【導(dǎo)讀】發(fā)電廠機(jī)組分散控制系統(tǒng)

　　

【正文】 ，并不再繼續(xù)其積分作用（積分飽和）。在超馳作用消失后，系統(tǒng)所有部分應(yīng)平衡到當(dāng)前的過(guò)程狀態(tài)，并立即恢復(fù)其正常的控制作用，這一過(guò)程不應(yīng)有任何延滯，并且被控裝置不應(yīng)有任何－－ 23 不正確的或不合邏輯的動(dòng)作。應(yīng)提供報(bào)警信息，指出引起各類(lèi)超馳作用的原因。 對(duì)某些重要的關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)采用三重冗余變送器測(cè)量。對(duì)三重冗余的測(cè)量值，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)選擇中值作為被控變量，而其余 變送器測(cè)得的數(shù)值，若與中值信號(hào)的偏差超過(guò)預(yù)先整定的范圍時(shí)，應(yīng)進(jìn)行報(bào)警。如其余二個(gè)信號(hào)與中值信號(hào)的偏差均超限報(bào)警時(shí)，則控制系統(tǒng)受影響部分應(yīng)自動(dòng)切換至手動(dòng)。 運(yùn)行人員可在鍵盤(pán)上將三選中的邏輯切換至手動(dòng)，而任選三個(gè)變送器中的某一個(gè)信號(hào)供自動(dòng)用。 對(duì)某些僅次于關(guān)鍵參數(shù)的重要參數(shù)，應(yīng)采用雙重冗余變送器測(cè)量，若這二個(gè)信號(hào)的偏差超出一定的范圍，則應(yīng)有報(bào)警，并將受影響的控制系統(tǒng)自動(dòng)切換至手動(dòng)，運(yùn)行人員可手動(dòng)任選二個(gè)變送器中的一個(gè)信號(hào)用于投自動(dòng)控制。 運(yùn)行人員可將比 較邏輯切換至手動(dòng)，并任選一變送器投自動(dòng)控制。 在使用不冗余變送器的測(cè)量信號(hào)時(shí)，如信號(hào)喪失或信號(hào)超出工藝過(guò)程實(shí)際可能范圍，均應(yīng)有報(bào)警，同時(shí)系統(tǒng)受影響部分自動(dòng)切換至手動(dòng)。 控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)應(yīng)為脈沖量或 4～ 20mA 連續(xù)信號(hào)，并應(yīng)有上下限定，以保證控制系統(tǒng)故障時(shí)機(jī)組設(shè)備的安全。 控制系統(tǒng)所需的所有校正作用，不能因?yàn)槭跪?qū)動(dòng)裝置達(dá)到其工作范圍的控制信號(hào)需進(jìn)行調(diào)整而有所延滯。 在控制電源全部或部分故障時(shí)，被控裝置應(yīng)保持原位或指定的安全位置。 控制系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)視設(shè)定值與被控變量之間的偏差，當(dāng)偏差超過(guò)預(yù)定范圍時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)將控制切換至手動(dòng)并報(bào)警。 風(fēng)機(jī)、泵等跳閘，應(yīng)將控制切換至手動(dòng)運(yùn)行方式。 當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的控制驅(qū)動(dòng)裝置控制一個(gè)變量時(shí)，應(yīng)可由一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置維持自動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行人員還應(yīng)可將其余的驅(qū)動(dòng)裝置投入自動(dòng)，而不需手動(dòng)平衡以免干擾系統(tǒng)。當(dāng)追加的驅(qū)動(dòng)裝置投入自動(dòng)后，控制作用應(yīng)自動(dòng)適應(yīng)追加的驅(qū)動(dòng)裝置的作用，也就是說(shuō)不管驅(qū)動(dòng)裝置在手動(dòng)或自動(dòng)方式的數(shù)量如何組合變化，控制的作用應(yīng)是恒定的。 手動(dòng)切換一個(gè)或一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)裝置投入自動(dòng)時(shí)，為不產(chǎn)生過(guò)程擾動(dòng)，而保持合適的關(guān)系，應(yīng)使處于自動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)裝置等量并反向作用。 應(yīng)對(duì)多控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行提供比例偏置調(diào)整，比例偏置應(yīng)能隨意調(diào)整，新建立的關(guān)系不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)程擾動(dòng)。控制方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮對(duì)調(diào)節(jié)閥門(mén)特性的修正。對(duì)多控制驅(qū)動(dòng)裝置系統(tǒng)應(yīng)有負(fù)荷自動(dòng)分配功能。 在自動(dòng)狀態(tài)，設(shè)置一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)裝置為自動(dòng)或遙控，不需－－ 24 進(jìn)行手動(dòng)平衡或?qū)ζ淦眠M(jìn)行調(diào)整，并且，不論此時(shí)偏置設(shè)置的位置或過(guò)程偏差的幅度如何，不應(yīng)引進(jìn)任何控制驅(qū)動(dòng)裝置的比例階躍。 具體功能 鍋爐－－汽機(jī)協(xié)調(diào)控制 控制系統(tǒng)應(yīng)協(xié)調(diào)鍋爐及其輔機(jī)與汽機(jī)的運(yùn)行，以便快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定地響應(yīng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)（ ADS）或電廠運(yùn)行人員的負(fù)荷指令，進(jìn)行有效的生產(chǎn)。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)考慮如輔機(jī)故障或設(shè)備異常等運(yùn)行限制條件，以高度適應(yīng)的方式，使負(fù)荷性能達(dá)到最佳狀態(tài)，滿足連續(xù)、安全運(yùn)行的要求。 系統(tǒng)應(yīng)提供滑壓運(yùn)行方式，以滿足下列三種升負(fù)荷要求： a. 閥門(mén)開(kāi)度固定／滑壓運(yùn)行 汽機(jī)閥門(mén)保持在某一固定位置，蒸汽壓力隨負(fù)荷的增加而上升，至 85％負(fù)荷時(shí)，壓力達(dá) 到額定值，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入定壓運(yùn)行方式，再增負(fù)荷需要開(kāi)大汽機(jī)閥門(mén)。 b. 閥門(mén)開(kāi)度固定，并有177。 10％的調(diào)節(jié) 在壓力上升，負(fù)荷升到 85％的過(guò)程中，為使機(jī)組響應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)并改善頻率的穩(wěn)定性，允許汽機(jī)閥門(mén)在177。 10％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 c. 程序處理 在低負(fù)荷工況時(shí)（不超過(guò) 25％的過(guò)程中），調(diào)節(jié)汽機(jī)閥門(mén)以滿足負(fù)荷要求，此時(shí)汽壓保持在較低的定值上，一旦負(fù)荷需求增加，即進(jìn)入滑壓運(yùn)行方式。壓力增高，負(fù)荷增加，汽機(jī)閥門(mén)除了177。 10％調(diào)節(jié)量以 響 應(yīng) 負(fù) 荷波 動(dòng) 并 改善 頻 率穩(wěn) 定 性 外， 基 本保 持 固 定。 當(dāng) 負(fù) 荷達(dá) 到85％時(shí)， 機(jī)組運(yùn)行切換至定壓運(yùn)行方式。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)提供運(yùn)行人員選擇所需運(yùn)行方式的手段。 控制系統(tǒng)應(yīng)能以下三種方式的任一種方式全自動(dòng)地運(yùn)行。 a. 協(xié)調(diào)控制 鍋爐與汽機(jī)之間有機(jī)建立適當(dāng)?shù)年P(guān)系，同時(shí)響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令。 b. 鍋爐跟隨 汽機(jī)響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令或運(yùn)行人員手動(dòng)指令的變化，鍋爐響應(yīng)蒸汽流量變化及由汽機(jī)引起的汽壓偏差。汽壓的偏差可用來(lái)校正負(fù)荷指令。 c. 汽機(jī)跟隨 鍋爐響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令或運(yùn)行人員手動(dòng)指令的變化，汽機(jī)響應(yīng)由鍋爐引起的汽壓變化。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 應(yīng)提供運(yùn)行人員選擇所需運(yùn)行方式的手段。當(dāng)改變運(yùn)行－－ 25 方式時(shí)，系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生任何擾動(dòng)。此外，在機(jī)組遇到受限制的工況時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)能平穩(wěn)地將運(yùn)行方式自動(dòng)轉(zhuǎn)換至合適的運(yùn)行方式。如當(dāng)鍋爐響應(yīng)負(fù)荷需要受到限制時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)切換至汽機(jī)跟隨方式，當(dāng)限制取消時(shí)，再回到協(xié)調(diào)方式。 當(dāng)汽機(jī)響應(yīng)負(fù)荷要求受到限制時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)切換至鍋爐跟隨方式，直到其能恢復(fù)運(yùn)行方式。當(dāng)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員所選擇的運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)向運(yùn)行人員報(bào)警。 選擇自動(dòng)控制方式的任一種，均要求汽機(jī)調(diào)速器，燃料、給水子系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，任何有關(guān)的子系統(tǒng)若不能投自動(dòng)控制 時(shí)，應(yīng)將協(xié)調(diào)控制轉(zhuǎn)換到最大程度的自動(dòng)方式，并與可投自動(dòng)的子系統(tǒng)相適應(yīng)。 機(jī)組負(fù)荷指令 機(jī)組負(fù)荷指令是通過(guò)輸入的 ADS 信號(hào)或根據(jù)頻率、功率、汽壓、汽機(jī)閥位開(kāi)度、機(jī)組運(yùn)行工況、要求的限值等加以處理的信號(hào)構(gòu)成的。運(yùn)行人員能在 CRT 鍵盤(pán)和負(fù)荷管理控制的畫(huà)面上實(shí)現(xiàn)下列功能： a. 手／自動(dòng)方式選擇：機(jī)組負(fù)荷控制應(yīng)以自動(dòng)方式響應(yīng) ADS 負(fù)荷需求指令，以手動(dòng)方式響應(yīng)運(yùn)行人員輸入負(fù)荷指令。 b. 機(jī)組負(fù)荷指令的手動(dòng)調(diào)整 c. 負(fù)荷高、低限值的調(diào)整 d. 負(fù)荷變化率的設(shè)定 e. 負(fù)荷變化方向的指示（增或減） f. 負(fù)荷高、低限值的指示 g. 主汽壓力偏差指示 h. 主汽壓力及其變化率的設(shè)定和指示 i. 負(fù)荷指令與總發(fā)電功率的指示 j. 鍋爐跟隨、汽機(jī)跟隨和協(xié)調(diào)運(yùn)行方式的選擇和指示 k. 負(fù)荷閉鎖增（ BLOCK INCREASE ）， 負(fù) 荷 閉 鎖 減 （ BLOCK DECREASE）、快速減負(fù)荷（ RUN BACK）的指示。 l. 滑壓和定壓運(yùn)行方式的選擇和指示 控制系統(tǒng)應(yīng)平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)下列 功能： a. 頻率協(xié)調(diào)：汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制用于維持系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。機(jī)組負(fù)荷指令應(yīng)自動(dòng)跟蹤實(shí)際測(cè)得的發(fā)電機(jī)負(fù)荷，以避免產(chǎn)生擾動(dòng)。 b. 限制：機(jī)組最大負(fù)荷指令應(yīng)與鍋爐最大出力和汽機(jī)負(fù)荷能力相適應(yīng)。應(yīng)提供燃料－－風(fēng)的導(dǎo)前／滯后和交叉限制控制功能。當(dāng)被控容量或允許出力達(dá)到最大最小限值時(shí)應(yīng)發(fā)出閉鎖增、閉鎖減的控制信號(hào)。 －－ 26 c. 快速減負(fù)荷（ RUN BACK）：應(yīng)提供鍋爐送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等發(fā)生出力故障工況時(shí)的 RUNBACK 功能。每種 RUN BACK 應(yīng)有單獨(dú)的最大允許負(fù)荷或減負(fù)荷速率，以適應(yīng)各種設(shè)備的動(dòng)態(tài) 特性。運(yùn)行人員能通過(guò)CRT 得到 RUN BACK 工況時(shí)的信息，所有的 RUN BACK 應(yīng)自動(dòng)完成。當(dāng)發(fā)生 RUN BACK 時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到汽機(jī)跟隨的運(yùn)行方式，并保持此運(yùn)行方式，直到運(yùn)行人員選定新的運(yùn)行方式。 應(yīng)提供與 ADS 的接口以遙控機(jī)組負(fù)荷。 需要與 ADS 交換信號(hào)至少應(yīng)有： a. 模擬量信號(hào)： 每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的功率（ kW） 負(fù)荷調(diào)度指令的設(shè)定值 b. 開(kāi)關(guān)量信號(hào)： 機(jī)組 ADS 待命方式 機(jī)組在 ADS 方式 機(jī)組出力限制和 RUN BACK 主機(jī)故障 高、低負(fù)荷限制 負(fù)荷指令變化速率限制 汽機(jī)控制 控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令，向汽輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)（ DEH）發(fā)出汽機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度指令信號(hào)。 應(yīng)對(duì) DCS 與 DEH 進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，并確認(rèn)接口資料?？刂葡?統(tǒng) 不 應(yīng) 影響 汽 機(jī) 調(diào)速 器 響應(yīng) 系 統(tǒng) 頻率 變 化的 調(diào) 節(jié) 特性 ， 并 與汽 機(jī)DEH 控制系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。 如果由于某種原因，限制了汽機(jī)控制閥的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)也應(yīng)能在協(xié)調(diào)或整體方式下運(yùn)行。如果機(jī)前壓力超過(guò)允許限值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)控制汽機(jī)－－發(fā)電機(jī)組 ，以防止機(jī)前壓力進(jìn)一步偏離設(shè)定值。 鍋爐控制 提供的鍋爐控制系統(tǒng)應(yīng)由若干子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)應(yīng)協(xié)調(diào)運(yùn)行；并具有前饋特征，使鍋爐能靈敏、安全、快速與穩(wěn)定的運(yùn)行，保證在任何工況下，生產(chǎn)出滿足機(jī)組負(fù)荷指令所要求的電量。 鍋 爐 主控 應(yīng)將 機(jī)組 負(fù)荷 指 令以 并行 協(xié)調(diào) 的方 式 轉(zhuǎn)化 為對(duì) 鍋爐 燃料和風(fēng)量的控制，并具有以下特點(diǎn)： a. 為加 快燃料量對(duì) 負(fù)荷變化的 響應(yīng)，信 號(hào)回路應(yīng)有 速率可調(diào) 的“加速”功能。 －－ 27 b. 鍋爐指令按可供的風(fēng)量來(lái)限制燃料量，以保證燃料量決不高于風(fēng)量。 c. 鍋 爐指令按送入鍋爐的總?cè)剂狭浚òㄋ休o助燃料）來(lái)限制風(fēng)量，以保證風(fēng)量不低于燃料量。 d. 燃料指令應(yīng)根據(jù)運(yùn)行的給粉機(jī)的數(shù)量進(jìn)行修正。 e. 應(yīng)根據(jù)燃料的不同發(fā)熱量進(jìn)行校正。 給粉機(jī)控制 下列特性是給粉機(jī)控制的基本組成部分： a. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)爐膛安全的規(guī)定。 b. 通過(guò)改變給粉機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整燃燒率。 c. 每臺(tái)給粉機(jī)應(yīng)有可調(diào)整的最小燃料量設(shè)定手段，每臺(tái)給粉機(jī)達(dá)到最大或最小負(fù)荷時(shí)，應(yīng)有報(bào)警信號(hào)。 d. 給粉機(jī) 轉(zhuǎn)速信號(hào)應(yīng) 由熱量信號(hào) 修 正，并送出一 個(gè)煤量代表 信號(hào)。該信號(hào)與風(fēng)量、燃燒率等關(guān)聯(lián)信號(hào)一起建立起鍋爐的風(fēng)／煤比函數(shù)和燃料／空氣限制函數(shù)。 e. 煤燃料的測(cè)量，應(yīng)以所有投運(yùn)給粉機(jī)送出的燃料總和為基準(zhǔn)，并自動(dòng)校正燃料發(fā)熱值的變化。 f. 在機(jī)組啟停時(shí)，應(yīng)由燃料器控制系統(tǒng)（ BCS）對(duì)給粉機(jī)控制（包括手動(dòng)控制）實(shí)現(xiàn)超馳控制。 送風(fēng)控制 通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)液力偶合器勺管的位置，來(lái)控制送風(fēng)量，達(dá)到最佳燃料工況。應(yīng)提供具有下列功能的完整控制系統(tǒng)： a. 通過(guò)兩個(gè)送風(fēng)道上的一次元件 ，分別測(cè)得鍋爐送風(fēng)量，該測(cè)量結(jié)果應(yīng)是雙重化測(cè)量，各測(cè)量值的總和即為總送風(fēng)量。該信號(hào)可用來(lái)限制總負(fù)荷指令和總?cè)剂狭俊? b. 風(fēng)量指令應(yīng)不低于吹掃額定值，一旦實(shí)際的風(fēng)量低于吹掃額定值、應(yīng)發(fā)出報(bào)警，并向 FSSS 送出一個(gè)數(shù)字量信號(hào)。 c. 送風(fēng)機(jī)應(yīng)有防喘振控制和啟動(dòng)的聯(lián)鎖。 d. 爐膛壓力高時(shí)，應(yīng)閉鎖送風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)一步開(kāi)大，爐膛壓力低時(shí)，應(yīng)閉鎖送風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)一步關(guān)小。 e. 鍋爐總風(fēng)量應(yīng)由氧量校正回路進(jìn)行修正，氧量是在省煤器后的煙道中測(cè)得。氧量修正子回路應(yīng)有下列功能： 1. 運(yùn)行 人員改變回路中的負(fù)荷系數(shù)，調(diào)節(jié)氧量設(shè)定值。 2. 通過(guò)氧量校正信號(hào)的高低限值，可改變總的過(guò)?？諝饬?。 3. 根據(jù)開(kāi)啟風(fēng)門(mén)的數(shù)量調(diào)整氧量修正信號(hào)。 4. 運(yùn)行人員可 以根據(jù)氧量 分析器的指 示或退出運(yùn) 行的氧量校 正子回路調(diào)整過(guò)?？諝?，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)／自動(dòng)調(diào)整氧量設(shè)定值的功能。 爐膛壓力控制 爐膛負(fù)壓和風(fēng)量控制應(yīng)符合 NFPA85C 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 系統(tǒng)應(yīng)提供平衡負(fù)壓運(yùn)行，通過(guò)控制引風(fēng)機(jī)液力偶合器勺－－ 28 管位置，維持爐膛壓力恒定在設(shè)定值。 比較爐膛壓力三重冗余變送器的輸出值，并取其中值作為爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)。 系統(tǒng)應(yīng)將風(fēng)量指令信號(hào)作為超前變化的前饋信號(hào)，使?fàn)t膛負(fù)壓的波動(dòng)最小。 在引風(fēng)機(jī)控制中，應(yīng)有一個(gè)方向性閉鎖作用。即在爐膛壓力低時(shí)，應(yīng)閉鎖引風(fēng)機(jī)液力偶合器勺管位置的進(jìn)一步開(kāi)大；在爐膛壓力高時(shí)，應(yīng)閉鎖引風(fēng)機(jī)液力偶合器勺管位置的進(jìn)一步關(guān)小。 主蒸汽溫度控制 應(yīng)提供一個(gè)完善的主蒸汽溫度控制系統(tǒng)。在規(guī)定的鍋爐運(yùn)行范圍 內(nèi)，特別是達(dá)到溫度控制的負(fù)荷時(shí)，控制第一級(jí)和第二級(jí)過(guò)熱器的出口溫度。將經(jīng)過(guò)修正的鍋爐總風(fēng)量信號(hào)作為溫度控制的前饋指令，并應(yīng)考慮下列條件： a. 用負(fù)荷變化作為控制系統(tǒng)的前饋信號(hào) b. 在滑壓運(yùn)行時(shí)，應(yīng)考慮噴水流量對(duì)負(fù)荷關(guān)系的改變 c. 在末級(jí)過(guò)熱汽溫度達(dá)到設(shè)定值前，用于閉鎖增減負(fù)荷的指令應(yīng)退出運(yùn)行。該溫度設(shè)定值是負(fù)荷指令的函數(shù)，應(yīng)是可變的。這是考慮了由于不同的鍋爐運(yùn)行工況引起負(fù)荷與初始噴水需求關(guān)系的偏移。末級(jí)過(guò)熱器出口蒸汽溫度設(shè)定值應(yīng)具有一個(gè)合適的修正系數(shù)，使其在控制范圍內(nèi)自動(dòng)隨機(jī)組負(fù)荷增加而增 加，而不至于過(guò)早噴水。 d. 為了合理分配一、二級(jí)減溫水，采用溫差控制系統(tǒng)。 在低負(fù)荷、汽機(jī)跳閘及 MFT 時(shí)，要求嚴(yán)密關(guān)閉噴水閥。為防止汽機(jī)進(jìn)水及低負(fù)荷工況時(shí)閥門(mén)芯的磨蝕，應(yīng)設(shè)計(jì)噴水隔離閥聯(lián)鎖。 再熱汽溫控制 應(yīng)提供一個(gè)完整的再熱汽溫控制系統(tǒng)，在規(guī)定的鍋爐運(yùn)行范圍內(nèi)，控制末級(jí)再熱汽溫?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)考慮下列條件： a. 滑壓運(yùn)行時(shí)負(fù)荷特性的變化。 b. 再熱汽溫度設(shè)定值應(yīng)具有一個(gè)合適的修正系數(shù)，在控制范圍內(nèi)自動(dòng)隨機(jī)組負(fù)荷 增加而增加。 在低負(fù)荷、汽機(jī)跳閘及 MFT 時(shí)，應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉再熱噴水閥。為防止汽機(jī)進(jìn)水及低負(fù)荷工況時(shí)閥門(mén)閥芯的磨蝕，應(yīng)