第六章、热工自动调节DCS推荐.ppt

(4)一次调频投入 * * 单元机组协调控制系统的主要特点： （1）系统结构先进 采用了递阶控制结构，在局部控制级的基础上引入了机炉协调级，把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制。控制器设计主要采用了前馈、反馈、补偿以及变结构控制等技术，并充分地利用了机炉动态特性方面的特点，克服系统内部耦合和非线性特性，获得优良的控制品质。同时，又保留了控制器结构简单，易于工程实现和参数整定，便于操作、维护等优点。并能直接接收电网自动调度系统指令，为实现电网级自动调度和协调控制奠定了基础。 * * （2）系统功能完善 除了在正常工况下的连续调节功能之外，系统还设计有一整套逻辑控制系统。包括实际功率给定逻辑，局部故障处理逻辑，运行方式切换逻辑，以及显示报警、监督管理等功能。系统可根据实际需要和设备状况，选择不同的运行方式，比如机跟炉、炉跟机、机炉协调方式；定压运行或滑压运行方式；固定功率输出或可调功率方式；调频或非调频方式等。适应不同运行工况对控制功能的要求。 * * （3）系统可靠性高 通过设置安全保护系统和采取一系列可靠性措施，可获得很高的系统可靠性。比如，当主机或辅机设备故障时，可自动改变控制方式，对实际功率指令的幅值和变化速率进行改变，并通过相应的联锁保护，报警显示等措施，保证机组在安全范围内运行，并维持最佳的工况。 * （３）系统特点 锅炉、汽机共同调节负荷与主汽压。 保证主汽压在允许范围内，尽快适应外界负荷的变化。　 调节结束时： 通过非线性元件在保证主汽压在允许范围内变化时，去尽快适应外界负荷变化 * 一种以汽轮机能量需求信号直接对锅炉输入能量进行控制的协调控制系统。这种协调方式的基本出发点是在任何工况下均保证锅炉能量的输入与汽轮机能量的需求相平衡。 二、以能量平衡分类 按直接能量平衡的协调控制(DEB） * 这类控制系统的主要特点为: （1）机组的功率由汽机调节汽门进行控制，具有炉跟机控制方式的特点，即机组对外界负荷的响应性好。 （2）采用了一个代表汽机能量需求的信号。这个信号作为机炉之间的协调信号，或称为能量平衡信号，控制锅炉的输入能量，保证任何工况下机组内部能量供需的平衡。 * 协调系统实例分析 * 美国Max控制系统公司（原利诺公司）采用MAX-1000分散控制系统的第四代直接能量平衡（direct energy balance，DEB）协调控制系统，称为DEB-400，该系统的特点为： （1）机组功率由汽轮机侧调节，负荷响应快。机侧采用串级控制，副环PI以第一级压力作反馈。 （2）以能量平衡信号 作为锅炉侧的负荷前馈指令，以热量信号 作反馈，直接按汽轮机的能量需求来控制锅炉的能量输入。系统无需机前压力的反馈控制，取消了世界上其他公司CCS系统都必须具有的机前压力闭环校正。上两式中， 为汽轮机第一级压力， 为汽包压力。 * 能量平衡信号的特点： 1) 正确反映汽轮机对锅炉的能量需求，且只反映外扰（汽轮机调节汽门开度变化），而不受锅炉侧内扰（燃料扰动）的影响。 2) 适用于所有运行工况：定压运行或滑压运行、汽轮机控制是液压调节或是DEH控制，都能使锅炉输入匹配汽轮机的需求。 3）压力比 代表的是汽轮机调节汽门实际开度，而不是要求的开度。 * （2） 热量信号 汽包锅炉的DEB控制系统，不论是中间贮仓式制粉系统，或是直吹式制粉系统，其锅炉的输入能量信号都采用热量信号（heat release）进行测量。 * 热量信号的特点： 1）热量信号度量了锅炉总的能量输入，计及全部燃用燃料（煤、油…）总的炉内放热。 2）热量信号能识别燃料热值、水分、灰分等煤质以及燃烧工况变化的影响，任何燃料输入扰动，无须待燃烧率指令受影响发生变化，系统即可予以迅速消除。 3）热量信号测量锅炉的能量输入，考虑到了锅炉的蓄能，因而既适用于静态，也适用于动态，具有实时性。 4）用作燃料控制系统的反馈，热量信号只反映锅炉的内扰（燃料变化），而不反映外扰。 * （3） 机炉间能量平衡 机炉间能量平衡，以机前压力 稳定为标志。 DEB-400 CCS系统的锅炉侧燃料调节系统，其PI调节器输入信号为： 前馈（指令）=能量平衡信号= 反馈=热量信号（HR）= 燃料偏差 =-（ ）+ = = * 式中 为机前压力偏差。 对静态工况，