热电厂机组CCS说明

CCS 控制说明一 概述：本说明对300MW机组的CCS控制系统进行介绍,燃烧系统采用3台双进双出直吹磨，二 系统组成：MCS系统主要由下列各系统组成：A. 协调控制系统包括RB功能，一次调频功能。提供定压运行和滑压运行。B. 燃料控制系统C. 磨煤机风量控制系统D. 磨煤机出口温控制系统D. 磨煤机煤位控制系统E. 一次风压控制系统G. 送风控制系统包括氧量调节。H. 吸风控制系统I. 左、右主蒸汽温度控制系统J. 左、右一级减温控制系统K. 左、右再热蒸汽温度控制系统L. 二次风风量调节第一节 协调控制设计简介控制系统设计原则是将汽机、锅炉作为整体考虑。在能量平衡控制策略基础上，通过 前馈/反馈、连续/断续、非线性、方向控制等控制机理的有机结合，来协调控制机组功率与 机前压力，协调处理负荷要求与实际能力的平衡。在保证机组具备快速负荷响应能力的同时， 维持机组主要运行参数的稳定。2.1.1 机组指令处理回路机组指令处理回路是机组控制的前置部分，它接受 AGC 指令、操作员指令、一次调频 指令和机组运行状态。根据机组运行状态和调节任务，对负荷指令进行处理使负荷能力与运行状态相适应。2.1.2 AGC 指令AGC指令由总调远方给定，420mA对应150MW300MW。当机组发生Run Up/Run Down Runback；非CCS方式；机组负荷和AGC指令偏差大；以上之一时退出AGC控制。（我公司现 阶段无AGC控制系统）2.1.3 操作员指令非AGC工况由操作员给出机组指令，经指令处理（速率、上下限幅）作为实际负荷指令 （AGC指令也同样）。2.1.4 一次调频指令一次调频指令由当前频率与额定频率常数（50Hz）的差的折线给出。折线的参数由采用 的不等率（4-6%）决定。频率调节死区范围为土0.033HZ,即CCS侧一次调频调节死区范围 为30002r/min。频率调节范围确定为500.168 HZ10r/min对应9MW。当频率信号 坏或非CCS方式时退出一次调频控制。2.1.5机组指令的实际能力识别限幅功能机组指令的实际能力识别限幅是根据机组运行参数的偏差、辅机运行状况，识别机组的 实时能力，使机组在其辅机或子控制回路局部故障或受限制情况下的机组实际负荷指令与机 组稳态、动态调节能力相符合；保持机组/电网，锅炉/汽机和机组各子控制回路间需要/可 能的协调，及输入/输出的能量平衡。机组指令的实际能力识别限幅功能，反映了协调控制系统一种重要设计思想控制系 统自适应能力：1）正常工况“按需要控制”，实际负荷指令跟踪（等于）目标指令；2）异常工况“按可能控制”，目标指令跟踪实际负荷指令。机组指令的实时能力识别限幅功能主要有：1）方向性闭锁2）迫升/迫降（Run Up/Run Down）3）辅机故障快速减负荷（Runback）所有机组实时能力识别限幅功能，均设计有超驰优先级秩序，并具备明了的CRT显示。2.1.5.1 方向闭锁功能方向闭锁技术作为CCS的安全保护，具有下例功能:1）防止参数偏差继续扩大的可能；2）防止锅炉各子控制回路间及锅炉、汽机间的配合失调有继续扩大的可能。2.1.5.2 机组指令增闭锁1）机组指令达上限（运行人员设定）；2）风量设定实际风量 100t/h；3）送风机指令达上限；4）一次风机指令达上限；5）引风机指令达上限；6）实际压力主汽压力设定 0.7MPa；7）汽包水位设定实际水位 50mm。2.1.5.3 机组指令减闭锁1）机组指令达下限（运行人员设定）；2）汽包水位设定实际水位 50mm；3）实际压力主汽压力设定 0.7MPa；4）燃料量设定实际燃料量 100t/h；21.5.4 迫升 /迫降（Run Up/Run Down）指令迫升/迫降作为 CCS 的一种安全保护，具备按实际可能自动修正机组指令功能。迫升/ 迫降主要作用是机组在发生增，减闭锁并持续一段时间（IMin）时，自动增加或降低负荷迫 使偏差回到允许范围内，从而达到缩小故障危害的目的。216辅机故障快速减负荷（Runback）1）机组主要辅机在运行中跳闸是突发事件，此时若仅靠运行人员操作，由于操作量大、人为因素多，不能确保机组安全运行。因此RB功能是否完善是衡量CCS系统设计 重要指标。2）本公司根据多年RB功能设计与工程实践，提出“以静制动、综合协调”的RB控制 策略。a）以静制动指发生RB工况时，BMS按要求切磨投油，CCS根据RB 目标值计算出 所需的燃料量后，锅炉主控处于静止状态。b）综合协调指发生 RB 工况时，协调各子系统以确保运行工况的平衡过渡，汽机 主控维持负荷与机前压力关系。在快速减负荷的同时要对某一辅机跳闸引起的运行 工况扰动进行抑制，即采用适当的前馈量，以减小RB工况初期影响机组运行稳定 的不利因素。对外协调BMS、DEH、SCS控制系统快速、平稳地把负荷降低到机组出 力允许范围内。2161机组RB控制策略简介1 Runback 项目a) 运行中一台送风机跳闸；b) 运行中一台引风机跳闸；c) 运行中一台一次风机跳闸；d) 运行中一台给水泵跳闸；e) 运行中一台磨煤机跳闸；f) 运行中一台空预器跳闸；2 BMS快速且切除磨煤机完成粗调a) RB发生时，A磨或B磨运行投下层油；如果下层油启动不成功，则投中层油。RB 发生时，A、B磨未运行投中层油；如果中层油启动不成功，则投下层油。b) 大于三台磨运行，按Al、Bl、C1磨顺序切除，间隔6秒。c) 一次风机RB，大于三台磨运行，按A1、B1、C1磨顺序切除，间隔3秒d) 磨煤机运行中跳闸，按上述原则投油。CCS判断是否产生磨煤机RB?不是，其它 给煤机自动提速，确保燃料平衡；如果是，按燃料RB的出力给定。3 锅炉主控“按可能控制”协调控制设计的重要思路是，正常工况按“按需控制”、异常工况按“可能控制”。在CCS内部实时计算单位煤耗，当RB发生时根据不同辅机RB 目标值，锅炉主控处于跟踪 状态，以一定速率跟踪输出相应的RB工况的燃料指令。当辅机出力的最小值小于当前 锅炉主控的输出并超过一个死区范围内(0.5%), RB动作，一分钟后RB过程结束。4 内部协调RB 过程中切除燃料的同时，由于燃料量变化相应风量指令变化去调节送风量，并通过 前馈作用使引风控制相应减小(幅度与切除燃料量成比例)。5 RB下机组的控制RB 过程的主要手段是快速切除燃料，使其热负荷符合相应辅机的出力需要。但为了保 证机组其他运行参数的品质，如汽温等。机组一般采用滑压运行，TF方式。因此在RB 过程中，汽压设定投入自动，进入滑压方式，机组控制方式为TF方式。6给水泵RB电泵自动抢水功能a） 二台汽泵运行，一台运行中跳闸，备运电泵自启动成功，从初始位以一定速率增 速，勺管目标值为原运行泵位置（的105），备运泵增速受电泵安全运行和与汽 泵的配合限制。b）二台汽泵运行、一台跳闸，备运电泵自启动不成功。负荷大于170MW，产生RB, 目标值160MW。c）二台汽泵运行、一台跳闸，处于自动工况下的泵将快速增速，以求总给水量不变。 当水位低于-80mm、同时水位下降率大于80mm/min，转速指令减闭锁。泵的高限 转速为5900rpm,平衡算法自动消除调节死区。第二节 控制方案要点简介2.2.1 协调控制方式协调控制分：MAN、BF、TF、CCBF四种方式。1 MAN方式MAN方式一一即锅炉主控、汽机主控都在手动方式。2 BF方式BF方式即锅炉控制主汽压力，汽机主控在手动方式。3 TF方式TF方式即汽机控制主汽压力，锅炉主控在手动方式。4 CCBF （炉跟机协调）方式CCBF方式一一即汽机控制功率，锅炉控制压力。这是一种控制功率为主的综合控制方 式，机组指令按比例直接作用到汽机主控、锅炉主控。功率偏差、DEB与热量信号偏差 作为细调。为了限制过多失放蓄热，在汽机主控设计压力拉回回路。2.2.2 锅炉主控方案协调方式锅炉PID采用指令平衡的处理方式。被调量为机前压力，机组指令，机组指令 的微分，压力指令的微分，压力偏差的微分作为前馈。2.2.2.1 减小磨煤机启停对负荷的影响1 众所周知直吹式制粉系统磨煤机启停对负荷影响大，对采用燃料平衡的系统来说，有以下 因素：a）停给煤机必然使其它处于自动工况的给煤机增速，而磨煤机内的余粉通过一次风送 进炉膛，引起停磨增负荷。b）启动给煤机使其它处于自动工况的给煤机减速，引起启磨减负荷。2 对不采用燃料平衡的系统来说，有以下因素：启/停给煤机对燃料的内扰要等汽包压力变化时才能进行调节，显然对负荷影响也 大。综合上述因素，启停阶段对燃料反馈信号进行动态补偿，维持进炉膛燃料量平衡。a）启磨时，该磨燃料反馈信号经迟延、惯性环节，来维持燃料量平衡。b）停磨时，该磨燃料反馈信号经惯性环节，减小余粉影响。 本设计采用燃料平衡的系统。3 燃料信号的热值补偿燃料量的热值补偿环节，用 PID 调节来保持机组负荷指令折算的标煤蒸发量与锅炉蒸发 量保持一致，它的调节输出送到乘法模块对锅炉指令信号进行修正。4 提高负荷响应速率直吹式制粉系统的锅炉燃烧系统是大迟延环节，过分利用蓄热将加大机、炉间能量供 需不平衡，负荷响应速度不能持久。因此在适当利用蓄热的同时，采用下列措施：a）增加燃料量的前馈利用机组指令的前馈信号，迅速改变给煤量，使锅炉的燃烧率提前发生变化，适应负荷变化 需要。b）增加一次风量的前馈 利用机组指令的前馈信号同时改变一次风量，充分利用磨煤机内的蓄粉来快速响应负荷需要。5 风/煤交叉风/煤交叉采用锅炉指令与该指令经惯性环节输出相比较，取大值控制风量、取小值控 制燃料量，可以避免实际信号波动对控制带来负面影响，方便地实现了加负荷先加风、后加 煤；减负荷先减煤、后减风的“富风”策略。6 滑压定值滑压定值是负荷函数，增加滑压偏置，既能满足运行使用的灵活性，又能解决滑压、定 压的无扰切换。2.2.3 汽机主控在CCBF方式下控制机组负荷，另外叠加压力拉回的指令。并接受负荷的指令作为前馈。RB过程采用TF方式。当DEH RB接口动作，汽机主控跟踪负荷参考。2.2.4 引风系统1 引风控制方案 引风控制主要任务维持炉膛压力稳定，本系统设计防内爆、方向闭锁和联锁保护功能。引风系统采用静叶控制。2 防内爆发生MFT瞬间炉膛压力急剧下降，可能发生炉膛变形。因此一旦发生MFT、炉膛压力不 高，引风调节机构按记忆的主汽流量的折线输出减小，30秒后逐步恢复。1）非线性控制炉膛负压影响因素较多，波动也很频繁。对于较小波动（偏差小于土 20Pa）不调节，偏 差小，增益小；偏差大，增益大。这样有利于运行工况稳定。2）方向闭锁炉膛压力高于80Pa，送风控制增闭锁、引风控制减闭锁；炉膛压力低于-200Pa,送风控 制减闭锁、引风控制增闭锁。3）送风指令前馈 采用送风指令的一定比例作为引风调节前馈。4）预喘振保护 当电流超过一定值时，输出指令超驰关3%。同时该风机增闭锁。2.2.5 送风控制保证燃料在炉膛中充分燃烧是送风控制系统的基本任务。本机组的送风系统中，一、二 次风各用两台风机分别供给。一次风通过制粉系统并带粉入炉，一次风的控制涉及到制粉系 统和煤粉的喷燃的要求，所以锅炉总风量主要由二次风控制。本系统包括氧量校正，并具备 完善的方向闭锁和连锁功能。1）风/煤限制 采用风量与燃料信号转换为统一工程量，可以方便地实现风/煤方向闭锁。2）预喘振保护（轴流风机）预喘振保护采用当电流超过一定值时，输出指令超驰关3%。同时该风机增闭锁。3）风量指令由锅炉主控输出折算出风量指令。氧量调节的输出与折算出的风量指令相乘与最小风量 的大值得出风量调节指令。风量计算：面的公式为质量流量的计算公式:2.2.6 一次风控制 本机组有独立的一次风机（二台）提供制粉系统所需风量，并带粉入炉。一次风控制包 括风压、风量、风温控制，以及有关逻辑功能。1）一次风压控制 一次风压控制任务是维持母管压力稳定，一次风压与定值作为单回路控制系统的输入。 并具备一次风压低，执行机构减闭锁等联锁保护功能。2）磨煤机风量控制 磨煤机风量控制按给煤机转速指令所产生的定值信号控制热风挡板，使磨煤机风量与给 煤机转速保持一定的函数关系。锅炉主控指令微分和一定比例的锅炉主控指令作为前馈，使 磨煤机的出粉量快速变化，从而提高负荷变化率。在RB发生时切除锅炉主控指令的微分。3）磨煤机出口风温控制 通过控制冷风挡板调节磨煤机出口温度。前馈信号来自磨煤机风量调节模块输出，以保 持磨煤机出口温度稳定。系统保护逻辑功能：当 MFT 动作或磨保护跳闸时全关冷，热风挡板。第三节3控制说明对功率信号进行采样AMPFH01:REAL;（*功率负荷采样周期1值*）AMPFH02:REAL;（*功率负荷采样周期2值*）AMPFH03:REAL;（*功率负荷采样周期3值*）AMPFH04:REAL;（*功率负荷采样周期4值*）N （四）个循环周期为一个小组小组平均值AMPFH1:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期1值*）AMPFH2:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期2值*）AMPFH3:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期3值*）AMPFH4:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期4值*）AMPFH5:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期5值*）AMPFH6:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期6值*）AMPFH7:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期7值*）AMPFH8:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期8值*）AMPFH9:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期9值*）AMPFH10:REAL;（*功率负荷采样小组秒周期10值*）N （十）个小组周期为一个大组周期DMPMC10:B00L;（*功率负荷采样脉冲*）采样控制脉冲采用值根据时间向前推进，存储数据进行移位算出过去工况稳定理想值前一，主参全稳，次参平均值，或主参中间时间点处次参多点取平均值前二，主参全稳，次参平均值，或主参中间时间点处次参多点取平均值前一，主参主稳，其余主参平均值，次参平均值，或主参中间时间点处次参多点取平 均值前二，主参主稳，其余主参平均值，次参平均值，或主参中间时间点处次参多点取平 均值等寻求实时过程，或下一稳态理想值。计算实时过程哪些量是非平衡态。稳态期可分为向心阶段值，稳定阶段值，和离心阶段值暂态期可分离心阶段值，稳定大偏差值，小偏差不稳定值（掠过值）取得可计数（可采样）过程时，对不可采样过程值，如煤质发热量等可进行反算量变化，带动那些量会变化，自己变化是由那些量影响的即其相互影响关系确定。应如何进行调整可消除和纠正此参数回到正常范围，调整会对其他哪些量照成影响如 何防防范或减小其影响即其副作用。辅助智能控制与常规PID要无缝对接无扰动，且其辅助智能控制的各产量应给运行或 调试人员较好的人机接口。运行人员的人机接口那些条件不满足，那些条件触发去联动其他项应能较容易直观看 到。取其对应时间点的值，根据时间标签提取相应时间点历史数据。通过数组存储带时间 标签的历史数据参量。存储的历史数据，数据之间相互之间可进行判断，矫正用于后面。