机炉控制器.docx

机炉主控制系统基 础 知 识目录1.机、炉主控制器的设计方法 2.以锅炉跟随为基础的协调控制系统1)锅炉跟随为基础的协调控制系统（1）2)锅炉跟随为基础的协调控制系统（2）3.以汽机跟随为基础协调控制系统1)汽机跟随为基础的协调控制系统（1）2)汽机跟随为基础的协调控制系统（2）4.机炉协调控制系统5.典型前馈控制在机、炉控制器中的应用1）Ns、Ne前馈控制逻辑2）Ps及其微分前馈控制逻辑3）机主控的BLD/PT、Ns/PT前馈控制逻辑4）蒸汽流量需求的前馈控制6.机、炉控制器应用实例分析1）某300MW机组直接能量平衡协调控制系统（DEB400）2）妈湾电厂300MW机组协调控制系统3）防城港电厂600MW机组协调控制系统4）沙角B电厂350MW机组协调控制系统附录：能量平衡信号分析1）能量平衡信号P1·P0/PT2）能量平衡信号P1[1+K(P0-PT)]编写： 苗茂义校核： 审核：东芝兴仪控制系统(西安)有限责任公司2009.9机炉主控制系统基础知识1.机、炉主控制器的设计方法机、炉主控制器是协调系统的执行机构，其主要功能是根据机组的运行条件和要求，在合理的运行方式下，按负荷控制中心的指令，对机、炉主设备以及辅机系统实施协调控制。不同的协调控制系统负荷管理控制中心基本是相同的，但由于主机设备的不同，往往机、炉主控制器控制机理的侧重有所不同。总的来说，机、炉主控制器的设计从其控制结构来看有两种指导思想：a. 一种是设计前馈-反馈控制:以主控参数（如压力和负荷）反馈控制为基础，以保证系统稳态时，机组主控参数达到平衡；系统引入一些前馈控制为辅助调节手段，一般还设计有非线性控制环节，以改善系统的调节品质。反馈控制是系统控制的细调，系统的控制精度和克服内扰的能力主要靠反馈控制来保证。前馈控制是系统控制的粗调。以负荷指令与机、炉主控指令对应的静态关系为准则,向机、炉主控施加超前控制。以补偿锅炉的动态迟延和惯性，加快负荷响应。设计引入非线性控制环节的目的主要考虑充分利用锅炉的蓄热能力，提高负荷响应速度时，注意控制主汽压力在允许的偏差范围内。b.另一种是从能量平衡的角度考虑前馈控制，力争在能量平衡前馈作用下，炉、机能协调一致的达到所要求的负荷。反馈控制仅起辅助、消差作用。 因此，设计的机、炉主控制器按反馈回路分类有炉跟随为基础的控制方式和机跟随为基础的控制方式；按能量平衡分类有能量间接平衡控制方式和能量直接平衡控制方式。通常，设计的协调控制系统的基本方案有两个：一是炉跟随为基础的协调控制系统，炉调压、机调功。这类系统中往往以能量平衡信号作为炉控的前馈信号，以实现机、炉之间能量供求的直接平衡（DEB）；二是机跟随为基础的协调控制系统，机调压、炉调功。这类系统中往往以负荷指令作为炉控的前馈信号，间接协调机、炉之间能量供求的平衡（DIB）；2.以锅炉跟随为机础的协调控制系统1)锅炉跟随为机础的协调控制系统（1）我们知道，炉跟随控制方式是炉调压、机调功，若我们将炉跟随方式加以改进，引进炉、机协调的理念，在机主控回路引入一个汽压偏差死区非线性环节，即构成炉跟随为机础的协调系统。图1-a所示是其结构图，图1-b是其控制原理图。由单元机组动态特性可知，汽机侧调节作用对功率响应迅速，这是利用了锅炉的蓄热而牺牲了主汽压力的稳定性为代价的。而在锅炉侧调节作用下，主汽压力的响应有较大的惯性，因此，对于锅炉跟随方式，快速的功率响应和较大的主汽压力波动是同时存在的系统矛盾。对于上图炉跟随为基础的协调系统，在机主控回路引入一个汽压偏差死区非线性环节。当汽压偏差不太大时，不限制调节汽阀开度μ的变化，以使Ne尽快响应NSP。当汽压偏差|Po-PT|≥死区模块的Δ时，死区模块将发出与功率偏差相反作用信号，使功率偏差值受到了部分抵消，汽机调节器发出的调节信号受到限制，以保护机前压力不至于变化太大。锅炉侧通过改变燃烧量，使汽压回到定值不灵敏区内后，功率偏差信号才得以继续调节。图中死区大小的选择要综合兼顾负荷的适应性和机组运行的稳定性；死区外线性斜率的选择，取决于偏差动态校正要求压力“拉回”的作用速度。它反映了对机组运行稳定性的要求。一般来说，死区选±0.3MPa，斜率选3%~4%/MPa。 综上分析，锅炉跟随为基础的协调控制系统的特点是：·首先以牺牲压力稳定为前提，充分利用锅炉蓄热，使机组能比较快的适应电网负荷的要求；·在负荷变化较大时，为了限制汽压变化，增加了死区非线性元件，对汽轮机调速汽门开度进行限制。这样就减慢了功率Ne响应指令NSP的速度。这即是以降低功率响应性能为代价来提高汽压控制的品质。协调的结果是功率和汽压两性能指标的折衷。2)锅炉跟随为机础的协调控制系统（2）为了补偿锅炉的惯性，提高机组负荷适应