差纯积分和纯比例（由发电机功率确定与汽机主汽压力偏差纯积分和纯比例（由发电机功率确定的比例系数）修正，经过汽机主汽压力纯微分修正（即把的比例系数）修正，经过汽机主汽压力纯微分修正（即把PIDPID三项功能单独分开整定），成为锅炉跟踪方式下锅炉三项功能单独分开整定），成为锅炉跟踪方式下锅炉主控指令。主控指令。121 2. 2. 协调控制方式下锅炉主控指令的形成协调控制方式下锅炉主控指令的形成协调控制方式下锅炉主控指令的形成协调控制方式下锅炉主控指令的形成 a.a.在在协协调调控控制制方方式式未未投投入入，锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式下下锅锅炉炉主主指令跟

122、踪锅炉主控的输出。指令跟踪锅炉主控的输出。 b.b.根根据据机机组组目目标标负负荷荷确确定定锅锅炉炉主主控控指指令令前前馈馈（要要求求锅炉燃料量）。锅炉燃料量）。 c.c.锅锅炉炉主主控控指指令令前前馈馈，经经过过速速率率限限制制后后的的主主汽汽压压力力设设定定值值与与汽汽机机主主汽汽压压力力偏偏差差负负荷荷偏偏差差纯纯积积分分和和纯纯比比例例（由由发发电电机机功功率率确确定定的的比比例例系系数数）、不不同同负负荷荷下下压压力力设设定定值值变变化化的的前前馈馈的的修修正正，再再经经过过汽汽机机主主汽汽压压力力纯纯微微分分修修正正（即即把把PIDPID三三项项功功能能单单独独分分开开整整定定），

123、成成为为协协调调控控制制方方式式下下锅锅炉炉主控控制指令。主控控制指令。122 d.d.在协调的控制方式下，燃料量大于目标值、给在协调的控制方式下，燃料量大于目标值、给水流量大于目标值、炉膛压力小于目标值、总风量大水流量大于目标值、炉膛压力小于目标值、总风量大于目标值时，机组负荷迫升动作（于目标值时，机组负荷迫升动作（RURU）。燃料量小于）。燃料量小于目标值、给水流量小于目标值、炉膛压力大于目标值、目标值、给水流量小于目标值、炉膛压力大于目标值、总风量小于目标值时，机组负荷迫降动作总风量小于目标值时，机组负荷迫降动作(RD)(RD)。 e.e.机机组组负负荷荷迫迫升升动动作作（RURU），在

124、在负负荷荷变变化化率率限限制制下下机机组组目目标标负负荷荷逐逐渐渐升升高高到到机机组组负负荷荷迫迫升升信信号号消消失失，机组负荷目标值保持当前负荷。机组负荷目标值保持当前负荷。 f.f.机机组组负负荷荷迫迫降降动动作作(RD)(RD)，在在负负荷荷变变化化率率限限制制下下机机组组目目标标负负荷荷逐逐渐渐降降低低到到机机组组负负荷荷迫迫升升信信号号消消失失，机机组负荷目标值保持当前负荷。组负荷目标值保持当前负荷。 123 3. 3. 在下列情况下锅炉主控强制手动：在下列情况下锅炉主控强制手动：在下列情况下锅炉主控强制手动：在下列情况下锅炉主控强制手动： 汽机主汽压力信号故障汽机主汽压力信号故障

125、协调方式下发电机功率故障协调方式下发电机功率故障 锅炉跟踪方式下调节级压力信号故障锅炉跟踪方式下调节级压力信号故障 给水泵全手动。给水泵全手动。 煤主控未在自动煤主控未在自动 这种情况下通过人为控制锅炉主控输出，改变锅这种情况下通过人为控制锅炉主控输出，改变锅炉燃料量，调整机组负荷。煤主控未在自动，锅炉主炉燃料量，调整机组负荷。煤主控未在自动，锅炉主控强制手动时，锅炉主控输出跟踪锅炉实际燃料量。控强制手动时，锅炉主控输出跟踪锅炉实际燃料量。 124 4.4.在在锅锅炉炉主主控控自自动动投投入入后后，锅锅炉炉主主控控输输出出由由协协调调或或锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式下下的的相相应应锅锅炉炉主主控控

126、控控制制指指令决定。令决定。 5.5.在在协协调调方方式式下下，如如辅辅机机出出力力小小于于机机组组目目标标负负荷荷的的需需求求，则则机机组组RUNRUNBACKBACK动动作作，锅锅炉炉主主控控强强制制手手动动，锅锅炉炉主主控控输输出出跟跟踪踪RUNRUNBACKBACK目目标标值值（燃燃料料量量），RUNRUNBACKBACK目目标标值值和和燃燃料料变变化化率率由不同由不同RUNBACKRUNBACK原因决定。原因决定。6.6.当煤主控在自动、锅炉主控手动、机组当煤主控在自动、锅炉主控手动、机组RUNBACKRUNBACK没有动作时，锅炉主控输出变化率由没有动作时，锅炉主控输出变化率由运行

127、人员人为设定。运行人员人为设定。 125 7.7.燃料变化率的设定，调出标签燃料变化率的设定，调出标签1LACCSREM18861LACCSREM1886（描述：（描述：FUELCHANGKRATEFUELCHANGKRATE燃料变化率）操作面板，燃料变化率）操作面板，可以进行燃料变化率设定（范围：可以进行燃料变化率设定（范围：0-240-24 t/h/mint/h/min）。）。8.8.锅炉主控输出锅炉主控输出100%100%对应锅炉燃料量为对应锅炉燃料量为240t/h240t/h（暂定）（暂定）9.9.锅炉主控自动锅炉主控自动投入的方法：投入的方法： 在在BMBM画画面面选选择择 “1A”

128、“1A”，选选中中标标签签1LACCSM/A18711LACCSM/A1871（描描述述：BLRBLRMASTEMASTESTATIONSTATION锅锅炉炉主主控控控控制制站站) )操操作作面面板板，检检查查无无 “ “强强制制手手动动信信号号” ”，在在操操作作键键盘盘按按“AUTO”“AUTO”，自自动动即即可可投投入入。若若汽汽机机主主控控没没有有在在自自动动，通通过过改改变变汽汽机机高压调速汽门开度，即可调整机组负荷。高压调速汽门开度，即可调整机组负荷。 126锅炉主控锅炉主控锅炉主控锅炉主控127 2. 2. 主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定 运行人员可通过

129、主蒸汽压力设定站对蒸汽压力进运行人员可通过主蒸汽压力设定站对蒸汽压力进行调节，提供运行人员可调的最低和最高压力限以及行调节，提供运行人员可调的最低和最高压力限以及变化率限值，以防止系统控制超过锅炉负荷改变的能变化率限值，以防止系统控制超过锅炉负荷改变的能力。力。运行人员可在主蒸汽压力设定控制站上选择机组运行人员可在主蒸汽压力设定控制站上选择机组定压或滑压运行。一旦主蒸汽压力设定点处于自动方定压或滑压运行。一旦主蒸汽压力设定点处于自动方式即可实现滑压运行，主蒸汽压力设定点是基于机组式即可实现滑压运行，主蒸汽压力设定点是基于机组负荷指令的一个函数来确定。负荷指令的一个函数来确定。128 a a、锅

130、锅炉炉和和汽汽机机主主控控都都没没有有投投入入自自动动时时，机机组组主主汽压力设定值跟踪汽机侧实际主汽压力。汽压力设定值跟踪汽机侧实际主汽压力。 b b、当当协协调调投投入入或或锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式投投入入且且滑滑压压运运行行投投入入时时，机机组组主主汽汽压压力力设设定定值值跟跟踪踪机机组组给给定定负负荷荷对对应应的滑压曲线。的滑压曲线。cc、主汽压力设定值的投入：、主汽压力设定值的投入：调出标签名调出标签名1LACCSREM15711LACCSREM1571（描述：（描述：MINSTMMINSTMPREESETPREESET主汽压力设定）操作面板可以进行机组主主汽压力设定）操作面板可以进

131、行机组主汽压力的设定（范围：）。汽压力的设定（范围：）。 129 3. 3. 滑压运行的投入滑压运行的投入滑压运行的投入滑压运行的投入 a.a.滑滑压压运运行行投投入入允允许许条条件件：协协调调投投入入或或锅锅炉炉跟跟踪踪方方式投入且机组目标负荷大于式投入且机组目标负荷大于300MW300MW。 b.b.滑滑压压运运行行投投入入强强制制退退出出条条件件：协协调调投投入入或或锅锅炉炉跟跟踪方式没有投入或机组目标负荷小于踪方式没有投入或机组目标负荷小于290MW290MW。 c.c.滑滑 压压 运运 行行 投投 入入 方方 法法 ： 调调 出出 标标 签签 名名1LACCSRCM15701LACC

132、SRCM1570（描描述述：SLDSLD PREEPREEONONSWIHSWIH滑滑压压运运行行投投入入开开关关) )操操作作面面板板，操操作作 即即可可投投入入，操操作作 即即可可退退出出转入定压运行方式转入定压运行方式。130 e.e.当当协协调调投投入入或或锅锅炉炉跟跟踪踪方方式式投投入入，可可以以选选择择滑滑压压运行方式，也可以选择定压运行方式。运行方式，也可以选择定压运行方式。 f.f.在在机机组组定定压压运运行行方方式式状状态态下下，滑滑压压运运行行方方式式下下的的机机组组主主汽汽压压力力设设定定值值（机机组组给给定定负负荷荷的的滑滑压压曲曲线线）跟跟踪踪主主汽压力设定值。汽压力

133、设定值。g.g.不在滑压运行方式压力变化率为，滑压运行方式压不在滑压运行方式压力变化率为，滑压运行方式压力变化率为（根据现场实际要求再改变）。力变化率为（根据现场实际要求再改变）。 131主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定主蒸汽压力设定132三、汽机主控三、汽机主控三、汽机主控三、汽机主控 汽机主控系统在协调控制方式中协调锅炉与汽机的汽机主控系统在协调控制方式中协调锅炉与汽机的运行，建立汽机阀位指令。燃烧释放的热量由锅炉传递运行，建立汽机阀位指令。燃烧释放的热量由锅炉传递到汽机，主蒸汽压力是锅炉与汽机间能量能量传递速率到汽机，主蒸汽压力是锅炉与汽机间能量能量传递速率的主要指标。的主要指

134、标。 协调方式：协调方式：协调方式：协调方式：锅炉与汽机均自动。机组负荷指令同时锅炉与汽机均自动。机组负荷指令同时送到汽机与锅炉，可获得平稳快速响应和机组的协调。送到汽机与锅炉，可获得平稳快速响应和机组的协调。汽机在该工况下控制蒸汽流量，而锅炉提供燃烧（燃料汽机在该工况下控制蒸汽流量，而锅炉提供燃烧（燃料- -风）要求，以便提供适当的蒸汽流量。汽机可利用锅炉风）要求，以便提供适当的蒸汽流量。汽机可利用锅炉中存储的能量来快速响应负荷增加的要求。负荷降低时中存储的能量来快速响应负荷增加的要求。负荷降低时则在锅炉储存更多的能量。则在锅炉储存更多的能量。用功率误差来修正蒸汽流量，即通过抵消主蒸汽压用功

135、率误差来修正蒸汽流量，即通过抵消主蒸汽压力误差的方法来修正蒸汽流量。力误差的方法来修正蒸汽流量。 133 1. 1. 1. 1. 下列情况下汽机主控强制手动：下列情况下汽机主控强制手动：下列情况下汽机主控强制手动：下列情况下汽机主控强制手动： l l 汽机主汽压力故障汽机主汽压力故障 l l 负荷参考信号故障负荷参考信号故障 l l DEHDEH没有在没有在MCSMCS控制方式下控制方式下 l l 汽机高压旁路开启汽机高压旁路开启。 这这种种情情况况下下可可以以通通过过手手动动控控制制汽汽机机主主汽汽高高压压调调速速汽门开度改变机组负荷。汽门开度改变机组负荷。134 2. 2.当当汽汽机机主主

136、控控输输出出指指令令与与DEHDEH来来负负荷荷参参考考信信号号偏偏差差小小于于1%1%且且机机组组负负荷荷大大于于50MW50MW，允允许许DEHDEH切切换换至至MCSMCS控制。控制。 3. 3.在在汽汽机机跟跟踪踪方方式式下下，汽汽机机主主控控根根据据经经过过速速率率限限制制后后的的主主汽汽压压力力设设定定值值与与汽汽机机主主汽汽压压力力偏偏差差，改改变变汽汽机机主主汽汽高高压压调调速速汽汽门门开开度度，维维持持汽汽机机主主汽汽压压力力等等于于设定值。设定值。4.4.协调方式下，汽机主控根据经过汽机高压调协调方式下，汽机主控根据经过汽机高压调速汽门开度偏差积分修正和速率限制后的主汽压力

137、设速汽门开度偏差积分修正和速率限制后的主汽压力设定值与汽机主汽压力偏差、机组目标负荷与发电机实定值与汽机主汽压力偏差、机组目标负荷与发电机实际功率偏差、机组目标负荷的前馈来改变汽机主汽高际功率偏差、机组目标负荷的前馈来改变汽机主汽高压调速汽门开度，使汽机主汽压力和负荷偏差为零。压调速汽门开度，使汽机主汽压力和负荷偏差为零。 135 5 5、汽机主控自动、汽机主控自动投入方法：投入方法：在在TMTM画面选择画面选择“1A”“1A”，选中标签，选中标签1LACCSM/A21701LACCSM/A2170（描述：（描述：TURBMASTESTATIONTURBMASTESTATION汽汽机主控控制机

138、主控控制站站) )操作面板，检查无操作面板，检查无“ “强制手动信号强制手动信号” ”，在操作键盘按在操作键盘按“AUTO”“AUTO”，自动即可投入。通过改变主汽，自动即可投入。通过改变主汽压力设定值，控制汽机压力设定值，控制汽机高压调速汽门开度。高压调速汽门开度。 136汽机主指令汽机主指令汽机主指令汽机主指令137 四、机组运行方式的判断四、机组运行方式的判断四、机组运行方式的判断四、机组运行方式的判断 1.1.锅锅炉炉主主控控、汽汽机机主主控控都都在在自自动动，即即机机组组负负荷荷协协调调方方式式控控制制投投入入。这这种种运运行行方方式式下下需需设设定定以以下下参参数数，以以适适应应机

139、机组组负负荷荷要要求求：机机组组负负荷荷，机机组组负负荷荷上上、下下限限，负负荷荷变变化化率率，汽汽机机滑滑压压或或定定压压运运行行，一一次次调调频频投投入入或或退出。退出。 2.2.锅锅炉炉主主控控在在自自动动，汽汽机机主主控控在在手手动动，即即机机组组锅炉跟踪方式投入锅炉跟踪方式投入 3.3.汽汽机机主主控控在在自自动动，锅锅炉炉主主控控在在手手动动，即即机机组组汽机跟踪方式投入汽机跟踪方式投入 4. 4.锅炉主控、汽机主控都不在自动，即机组控制锅炉主控、汽机主控都不在自动，即机组控制方式为手动。方式为手动。 13813906RUNBACK140 五、五、五、五、RUNUP/DOWNRUN

140、UP/DOWN 1 1 1 1. .在协调的控制方式下，燃料量大于目标值、给在协调的控制方式下，燃料量大于目标值、给水流量大于目标值、炉膛压力小于目标值、总风量大水流量大于目标值、炉膛压力小于目标值、总风量大于目标值时，机组负荷迫升动作（于目标值时，机组负荷迫升动作（RURU）。燃料量小于）。燃料量小于目标值、给水流量小于目标值、炉膛压力大于目标值、目标值、给水流量小于目标值、炉膛压力大于目标值、总风量小于目标值时，机组负荷迫降动作总风量小于目标值时，机组负荷迫降动作(RD)(RD)。 2.2.机机组组负负荷荷迫迫升升动动作作（RURU），在在负负荷荷变变化化率率限限制制下下机机组组目目标标负负荷荷逐逐渐渐升升高高到到机机组组负负荷荷迫迫升升信信号号消消失失，机组负荷目标值保持当前负荷。机组负荷目标值保持当前负荷。 3.3.机机组组负负荷荷迫迫降降动动作作(RD)(RD)，在在负负荷荷变变化化率率限限制制下下机机组组目目标标负负荷荷逐逐渐渐降降低低到到机机组组负负荷荷迫迫升升信信号号消消失失，机机组负荷目标值保持当前负荷。组负荷目标值保持当前负荷。 141RUNUP/DOWNRUNUP/DOWN142