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单元机组负荷控制系统
-1- -1- 电厂热工过程自动调节 主讲人 孙国强 第一节 概 述 一、单元机组负荷控制的特点和任务 二、单元机组负荷控制系统的基本组成 三、单元机组负荷控制对象的动态特性 3.负荷控制对象的动态特性的特点: 当汽轮机调门动作时,两个被控量PE和pT的响应均很快; 当锅炉燃烧率(及相应的给水流量)改变时, PE和pT的响应都很慢. -1- * -1- * 黑龙江电力职工大学 单 元 机 组 负 荷 自 动 控 制 系 统 第一节 概述 第二节 机炉负荷控制 第三节 机炉负荷协调控制的典型方案 第四节 负荷指令管理 一、单元机组负荷控制系统的特点和任务: 1. 特点: 锅炉和汽轮发电机是一个不可分割的整体,是一个联合的被控对象。 2. 任务: 在保证主蒸汽压力偏差在允许范围内的前提下,使机组的输出电功率尽快适应电网负荷变化的需要和有一定的调频能力。 二、单元机组负荷控制系统的基本组成 1.负荷指令管理部分的作用: 对外部负荷要求指令进行选择并加以处理,使之转变为单元机组设备负荷能力、安全运行所能接受的实际负荷指令P0,并作为功率给定值信号。 2.机炉负荷控制部分的作用: 根据机组的运行条件及要求,选择合适的负荷控制方式,按实际负荷指令P0,以及机组的功率偏差(PE-P0)和主蒸汽压力偏差(pT-p0)进行控制运算,分别产生对机、炉侧的控制作用。作为机、炉有关子控制系统协调动作的指挥信号,分别称为汽轮机主控指令MT和锅炉主控指令MB。 外部负荷要求指令 (目标负荷指令) 汽压给定值 p0 P0 (实际负荷指令) 主汽压 pT 输出电功率 PE (锅炉主控制指令) MB MT (汽轮机主控制指令) 操作端 锅 炉 汽轮发电机 阀 门 给 水 空 气 燃 料 协调控制级 基础控制级 单元机组 负荷指令 管理部分 负荷指令 控制部分 锅炉负荷 子控制系统 汽机负荷 子控制系统 三、单元机组负荷控制对象的动态特性 MB MT μB pT μT PE 燃料 蒸汽 空气 去电网 给水 单元机组 汽轮机 子控制系统 锅炉 锅炉 子控制系统 汽轮机 发电机 1.锅炉燃烧率(及相应的给水流量)μB扰动下主蒸汽压力pT和输出电功率PE的动态特性 根据阶跃响应曲线的特征参数,可以求得对应的传递函数: 2. 汽轮机调门开度μT扰动下主蒸汽压力pT和输出电功率PE的动态特性 根据阶跃响应曲线的特征参数,可以求得对应的传递函数: 4.负荷控制对象的方框图表示 第二节 机炉负荷控制 一、负荷控制的基本原则及方案 二、负荷控制方式 三、负荷前馈控制 一、负荷控制的基本原则及方案 1. 基本原则: 在保证机组安全运行的前提下,充分利用机组的蓄热能力,通过汽轮机调门的适当动作,允许汽压有一定波动而释放或吸收部分蓄热,加快机组初期负荷的响应速度。同时,加强对锅炉侧燃烧率的调节,即使恢复蓄能,使锅炉蒸发量保持与机组负荷一致。 2. 方案: 基本方案是带有非线性控制环节的,以前馈—反馈控制为主的多变量协调控制方案。 反馈控制的作用:确保机组内、外两个能量供求平衡关系,以及实现各种负荷控制方式的切换。 前馈控制的作用:补偿机组的动态迟延,加快负荷响应,同时也为了保证有关运行参数的稳态值与指令一致,以及动态变化值始终在其稳态值附近。 非线性控制环节的作用:保证充分利用蓄热能力,并使汽压不超过允许的范围。 二、负荷控制方式 (一)机炉分别控制方式 1. 锅炉跟随方式 2. 汽机跟随方式 3. 其它方式 (二)机炉协调控制方式 1. 以锅炉跟随为基础的协调控制方式 2. 以汽机跟随为基础的协调控制方式 3. 综合型协调控制方式 1)工作原理: 由汽轮机调节机组输出电功率、锅炉调节汽压。 2)特点: 有较好的负荷适应性,对带变动负荷
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