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文檔簡介
1、<p><b> 電廠熱工過程調(diào)節(jié)</b></p><p><b> 課程設(shè)計(jì)</b></p><p> 設(shè)計(jì)題目:直吹式300MW單元機(jī)組控制方案 </p><p> 年級(jí)專業(yè): 能源與動(dòng)力工程(本科) </p><p> 學(xué)生姓名:
2、 </p><p> 學(xué) 號(hào): </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p> 時(shí) 間: 2014年11月25日 </p><p><b> 目錄</b><
3、;/p><p> 一、課程設(shè)計(jì)目的要求2</p><p> 二、各系統(tǒng)工作原理簡述3</p><p> 1、主控系統(tǒng)原理3</p><p> 2、協(xié)調(diào)控制原理3</p><p> 3、BF控制原理3</p><p> 4、TF控制原理3</p><p>
4、; 5、MC控制原理3</p><p> 三、主控系統(tǒng)原理概述4</p><p> 四、協(xié)調(diào)控制原理概述5</p><p> 五、負(fù)荷分別控制原理概述9</p><p> 六、單元機(jī)組控制方案設(shè)計(jì)13</p><p> 1、控制方案方框圖13</p><p> 2、汽輪
5、機(jī)控制器14</p><p><b> 3、主要元件15</b></p><p><b> 七、操作規(guī)程15</b></p><p> 八、主要參考文獻(xiàn)18</p><p><b> 課程設(shè)計(jì)目的要求</b></p><p><b&
6、gt; 一、技術(shù)條件</b></p><p><b> 1.單元機(jī)組控制</b></p><p><b> 2.協(xié)調(diào)控制</b></p><p><b> 3.BF控制</b></p><p><b> 4.TF控制</b></
7、p><p><b> 5.MC控制</b></p><p><b> 二、編寫操作規(guī)程</b></p><p><b> 三、簡述</b></p><p><b> 1.主控系統(tǒng)原理</b></p><p><b>
8、 2.協(xié)調(diào)控制原理</b></p><p> 3.負(fù)荷分別控制原理</p><p><b> 四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b> 1.控制系統(tǒng)方框圖</b></p><p> 2.主要器件的型號(hào)、參數(shù)和廠商:如壓力轉(zhuǎn)換、P、I、D調(diào)節(jié)器,信號(hào)源等</p>
9、<p><b> 3.編寫操作規(guī)程</b></p><p> 五、完成時(shí)間:2014年12月29日</p><p> 二、各系統(tǒng)工作原理簡述</p><p><b> 1.主控系統(tǒng)原理</b></p><p> 主控制系統(tǒng)用來接受外不符合要求指令,并發(fā)出使機(jī)爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作的
10、指令信號(hào)。</p><p><b> 2.協(xié)調(diào)控制原理</b></p><p> 主控系統(tǒng)和鍋爐、汽輪機(jī)各自的調(diào)節(jié)的系統(tǒng)總稱為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),它擔(dān)負(fù)著水、汽、煤、風(fēng)、煙等諸系統(tǒng)的主要過程變量的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)及整個(gè)單元機(jī)組的負(fù)荷控制任務(wù)。</p><p><b> 3.BF控制原理</b></p><p
11、> 鍋爐跟隨方式的基本工作原理是:由汽輪機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)組的輸出電功率、鍋爐調(diào)節(jié)氣壓。</p><p><b> 4.TF控制原理</b></p><p> 汽輪機(jī)跟蘇方式的基本工作原理是:由鍋爐調(diào)節(jié)機(jī)組的輸出功率,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽壓。</p><p><b> 5.MC控制原理</b></p><p
12、> 由操作員取代控制器,手動(dòng)改變鍋爐的主控指令Mb,調(diào)節(jié)機(jī)組的輸出功率,不接受任何外部的負(fù)荷要求之令,主控系統(tǒng)相當(dāng)于被切除。</p><p> 三、主控系統(tǒng)原理概述</p><p> 1.單元機(jī)組主控制系統(tǒng)的概念</p><p> 大型機(jī)組負(fù)荷控制的首要任務(wù):保證機(jī)組出力適應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷變化要求、維持機(jī)組 穩(wěn)定運(yùn)行。具體地說就是對(duì)外保證單元機(jī)組有較快的功
13、率響應(yīng)和有一定的調(diào)頻能力,對(duì) 內(nèi)保證主蒸汽壓力偏差在允許范圍內(nèi)。</p><p> 2.主控制系統(tǒng)作用:</p><p> 接受外部負(fù)荷要求指令,并發(fā)出使機(jī)爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作的指揮信號(hào),稱其也稱負(fù) 荷自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><p> 主控系統(tǒng)向機(jī)爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出的指揮信號(hào)分別稱為汽輪機(jī)主控制指令Mt和鍋爐主 控制指令I(lǐng)機(jī)、爐主控制指令齔Mb分別代表了汽輪機(jī)調(diào)門開
14、度(或汽輪機(jī)功率)指 令和鍋爐燃燒率(及相應(yīng)的給水流量)指令。</p><p> 3. 主控系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象方框圖</p><p> 主控系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象方框圖</p><p> 4.主控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性</p><p> ?。?)主控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象包括機(jī)、爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)和單元機(jī)組,是一廣義調(diào)節(jié)對(duì)象,其 控制輸入量為鍋爐主控制指令吣和汽輪機(jī)
15、主控制指令Mt。</p><p> ?。?)對(duì)于鍋爐側(cè),由于各調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程相對(duì)于鍋爐特性的遲延和慣性可忽略 不計(jì),因此可假設(shè)它們配合協(xié)調(diào),能及時(shí)跟隨主控制指令‘接近理想隨動(dòng)系統(tǒng)特性, 故有</p><p> ?。?)汽輪機(jī)側(cè),如果汽輪機(jī)采用純液壓調(diào)速系統(tǒng),則主控制指令Mt就是調(diào)門開度指令 (Xt,即h=M7,。這樣,廣義調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性不會(huì)改變。</p><p&
16、gt; ?。?)如果汽輪機(jī)采用功頻電液控制系統(tǒng),則主控制指令Mt就是汽輪機(jī)功率指令。</p><p> MB擾動(dòng)下,P-的動(dòng)態(tài)特性近似為具有慣性的積分環(huán)節(jié)的特性,近似不變;M-擾動(dòng) 下,Pt的動(dòng)態(tài)特性近似為比例加積分環(huán)節(jié)的特性,Ne的動(dòng)態(tài)特性近似為慣性環(huán)節(jié)或比例 加慣性環(huán)節(jié)的特性。</p><p> 四、協(xié)調(diào)控制原理概述</p><p> 1.單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制
17、系統(tǒng)的基本概念</p><p> 常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)是汽輪機(jī)和鍋爐分別控制。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷和轉(zhuǎn)速,機(jī)組負(fù)荷的變化必然會(huì)反映到機(jī)前主蒸汽壓力的變化,既機(jī)前主蒸汽壓力反映了機(jī)爐之間的能量平衡。主蒸汽壓力的控制由鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)來完成,燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般又分為主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送風(fēng)氧量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。隨著單元機(jī)組容量的不斷增大、電網(wǎng)容量的增加和電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰要求的提高以及自身穩(wěn)定(參數(shù))運(yùn)行要
18、求的提高,常規(guī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)已很難滿足單元機(jī)組既參加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰又穩(wěn)定機(jī)組自身運(yùn)行參數(shù)這兩個(gè)方面的要求,因此必須將汽輪機(jī)和鍋爐視為一個(gè)統(tǒng)一的控制對(duì)象進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。所謂協(xié)調(diào)控制,是指通過控制回路協(xié)調(diào)汽輪機(jī)和鍋爐的工作狀態(tài),同時(shí)給鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令,以達(dá)到快速響應(yīng)負(fù)荷的目的,盡最大可能發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻、調(diào)峰能力,穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)。</p><p> 單元機(jī)組在處理滿負(fù)荷要求并同時(shí)維持機(jī)組主要運(yùn)
19、行參數(shù)穩(wěn)定這兩個(gè)問題時(shí),是將機(jī)爐作為一個(gè)整體來看待的。然而汽機(jī)、鍋爐實(shí)際上又是相對(duì)獨(dú)立的,它們通過各自的調(diào)節(jié)手段,如汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度、鍋爐燃燒率,滿足電網(wǎng)負(fù)荷的要求和保持機(jī)組的主要參數(shù)(主蒸汽壓力)穩(wěn)定但它們的能力不盡相同,差異較大,若在單元機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,充分考慮它們的差異,以及各自的特點(diǎn),采取某些措施(如引入某些前饋信號(hào)、協(xié)調(diào)信號(hào)),讓機(jī)爐同時(shí)按照電網(wǎng)負(fù)荷的要求變化,接受外部負(fù)荷的指令,根據(jù)主要運(yùn)行參數(shù)的偏差,協(xié)調(diào)的進(jìn)行控制,
20、從而在滿足電網(wǎng)負(fù)荷要求的同時(shí),保持主要運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定。這樣的控制系統(tǒng),稱為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。</p><p> 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是由負(fù)荷指令處理回路和機(jī)爐主控制回路這兩部分組成。負(fù)荷指令處理回路接受中央調(diào)度所指令、值班員指令和頻率偏差信號(hào),通過選擇和運(yùn)算,再根據(jù)機(jī)組的主輔機(jī)實(shí)際的運(yùn)行情況,發(fā)出負(fù)荷指令。機(jī)爐主控制回路除接受負(fù)荷指令信號(hào)外,還接受主蒸汽壓力信號(hào),根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)的偏差,改變汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度和鍋爐的燃燒率。
21、如圖1-1所示: </p><p> 2.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)及組成</p><p> 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)協(xié)調(diào)機(jī)、爐間的關(guān)系,把汽輪機(jī)和鍋爐作為一個(gè)整體來控制,并通過鍋爐主控制器控制那些與機(jī)
22、組負(fù)荷直接有關(guān)的參數(shù),如煤、風(fēng)、負(fù)壓、輔助風(fēng)擋板等。總之,它控制機(jī)組各項(xiàng)輸入與輸出之間的能量平衡和質(zhì)量平衡,不斷消除運(yùn)行中的各種擾動(dòng),維持所要求的機(jī)組運(yùn)行參數(shù),滿足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的需求。具體可分下列幾個(gè)方面:</p><p> (1)接受電網(wǎng)總調(diào)的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)度,參與調(diào)峰、調(diào)頻。</p><p> ?。?)保持鍋爐、汽輪機(jī)的能量平衡。大型火電機(jī)組均為單元制方式運(yùn)行,機(jī)組的能量輸入為鍋爐燃燒
23、率(燃料、送風(fēng)……),能量輸出為機(jī)組所帶的負(fù)荷(汽輪發(fā)電機(jī)組功率),機(jī)、爐間輸入/輸出能量平衡的指標(biāo)為汽輪機(jī)前壓力。</p><p> ?。?)協(xié)調(diào)鍋爐內(nèi)部燃料、送風(fēng)、引風(fēng)、給水……等各子系統(tǒng)的控制作用,以維持機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù),確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。</p><p> ?。?)協(xié)調(diào)機(jī)組出力和主輔機(jī)設(shè)備的實(shí)際能力。在機(jī)組主、輔機(jī)設(shè)備能力受限制的異常工況下,控制系統(tǒng)為了適應(yīng)實(shí)際負(fù)荷需要,根據(jù)實(shí)
24、際可能限制或強(qiáng)迫改變機(jī)組負(fù)荷。這種功能也常稱為協(xié)調(diào)控制的連鎖保護(hù)功能。</p><p> 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)是70年代開始采用的自動(dòng)化系統(tǒng)。目前,國內(nèi)外已廣泛采用,CCS性能對(duì)機(jī)組的運(yùn)行有著直接的影響。</p><p> 廣而言之,單元機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括從電網(wǎng)負(fù)荷要求改變到鍋爐、汽輪機(jī)根據(jù)各自的能力適應(yīng)負(fù)荷要求的所有自動(dòng)控制系統(tǒng)。例如對(duì)于一臺(tái)汽包爐的單元機(jī)組,協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)包括
25、對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷要求信號(hào)的處理,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的控制系統(tǒng),鍋爐的給水、燃燒、氣溫以及這些系統(tǒng)和各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合和自動(dòng)保護(hù)等等。</p><p> 因此,一個(gè)完善的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)包括運(yùn)行良好的鍋爐、汽輪機(jī)的子系統(tǒng)和高一級(jí)的機(jī)組負(fù)荷主控制系統(tǒng)。</p><p> 3.單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求及特點(diǎn)</p><p> 3.1單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求</
26、p><p> 1.機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),應(yīng)使機(jī)組滿足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的要求,并具有較高的負(fù)荷適應(yīng)能力。同時(shí),機(jī)組本身的運(yùn)行參數(shù)必須保持在允許的范圍內(nèi)。系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定裕量和克服內(nèi)部擾動(dòng)的能力。在調(diào)節(jié)過程中,各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作不應(yīng)過分頻繁,不致出現(xiàn)過分超調(diào)。</p><p> 2.保證機(jī)組運(yùn)行安全。當(dāng)主機(jī)或主要輔機(jī)設(shè)備故障時(shí),應(yīng)自動(dòng)采取相應(yīng)的措施,把故障限制在最小的范圍內(nèi),保證設(shè)備安全的前提下,不
27、致使機(jī)組全停。負(fù)荷變更時(shí),變更幅度和速度必須限制在安全允許的范圍內(nèi)。</p><p> 3.對(duì)于允許滑壓運(yùn)行的單元機(jī)組,其協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足定壓和滑壓不同運(yùn)行方式的需要。</p><p> 4.系統(tǒng)要方便于運(yùn)行人員的干預(yù),保證任何一臺(tái)執(zhí)行器手動(dòng)、自動(dòng)切換的自平衡、無擾動(dòng)。</p><p> 3.2單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p&
28、gt; 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是在常規(guī)機(jī)爐控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面:</p><p> ?。?)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)。采用了遞階控制結(jié)構(gòu),在局部控制級(jí)的基礎(chǔ)上引入了機(jī)爐協(xié)調(diào)級(jí),把鍋爐,汽輪發(fā)電機(jī)組作為一個(gè)整體進(jìn)行控制。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制器是一個(gè)多變量控制器。采用了前饋、反饋、補(bǔ)償以及變結(jié)構(gòu)控制等技術(shù),充分利用了機(jī)爐動(dòng)態(tài)特性的特點(diǎn),并充分地利用了機(jī)爐動(dòng)態(tài)特性方面的特點(diǎn),克服系統(tǒng)內(nèi)部耦合和非線性特性。獲
29、得優(yōu)良的控制品質(zhì)。</p><p> ?。?)系統(tǒng)功能完善。除了正常工況下的連續(xù)調(diào)節(jié)之外,系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)了一整套邏輯控制系統(tǒng)。包括實(shí)際功率給定邏輯,局部故障處理,運(yùn)行方式切換邏輯,以及顯示報(bào)警等,系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需要和設(shè)備狀況,選擇不同的運(yùn)行方式,比如機(jī)跟爐,爐跟機(jī),機(jī)爐協(xié)調(diào)方式;定壓運(yùn)行或滑壓運(yùn)行方式;固定功率輸出或可調(diào)功率方式。</p><p> ?。?)系統(tǒng)可靠性高。通過設(shè)置安全保護(hù)
30、系統(tǒng)和采取一系列可靠性措施,可獲得很高的系統(tǒng)可靠性。</p><p> 綜上所述,目前廣泛應(yīng)用的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中,控制規(guī)律仍屬于經(jīng)典控制規(guī)律的范疇。系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)與綜合的方法多采用多變量頻域法和常規(guī)的工程方法。</p><p> 4.協(xié)調(diào)控制的基本原則</p><p> 根據(jù)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的分析可知,從鍋爐燃燒率(及相應(yīng)的給水流量)改變到引起機(jī)組輸出電功
31、率變化,其過程有較大的慣性和遲延,如果只是依靠鍋爐側(cè)的控制,必然不能獲得迅速的負(fù)荷響應(yīng)。而汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥動(dòng)作可使機(jī)組釋放(或儲(chǔ)存)鍋爐的部分能量,輸出電功率暫時(shí)有較迅速地響應(yīng)響應(yīng)。因此,為了提高機(jī)組的響應(yīng)性能,可在保證安全運(yùn)行(即主蒸汽壓力在允許范圍內(nèi)變化)的前提下,充分利用鍋爐的蓄熱能力,也就是在負(fù)荷變動(dòng)時(shí),通過汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的適當(dāng)動(dòng)作,允許汽壓有一定波動(dòng)而釋放或吸收部分蓄能,加快機(jī)組初期負(fù)荷的響應(yīng)速度。與此同時(shí),根據(jù)外部負(fù)荷請(qǐng)求
32、指令加強(qiáng)對(duì)鍋爐側(cè)燃燒率(及相應(yīng)的給水流量)的控制,及時(shí)恢復(fù)蓄能,使鍋爐蒸發(fā)量保持與機(jī)組負(fù)荷一致,這就是負(fù)荷控制的基本原則,也是機(jī)爐協(xié)調(diào)控制的基本原則。</p><p><b> 5.協(xié)調(diào)控制方式</b></p><p> 常見的機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式有以下幾種方案:</p><p> (1)以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式</p>
33、<p> (2)以汽輪機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式</p><p> (3)綜合型協(xié)調(diào)控制方式</p><p> 五、負(fù)荷分別控制原理概述</p><p> 1.單元機(jī)組負(fù)荷控制的特點(diǎn)</p><p> 在單元機(jī)組的運(yùn)行過程中,引起被調(diào)量變化的原因是各種擾動(dòng),而控制系統(tǒng)的任務(wù)則是要克服擾動(dòng)對(duì)被調(diào)量的影響,使被調(diào)量始終保持在生
34、產(chǎn)過程允許或希望的數(shù)值。</p><p> 單元機(jī)組運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的最主要的擾動(dòng)之一是外界電負(fù)荷的變化。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí),就需要相應(yīng)地調(diào)整電網(wǎng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷,即相應(yīng)地改變汽輪機(jī)進(jìn)汽量,以調(diào)整汽輪機(jī)的輸出功率;相應(yīng)地改變鍋爐的燃燒率以及給水流量,以調(diào)整鍋爐的負(fù)荷。</p><p> 如何快速地響應(yīng)外界負(fù)荷的需求,同時(shí)盡可能保持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行始終是單元機(jī)組負(fù)荷控制的中心問題。
35、在鍋爐和汽輪機(jī)以母管制方式運(yùn)行時(shí),當(dāng)某臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷要求改變時(shí),由汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變調(diào)節(jié)汽門的開度,以適應(yīng)負(fù)荷需要,并由各臺(tái)并列運(yùn)行鍋爐保證母管汽壓。在這種情況下,汽輪機(jī)負(fù)荷變化初期完全依靠鍋爐儲(chǔ)備能量的變化,而不是改變?nèi)紵逝c給水量。因此,當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門動(dòng)作時(shí),隨著輸出功率的變化,雖然母管汽壓也同時(shí)改變,但由于并列運(yùn)行鍋爐儲(chǔ)備能量相對(duì)較大,故汽壓變化較小。這就允許汽輪機(jī)和鍋爐在負(fù)荷變化時(shí)相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p>&l
36、t;p> 在單元機(jī)組運(yùn)行過程中,鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組共同適應(yīng)外部負(fù)荷需要,也要共同保證內(nèi)部參數(shù)(主要是主蒸汽壓力)的穩(wěn)定。單元機(jī)組輸出功率與負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組與外部電網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系;而主蒸汽壓力則反映了機(jī)組內(nèi)部鍋爐與汽輪發(fā)電機(jī)之間能量供求的平衡關(guān)系。只有鍋爐燃燒產(chǎn)生的熱能與進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽帶走的熱能相平衡,主蒸汽壓力才能穩(wěn)定。因此,就單元機(jī)組的負(fù)荷控制而言,鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)是一個(gè)不可分割的整體,是一個(gè)聯(lián)合的被控對(duì)
37、象。</p><p> 但是,鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)在影響外界負(fù)荷時(shí)的動(dòng)態(tài)特性存在很大差異。在單元機(jī)組內(nèi)部,鍋爐和汽輪機(jī)是相對(duì)獨(dú)立的對(duì)象,它們有各自的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。從控制負(fù)荷的角度看,它們的動(dòng)態(tài)特性很不一樣。鍋爐的動(dòng)態(tài)特性——從燃燒率的改變到鍋爐出口壓力的改變,慣性很大;而汽輪發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性——從蒸汽量的改變到輸出功率的改變,慣性相對(duì)較小。即汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)荷響應(yīng)快而鍋爐負(fù)荷響應(yīng)慢。所以單元機(jī)組內(nèi)外兩個(gè)能量供求平衡關(guān)系互
38、相制約,即外部負(fù)荷響應(yīng)性能與內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定性之間存在固有的矛盾。反映在控制特性上,就是單元機(jī)組控制對(duì)象的兩個(gè)被調(diào)量——機(jī)組輸出功率和主蒸汽壓力的控制之間存在矛盾。根據(jù)這一特點(diǎn),單元機(jī)組在實(shí)施負(fù)荷控制時(shí),必須很好的協(xié)調(diào)機(jī)、爐兩側(cè)的控制動(dòng)作,合理地保持好內(nèi)外兩個(gè)能量供求平衡關(guān)系,以兼顧負(fù)荷響應(yīng)性能和內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定兩個(gè)方面。具體來說,就是對(duì)外保證單元機(jī)組盡可能有較快的功率響應(yīng)和一定的調(diào)頻能力;對(duì)內(nèi)保證主蒸汽壓力偏差在允許范圍內(nèi)。當(dāng)然,主蒸
39、汽壓力的相對(duì)穩(wěn)定是機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)志。機(jī)組只有運(yùn)行穩(wěn)定,才能有效控制負(fù)荷。所以,要保證主蒸汽壓力偏差在允許范圍內(nèi)的前提下,使機(jī)組的輸出功率盡快適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化的需要,這就</p><p> 2.單元機(jī)組負(fù)荷控制方式</p><p> 單元機(jī)組負(fù)荷控制有下列三種基本方式:</p><p> ?。?)鍋爐跟隨的負(fù)荷控制方式</p><p>
40、 圖2-1為單元機(jī)組鍋爐跟隨的負(fù)荷控制方式,簡稱BF方式。當(dāng)負(fù)荷要求P0改變時(shí),首先改變汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度,以改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量,使發(fā)電機(jī)的輸出功率PE迅速與負(fù)荷要求相適應(yīng)。當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度變化的同時(shí),鍋爐出口主蒸汽壓力PT隨即改變,通過汽壓調(diào)節(jié)器改變加入鍋爐的燃料量、送風(fēng)量,這種由汽輪機(jī)來控制機(jī)組的輸出功率,由鍋爐調(diào)節(jié)汽壓的方式也就是常規(guī)的機(jī)、爐分別控制方式。在負(fù)荷要求改變時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的改變很大程度上依靠鍋爐的蓄熱。這
41、種控制方式機(jī)爐有明確的控制分工,即鍋爐控制主汽壓力,汽輪機(jī)控制機(jī)組負(fù)荷。因?yàn)殄仩t熱慣性大,汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)間常數(shù)下,所以這種方式雖能較快適應(yīng)負(fù)荷,但汽壓變動(dòng)較大。在大型單元機(jī)組中,鍋爐的蓄熱能力相對(duì)減小,對(duì)于較小的負(fù)荷變化,在汽壓允許的變化范圍內(nèi),充分利用鍋爐的蓄熱以迅速適應(yīng)負(fù)荷是有可能的,對(duì)電網(wǎng)的頻率控制也是有利的。但是,負(fù)荷需求變化較大時(shí),汽壓變化就太大,會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行。</p><p> 鍋爐跟隨的負(fù)荷
42、控制方式一般用于下列情況:</p><p> ?、佼?dāng)單元機(jī)組中的鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行,機(jī)組的輸出功率受到汽輪機(jī)限制時(shí);</p><p> ②承擔(dān)變動(dòng)負(fù)荷的機(jī)組,鍋爐蓄能熱力較大時(shí)。</p><p> 鍋爐跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式也叫鍋爐跟隨汽輪機(jī)方式,由于這種方式機(jī)組負(fù)荷由汽輪機(jī)決定,所以又稱為汽輪機(jī)基本的負(fù)荷控制方式,簡稱TB方式。</p><p&g
43、t; 圖2-1 鍋爐跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式</p><p> (2)汽輪機(jī)跟隨的負(fù)荷控制方式</p><p> 汽輪機(jī)跟隨的控制方式如圖2-2所示,簡稱TF方式。當(dāng)外界負(fù)荷需求突然增加時(shí),給定功率信號(hào)P0增加,首先是鍋爐的控制信號(hào)增大,即功率控制器的輸出增大,增加燃燒率。隨著爐內(nèi)燃燒加強(qiáng),主汽壓力P1聲高,為了維持主汽壓力不變,主汽壓力調(diào)節(jié)器輸出指令開大汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門,增大汽</
44、p><p> 圖2-2 汽輪機(jī)跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式</p><p> 輪機(jī)的進(jìn)氣量,以增加汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的輸出功率PE,使發(fā)電機(jī)輸出功率與給定功率PS逐步平衡。</p><p> 這種控制方式機(jī)爐也有明確的控制分工,即鍋爐控制機(jī)組負(fù)荷,汽輪機(jī)控制主汽壓力。用控制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度來保持主汽壓力,主汽壓力變化小,這對(duì)鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定有利。但是汽輪發(fā)電機(jī)出力必須等待主汽壓
45、力升高后才能增加上去,由于鍋爐燃燒量輸送、燃燒及傳熱過程較大的滯后,而使機(jī)組輸出功率響應(yīng)有較大的滯后。</p><p> 這樣,對(duì)發(fā)電機(jī)出力控制的反應(yīng)就比較慢,這對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷控制與頻率調(diào)整是不利的。</p><p> 汽輪機(jī)跟隨的負(fù)荷控制方式一般用于下列情況:</p><p> ①承擔(dān)基本負(fù)荷的單元機(jī)組;</p><p> ?、诋?dāng)新
46、機(jī)組剛投入運(yùn)行,經(jīng)驗(yàn)還不足時(shí),采用這種方式可使機(jī)組運(yùn)行比較穩(wěn)定;</p><p> ?、郛?dāng)單元機(jī)組中汽輪機(jī)運(yùn)行正常、機(jī)組輸出功率受到鍋爐限制時(shí),也可采用汽輪機(jī)跟隨的負(fù)荷控制方式。</p><p> 汽輪機(jī)跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式也叫汽機(jī)跟隨鍋爐 ,由于這種方式機(jī)組負(fù)荷由鍋爐決定,所以又稱為鍋爐基本的負(fù)荷控制方式,簡稱BB方式。</p><p> 六、單元機(jī)組控制方案設(shè)
47、計(jì)</p><p> 1、控制方案方框圖:</p><p><b> 2、汽輪機(jī)控制器:</b></p><p> 汽輪機(jī)主控器有三種控制方式可供選擇,即汽輪機(jī)跟隨方式,協(xié)調(diào)控制方式及手動(dòng)控制方式。PI3調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)于機(jī)組的協(xié)調(diào)控制方式。PI4對(duì)應(yīng)于機(jī)組的TF方式,前兩種控制方式在自動(dòng)控制狀態(tài)下,可通過切換器T4進(jìn)行切換。TF方式是在鍋爐側(cè)
48、出現(xiàn)時(shí)故障時(shí),主控制器所選擇的一種控制方式,這種控制方式下,汽輪機(jī)主控制的任務(wù)是維持主蒸汽壓力的穩(wěn)定,鍋爐主控制器的輸出MB作為前饋信號(hào),來改善壓力控制效果,此時(shí),MB是鍋爐主控制器處于手動(dòng)狀態(tài)下的輸出,由于主蒸汽壓力不同時(shí),改變相同的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥開度,汽輪機(jī)功率的變化不同,因此,這里采用氣壓給定值P0對(duì)前饋信號(hào)MB進(jìn)行修正使P0較低時(shí),增強(qiáng)前饋?zhàn)饔?,反之亦然?lt;/p><p> 3、主要元件 型號(hào) 參數(shù) 廠商&
49、lt;/p><p><b> 七、操作規(guī)程:</b></p><p> 1、崗位正常操作,啟動(dòng)前檢查、正常啟爐、停爐。</p><p> 2、檢查設(shè)備的電源、儀表、信號(hào)燈、指示開關(guān)、監(jiān)視器、控制臺(tái)是否處于初始狀態(tài),如果沒有調(diào)節(jié)至初始狀態(tài).</p><p> 3、鍋爐機(jī)組啟動(dòng)前的檢查,檢查所有閥門,并置下列狀態(tài):<
50、;/p><p> a.蒸汽系統(tǒng):一道主氣門經(jīng)開關(guān)試驗(yàn)后啟動(dòng),二到汽門關(guān)閉,二道主汽門疏水開啟;</p><p> b.給水系統(tǒng):主給水門、給水旁路門放水開關(guān)閉,省煤器入口門關(guān)閉,省煤器在循環(huán)門開啟:</p><p> c.減溫水系統(tǒng):冷凝器放水門關(guān)閉,減溫水主路門及旁路門關(guān)閉,事故減溫水門關(guān)閉,冷凝器冷卻水入口門關(guān)閉,出口門開啟,冷凝水分配集箱放水門關(guān)閉;<
51、/p><p> d.放水系統(tǒng):連續(xù)排污門、事故放水門、定期排污總門、定期排污各分門應(yīng)關(guān)閉,定期母管疏水門用關(guān)閉;</p><p> e.疏水系統(tǒng):各蒸汽疏水門開啟,省煤器疏水門、給水混合集箱疏水門、給水管路疏水門應(yīng)關(guān)閉;</p><p> f.蒸汽及爐水取樣應(yīng)開啟,汽包加藥門關(guān)閉;</p><p> g.汽包水位計(jì)的汽門、水門開啟,放水關(guān)
52、閉;</p><p> h.所有壓力表一次門,流量一次門,儀表取樣一次門,平衡容器一次門應(yīng)開啟;</p><p> i.全部空氣門開啟。</p><p> 4、投入除氧器的準(zhǔn)備檢查:</p><p> a.檢查除氧器的信號(hào),自動(dòng)裝置計(jì)各種表及完成、靈活,周圍應(yīng)清潔干凈;</p><p> b.除氧器水位應(yīng)保持
53、正常,除氧器至給水泵的門應(yīng)開啟;</p><p> c.除氧器的進(jìn)氣門、汽平衡門、水平衡門及放水門應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài);</p><p> d.當(dāng)復(fù)水水質(zhì)合格后,開復(fù)水至除氧器水門。</p><p><b> 5、投入:</b></p><p> a.當(dāng)符合增加至300KW,復(fù)水已收回即可;</p>&l
54、t;p> b.開二段抽氣管道疏水門時(shí),開二段抽氣閥,當(dāng)暖管5分鐘后關(guān)疏水門;</p><p> c.慢開除氧器進(jìn)汽旁路們暖管3分鐘,繼續(xù)開進(jìn)汽門注意除氧器壓力變化,升壓應(yīng)緩慢些,不應(yīng)引起汽水沖擊現(xiàn)象,當(dāng)壓力接近0.02MPa,投入電動(dòng)調(diào)節(jié),即慢開電動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)汽門,逐關(guān)旁路門,完全由電動(dòng)控制即可;</p><p> d.將軟水旁路手調(diào)到為自動(dòng)調(diào)節(jié);</p><p
55、> e.當(dāng)投入運(yùn)行正常時(shí),壓力溫度已達(dá)到要求,壓力0.02MPa,溫度102~104,在穩(wěn)定30分鐘后,通知化學(xué)部門化驗(yàn)給水溶解氧是否合格,如果不合格,可少開一點(diǎn)除氧氣排氣門,如合格,可試關(guān)小除氧頭少許,總的要求既要給水溶解氧合格,也要嚴(yán)格控制排氣熱損失。</p><p> 6、鍋爐給水泵的啟動(dòng)檢查:</p><p> a.接到班長啟動(dòng)通知,聯(lián)系電器測(cè)量電機(jī)絕緣合格后送上電源;
56、</p><p> b.檢查各壓力表,電流表應(yīng)處于全良好,并處于投入位置;c.各軸承油質(zhì)良好,油量充足;</p><p> d.盤動(dòng)靠背輪應(yīng)靈活,無卡住現(xiàn)象;</p><p> e.水泵壓蘭不傾斜,松緊適當(dāng),并送上水封水與軸承冷卻水;f.出入口門,再循環(huán)門均在關(guān)閉位置。</p><p> 7、鍋爐給水泵啟動(dòng):</p>&
57、lt;p> a.開啟入口水門及再循環(huán)門,檢查入口壓力在0.2MPa左右;b.合上電機(jī)操作開關(guān),注意電流表指示應(yīng)穩(wěn)在空載位置,水泵的出口壓力應(yīng)在高于6MPa左右;</p><p> c.再啟動(dòng)過程中,注意傾聽泵組內(nèi)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件無磨察聲音,轉(zhuǎn)向是否正確,各軸承轉(zhuǎn)動(dòng),溫度是否正常,壓蘭是否有過緊或過松現(xiàn)象,電機(jī)運(yùn)行是否正常;</p><p> d.檢查一切正常后,慢慢開啟出水門,根據(jù)電
58、流的增大情況關(guān)閉再循環(huán)門,全開出水門,電流穩(wěn)定在額定值;</p><p> e.在額定出力下全面檢查給水泵的運(yùn)行正常;</p><p> f.將聯(lián)動(dòng)開關(guān)投入聯(lián)動(dòng)裝置。</p><p><b> 8、停運(yùn):</b></p><p> a.接到指令后,做好停泵準(zhǔn)備,斷開聯(lián)動(dòng)開關(guān);</p><p&g
59、t; b.關(guān)小出水門,根據(jù)出口壓力適當(dāng)開啟再循環(huán),再全關(guān)出水門,注意電流應(yīng)降至空載的值;</p><p> c.斷開水泵操作開關(guān),注意電流表指示到零,檢查轉(zhuǎn)子靜止后不翻轉(zhuǎn);</p><p> d.停運(yùn)作為被聯(lián)動(dòng);</p><p><b> e.停運(yùn)作為檢修。</b></p><p><b> 9、鍋爐
60、啟動(dòng):</b></p><p><b> 鍋爐上水。</b></p><p><b> 10、鍋爐點(diǎn)火:</b></p><p> a.點(diǎn)火前的檢查與試驗(yàn);</p><p><b> b.點(diǎn)火操作。</b></p><p><b
61、> 11、升溫升壓。</b></p><p> 12、鍋爐工質(zhì)的調(diào)整;鍋爐燃燒的調(diào)整。</p><p><b> 八、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]劉吉臻.協(xié)調(diào)控制與給水全程控制.北京.中國電力出版社.1995:1-78</p><p> [2]李遵基.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng).北京.
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