某電廠2215350mw超臨界機組dcs應用軟件初步設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 定。 機組運行在 BF 方式時，鍋爐主控指令由 PID 調節器輸出加上前饋信號給出， PID調節器的輸入為主汽壓力設定值和實際主汽壓力的偏差。前饋信號是所謂的能量平衡信 第 14 頁 號， 取主蒸汽壓力和調速級壓力的比值再乘以主汽壓力設定值（［ P1/Pt］ Ps）。 機組運行在 CCS 方式時，鍋爐主控指令的形成由主汽壓偏差和功率偏差經 PID 調節輸出加上前饋信號給出，前饋信號由機組負荷指令給出。 當燃料主控操作器在手動控制時，鍋爐主控指令操作器的輸出強制跟蹤總燃料量并強制手動。 當發生 RUNBACK 工況，鍋爐主控器輸出根據發生 RUNBACK 的不同輔機跳閘條件，以不同的速率逐漸下降到 RUNBACK 目標值。 主汽壓力信號故障時，不管機組運行在何種運行方式，鍋爐主控器強制切到手動控制。 鍋爐跟蹤方式運行 時，如調速級壓力信號故障，鍋爐主控器強制切到手動控制。 協調控制方式運行時，如發電機功率信號故障，鍋爐主控器強制切到手動控制。 汽機主控 汽機主控器的自動輸入端有二路信號進行切換：來自 TF、 CCS 的控制指令。機組運行在鍋爐跟隨或基本方式時，汽機主控指令不接受自動控制信號，由運行人員在汽機主控器上手動設定。這時 DEH 獨立運行，控制機組功率。 機組運行在汽機跟蹤（ TF）方式時，汽機主控指令由主汽壓力設定值和實際主汽壓力的偏差經 PID調節給出。 機組運行在 CCS 方式時，汽機主控指令的形成由功率偏差和壓力偏 差經 PID 調節給出。 當 DEH 系統非遙控方式時，汽機主控器跟蹤 DEH系統送來的汽機負荷參考。 RUNBACK RUNBACK 即機組輔機故障減負荷 ,它是為了保證機組負荷指令在任何時候都不超過鍋爐負荷能力。一旦機組負荷指令超過鍋爐負荷能力，則以預定的速率減少燃料量指令，直至機組負荷指令小于或等于鍋爐負荷能力。 在 RUNBACK 邏輯中，根據每種輔機的負荷能力計算總的鍋爐負荷能力。這些輔機包括：給水泵、空預器、送風機、引風機、一次風機。 在機組負荷大于一定值的情況下，若上述輔機跳閘，則發出 RUNBACK 請 求。 RUNBACK 信號發出后，機組控制方式將自動切為汽機跟隨方式。汽機維持主汽壓力，鍋爐則以預定的 RUNBACK 速率降低鍋爐總燃料量指令到鍋爐負荷能力對應的總燃料量。 第 15 頁 FSSS 系統根據 RUNBACK 指令，將磨煤機從上到下切除，保留與鍋爐負荷相適應的磨煤機臺數。 BLOCK INC/BLOCK DEC 機組負荷閉鎖增 /閉鎖減，它是當機組在協調方式下，升降負荷時，如果出現主汽壓、風量及爐膛壓力等主要過程參數和其設定值的偏差大于或小于一定值時，或給水泵、送風機、引風機的控制指令已達極限或手動時，令機組 負荷指令閉鎖增或閉鎖減，其功能是通過將負荷增減方向的變化率切為零來實現。 RUN DOWN RUN DOWN 即機組負荷迫降 ,它是為了當機組在協調控制方式下升降負荷時 ,如果出現某種主要過程參數和其設定值的偏差大于或小于一定值，且相應的控制執行機構均已無調節余地時，則強制機組負荷指令向相反方向動作 ,盡量消除上述偏差。 在本設計中，考慮的主要過程參數和其設定值的偏差有燃料量、爐膛壓力和總風量。 控制目的 燃料主控根據鍋爐主控來的鍋爐主控指令調節進入鍋爐的總煤量，設計有鍋爐主控指令和 總風量信號的交叉限制。 功能說明 燃料主控 PID 調節器的入口偏差如下： 偏差 =限制后鍋爐主控指令 總燃料量 。 限制后鍋爐主指令由小值選擇模塊產生。小值選擇模塊的一路輸入來自協調控制系統的鍋爐主控，它經過給水溫度的修正；小值選擇模塊的另一路輸入來自送風控制系統的總風量信號經函數發生器給出當前風量允許的最大總燃料量，它和鍋爐主控指令來的總燃料量指令交叉限制，當因某種原因導致總風量允許的最大總燃料量小于鍋爐主指令來的總燃料量時，限制總燃料量指令的增加，以確保任何工況下鍋爐的富氧燃燒。總燃料量信號是進入鍋爐燃 燒的總燃油流量和總煤量信號之和。 總燃料量偏差經 PID調節器后給出運行給煤機轉速的設定值，同時送至所有運行給煤機轉速控制回路。 當燃料主控操作站在手動控制時，可對投入自動的給煤機轉速同時進行增減操作。 第 16 頁 當出現下列情況 之一 時，燃料主控操作站強制切到手動控制： （ 1).任一臺運行給煤機煤量信號故障 （ 2).各臺給煤機都在手動控制 控制目的 磨組控制是指將一臺磨煤機組的控制作為一個整體來考慮，它包括磨煤機入口一次風量控制、磨煤機出口溫度控制、給煤機速度控制。本機組共配置六臺磨煤機，分別為A、 B、 C、 D、 E 和 F，每臺磨煤機組的控制系統結構都是互相獨立的。通過調節磨煤機熱風門和冷風門開度分別控制磨煤機入口一次風量和磨煤機出口溫度，通過調節給煤機速度使給煤量滿足煤量主控的要求。 熱風和冷風擋板控制說明 磨煤機入口一次風量和出口溫度為典型的多變量控制系統，即磨煤機入口熱風和冷風擋板開度的變化對這兩個參數都有較大影響。在本設計中，由磨煤機入口熱風擋板消除磨煤機入口一次風量的穩態偏差，由磨煤機入口冷風擋板消除磨煤機出口溫度的穩態偏差。 磨煤機入口一次風量的基本設定值根據給煤機指令經函數發生器自動給出 ，這樣當給煤機速度增減時，一次風量的設定值也將自動增減。運行人員可根據機組的實際運行工況在上述基本設定值基礎上手動進行偏置。該信號和實際的給煤量所對應的風量大選后作為設定值。 磨煤機入口一次風量和其設定值的偏差經 PID調節器后給出磨煤機入口熱風擋板開度的自動控制指令。 磨煤機出口溫度和其設定值的偏差經 PID調節器后給出磨煤機入口冷風擋板開度的自動控制指令。 熱風和冷風擋板強制輸出 當 FSSS 系統來“關閉磨煤機入口熱風擋板”信號或 MFT 時，磨煤機入口熱風擋板操作站將強制輸出 0%。 當 FSSS 系統來“關閉 磨煤機入口冷風擋板”信號時，磨煤機入口冷風擋板操作站將強制輸出 0%。 熱風和冷風擋板強制手動 當出現下列情況 之一 時，磨煤機入口熱風擋板操作站強制切到手動控制： 第 17 頁 （ 1).磨煤機入口一次風量信號故障 （ 2).磨煤機未運行 （ 3).MFT 當出現下列情況 之一 時，磨煤機入口冷風擋板操作站強制切到手動控制： （ 1).磨煤機出口溫度信號故障 ,或 （ 2).磨煤機未運行 ,或 （ 3).MFT 給煤機速度控制說明 每臺給煤機的給煤速度指令來自燃料主控 ,運行人員可在上述指令基礎上手動進行偏置。當給煤速度在自動控制時 ，偏置值才允許運行人員手動設置。 給煤機速度強制輸出 當 FSSS 系統來“減小給煤機速度至最小”信號時，給煤機速度操作站將強制輸出最小允許給煤量。 當 FSSS 系統來“緊急跳煤層”信號時，給煤機速度操作站將強制輸出 0%。 控制目的 送風控制的目的是根據總風量和總風量設定值的偏差給出兩臺送風機入口動葉的控制指令。總風量設定值經過氧量校正操作站輸出信號的校正。設計有總風量設定值與總燃料量信號之間的交叉限制，以確保鍋爐的富氧燃燒。當兩臺送風機動葉控制站都在自動控制方式時，可對兩臺送風機進行 偏置，以使得兩臺送風機的負荷平衡。 功能說明 送風控制為帶氧量校正的串級控制系統。總風量是 A、 B 側二次風流量和總一次風流量之和，其中總一次風流量又是六臺磨煤機入口一次風流量之和，各個風量測量信號均經過相應溫度校正。 由主蒸汽流量代表的鍋爐負荷經函數發生器后給出該負荷下煙氣含氧量的基本設定值，運行人員可根據機組的實際運行工況在上述基本設定值基礎上手動進行偏置。 經各自選擇后的 A、 B 側煙氣含氧量信號取平均值作為自動調節系統使用的煙氣含氧量信號。氧量校正操作站的輸出經函數發生器后對總風量指令進行校正。校正后 的信號和最小風量信號大選后作為總風量設定值。 總風量信號和其設定值的偏差經總風量 PID 調節器后作為兩臺送風機的共用指令。 第 18 頁 設計中考慮了爐膛壓力偏差過大時對送風機的方向閉鎖，當爐膛壓力過低時，送風機動葉只許開大，不許關小；當爐膛壓力過高時，送風機動葉只許關小，不許開大。 強制輸出 當順控系統來“開送風機動葉”信號時，送風機動葉操作站將強制輸出 至定值 ；當順控系統來“關閉 A（或 B）送風機動葉”信號時，送風機 A（或 B）動葉操作站將強制輸出 0%。 強制手動 當出現下列情況 之一 時，送風機動葉操作站強制切到手 動控制： （ 1).A 側二次風流量信號故障 （ 2).B 側二次風流量信號故障 （ 3).A 側二次風溫度信號故障 （ 4).B 側二次風溫度信號故障 （ 5).總一次風信號故障 （ 6).總燃料量信號故障 （ 7).相應送風機未運行時 （ 8).MFT 當兩臺送風機動葉都在手動控制方式或任一側煙氣含氧量信號故障時，氧量校正操作站強制切到手動方式。 控制目的 爐膛壓力控制的目的是根據爐膛壓力和其設定值的偏差給出兩臺引風機靜葉的控制指令。設計有送風機動葉開度指令對引風控制的前饋信號，以及 MFT 時的超馳信號 。當兩臺引風機靜葉控制站都在自動控制方式時，可對兩臺引風機的開度指令進行偏置，以使得兩臺引風機的負荷平衡。 功能說明 引風控制為帶前饋的單回路控制系統。爐膛壓力信號有三個測點，正常情況下選取中值。爐膛壓力設定值由運行人員在操作畫面上手動設定。 爐膛壓力和其設定值的偏差經 PID調節器再加上前饋信號作為兩臺引風機靜葉的共用指令。設計中考慮了爐膛壓力偏差過大時對引風機的方向閉鎖，當爐膛壓力過高時，引風機靜葉只許開大，不許關小；當爐膛壓力過低時，引風機靜葉只許關小，不許開大。 第 19 頁 在兩臺引風機靜葉控制指令的輸出端 ，還加了一個引風機超馳信號，當鍋爐發生 MFT工況時，根據由送風機代表的 MFT 前的鍋爐負荷水平，強制關小引風機靜葉一個定值（該值與 MFT 前的鍋爐負荷水平有關），延遲若干秒（可調）后再緩慢回到零，該路超馳信號的目的主要是為了爐膛壓力控制系統盡量補償 MFT時因爐膛滅火而導致的爐膛壓力下降太多。超馳信號不管引風機靜葉操作站在自動方式還是在手動方式都是起作用的。 強制輸出 當順控系統來“開引風機靜葉”信號時，引風機靜葉操作站將強制輸出 至定值 ；當順控系統來“關閉 A（或 B）引風機靜葉”信號時，引風機 A（或 B）靜葉操 作站將強制輸出 0%。 強制手動 當出現下列情況 之一 時，引風機靜葉操作站強制切到手動控制： （ 1).爐膛壓力偏差大 （ 2).爐膛壓力信號故障 （ 3).相應引風機未運行 控制目的 為了整個機組的安全經濟運行，必須將鍋爐末級過熱器出口的主蒸汽溫度控制在運行人員設定的數值上。過熱蒸汽溫度分兩級 A、 B 側獨立噴水減溫控制。 一級減溫控制說明 A、 B側一級噴水減溫控制系統的結構相同。 A、 B側一級過熱器出口蒸汽溫度分別有兩個測量信號，正常選擇均值信號。 下面以 A側一級減溫控制為例說 明控制系統結構。 A側一級減溫控制為串級控制系統結構，控制目的是維持 A 側一級過熱器出口的蒸汽溫度在設定值上。一級過熱器出口蒸汽溫度的設定值由兩部分組成，由蒸汽流量代表的鍋爐負荷經函數發生器后給出基本設定值，運行人員可根據機組的實際運行工況在上述基本設定值基礎上手動進行偏置。 串級控制系統主環控制的過程變量為一級過熱器出口蒸汽溫度，副環控制的過程變量為一級減溫器出口蒸汽溫度。主環控制的輸出作為副環的設定值。 過熱器二級減溫器溫度控制類同一級。 第 20 頁 控制目的 為了整個機組的安全經濟運行 ，必須將鍋爐再熱器出口的蒸汽溫度控制在運行人員設定的數值上。再熱蒸汽溫度正常情況下由燃燒器擺角控制。如果因各種原因引起再熱器出口汽溫超溫，再由 A、 B兩側的再熱器噴水減溫控制再熱汽溫。 燃燒器擺角控制說明 A、 B側再熱器出口蒸汽溫度分別有兩個測量信號，正常分別選擇均值信號后再平均作為燃燒器擺角控制的過程變量。 燃燒器擺角控制為單回路控制系統，再熱器出口蒸汽溫度設定值由兩部分組成，由蒸汽流量代表的鍋爐負荷經函數發生器后給出基本設定值，運行人員可根據機組的實際運行工況在上述基本設定值基礎上手動進行偏置。 再 熱器出口蒸汽溫度設定值和實際值的偏差經 PID 調節器后再加上前饋信號作為燃燒器擺角的控制指令。前饋信號由蒸汽流量代表的機組負荷經函數發生器后給出。 燃燒器擺角強制手動 當出現下列情況 之一 時，燃燒器擺角控制站強制切到手動狀態： （ 1).任一側再熱器出口汽溫信號故障 （ 2).蒸汽流量信號故障 再熱器噴水控制說明 A、 B側再熱器溫度噴水控制結構完全相同 ,下面以 A側再熱器溫度噴水控制為例說明控制系統結構。 A側再熱器溫度噴水控制為串級控制系統結構，控制目的是維持 A側再熱器出口的蒸汽溫度在設定值上。 串級控 制系統主環控制的過程變量為 A側再熱器出口蒸汽溫度，副環控制