益阳电厂负荷自动控制系统分析0燃气系统

益阳电厂负荷自动控制系统分析

益阳电厂负荷自动控制系统分析 2011年12月09日 来源： 0　概　述　　湖南益阳电厂新建2台300 MW火力发电机组采用机炉电集中监控方式，机组的自动控制既能满足机组带基本负荷，又能参与调峰调频运行，自动化水平在国内处于领先地位。分散控制系统DCS（Distributed controlsystem）采用美国贝利公司的INFI－90实现。该厂DCS除完成DAS，MCS，FSSS，SCS和CCS等功能外，首次将电气岛的一些监视和控制回路同时也引入DCS中，这是为实现大型火电机组的机炉电3大主机的全部监视和控制参数以及控制回路归口于DCS来完成的一次尝试。　　为扶植民族工业，加速DCS的国产化，该厂在小汽机调节中选用了上海新华公司的XDPS－400来实现。1　单元机组负荷自动控制系统1．1　负荷自动控制系统的任务　　负荷控制系统是机组整个控制的核心和前置部分。系统接受外部负荷指令ADS、人工手动设置指令、频差信号、压力信号和机组运行状态信号。系统选择相应的运行方式，使之与机组的运行状态和负荷能力相适应。然后，根据机组运行状态和调节任务，如实发功率信号和机组允许最大功率信号，对负荷指令进行最大值限制、最小值限制、速率限制等处理。最后协调机炉负荷，进一步发出机、炉协调动作的指令：锅炉主控指令送往锅炉燃烧调节系统，调节锅炉燃烧率，使锅炉的汽压稳定和工质平衡；汽机主控指令送往汽机调速系统，调节汽机调速汽门开度，使它与负荷的变化相适应。负荷控制系统的具体任务是：a．根据机炉运行状态及控制要求，选择负荷控制的方式和适当的外部负荷指令；b．对外部负荷指令进行处理，使之与机炉的动态特性及负荷变化能力相适应，并对机炉发出负荷指令。1．2　负荷自动控制系统的组成特点　　根据机组运行的实际情况，包括遥控工作方式（REMOTE MODE）、本机工作方式（LOCALMODE）、返航工作方式（RUN MODE）、跟踪工作方式（TRACK MODE）、频差校正工作方式（FREQUENCY CONTROLMODE）。对外部负荷请求信号，当遥控指令有效时，将电网ADS负荷指令送入加法器；否则将人工设置指令A送入加法器，形成ULD1。根据机组的负荷现状及允许的负荷能力，为电网频差提供最大校正能力，当频差控制有效时，通过比较器计算实际频率与50Hz的频差，经过函数f（x）计算后送往加法器进行频差校正；否则将0％送往加法器表示不参与调频，加法器输出ULD2指令。根据机组的实际情况，将ULD2限制幅值不超过允许的最大值和最小值，限制其变化率不超过允许值，经过限制处理后形成ULD3。其中在速率限制的运算处理中根据机组的实际运行情况，自动实现负荷指令的闭锁增（BLOCKINCREASE）、闭锁减（BLOCK DECREASE）及保持（HOLD）。当跟踪信号有效时，输出跟踪指令；否则，输出仍为ULD3；最后，根据机组主要辅助设备的故障情况，计算出机组的允许最大功率，形成返航负荷指令，返航负荷指令有效时，输出为返航指令值；无效时，则将ULD3作为最终的ULD值输出。负荷指令运算回路的基本组成如图1所示。1．3　机组负荷指令变化率给定值　　机组负荷指令受机组负荷最大变化率的限制，该上限值由操作员设定。当定压运行时，主蒸汽温度和压力应保持在允许范围内变化，改变调速汽阀的开度，即改变进汽量来调节负荷。当变压方式运行时，汽机调速汽阀全开或部分全开，蒸汽温度和汽机各部位的温度基本稳定，锅炉汽包内的蒸汽压力随负荷而变化，汽包压力下的饱和温度也随之变化，其允许的蒸汽压力变化率和汽包上下壁温差是限制负荷变化率的重要因素。其变化率一般按制造厂提供的数字在运行规程中作出规定，一般为90℃／h，即1．5℃／min；汽包上下壁温差一般以不超过40℃为标准。益阳电厂负荷变化率的SAMA图实现如图2所示。负荷变化率的预定值如下：正常工作时，定压运行时3％／min，变压运行时2．5％／min；最大负荷变化运行，定压运行时5％／min，变压运行时3％／min。当变压选择信号有效时，切换信号分别送往正常负荷变化率和最大负荷变化率两个切换开关，前一个开关选择2．5％／min，后一个开关选择3％／min；当变压运行选择无效，正常负荷变化率选择3％／min，最大负荷变化率选择5％／min。然后，将2个预定限制值送入小值选择器加以选择以保护机组安全运行。当CCS模式信号无效时，机组将预定值A送入；否则，以上小值选择器输出值有效，机组参与CCS控制。最后，当压力变化指令信号有效时，压力变化给定值经过函数f（x）计算送入最后的小值选择器对蒸汽压力变化率进行限制，保护机组的安全运行，从形成最后的ULD速率给定值限制。　　变压运行由于其具有很多优点：负荷变化时，蒸汽温度变化小；汽机高压缸各段温度变化和温度分布状况基本不变，无附加热应力；低负荷时，汽机热效率比定压运

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