【導讀】發(fā)電廠機組分散控制系統(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)所有部分應平衡到當前的過程狀態(tài)，并立即恢復其正常的控制作用，這一過程不應有任何延滯，并且被控裝置不應有任何－－ 23 不正確的或不合邏輯的動作。應提供報警信息，指出引起各類超馳作用的原因。 對某些重要的關鍵參數，應采用三重冗余變送器測量。對三重冗余的測量值，系統(tǒng)應自動選擇中值作為被控變量，而其余 變送器測得的數值，若與中值信號的偏差超過預先整定的范圍時，應進行報警。如其余二個信號與中值信號的偏差均超限報警時，則控制系統(tǒng)受影響部分應自動切換至手動。 運行人員可在鍵盤上將三選中的邏輯切換至手動，而任選三個變送器中的某一個信號供自動用。 對某些僅次于關鍵參數的重要參數，應采用雙重冗余變送器測量，若這二個信號的偏差超出一定的范圍，則應有報警，并將受影響的控制系統(tǒng)自動切換至手動，運行人員可手動任選二個變送器中的一個信號用于投自動控制。 運行人員可將比 較邏輯切換至手動，并任選一變送器投自動控制。 在使用不冗余變送器的測量信號時，如信號喪失或信號超出工藝過程實際可能范圍，均應有報警，同時系統(tǒng)受影響部分自動切換至手動。 控制系統(tǒng)的輸出信號應為脈沖量或 4～ 20mA 連續(xù)信號，并應有上下限定，以保證控制系統(tǒng)故障時機組設備的安全。 控制系統(tǒng)所需的所有校正作用，不能因為使驅動裝置達到其工作范圍的控制信號需進行調整而有所延滯。 在控制電源全部或部分故障時，被控裝置應保持原位或指定的安全位置。 控制系統(tǒng)應監(jiān)視設定值與被控變量之間的偏差，當偏差超過預定范圍時，系統(tǒng)應將控制切換至手動并報警。 風機、泵等跳閘，應將控制切換至手動運行方式。 當兩個或兩個以上的控制驅動裝置控制一個變量時，應可由一個驅動裝置維持自動運行。運行人員還應可將其余的驅動裝置投入自動，而不需手動平衡以免干擾系統(tǒng)。當追加的驅動裝置投入自動后，控制作用應自動適應追加的驅動裝置的作用，也就是說不管驅動裝置在手動或自動方式的數量如何組合變化，控制的作用應是恒定的。 手動切換一個或一個以上的驅動裝置投入自動時，為不產生過程擾動，而保持合適的關系，應使處于自動狀態(tài)的驅動裝置等量并反向作用。 應對多控制驅動裝置的運行提供比例偏置調整，比例偏置應能隨意調整，新建立的關系不應產生過程擾動?？刂品桨冈O計應考慮對調節(jié)閥門特性的修正。對多控制驅動裝置系統(tǒng)應有負荷自動分配功能。 在自動狀態(tài)，設置一個控制驅動裝置為自動或遙控，不需－－ 24 進行手動平衡或對其偏置進行調整，并且，不論此時偏置設置的位置或過程偏差的幅度如何，不應引進任何控制驅動裝置的比例階躍。 具體功能 鍋爐－－汽機協(xié)調控制 控制系統(tǒng)應協(xié)調鍋爐及其輔機與汽機的運行，以便快速、準確和穩(wěn)定地響應自動調度系統(tǒng)（ ADS）或電廠運行人員的負荷指令，進行有效的生產。同時，系統(tǒng)還應考慮如輔機故障或設備異常等運行限制條件，以高度適應的方式，使負荷性能達到最佳狀態(tài)，滿足連續(xù)、安全運行的要求。 系統(tǒng)應提供滑壓運行方式，以滿足下列三種升負荷要求： a. 閥門開度固定／滑壓運行 汽機閥門保持在某一固定位置，蒸汽壓力隨負荷的增加而上升，至 85％負荷時，壓力達 到額定值，此時系統(tǒng)進入定壓運行方式，再增負荷需要開大汽機閥門。 b. 閥門開度固定，并有177。 10％的調節(jié) 在壓力上升，負荷升到 85％的過程中，為使機組響應負荷波動并改善頻率的穩(wěn)定性，允許汽機閥門在177。 10％范圍內調節(jié)。 c. 程序處理 在低負荷工況時（不超過 25％的過程中），調節(jié)汽機閥門以滿足負荷要求，此時汽壓保持在較低的定值上，一旦負荷需求增加，即進入滑壓運行方式。壓力增高，負荷增加，汽機閥門除了177。 10％調節(jié)量以 響 應 負 荷波 動 并 改善 頻 率穩(wěn) 定 性 外， 基 本保 持 固 定。 當 負 荷達 到85％時， 機組運行切換至定壓運行方式。系統(tǒng)設計應提供運行人員選擇所需運行方式的手段。 控制系統(tǒng)應能以下三種方式的任一種方式全自動地運行。 a. 協(xié)調控制 鍋爐與汽機之間有機建立適當的關系，同時響應機組負荷指令。 b. 鍋爐跟隨 汽機響應機組負荷指令或運行人員手動指令的變化，鍋爐響應蒸汽流量變化及由汽機引起的汽壓偏差。汽壓的偏差可用來校正負荷指令。 c. 汽機跟隨 鍋爐響應機組負荷指令或運行人員手動指令的變化，汽機響應由鍋爐引起的汽壓變化。 系統(tǒng)設計 應提供運行人員選擇所需運行方式的手段。當改變運行－－ 25 方式時，系統(tǒng)不應產生任何擾動。此外，在機組遇到受限制的工況時，控制系統(tǒng)應能平穩(wěn)地將運行方式自動轉換至合適的運行方式。如當鍋爐響應負荷需要受到限制時，系統(tǒng)應切換至汽機跟隨方式，當限制取消時，再回到協(xié)調方式。 當汽機響應負荷要求受到限制時，系統(tǒng)應切換至鍋爐跟隨方式，直到其能恢復運行方式。當系統(tǒng)不能實現運行人員所選擇的運行方式時，應向運行人員報警。 選擇自動控制方式的任一種，均要求汽機調速器，燃料、給水子系統(tǒng)處于自動運行狀態(tài)，任何有關的子系統(tǒng)若不能投自動控制 時，應將協(xié)調控制轉換到最大程度的自動方式，并與可投自動的子系統(tǒng)相適應。 機組負荷指令 機組負荷指令是通過輸入的 ADS 信號或根據頻率、功率、汽壓、汽機閥位開度、機組運行工況、要求的限值等加以處理的信號構成的。運行人員能在 CRT 鍵盤和負荷管理控制的畫面上實現下列功能： a. 手／自動方式選擇：機組負荷控制應以自動方式響應 ADS 負荷需求指令，以手動方式響應運行人員輸入負荷指令。 b. 機組負荷指令的手動調整 c. 負荷高、低限值的調整 d. 負荷變化率的設定 e. 負荷變化方向的指示（增或減） f. 負荷高、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定和指示 i. 負荷指令與總發(fā)電功率的指示 j. 鍋爐跟隨、汽機跟隨和協(xié)調運行方式的選擇和指示 k. 負荷閉鎖增（ BLOCK INCREASE ）， 負 荷 閉 鎖 減 （ BLOCK DECREASE）、快速減負荷（ RUN BACK）的指示。 l. 滑壓和定壓運行方式的選擇和指示 控制系統(tǒng)應平穩(wěn)地實現下列 功能： a. 頻率協(xié)調：汽機轉速控制用于維持系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。機組負荷指令應自動跟蹤實際測得的發(fā)電機負荷，以避免產生擾動。 b. 限制：機組最大負荷指令應與鍋爐最大出力和汽機負荷能力相適應。應提供燃料－－風的導前／滯后和交叉限制控制功能。當被控容量或允許出力達到最大最小限值時應發(fā)出閉鎖增、閉鎖減的控制信號。 －－ 26 c. 快速減負荷（ RUN BACK）：應提供鍋爐送風機、引風機等發(fā)生出力故障工況時的 RUNBACK 功能。每種 RUN BACK 應有單獨的最大允許負荷或減負荷速率，以適應各種設備的動態(tài) 特性。運行人員能通過CRT 得到 RUN BACK 工況時的信息，所有的 RUN BACK 應自動完成。當發(fā)生 RUN BACK 時，控制系統(tǒng)應自動轉換到汽機跟隨的運行方式，并保持此運行方式，直到運行人員選定新的運行方式。 應提供與 ADS 的接口以遙控機組負荷。 需要與 ADS 交換信號至少應有： a. 模擬量信號： 每臺發(fā)電機組的功率（ kW） 負荷調度指令的設定值 b. 開關量信號： 機組 ADS 待命方式 機組在 ADS 方式 機組出力限制和 RUN BACK 主機故障 高、低負荷限制 負荷指令變化速率限制 汽機控制 控制系統(tǒng)應根據機組負荷指令，向汽輪發(fā)電機控制系統(tǒng)（ DEH）發(fā)出汽機調門開度指令信號。 應對 DCS 與 DEH 進行一體化設計，并確認接口資料?？刂葡?統(tǒng) 不 應 影響 汽 機 調速 器 響應 系 統(tǒng) 頻率 變 化的 調 節(jié) 特性 ， 并 與汽 機DEH 控制系統(tǒng)相協(xié)調。 如果由于某種原因，限制了汽機控制閥的調節(jié)，控制系統(tǒng)也應能在協(xié)調或整體方式下運行。如果機前壓力超過允許限值時，系統(tǒng)應控制汽機－－發(fā)電機組 ，以防止機前壓力進一步偏離設定值。 鍋爐控制 提供的鍋爐控制系統(tǒng)應由若干子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)應協(xié)調運行；并具有前饋特征，使鍋爐能靈敏、安全、快速與穩(wěn)定的運行，保證在任何工況下，生產出滿足機組負荷指令所要求的電量。 鍋 爐 主控 應將 機組 負荷 指 令以 并行 協(xié)調 的方 式 轉化 為對 鍋爐 燃料和風量的控制，并具有以下特點： a. 為加 快燃料量對 負荷變化的 響應，信 號回路應有 速率可調 的“加速”功能。 －－ 27 b. 鍋爐指令按可供的風量來限制燃料量，以保證燃料量決不高于風量。 c. 鍋 爐指令按送入鍋爐的總燃料量（包括所有輔助燃料）來限制風量，以保證風量不低于燃料量。 d. 燃料指令應根據運行的給粉機的數量進行修正。 e. 應根據燃料的不同發(fā)熱量進行校正。 給粉機控制 下列特性是給粉機控制的基本組成部分： a. 系統(tǒng)設計應符合有關爐膛安全的規(guī)定。 b. 通過改變給粉機轉速來調整燃燒率。 c. 每臺給粉機應有可調整的最小燃料量設定手段，每臺給粉機達到最大或最小負荷時，應有報警信號。 d. 給粉機 轉速信號應 由熱量信號 修 正，并送出一 個煤量代表 信號。該信號與風量、燃燒率等關聯(lián)信號一起建立起鍋爐的風／煤比函數和燃料／空氣限制函數。 e. 煤燃料的測量，應以所有投運給粉機送出的燃料總和為基準，并自動校正燃料發(fā)熱值的變化。 f. 在機組啟停時，應由燃料器控制系統(tǒng)（ BCS）對給粉機控制（包括手動控制）實現超馳控制。 送風控制 通過調節(jié)送風機液力偶合器勺管的位置，來控制送風量，達到最佳燃料工況。應提供具有下列功能的完整控制系統(tǒng)： a. 通過兩個送風道上的一次元件 ，分別測得鍋爐送風量，該測量結果應是雙重化測量，各測量值的總和即為總送風量。該信號可用來限制總負荷指令和總燃料量。 b. 風量指令應不低于吹掃額定值，一旦實際的風量低于吹掃額定值、應發(fā)出報警，并向 FSSS 送出一個數字量信號。 c. 送風機應有防喘振控制和啟動的聯(lián)鎖。 d. 爐膛壓力高時，應閉鎖送風機葉片進一步開大，爐膛壓力低時，應閉鎖送風機葉片進一步關小。 e. 鍋爐總風量應由氧量校正回路進行修正，氧量是在省煤器后的煙道中測得。氧量修正子回路應有下列功能： 1. 運行 人員改變回路中的負荷系數，調節(jié)氧量設定值。 2. 通過氧量校正信號的高低限值，可改變總的過?？諝饬?。 3. 根據開啟風門的數量調整氧量修正信號。 4. 運行人員可 以根據氧量 分析器的指 示或退出運 行的氧量校 正子回路調整過?？諝?，實現手動／自動調整氧量設定值的功能。 爐膛壓力控制 爐膛負壓和風量控制應符合 NFPA85C 標準的規(guī)定。 系統(tǒng)應提供平衡負壓運行，通過控制引風機液力偶合器勺－－ 28 管位置，維持爐膛壓力恒定在設定值。 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壓控制系統(tǒng)的反饋信號。 系統(tǒng)應將風量指令信號作為超前變化的前饋信號，使爐膛負壓的波動最小。 在引風機控制中，應有一個方向性閉鎖作用。即在爐膛壓力低時，應閉鎖引風機液力偶合器勺管位置的進一步開大；在爐膛壓力高時，應閉鎖引風機液力偶合器勺管位置的進一步關小。 主蒸汽溫度控制 應提供一個完善的主蒸汽溫度控制系統(tǒng)。在規(guī)定的鍋爐運行范圍 內，特別是達到溫度控制的負荷時，控制第一級和第二級過熱器的出口溫度。將經過修正的鍋爐總風量信號作為溫度控制的前饋指令，并應考慮下列條件： a. 用負荷變化作為控制系統(tǒng)的前饋信號 b. 在滑壓運行時，應考慮噴水流量對負荷關系的改變 c. 在末級過熱汽溫度達到設定值前，用于閉鎖增減負荷的指令應退出運行。該溫度設定值是負荷指令的函數，應是可變的。這是考慮了由于不同的鍋爐運行工況引起負荷與初始噴水需求關系的偏移。末級過熱器出口蒸汽溫度設定值應具有一個合適的修正系數，使其在控制范圍內自動隨機組負荷增加而增 加，而不至于過早噴水。 d. 為了合理分配一、二級減溫水，采用溫差控制系統(tǒng)。 在低負荷、汽機跳閘及 MFT 時，要求嚴密關閉噴水閥。為防止汽機進水及低負荷工況時閥門芯的磨蝕，應設計噴水隔離閥聯(lián)鎖。 再熱汽溫控制 應提供一個完整的再熱汽溫控制系統(tǒng)，在規(guī)定的鍋爐運行范圍內，控制末級再熱汽溫?？刂葡到y(tǒng)應考慮下列條件： a. 滑壓運行時負荷特性的變化。 b. 再熱汽溫度設定值應具有一個合適的修正系數，在控制范圍內自動隨機組負荷 增加而增加。 在低負荷、汽機跳閘及 MFT 時，應嚴密關閉再熱噴水閥。為防止汽機進水及低負荷工況時閥門閥芯的磨蝕，應