第三章单元机组的控制调节

《第三章单元机组的控制调节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章单元机组的控制调节（105页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章 单元机组的控制调节第一节第一节 单元机组调节的任务单元机组调节的任务第二节第二节 汽轮机电液调节系统汽轮机电液调节系统第三节第三节 燃烧器管理系统燃烧器管理系统第四节第四节 单元机组的负荷控制单元机组的负荷控制第一节第一节 单元机组调节的任务单元机组调节的任务使输出电功率与外界电网负荷相平衡；使输出电功率与外界电网负荷相平衡；保证机组运行的主要参数在规定的范围内保证机组运行的主要参数在规定的范围内根据外界负荷的变化和设备运行的状况变化，及时、正确根据外界负荷的变化和设备运行的状况变化，及时、正确地对运行方式和设备运行状况进行调整，保证机组安全、地对运行方式和设备运行状况进行调整，保证机

2、组安全、经济的运行经济的运行单元机组与外界（电网）的联系主要是通过参与调峰、调单元机组与外界（电网）的联系主要是通过参与调峰、调频和调相来实现的。频和调相来实现的。一、调峰一、调峰通过调节单元机组负荷以适应电网峰谷负荷的需通过调节单元机组负荷以适应电网峰谷负荷的需要称为要称为变负荷调峰运行，简称调峰运行或调峰变负荷调峰运行，简称调峰运行或调峰。常规调峰和非常规调峰常规调峰和非常规调峰常规调峰常规调峰指机组在定参数下一般性的减负荷方式参与调峰非常规调峰非常规调峰指机组（不包括水电机组）采用启、停机，少蒸汽、滑压运行等方式，或者机组增减负荷幅度超过常规的调峰范围者 图图3-1 日基日基础负础负荷曲

3、荷曲线线 图图3-23-2 扰动负荷曲线扰动负荷曲线二、调频二、调频控制电力系统频率在允许范围之内控制电力系统频率在允许范围之内通过控制系统内并联运行机组输入的总功率等于系统负荷在额定频率所消耗的有功功率实现。PL1-可根据经验用负荷可根据经验用负荷预测的方法预先估计出来，预测的方法预先估计出来，通过调度部门预先编制系统通过调度部门预先编制系统发电曲线与之平衡。发电曲线与之平衡。PL2-由机组的调节系统调由机组的调节系统调节汽轮机的功率与之平衡，节汽轮机的功率与之平衡，即即一次调频一次调频来调节。来调节。PL3-必须通过自动装置必须通过自动装置或人工手动参与调整，即或人工手动参与调整，即二二次

4、调频次调频才能调整到允许范围才能调整到允许范围之内。之内。1一次调频图图3-4 并列运行机组负荷分配并列运行机组负荷分配一次调频并不能维持电网的一次调频并不能维持电网的频率不变，而只能缓和电网频率不变，而只能缓和电网频率的改变程度频率的改变程度 当机组并列在电网中运行时，外界负荷改变，将使电网频率发生变化，从而引起电网中各机组均自动地按其静态特性，承担一定的负荷变化，以减少频率的改变2二次调频通过同步器（液压调节系统）平移静态特性曲线或改变功率给定值（DEH系统），增加或降低机组的功率，以恢复电网的正常频率同步器平移静态特性的作用同步器平移静态特性的作用 自动发电控制自动发电控制AGC（负荷与

5、频率控制）（负荷与频率控制）（负荷与频率控制）（负荷与频率控制）互联电力系统运行中一个基本的重要的计算机实时控制功互联电力系统运行中一个基本的重要的计算机实时控制功能。能。目的目的是使系统出力和系统负荷相适应，保持额定频率和通是使系统出力和系统负荷相适应，保持额定频率和通过联络线的交换功率等于计划值，并尽可能实现机组过联络线的交换功率等于计划值，并尽可能实现机组(电电厂厂)间负荷的经济分配。间负荷的经济分配。基本目标基本目标(1)使全系统的发电出力和负荷功率相匹配；使全系统的发电出力和负荷功率相匹配；(2)将电力系统的频率偏差调节到零，保持系统频率为额定值；将电力系统的频率偏差调节到零，保持系

6、统频率为额定值；(3)控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，实现各区域内有控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，实现各区域内有功功率的平衡功功率的平衡(4)在区域内各发电厂间进行负荷的经济分配。在区域内各发电厂间进行负荷的经济分配。EGC三、调相三、调相同步发电机只向电网发出或吸收无功功率的运行方式，称为调相运行。（1）正常励磁-发电机输出的无功功率为零 （2）过励-同步发电机向电网发出感性无功功率 （3）欠励-发电机向电网发出容性无功功率。图图3-7 发电机调相运行发电机调相运行同步调相机同步调相机-专用于发出或吸收无功功率的同步发电机调相机的用途：改善系统功率因数值；调节远距离输电线路

7、电压，维持末端电压恒定 同步发电机调相运行时，通过调节励磁电流，就能调节发出无功功率的大小和性质由于电网的负载多属于感性，需要从电网吸收感性无功功率，要求同步发电机调相运行时处于过励状态要求同步发电机调相运行时处于过励状态，向电向电网发出感性无功功率，从而提高电网的功率因数。网发出感性无功功率，从而提高电网的功率因数。第二节第二节 汽轮机电液调节系统汽轮机电液调节系统传统的机械、液压式调速系统是一种速度调节系统 ,没有抗干扰能力，任何条件变化时都会引起机组所带功率的改变。 为了增加机组的抗干扰能力，在速度调节系统中引入功率信号，以便将机组的功率维持在给定值，这种调节称之为功率-频率调节，简称功

8、-频调节。功-频调节一般采用电液调节系统来实现。（二）汽轮机功频电调的基本结构1汽轮发电机组的测量DEH控制系统中的控制对象和测量执行器件部分 2数字控制器 3液压部分包括高压抗燃油液压调节系统和低压润滑油系统两部分 4电液转换器 （三）DEH 系统的主要功能三种运行方式三种运行方式ATC运行方式是最高级运行方式运行方式是最高级运行方式DEH根据汽轮机高、中压转子热应力、差胀、轴向位移、振动等情况自动控制汽轮机组的升速、待速、同步、并网、升负荷及跳闸等，并将有关数据、图表通过打印机和CRT告诉运行人员。其次为操作员自动运行方式其次为操作员自动运行方式DEH装置在CRT上为操作员提供指导，但转速

9、的升降及速率的变化等均由运行人员通过键盘输入DEH，大多数机组启动时都采用这种运行方式。手动运行方式是一种备用方式手动运行方式是一种备用方式 当控制器故障时，通过手动直接控制阀门开度，以维持汽轮机运行DEH基本功能 转速和功率控制。 阀门试验和阀门管理 运行参数监视 汽轮机监视系统（TSI 或TSE）保护系统 手动控制1DEH自动调节系统主要有转速调节系统、负荷调节系统、主汽压控制系统和手动控制。控制回路有主汽门控制回路（TV），高压调门控制回路（GV），各回路按一定的逻辑规定协调工作。 （1）转速控制阀门阀门冲转前冲转前0-2900r/min阀切换阀切换2900r/min2900-30000

10、r/minTV （主汽门）（主汽门）全开全开控制控制控制控制 全开全开全开全开GV （高调门）（高调门）全开全开全开全开全开全开 控制控制 控制控制IV（中调门）（中调门）全开全开全开全开全开全开全开全开阀门状态表阀门状态表（2）负荷功率控制负荷调节是由三个回路组成的串级调节系统，通过对高压调门的控制来控制机组负荷。三个回路内环调节压力回路（IMP），调节器为PI，给定值REF2中环功率调节回路（MW），调节器为PI，给定值REF1外环转速一次调频回路（WS）调节器为1/给定值REFDMD。 图图3-10 数字式电液调节系统方框图数字式电液调节系统方框图调节级压力回路调节级压力回路功率调节回路

11、功率调节回路转速一次调频回路转速一次调频回路4 种不同运行方式（1）串级）串级PI (比例、积分比例、积分) 控制系统控制系统此时系统具有调节级汽室压力、发电机功率和转速3 个反馈信号,PI2 为内控制回路,PI1 为外控制回路。（2）第一种单组）第一种单组PI 控制系统。控制系统。这种情况相当于开关K1 切向旁路,功率回路被切除, 系统只接收调节级汽室压力和转速两种反馈信号。（3）第二种单组）第二种单组PI 控制系统。控制系统。这种情况相当于开关K2 切向旁路,调节级汽室压力控制回路被切除,系统只接收发电机功率和转速两种反馈信号。（4）纯转速控制系统。）纯转速控制系统。当切除调节级汽室压力和

12、功率反馈信号后，系统处于纯转速控制状态，与一般液压调节系统相同。对复合串级的对复合串级的GV 控制系统控制系统,当调节级汽室压力和当调节级汽室压力和发电机功率回路投入运行时，系统的动态品质最发电机功率回路投入运行时，系统的动态品质最好好,这也是主要的控制方式。这也是主要的控制方式。由于调节级汽室压力信号比发电机功率信号反应由于调节级汽室压力信号比发电机功率信号反应要快要快,所以所以单级单级PI 运行时运行时, 调节级汽室压力回路调节级汽室压力回路比发电机功率反馈回路的控制品质好。比发电机功率反馈回路的控制品质好。2阀门管理（1）单阀控制。）单阀控制。所有高压阀门开启方式相同，各阀开度一样，故叫

13、单阀方式，特点是节流调节，全周进汽。（2）多阀控制。）多阀控制。调门按预先给定的顺序，依次开启，各调门累加流量呈线性变化，特点是：喷嘴调节，部分进汽。一般一般冷态启动或带基本负荷运行冷态启动或带基本负荷运行，要求用，要求用全周进汽，即用全周进汽，即用单阀方式单阀方式机组带机组带部分负荷运行部分负荷运行，为了提高经济性，为了提高经济性，要求部分进汽，即要求部分进汽，即多阀控制多阀控制单阀控制与多阀控制两种方式之间能保持单阀控制与多阀控制两种方式之间能保持功率不变无扰动切换。功率不变无扰动切换。3运行参数监视（1）转子振动信号的测量与处理）转子振动信号的测量与处理转子的一般振动监测方法主要包括两部

14、分：转子的一般振动监测方法主要包括两部分：前一部分是传感器和专用信号处理线路，前一部分是传感器和专用信号处理线路，其功能是将机械振动变换为可以被一般分析测量仪器所能接受的并且具有灵敏度归一化的电压信号。后一部分在于将前面所获得的原始电压信号加后一部分在于将前面所获得的原始电压信号加以分析、处理和记录、显示等。以分析、处理和记录、显示等。（2）TSI的监测参数1）转轴径向振动的监测2）转轴轴向位置监测3）转轴偏心与偏心度峰-峰值的监测4）转轴与壳体的差胀监测5）壳体膨胀监测6）转速监测7）零转速监测8）相角监视9）温度监测10）阀位监测表表3-1 监视仪表类型及所监视的参数监视仪表类型及所监视的

15、参数监监 视仪视仪名称名称监测监测参数参数监视仪监视仪名称名称监测监测参数参数轴轴位移位移监视仪监视仪（包括（包括单单通道及通道及双双选选式）式）转轴转轴相相对对于于轴轴承止推承止推环环的的轴轴向位移向位移绝对绝对振振动检视仪动检视仪轴轴，机壳的，机壳的绝对绝对振振动动；轴轴相相对对机壳的振机壳的振动动；轴轴在在轴轴承中承中的位置的位置偏心度峰偏心度峰- -峰峰值监值监视仪视仪转轴转轴在在轴轴承内的平衡位承内的平衡位置及大置及大轴挠轴挠度度加速度加速度监视仪监视仪机壳的振机壳的振动动加速度或加速度或齿轮齿轮箱，箱，叶片的振叶片的振动动差差胀监视仪胀监视仪轴轴相相对对汽缸壳体之汽缸壳体之间间的的

16、受受热热膨膨胀值胀值转转速速监视仪监视仪轴轴的的转转速速阀阀位位监视仪监视仪进进汽汽阀门阀门的开度的开度零零转转速速监视仪监视仪主主轴轴与与盘车盘车机构机构齿齿合合时时的的转转动动周期周期壳体膨壳体膨胀监视仪胀监视仪壳体相壳体相对对于基于基础础的膨的膨胀胀温度温度监视仪监视仪机壳等部位的温度机壳等部位的温度轴轴振振动监视仪动监视仪（包括（包括单单平面和平面和双平面）双平面）轴轴相相对对于机壳的径向振于机壳的径向振动动数字矢量数字矢量滤滤波器波器转转子子转转速，振幅及相位速，振幅及相位双路双路监视仪监视仪机壳振机壳振动动的速度振幅和的速度振幅和位移振幅位移振幅4保护系统 危急跳闸系统（危急跳闸系

17、统（ETS）是监视汽轮机的某些运行参数，当这些参数超过某运行限制值时，该系统就可关闭高中压主汽阀和高、中压调节汽阀。监视的项目和主要参数有：超速保护轴向位移保护低油压和回路高油压保护EH油低油压保护凝汽器低真空保护 5.ATC控制 汽轮机自启停控制系统 功能通常包括汽轮机运行工况的数据采集、汽轮机控制系统内各个子系统功能的协调以及热应力计算功能等。 ATC 是按转子应力控制汽轮机的启停速度在运行中, 监视和控制住高压缸调节级和中压缸第一级处的转子热应力应力裕度系数:k=（ L-）/LL- 材料在使用温度时的许用应力； - 实际应力。k=1,实际应力为零实际应力为零,这种情况只在汽轮机停止且已充

18、分冷却后才会出这种情况只在汽轮机停止且已充分冷却后才会出现。现。k= 0 , 实际应力已经等于许用应力。实际应力已经达到最大允许值。实际应力已经等于许用应力。实际应力已经达到最大允许值。k 0 , 实际应力已经超过许用应力。实际应力已经超过许用应力。监视了汽轮机转子的应力或应力裕度系数后,就可以使汽轮机在最佳状态下运行,亦即可以使转子实际应力不超过许用应力的情况下以最快的速度升速或者变负荷。具体的做法应是控制转子的应力裕度系数尽量接近零,而不得小于零。MEH控制系统MEH就是给水泵汽轮机电液调节系统。主要任务是通过控制汽轮机的转速来控制锅炉的给水流量。驱动汽轮机的蒸汽来自两路汽源，锅炉的高压汽

19、源，主汽轮机的抽汽，即抽汽汽源。在每路上设有主汽阀和调节汽阀各一个 MEH三种运行方式方式方式1：锅炉自动：锅炉自动根据机炉协调控制系统CCS来的给水流量要求信号控制汽轮机的转速。方式方式2：转速自动：转速自动根据操作员给出的转速定值信号来控制汽轮机的转速。方式方式3：手动：手动根据操作员操作调节阀阀位增加或减少按钮直接操作调节阀开度控制汽轮机的转速，此时转速为开环控制。MEH控制系统的功能（1）锅炉给水量自动控制）锅炉给水量自动控制（2）给水泵汽轮机转速自动控制）给水泵汽轮机转速自动控制（3）调节阀阀位控制）调节阀阀位控制（4）正常运行操作和监视）正常运行操作和监视（5）超速保护和试验）超速

20、保护和试验（6）与）与DEH联网，在联网，在DEH操作员站操作操作员站操作MEH，并进行故障追忆和打印。，并进行故障追忆和打印。第三节第三节 燃烧器管理系统燃烧器管理系统随着大型火电机组的日益增多，锅炉防爆问题也日益突出，大型锅炉爆炸力较大，采用防爆门已不能快速泄掉炉内压力，而加大防爆门面积又不现实。因此，大、中型锅炉装备炉膛安全监控系统已成为趋势1灭火保护装置灭火保护装置适用于中、小型锅炉适用于中、小型锅炉。功能为炉膛火焰监视、主燃料跳闸、炉膛。功能为炉膛火焰监视、主燃料跳闸、炉膛吹扫等，可以认为是锅炉炉膛安全监控系统的一个子系统。吹扫等，可以认为是锅炉炉膛安全监控系统的一个子系统。2锅炉炉

21、膛安全监控系统锅炉炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，简称，简称FSSS）主要功能是在锅炉启动和运行各个阶段，防止炉膛的任何部位积主要功能是在锅炉启动和运行各个阶段，防止炉膛的任何部位积存燃料与空气的混合物，防止锅炉发生爆燃事故；并能对各类燃存燃料与空气的混合物，防止锅炉发生爆燃事故；并能对各类燃烧器的投入、切除实现自动控制，同时对燃料系统的运行工况进烧器的投入、切除实现自动控制，同时对燃料系统的运行工况进行监视，对异常工况作出快速反应及处理。行监视，对异常工况作出快速反应及处理。3燃烧器管理系统燃烧器管理系统（Burner Manage

22、 System，简，简写为写为BMS）BMS除完成锅炉炉膛安全监控系统（除完成锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的全部功能外，还）的全部功能外，还可以完成程控点火功能、主汽压力自动调节、锅炉燃烧优化指导、可以完成程控点火功能、主汽压力自动调节、锅炉燃烧优化指导、燃烧过程事故分析及指导。燃烧过程事故分析及指导。 （一）炉膛安全监控系统的主要功能锅炉点火前和停炉后的炉膛吹扫工作；保证点火和点燃主燃料合适条件；自动进行油燃烧器的点火和主燃料的投入；连续运行的监视，并能在机组事故情况下停止锅炉运行。FSSS与CCSFSSS与协调控制系统（与协调控制系统（CCS）是大型火电机组锅炉控制）是大型火电机组锅炉

23、控制系统的两大支柱。系统的两大支柱。CCS系统主要系统主要实现对锅炉运行参数的实现对锅炉运行参数的调节调节，同时也具，同时也具备一备一定的联锁保护定的联锁保护，保证机组在自动调节方式中安全运行。，保证机组在自动调节方式中安全运行。FSSS系统系统没有调节功能没有调节功能，不直接参与调节燃料量和风量，不直接参与调节燃料量和风量等参数，它主要等参数，它主要起逻辑控制的作用。起逻辑控制的作用。但是它但是它能行使超越运能行使超越运行人员和过程控制系统的作用行人员和过程控制系统的作用，可靠地保证锅炉安全运行，可靠地保证锅炉安全运行 （二）炉膛安全监控系统的组成检测元件检测元件用来检测炉内燃烧状态、燃料以

24、及空气等热工参数的设置 为了得到可靠的检测信号，可采用二个、三个或四个敏感元件进行测量，然后进行二取一、三取二、四取三等数据处理，得到可靠的检测信号 驱动装置驱动装置用于控制和隔离进入炉膛的燃料和空气，燃烧系统的驱动装置包括电动和气动的阀门、挡板驱动器，如暖炉油跳闸阀、热风门等，以及电动机启动器，如磨煤机、给煤机以及风机等。运行人员通过逻辑系统监控这些装置 逻辑系统逻辑系统FSSS的大脑，用来完成逻辑运算、判断等任务。目前，大型机组的FSSS逻辑系统通常都由分散控制来实现。CRT图形站图形站包括CRT终端，CRT功能键盘、打印机。就地控制盘就地控制盘主要用于维修、测试和校验现场设备 （三）炉膛

25、吹扫锅炉在点火之前，炉膛要进行吹扫，以锅炉在点火之前，炉膛要进行吹扫，以清除所有积存在炉清除所有积存在炉膛内的可燃气及可燃物，防止炉膛爆燃。膛内的可燃气及可燃物，防止炉膛爆燃。吹扫时通风容积流量吹扫时通风容积流量应大于应大于25%额定风量（通常为额定风量（通常为25%40%），通风时间应不少于），通风时间应不少于5min，以保证炉膛，以保证炉膛内吹扫的效果。内吹扫的效果。在吹扫时，在吹扫时，应先启动回转式空气预热器，然后再顺序启动应先启动回转式空气预热器，然后再顺序启动引风机和送风机，引风机和送风机，为炉膛吹扫提供足够的风量，并且可以为炉膛吹扫提供足够的风量，并且可以防止点火后出现回转式空气预

26、热器因受热不均而发生变形防止点火后出现回转式空气预热器因受热不均而发生变形的问题，同时也可以对回转式空气预热器进行吹灰吹扫。的问题，同时也可以对回转式空气预热器进行吹灰吹扫。炉膛吹扫的条件（1）所有燃料全部切断；）所有燃料全部切断；（2）所有燃烧器风门应处于吹扫位置；）所有燃烧器风门应处于吹扫位置；（3）至少有一台送风机及一台引风机在运）至少有一台送风机及一台引风机在运行；行；（4）风量应大于）风量应大于25%全负荷风量。全负荷风量。吹扫顺序结束后，锅炉可点火启动，同时吹扫顺序结束后，锅炉可点火启动，同时应始终保持炉膛大于应始终保持炉膛大于25%的额定风量，直的额定风量，直至锅炉负荷大于至锅炉

27、负荷大于25%额定负荷。额定负荷。保持炉膛内风量充足，带走未点燃的燃料，保持炉膛内风量充足，带走未点燃的燃料，同时满足点火后在低负荷运行时过量空气同时满足点火后在低负荷运行时过量空气系数值取较大的要求。系数值取较大的要求。（四）轻油、重油系统泄漏检查主要是检查轻油、重油快关阀关闭的严密性，确主要是检查轻油、重油快关阀关闭的严密性，确保炉轻油、重油系统没有泄漏现象。保炉轻油、重油系统没有泄漏现象。轻油、重油系统的泄漏检查是保证炉膛点火安全，轻油、重油系统的泄漏检查是保证炉膛点火安全，不产生爆燃的重要措施之一。不产生爆燃的重要措施之一。轻油、重油系统泄漏检查一般应由轻油、重油系统泄漏检查一般应由F

28、SSS自动完自动完成，有的机组由专门操作系统来完成炉膛吹扫与成，有的机组由专门操作系统来完成炉膛吹扫与泄漏检查泄漏检查 （五）全炉膛火焰检测-灭火保护灭火保护的实质灭火保护的实质是在锅炉灭火时，通过保是在锅炉灭火时，通过保护动作确保炉膛安全。护动作确保炉膛安全。包括：启动前的炉膛吹扫联锁、全炉膛火包括：启动前的炉膛吹扫联锁、全炉膛火焰监视和焰监视和MFT联锁。联锁。1灭火保护的功能要求灭火保护的功能要求（1）启动前的炉膛吹扫联锁。（2）全炉膛火焰监视。向运行人员提供炉膛火焰分布指示信号，使其能直观地判断炉膛火焰燃烧稳定程度，判断是否会出现全炉膛灭火，以便决定采取稳定燃烧或人为停炉措施。装置本身

29、具有判断能力。当炉膛已经不能维持稳定的燃烧的火焰，即将出现全炉膛灭火时，将全炉膛灭火信号发给跳闸联锁装置。（3）MFT联锁。不能保证锅炉正常运行的情况出现时，MFT应能迅速切断所有燃料，并将危急报警信号发到各系统，进行必要的安全操作并显示出跳闸的第一原因，并将此状态（MFT）维持到一次锅炉启动，其解除信号应在下次安全启动允许及炉膛吹扫完成后自动发出-解除MFT状态记忆 当锅炉发生MFT时，下述设备或装置应动作到相应位置：切断所有燃料源；点火油系统的安全截止阀（快关阀）关闭；每个点火器阀均关断；给粉机停运；切断点火器电源。2炉膛火焰特性及其检测原理燃料在燃烧过程中辐射出的能量包括热能、光能（紫外

30、光、可见光、红外光）和声波等，这些特性都构成了检测炉膛火焰存在的基础。火焰检测器的安装位置对于检测到火焰的强度和频率极其有关。把平均光强与闪烁光强两个信号相“与”，只有当平均光强与闪烁光强同时消失时，才能判断为炉膛灭火。火焰检测探头全部装入冷却室内，冷却风充满整个冷却室，火焰检测探头全部装入冷却室内，冷却风充满整个冷却室，探头的整体位置在冷却风的包围中（探头的整体位置在冷却风的包围中（038）。）。冷却室的出口对着炉膛，将冷却风排进炉膛内，探头可以冷却室的出口对着炉膛，将冷却风排进炉膛内，探头可以有效地被冷却。有效地被冷却。探头的长期工作温度范围为探头的长期工作温度范围为60。若不采用冷却室，

31、探头外壳直接暴露在炉墙周围的温度内，若不采用冷却室，探头外壳直接暴露在炉墙周围的温度内，局部位置可达局部位置可达80107。尽管探头内部通冷却风冷却，但探头外壳在高达尽管探头内部通冷却风冷却，但探头外壳在高达80107的高温中加热会使探头超温而烧坏。的高温中加热会使探头超温而烧坏。 3全炉膛灭火概念（1）“层”火焰信号装设于同一层的四个火焰检测器探头（四个角每角一个探头）发出信号，送到同一火焰检测机箱 当其中两个探头发出当其中两个探头发出“有火焰有火焰”信号时，认为信号时，认为本层有火焰。本层有火焰。当其中三个探头发出当其中三个探头发出“无火焰无火焰”信号时，则认信号时，则认为本层无火焰为本层

32、无火焰 对于四角切圆布置的煤粉炉，一般将火焰检测器探头布置于两层煤粉喷嘴中间的二次风口内，以监视上下相邻喷嘴的煤粉火焰，探头的布置方向对准炉膛中心火球 （2）全炉膛失去火焰每“层”火焰信号与相邻层煤粉喷嘴工作情况合为一个煤粉火焰检测层的投票信号作出全炉膛是否灭火的判断还取决于油层火焰的工况，当油层3/4无火焰时，油层投票“灭火”，油层次2/4有火焰时可以支持全炉膛火燃烧，不发出灭火信号 图图3-24 典型全部炉膛失去火焰逻辑图典型全部炉膛失去火焰逻辑图 4MFT跳闸顺序吹扫完成后，吹扫完成后，MFT记忆元件状态为记忆元件状态为“0”输出，输出，MFT灯灭，锅炉处于运行状态中。灯灭，锅炉处于运行

33、状态中。当锅炉联锁跳闸、炉膛压力高、炉膛压力低、全当锅炉联锁跳闸、炉膛压力高、炉膛压力低、全炉膛灭火、运行人员危急跳闸的任一信号首先出炉膛灭火、运行人员危急跳闸的任一信号首先出现时，现时，MFT记忆元件翻转输出记忆元件翻转输出“1”，MFT出口出口继电器动作，跳闸原因指示灯亮。继电器动作，跳闸原因指示灯亮。MFT动作不应伴有风机跳闸，以保持风量进行动作不应伴有风机跳闸，以保持风量进行MFT跳闸后的吹扫，这是十分重要的。跳闸后的吹扫，这是十分重要的。 5火焰显示当该检测器指示2/4有火，相邻层有“给粉证实”信号时，则该层火焰指示灯亮，该层“有火焰”灯亮；当检测器指示3/4无火时，则该层火焰指示灯

34、灭，该层“无火焰”灯亮。 6全炉膛灭火7失去燃料失去燃料MFT8燃烧器自动点火控制燃烧器自动点火控制是一个逻辑顺序控制系统9风门挡板控制风门挡板控制二次风挡板是由炉膛风箱差压控制的，差压的设定值随锅炉负荷（即主蒸汽流量）的大小而改变。如果二次风口内有点火枪，当油枪投运时，该层的二次风挡板开度按油压大小进行比例控制；在油枪停运时，仍为差压控制。当粉燃烧器设置有燃料风时，燃料风挡板开度当粉燃烧器设置有燃料风时，燃料风挡板开度按给粉机转速或给煤机转速进行比例控制。按给粉机转速或给煤机转速进行比例控制。对于三次风挡板，一般采用手动控制对于三次风挡板，一般采用手动控制10事故状态下燃烧器的投切控制事故状

35、态下燃烧器的投切控制当汽轮发电机事故跳闸，机组应实现停机不停当汽轮发电机事故跳闸，机组应实现停机不停炉运行方式，即具有炉运行方式，即具有FCB功能，维持锅炉最低功能，维持锅炉最低负荷运行，蒸汽经汽轮机旁路系统进入凝汽器。负荷运行，蒸汽经汽轮机旁路系统进入凝汽器。锅炉在低负荷运行时，要切除一部分煤粉燃烧器。锅炉在低负荷运行时，要切除一部分煤粉燃烧器。为稳定炉内燃烧，要投运部分点火油枪。当发生为稳定炉内燃烧，要投运部分点火油枪。当发生FCB时，哪些煤粉燃烧器应切除，投运哪些油枪助时，哪些煤粉燃烧器应切除，投运哪些油枪助燃，是预先给予设定，并应由燃，是预先给予设定，并应由FSSS自动投切动作。自动投

36、切动作。辅机发生事故时，机组也紧急降到运行辅机所能允许的负荷（RB）运行。锅炉也应切除部分燃烧器，投运油枪助燃。当发生RB时，机组协调控制系统快速选择维持运行辅机所能允许的相应负荷及机组运行方式。FSSS自动选择最佳燃烧器运行层数，并快速切除部分燃烧器。根据燃烧稳定性要求，投运部分油枪助燃。（六）燃烧器的点熄火煤粉炉，在启动或低负荷运行时，往往要采用油煤粉炉，在启动或低负荷运行时，往往要采用油燃烧器，以帮助点火启动、助燃和稳定煤粉燃烧燃烧器，以帮助点火启动、助燃和稳定煤粉燃烧 油燃器有以下几个功能：油燃器有以下几个功能：作为从锅炉启动到机组带作为从锅炉启动到机组带20%30%额定负荷的主额定负

37、荷的主要燃料。要燃料。当锅炉主要辅机发生事故，机组减负荷运行（当锅炉主要辅机发生事故，机组减负荷运行（RB）、）、或机组发生甩负荷、停机不停炉、或电网故障、主开或机组发生甩负荷、停机不停炉、或电网故障、主开关跳闸、机组带厂用电运行时，油燃烧器起稳定燃烧、关跳闸、机组带厂用电运行时，油燃烧器起稳定燃烧、维持低负荷运行的作用。维持低负荷运行的作用。 第四节第四节 单元机组的负荷控制单元机组的负荷控制一、单元机组协调控制一、单元机组协调控制(coordinated control system,简称CCS)将机组的锅炉、汽轮机和发电机作为一个整体进行控制的系统，汽机的负荷-转速控制系统可视为CCS的

38、一个子系统CCS完成锅炉、汽机和发电机及其辅助设备的自动控制。CCS把锅炉和汽轮机视为一个整体，在锅炉和汽轮机各基础控制系统之上设置协调控制级，来实施锅炉和汽轮机在响应负荷要求时的协调配合产生锅炉和汽轮机指令两个控制指令，分别送往锅炉和汽轮机的有关基础控制系统。 （一）协调控制系统的组成负荷控制系统(主控制系统)常规控制系统(子控制系统)负荷控制对象负荷控制系统(主控制系统)负荷指令处理部分负荷指令处理部分+机炉主控制器机炉主控制器负荷指令处理部分负荷指令处理部分（负荷管理控制中心）接受的负荷指令。（负荷管理控制中心）接受的负荷指令。内部负荷指令内部负荷指令机组辅机故障减负荷Run Back指

39、令与机组负荷有关的主要运行参数超过上限而引起的减负荷Run Down指令主要运行参数低于下限而引起的增负荷Run Up指令负荷控制系统处于手动状时，负荷控制系统本身跟踪实发功率的信号。外部负荷指令外部负荷指令电网调度中心的负荷分配指令ADS机组运行人员手动增减负荷的指令。负荷控制系统(主控制系统)LMCC主要作用主要作用对外部要求的负荷指令或目标负荷指令TLD进行选择，并根据机组主辅机运行的情况加以处理，使之转变为机、炉设备负荷能力，安全运行所能接受的实际负荷指令ALD （ ULD ） 、P0处理选择的内、外部负荷指令主要是对负荷指令的变化率和起始变化幅度进行限主要是对负荷指令的变化率和起始变

40、化幅度进行限制，使之与机组的负荷能力相适应制，使之与机组的负荷能力相适应。LMCC功能（1）实际负荷要求指令（ALD或ULD）的产生（2）负荷的增加和减少（3）最大最小负荷限制（4）负荷变化速率限制（5）远方/就地控制（6）负荷快速返回（7）负荷快速切回（Fast Cut Back-FCB )（8）负荷增/减闭锁（9）负荷迫升/迫降（10）负荷保持恢复机、炉主控制器主要作用主要作用根据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷控制方式，按照实际负荷指令与实发功率信号的偏差和主汽压力的偏差p以及其他信号，进行控制运算，分别产生对锅炉子控分别产生对锅炉子控制系统和汽轮机子控制系统的协调动作的指挥

41、制系统和汽轮机子控制系统的协调动作的指挥信号，分别称为锅炉指令（信号，分别称为锅炉指令（Boiler Demand）和汽轮机指令（）和汽轮机指令（Turbine Demand）。（二）负荷控制方式1.炉跟机 （锅炉跟随方式BF)BF方式特点优点：负荷适应性强 充分利用锅炉蓄热缺点：汽压波动大 稳定性差适用情况：机组带变动负荷机组出力受汽机侧限制2.机跟炉（汽机跟随方式TF)TF方式特点优点：汽压稳定缺点：负荷适应性差 （动态响应慢）未能利用锅炉蓄热适用情况：机组带基本负荷机组出力受锅炉侧限制BF、TF方式定性比较工况变化工况变化锅炉跟随方式锅炉跟随方式（BF）汽机跟随方式汽机跟随方式（TF）功

42、率功率汽压汽压功率功率汽压汽压负荷指令负荷指令改变改变响应快响应快波动大波动大响应慢响应慢稳定性好稳定性好 燃料扰动燃料扰动波动小波动小波动大波动大波动大波动大稳定性好稳定性好3 协调控制方式ccs以炉跟机为基础的协调控制系统以炉跟机为基础的协调控制系统 以机跟炉为基础的协调控制系统以机跟炉为基础的协调控制系统根据协调程度不同，协调方案不同既考虑负荷响应快，又要保证汽压稳定性好既满足电网要求，又顾及机组实际可能包括了汽机调门开度控制和锅炉全部燃烧、给水、汽温等控制（三）协调控制策略锅炉蓄能的利用与补偿锅炉蓄能的利用与补偿充分利用蓄能，提高机组负荷响应；保持运行稳定；控制合适的负荷变化率超调控制

43、，补偿锅炉蓄能减小机炉控制动作的相互影响减小机炉控制动作的相互影响采用扰动补偿、解耦等控制二、单元机组的联锁保护二、单元机组的联锁保护任务任务是准确及时反映事故并加以正确的处理，以防止事故的扩大。联锁保护的项目联锁保护的项目-按工艺系统和有关设备的特点、安全运行要求以及自动化设备的配置情况、技术性能等确定。锅炉保护汽机保护发电机系统继电保护机电炉之间联锁保护 （一）锅炉保护1汽包水位保护汽包水位保护锅炉汽包水位过高过低的保护（1）汽包水位高的保护）汽包水位高的保护保护系统分三值动作当水位高至一值时，保护系统发出水位高的报警信号，引起运行人员注意当运行人员处理或调节后，水位仍继续升至高二直时，与

44、高一值相“与”去开启汽包事故放水门；当放水门放掉部分水后，水位仍继续升高至水位高三值，则保护系统发出紧急停炉信号。 当锅炉安全阀起座，使汽包压力骤然下降，当锅炉安全阀起座，使汽包压力骤然下降，产生产生虚假的高水位虚假的高水位，此时禁止开启事故放，此时禁止开启事故放水门。水门。只有当安全阀起座动作延续规定时间后，只有当安全阀起座动作延续规定时间后，确认虚假水位现象已消失，禁止（闭锁）确认虚假水位现象已消失，禁止（闭锁）信号解除后，如此时水位仍较高，可开启信号解除后，如此时水位仍较高，可开启事故放水门放水事故放水门放水 （2）汽包水位低的保护当水位降至低一值时，保护系统发出水位低的报警信号，并中断

45、定期排污顺序。继续排污，会造成汽包水位继续降低。当水位降至低二值时，保护系统动作，打开备用给水电动门，补充给水量。如这一措施无效，水位还将继续下降至低三值保护系统发出紧急停炉信号 2直流锅炉断水保护当直流锅炉的给水流量小于额定给水流量的三分之一时称为断水每一个汽水流程的给水流量用两套检测仪表检测，两套仪表的信号接点可以分别整定不同值或相同值。断水保护装置将两套仪表的信号经“与”门处理后，启动延时元件，经规定时间动作停炉。该时间下限应大于备用给水泵自投并建立给水压力的时间，上限主要取决于受热面金属材料的性能。3锅炉主蒸汽压力高保护4锅炉灭火保护5紧急停炉保护（Main Fuel Trip ，MF

46、T）MFT信号发出后，系统自动切除全部燃烧器，并通过机组总联锁保护；实现紧急停机-单元机组停运。（二）汽轮机保护（1）监视）监视对汽轮机的启动、运行中的各热工参数值进行监视，使运行人员及时了解运行情况，便于正确操作；（2）发出报警信号）发出报警信号当某个热工参数超过允许值时，发出声光报警信号，提醒运行人员及时采取措施进行纠正；（3）停机保护装置）停机保护装置某些热工参量超过允许极限值，将造成严重损坏事故此时停机保护装置动作，实行紧急停机；（4）联锁保护）联锁保护如运行中的润滑油压降低到某值时，保护装置动作，自动启动辅助油泵。1汽机液压保安系统（1）超速遮断装置当汽轮机转速达到额定转速的110%

47、112%时，超速遮断装置动作，泄掉安全油及二次油，使高压主汽门、调速汽门及中压联合汽门同时迅速关闭，实现紧急停机。（2）手动遮断器手动遮断器是汽轮机紧急停机的手动保护装置。如需手动紧急停机，可先将防护罩拿掉，手推停机手柄，使活塞向内移动，泄掉安全油和二次油，关闭主汽阀，实现紧急停机。（3）电超速保护装置2汽轮机热工自动保护装置（1）超速保护（OPC）转速达到103%额定转速时，将高、中压调节门关闭，机组由负荷控制改为转速控制。（2）轴向位移保护当轴向位移至0.9mm时，发出报警信号；当轴向位移至1.2mm时，发出事故信号，实行紧急停机。规定轴向位移向推力瓦工作面，即发电机方向为“十”；轴向位移

48、向推力瓦非工作面，即汽轮机机头方向为“一”。（3）胀差保护胀差保护主要是防止因机组在加热或冷却过程中，转子与汽缸膨胀程度不一致，造成叶片和隔板相碰的设备事故。当高、中、低压缸相对膨胀量超过限值，保护装置动作，实行紧急停机。（4）轴承温度过高保护当支持轴承支持轴承温度高至65，报警；高至75，实现停机。当推力轴承推力轴承温度高至80，报警；高至95，实现停机。 （5）低油压联锁保护（6）低真空保护一般真空下降1%，汽耗约增大1-2焓降减少，还会增大级的反动度，使轴向准力增大，推力轴承的负载加大，严重时甚至使推力瓦块乌金烧毁。真空下降使排汽温度升高，造成低压缸膨胀变形，凝汽器冷却水管的内应力增大，

49、破坏凝汽器的严密性。（7）EH（抗燃）油低油压保护。EH油压低到9.31MPa时遮断停机。（8）低压排汽缸喷水保护当排汽温度超过80时，保护动作自动喷水(凝结水)降低排汽温度。（9）发电机断水保护 （10）高压加热器水位联动保护高加水位升至高一值（300MW机组为+38mm），发出报警信号；高加水位升至高二值(300MW机组为+88mm)，开紧急放水门：高加水位升至高三值(300MW机组为+138mm)，紧急停用高加，关闭高加给水进口阀及出口阀，关闭抽汽逆止阀及进汽电动阀，给水经旁路系统进入锅炉。（11）除氧器联锁保护1）除氧器压力联锁保护当除氧器压力过低时，自动切除原有抽汽，关闭除氧器抽汽逆

50、止阀和进汽电动阀。联动开备用汽源电动阀，向除氧器供汽；备用汽源投入后，除氧器压力超过工作压力时，备用汽源电动阀自动关闭。除氧器正常运行时，备用汽源电动阀关闭，调节阀处于自动投入备用状态。2）除氧器水位联锁保护除氧器水位升至高一值，报警；除氧器水位升至高二值，报警且自动开启溢流阀；除氧器水位升至高三值，报警且联动关闭抽汽逆止门，进汽电动阀，联动开启出口放水门。（四）单元机组旁路系统与给水泵热工保护1单元机组旁路系统保护旁路系统在机组启、停和发生事故工况下起着调节和保护作用。当单元机组启停或甩负荷时，多余的蒸汽便经过旁路系统减温减压后排入再热蒸汽系统和凝汽器，保证锅炉能在最低负荷下维持稳定运行，当

51、锅炉超压时，也可将蒸汽经旁路系统排出，而不必动作安全门。采用高低压旁路系统（二级旁路系统）的机组，当作为减温水的给水压力低于规定值或再热器进口蒸汽温度高于规给水压力低于规定值或再热器进口蒸汽温度高于规定值时，禁止投入高压旁路装置。定值时，禁止投入高压旁路装置。当作为减温水的凝结水压力低于规定值或凝汽器真空过低凝结水压力低于规定值或凝汽器真空过低时，禁止投入低压旁路或将已投入的低压旁路装置切除。时，禁止投入低压旁路或将已投入的低压旁路装置切除。当低压旁路出口汽温过高时，切除低压旁路装置。当低压旁路出口汽温过高时，切除低压旁路装置。2给水泵保护汽动给水泵的停泵保护轴向位移过大，汽动泵超速、凝汽器真

52、空过低、支持轴承温度过高、推力轴承温度过高、轴承润滑油压过低等。电动泵保护轴承润滑油压过低保护或其它必要的。与给水系统有关的保护前置泵或给水泵入口滤网差压过大再循环门应开而未开给水泵出口压力过低给水泵轴承密封环前后压差小于规定值电动给水泵推力瓦磨损到规定值电动给水泵的冷却水中断等。300MW机组给水泵保护框图机组给水泵保护框图指锅炉、汽机、发电机等主机之间以及主机与给水泵、送风机、引风机等主要辅机之间的联锁保护。能够根据电网故障或机组主要设备故障，自动进行减负荷，停机、停炉等操作，并以安全运行为前提，尽量缩小事故波及范围（五）整个单元机组的联锁保护（机组联锁、大联锁）大联锁功能功能（1）锅炉主

53、燃料快速切断（MFT）停炉和联锁（2）汽机跳闸保护和联锁。（3）发电机跳闸保护和联锁（4）甩负荷（FCB）当出现电网故障，要求甩负荷时，迅速与电网解列，同时机组带厂用电运行，保护装置能自动投入旁路系统，将锅炉出力减至最低负荷当汽轮发电机因保护动作紧急停机时，实现停机不停炉；投用旁路系统，实现锅炉低负荷运行。（5）快速降负荷（Run Back)机组快速减负荷功能是由于运行中重要辅机故重要辅机故障障，不能继续维持原来负荷，需要自动快速减负荷，稳定在某一新的负荷水平上的一种保护措施主要辅机包括锅炉给水泵、送风机，引主要辅机包括锅炉给水泵、送风机，引风机等。风机等。（6）主机之间联锁保护大容量单元机组

54、的特点是机炉电在运行过程中为一个有机整体、关系密切。机组联锁保护系统的作用，就是将机、炉、电联系起来，作为一个整体来考虑，哪一部分出现故障，其它部分都会作出相应的反应。不成功不成功主机联锁保护框图主机联锁保护框图机组联锁保护系统动作特点（1）当锅炉故障引起锅炉联锁保护动作）当锅炉故障引起锅炉联锁保护动作MFT，就会联锁汽机脱扣，发电机跳闸，整个单元机组停运。（2）汽机与发电机互为联锁汽机与发电机互为联锁，即汽机故障脱扣时，会引起发电机跳闸；发电机故障跳闸时，也会引起汽机脱扣。不论哪种情况，都会引起FCB。若FCB成功，则实现停机不停炉，锅炉维持低负荷运行；若FCB不成功，则MFT动作，实现停炉

55、。（3）汽机或发电机未发生故障，但因电网故障或其它原因，使主断路器跳闸，也会引起FCB动作，若动作成功，机组带厂用电运行，锅炉维持低负荷运行；若FCB不成功，导致MFT动作，实现停炉。带带旁旁路路系系统统的的单单元元机机组组联联锁锁保保护护框框图图FCB处理原则（1）FCB发生时，由于大幅度甩负荷，汽压急剧升高，处理时应控制汽压在最小范围内变动。（2）FCB发生时，由于大幅度甩负荷，燃烧工况变化大，汽压急剧升高，使汽包水位瞬时下降很快，处理时，应控制水位在最小范围内波动。（3）FCB发生时，燃料量快速减少，处理时，应防止炉膛灭火，采取稳燃措施。FCB发生后的再启动当发生主开关跳闸、厂总变开关未

56、跳闸的情况时当发生主开关跳闸、厂总变开关未跳闸的情况时，说明机组是因电力系统故障发生甩负荷，此时只要FCB条件许可而且汽机凝汽器真空正常（因为真空不正常是不能投入旁路系统的），机组可带厂用电运行。这种FCB待电力系统恢复正常，即可向系统供电。当汽机高、中压主汽门全部关闭、主开关尚处在合闸位置当汽机高、中压主汽门全部关闭、主开关尚处在合闸位置，说明是因电厂内部故障引起的甩负荷。如果FCB条件许可，联锁保护系统能快速切断故障（停汽轮发电机、跳主开关，发电机与系统解列），并维持锅炉低负荷运行。一旦故障消除后，就能迅速恢复对系统的供电。Run Back的处理原则（1）锅炉负荷对应辅机故障的台数，减至规

57、定值，蒸汽）锅炉负荷对应辅机故障的台数，减至规定值，蒸汽压力由汽机控制器进行控制，机组出力决定于锅炉负荷压力由汽机控制器进行控制，机组出力决定于锅炉负荷（辅机出力），机组运行方式由协调控制方式切换到汽机（辅机出力），机组运行方式由协调控制方式切换到汽机跟随（机跟炉）功率不可调的运行方式。跟随（机跟炉）功率不可调的运行方式。（2）保持锅炉稳定燃烧。）保持锅炉稳定燃烧。（3）燃料量决定于锅炉负荷，并确定燃烧器切投，需稳）燃料量决定于锅炉负荷，并确定燃烧器切投，需稳燃时投入油燃烧器助燃。燃时投入油燃烧器助燃。RB时燃烧器切投运行方式由时燃烧器切投运行方式由FSSS自动完成。自动完成。（4）保持锅炉水位在正常范围内，尽量减少炉膛负压的）保持锅炉水位在正常范围内，尽量减少炉膛负压的波动。波动。当辅机故障时，机组自动减负荷运行。当辅机故障消除后，可重当辅机故障时，机组自动减负荷运行。当辅机故障消除后，可重新升高负荷，恢复正常负荷值。新升高负荷，恢复正常负荷值。本章结束谢谢！