某电厂MCS逻辑说明

华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明南京国电南自美卓控制系统有限公司二○一五年八月华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明2.模拟量控制系统(MCS)系统说明华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明本机组模拟量控制系统的锅炉控制部分，参照锅炉厂推荐的控制原理图设计，其中个别地方根据奉节电厂的设备配置作相应改动。本说明对奉节电厂600MW超超临界机组模拟量控制的大部分控制系统给与了较为详细的文字说明，某些简单的单回路控制系统，由于控制原理简单且相似，故文字说明从略，详细逻辑可参见最终组态图。本设计中出现的参数定值参考部分厂家资料和其它类似机组而定，最终定值应以现场调试后为准。2.1机炉协调控制机组主控可接受负荷调度命令或机组侧设定命令，产生输出指令信号（MWD）使汽机、锅炉协调达到负荷要求或按预定负荷变化率改变负荷。2.1.1目标负荷设定在正常操作时目标负荷由负荷调度命令设定（ADS自动）或操作员在CRT手动上设定。ADS允许条件如下：a)协调方式无RB动作且MWD300MWb)ADS信号正常c)没有负荷最大限制d)没有负荷最小限制e)ADS投入允许在以下条件时，负荷指令信号跟踪实发发电机功率或BD。a)BM手动b)MFTc)RBd)TM手动且湿态或负荷指令大于95%在以下条件时，负荷指令信号跟踪BDa)功率信号故障b)BM手动且旁路未退出华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明2.1.2负荷变化率设定负荷变化率由运行人员在操作画面上设定。负荷速率由试验确定。目标负荷限幅上、下限，有运行人员在操作画面上设定。在以下情况下按预定负荷变化率设定：a)负荷增加闭锁操作时负荷变化率增加设为0%/min.b)负荷减少闭锁操作时负荷变化率减少设为0%/min.2.1.3频率偏差补偿频率偏差信号加到机组给定负荷回路，以便和汽机本身的一次调频功能相适应。一次调频功能有一个不灵敏区，当电网频率在该不灵敏区波动时，如果汽机本身的一次调频功能改变了机组负荷，锅炉侧控制系统将把负荷重新拉回到原来值。频率偏置只有在CC方式才能起作用。在以下情况没有频率偏差补偿：a)负荷跟踪方式b)锅炉在湿态操作c)频率偏差信号不正常2.1.4负荷上限和下限设定运行人员在操作画面上设定负荷上下限。负荷上限和下限设定联锁：a)当负荷上限和下限操作工作在负荷跟踪方式时：负荷上限和下限跟踪目标负荷指令。b)当负荷上限＜目标负荷时，负荷上限减小操作闭锁，目标负荷增加操作禁止。c)当负荷下限目标负荷时，负荷下限增大操作闭锁，目标负荷减小操作禁止。2.1.5负荷增加功能闭锁●机组负荷上限华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明●给水泵上限●风机叶片控制上限（FDF/IDF/PAF叶片全开）●燃料上限●水/燃料比上限或下限●主蒸汽压力偏差高2.1.6负荷减少功能闭锁●机组负荷下限●给水泵下限●主蒸汽压力高●燃料下限●水/燃料比上限或下限●省煤器汽化保护当机组出现禁升禁降条件时，相应方向的负荷变化率切为零，机组负荷指令只允许单方向变化。2.1.7RB功能当锅炉辅机跳闸后，需要将锅炉负荷调整到与辅机出力相适应的水平。为了减负荷操作能快速进行，需满足以下条件：汽机主控自动锅炉主控自动(包括燃料、给水、风量和炉膛压力)主信号正常(MW,MWD,BD,TP)a)磨煤机减负荷当磨煤机跳闸条件出现后，机组负荷减到以下目标设定值：●一台磨跳闸目标负荷：90%减负荷率:100%/min华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明●二台磨跳闸目标负荷：75%减负荷率:100%/min●三台磨跳闸目标负荷：50%减负荷率:100%/min●四台磨跳闸目标负荷：38%减负荷率:100%/minb)送风机减负荷当送风机跳闸条件出现时，机组负荷减到以下目标值：减负荷率:100%/min目标负荷:355MWc)引风机减负荷当引风机跳闸条件出现后，机组负荷减到以下目标设定值：一台引风机跳闸目标负荷：355MW减负荷率:100%/mind)一次风机减负荷当一次风机跳闸条件出现时，机组负荷减到以下目标值：减负荷率:100%/min目标负荷:355MWe)空预器RB当空预器跳闸条件出现时，机组负荷减到以下目标值：减负荷率:100%/min目标负荷:355MW当RB发生时，汽机主控为汽机跟随方式，控制主汽压力。华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明2.1.8运行方式负荷控制有以下四种方式，每种方式根据汽机主控和锅炉主控回路确定。协调控制方式是最高自动化水平的负荷控制。负荷指令同时送到锅炉主控和汽机主控，功率偏差被控制在最小。(1)协调控制方式在协调方式下，锅炉和汽机并行操作。在这种方式下锅炉控制汽机入口蒸汽压力，汽机控制功率，两者相互影响。因此，负荷变化过程先于锅炉指令信号，同时压力变化过程修正调节阀位置。在这种方式下，不但锅炉主控和汽机主控A/M站在自动，同时主要的控制回路也需在自动，如给水、燃料等。(2)锅炉跟随方式当汽机主控A/M站在手动，锅炉主控A/M站在自动时采用这种方式。在这种方式下，锅炉控制汽机入口蒸汽压力，同时汽机调门采用手动调节以获得期望的功率。在这种方式下，它接受主蒸汽压力设定值(MSPS)与汽机入口蒸汽压力信号，调节器输出为锅炉主控信号(BD)去风和燃料、给水回路，操作员设定调节阀位置建立负荷指令。为加快炉侧调节速度，减少压力偏差，引入机侧能量信号作为Ps*P1/Pt前馈。(3)汽机跟随方式当汽机主控A/M站在自动，锅炉主控A/M站在手动时采用这种方式。在这种操作方式下，汽机控制汽机入口蒸汽压力，通过调节锅炉的燃烧率来获得期望的负荷。操作员在锅炉主控A/M站上设定锅炉主控（BD）指令。燃料和助燃风的变化将引起锅炉能量水平的改变，从而改变蒸汽压力。(4)手动方式汽机主控A/M站在手动和锅炉主控A/M站在手动时采用这种操作方式。在这种方式下锅炉和汽机单独操作，由操作员负责控制负荷和压力。操作员在锅炉主控A/M站上设定燃料和助燃风（BD）指令。2.1.9锅炉主控/汽机主控锅炉主控/汽机主控根据机组主控系统产生汽机负荷控制指令，使发电功率达到要求。同时，负荷与主蒸汽压力设定信号产生一个完整的控制，锅炉输入（给水、燃料、华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明风等）作为锅炉输入指令信号（BD）使主蒸汽压力在设定值。2.1.9.1锅炉主控(1)在干态方式（直流状态）时，主蒸汽压力控制采用锅炉跟随方式或协调控制方式。协调方式下，主汽压力调节器作为细调部分，锅炉主控中以负荷指令信号作为基本的稳态功率前馈信号，同时将主汽压力设定值的微分作用引入到负荷前馈，以加快主汽压力设定值变化时的调整作用；加入负荷指令微分前馈，提高压力动态响应能力，加强燃烧，保证主汽压力的平稳和锅炉的蓄热量的恢复；加入压力设定值与实际压力偏差微分前馈，此部分只在升降负荷过程中起作用，提高变负荷过程中锅炉对压力的动态响应能力。采用变参数策略。在变负荷过程中，当压力设定值的变化较快时，消弱比例作用，使变负荷时炉主控前馈占据主导地位。锅炉跟随方式下，锅炉主控中以汽机能量需求为主体，主汽压力设定值和实测值的偏差调节器进行细调。(2)在湿态时，主蒸汽压力控制切除，BD由负荷指令产生；当RB发生时，主蒸汽压力控制切除，BD由预先设定的RB目标值和预先设定的变化率强制下降。(3)MFT，BD切零在干态时BM或给水主控手动时，BD跟踪实际燃料量。(4)下列条件下，BM切手动a)燃料、送风、给水手动b)MFTc)主汽压力、发电机功率信号故障2.1.9.2汽机主控汽机主控器的自动输入端有二路信号进行切换：来自TF、CCS的控制指令。机组运行在锅炉跟随或基本方式时，汽机主控指令不接受自动控制信号，由运行人员在汽机主控器上手动设定，或者在DEH侧操控机组功率。机组运行在汽机跟踪（TF）方式时，汽机主控指令由主汽压力设定值和实际主汽压力的偏差经PID调节给出。机组运行在CCS方式时，汽机主控指令的形成由功率偏差和压力偏差经PID调节给出。在此方式下，进入功率调节器的功率指令要叠加一次调频动作分量和主汽压力拉回华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明回路动作分量。当DEH系统非远控负荷控制方式时，汽机主控跟踪DEH系统送来的汽机负荷参考。当发生下列条件时，汽机主控切手动：TF方式时，主汽压力质量差非TF方式时，发电机功率质量差功率控制器控制偏差大发电机未并网DEH来的远控负荷控制方式未投入。当发生RUNBACK时，汽机主控强投自动。2.1.9.3主汽压力设定为满足节能运行要求，协调主控系统设计有定、滑压运行方式。滑压—定压无扰切换，定压—滑压平滑处理。运行人员可以在画面上通过按钮选择定、滑压运行方式。滑压方式下，压力定值是负荷指令的函数（该函数为理论定滑定曲线）并经过汽机阀位修正，运行人员可以在画面上通过滑压定值偏置设置，对滑压定值进行调整。定压方式下，操作员可设定压力定值。压力定值速率限制成为实际压力定值。发生RB工况时，自动切为滑压控制方式。2.2燃料主控2.2.1控制目的燃料主控根据锅炉主控来的锅炉主控指令调节进入锅炉的总燃料量，设计有锅炉主控指令和总风量信号的交叉限制。2.2.2功能说明燃料主控PID调节器的入口偏差如下：偏差=限制后锅炉主控指令-总燃料量。限制后锅炉主指令由锅炉主控函数给出；再经总给水流量和总风量的限制。总燃料量信号是经BTU矫正后的、进入锅炉燃烧的总燃油流量和总容量风流量（由容量风门开度和容量风压力折算）信号之和。总燃料量偏差经PID调节器后给出运行磨煤机容量风风量的设定值。华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明设计了据自动方式运行的磨煤机台数改变燃料主控入口偏差系数的补偿回路。当出现下列情况之一时，燃料主控操作站强制切到手动控制：a)所有磨煤机控制都在手动控制b)总燃料量信号质量差2.3磨组控制2.3.1控制目的磨组控制是指将一台磨煤机组的控制作为一个整体来考虑，它包括磨煤机入口冷热风控制、容量风挡板控制、旁路风挡板控制、给煤机控制。本机组共配置六台磨煤机，分别为1－6号，每台磨煤机组的控制系统结构都是互相独立的。通过调节给煤机转速来保证钢球磨煤机磨桶内部料位的稳定；通过调节磨煤机容量风挡板来调节磨煤机的出力满足燃料主控的要求。2.3.2磨煤机热风挡板和冷风挡板控制说明磨煤机出口温度由磨冷风挡板和热风挡板联合控制，设定值相同，被控量相同，设计不同的温度调节器，并据温度调节器的输出设计出交叉的解耦前馈。另外，磨热风挡板设计了据磨容量风挡板指令变化的前馈控制量。当磨煤机跳闸或磨出口温度质量差时，热风挡板和冷风挡板切为手动方式控制。2.3.3磨煤机容量风挡板控制说明每台磨两端各有一套容量风挡板控制逻辑，容量风挡板设计成开环控制方式，其指令为燃料主控输出值函数：运行人员可手动对各磨的总指令进行偏置。当相应给煤机跳闸或手动或MFT时，容量风挡板切为手动方式控制。当FSSS来保护信号时，强关容量风挡板至“0”。2.3.4磨煤机旁路风挡板控制说明旁路风挡板设计为开环控制方式，旁路风指令随同侧的给煤机指令变化，运行人员可以该自动指令手动偏置。当磨煤机跳闸或当FSSS来保护信号时，强关旁路风挡板至“0”。2.3.5给煤机速度控制说明给煤机按闭环控制方式设计，设定值为运行人员手动设定的本侧料位系统，被控量华电国际电力股份有限公司奉节发电厂2X600MW机组新建工程MCS逻辑说明为噪音料位计测量的料位信号，前馈为本侧容量风流量指令。当磨煤机跳闸或料位信号质量差时，给煤机切为手动方式控制。当FSSS来保护信号时，强关给煤机输出至“0”。2.