送引风机MCS设计说明

课程实验总结报告

实验名称:送引风机MCS设计说明

课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计

及实现（2）

1. 引言

超临界机组锅炉调节控制系简称MCS。MCS是模拟量控制系统，其中也包括协调控制，和一些重要的控制；其他的还有SCS-顺控系统，包括锅炉侧和汽机侧，分别称为BSCS和TSCS；FSSS-炉膛安全监测系统，ECS-电气控制系统；MEH-小机电液调节系统和DEH-主机电液调节系统；这里面最重要的就是MCS 其中CCS-协调控制部分和FSSS中的MFT-主燃料跳闸控制以及DEH最重要。

2 锅炉调节控制系统MCS的基本技术要求

超临界锅炉与亚临界汽包锅炉在自动控制方面有所不同，其实质是直流锅炉与汽包锅炉之间的差别，因为超临界锅炉必须是直流锅炉；直流炉与汽包炉在运行原理及特性上有较大差别，因此自控设计人员要了解超临界锅炉的设计特点，在软件设计中将直流锅炉特点以量化加以贯彻。

在汽包锅炉中给水流量的变化，仅影响汽包水位，而在燃料量变化时又仅仅改变蒸汽压力和流量，因此锅炉给水量、燃料量、汽温控制等都是相对独立的，亦即：给水→水位；燃料→产汽量及汽压；喷水→汽温。

在直流锅炉中，由于没有汽包，蒸发与过热受热面之间没有固定的分界线，当给水量或燃料量变化时都会引起蒸发量、汽温和汽压的同步变化，相互有牵制，关系密切，这样给控制系统的设计和调整增加了灵活性，也增添了复杂性。不过，如果掌握了直流锅炉的运行特性及控制经验，对超临界锅炉的自控也就不成为难题，现有的自控设计理念和先进的装备，已足够满足要求。

随着超临界机组蒸汽压力的升高，直流锅炉中间点汽温（通常取启动分离器出口汽温）和过热器出口汽温控制点的温度变动惯性增加（亦即比热增加），时间常数和延迟时间相应增大，在燃料或给水量扰动时，超临界或超临界锅炉的蒸汽温度变化具有更大惯性。

在超临界机组起动和低负荷运行期间，必须投入启动旁路系统，因此也增加了锅炉起动系统对控制的要求。

从以上几点可知，超临界锅炉更难于控制，情况更复杂了一些。在规定的运行工况下，必须维持某些比例常数，而在变工况下必须使这些比例按一定规律变化，而在启动和低负荷时，要求更大幅度地改变这些比例，以得到宽范围领域的自动控制。

为此，必须设计更完善的闭环控制系统，在启动工况更多的采用变参数变定值技术，所有控制功能应在前馈技术的基础上完成，并连续地校正控制系统的增益。

总之，超临界机组与相同容量的亚临界汽包炉相比，自动化系统的规模，即

所需的自动控制和仪表装置大致相同，但超临界锅炉更为复杂一些，要求自控设计人员与锅炉设计人员配合，了解直流锅炉运行特点，运用更先进的控制理论和更完美的控制策略。

3. MCS主要包括如下控制回路

（1）启动方式选择（冷态、温态、热态）

（2）机组主控

（3）RUNBACK

（4）RUN-UP/RUN-DOWN

（5）磨煤机一次风机流量和温度控制

（6）煤量控制

（7）给水泵控制

（8）一次风压差(ΔP)控制

（9）暖炉油量和雾化介质压力控制

（10）锅炉风量控制

（11）SOFA挡板控制

（12）燃料/辅助风挡板控制

（13）二次风量控制

（14）炉膛压力控制

（15）给水指令

（16）燃料/空气量指令

（17）分离器水位控制

（18）一级喷水减温控制

（19）二级喷水减温控制

（20）再热汽温控制（喷水）

（21）再热汽温控制（喷嘴摆动）

4 送风调节系统

4.1相关图纸

SPCS-3000 控制策略管理 5号站129~130页、135~138页

4.2信号选择

采用二选均原则选取。二选均标准逻辑基本工作原理如下：

二选均共有Ａ、Ｂ两个变送器信号。当信号均为好质量时，上电缺省自动选择平均值。然后自动超弛到手动方式。在手动方式下，运行人员可以在画面上通过ＭＳＤＤ任意选择均值、Ａ、Ｂ。当ＡＢ任意一个出现坏质量时，自动超弛到自动方式，并选择另一个好质量信号的信号。当两个信号均坏质量时，送出报警信号，并切除自动调节。当Ａ、Ｂ有坏质量时，自动禁止ＭＳＤＤ手动方式，防止误操作。原理细节请参考ＣＡＤ逻辑。

4.3风量补偿

送风调节系统调节总风量。总风量包括：一次风量，二次风量，三次风量。总风量测量需要对以上风量进行温度补偿。

4.3.1一次风风量补偿

每台磨的一次风量用磨入口一次风温补偿。补偿公式如下：

)(t f p k p k q m ???=???=ρ 其中15

.27315.273)(++=t t t f normal ,t normal 为一次风正常运行温度(或标定温度)。该公式根据一次风差压计算风量，而风的温度变化对差压影响很大，故用温度进行补偿。

说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。

4.3.2二次风风量补偿

每层二次风箱二次风量用空预器出口二次风温补偿。补偿公式如下：

)(t f p k p k q m ???=???=ρ 其中15

.27315.273)(++=t t t f normal ,t normal 为二次风正常运行温度(或标定温度)。 说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。

4.3.3三次风（过燃风）风量补偿

每层过燃风风箱过燃风风量用A 侧空预器出口二次风温补偿。补偿公式如下：

)(t f p k p k q m ???=???=ρ

其中, 15

.27315.273)(++=

t t t f normal t normal 为对应磨煤机热风正常运行温度(或标定温度)。

说明：风量补偿公式仅供参考，只有设计院提供差压量程、原始补偿公式，并经过标定后才能使用。 4.4调节原理

调节系统包括两部分：氧量校正调节器和总风量调节器。

总风量调节器，接受炉主控指令，转化为总风量定值。设计有风煤交叉限制回路，以满足富风原则的需要，即加负荷时先加风量，减负荷时后减风量。通过调节A 、B 两台送风机动叶，改变总风量，初步保证风煤配比。采用二取均的A 、B 两侧空预器入口烟气含氧量作为初步的氧量信号，锅炉主控指令经F(X)（分段线性功能块）转化为氧量定值，氧量偏差信号经氧量校正调节器运算后，作为总风量校正系数，对总风量进行校正，等效于对总风量定值校正。在氧量校正M/A 站上，运行人员可以对氧量定值进行偏置调整。

为平衡A 、B 送风机出力，在A 侧、B 侧送风机动叶M/A 站上，均设有动叶指令偏置。PID 的输出加偏置，为B 动叶的自动指令；PID 的输出减偏置，为A 动叶的自动指令。当A 、B 动叶均自动时，运行人员可以通过动叶A 、B 指令偏置，分别调整A 、B 送风机的出力。

当A 、B 送风机动叶均手动时，总风量调节系统手动。调节器输出跟踪A 、B 送风机动叶手操器输出的平均值。当A(或B)M/A 站手动时，动叶偏置自动反向计算，跟踪B(或A)手操器输出与PID 调节器输出的偏差。总风量调节系统通过PID 调节器跟踪、M/A 站偏置跟踪、定值跟踪手段，实现了A 、B M/A 站手自动无扰切换。

氧量校正调节系统手动时，可通过氧量校正M/A 站，对总风量进行手动校

正。当总风量调节系统手动时，氧量校正调节器跟踪。氧量校正调节系统手自动无扰切换。

氧量校正M/A站的输出为风量校正值，范围为0.85～1.15的校正系数，对总风量定值进行校正。

4.5 调节系统操作

4.5.1 氧量校正M/A站SP、PV、OUT说明（见5/138）

氧量自动定值是负荷的函数，氧量定值偏置直接由运行人员在画面上，通过氧量校正M/A站设定。

SPBS：氧量定值偏置，单位：% 量程：-5—5(暂定)。

SP：由锅炉主控指令折算的氧量定值。

PV：实际氧量（空预器入口烟气含氧量二取均），单位：% 量程：0—25(暂定)。

4.5.2 A(B)送风机动叶M/A站SP、PV说明（见5/135）

SP：总风量指令，单位：% 量程：0—100(暂定)。

PV：氧量校正后的总风量(在氧量M/A站为手动时可通过氧量M/A站对总风量进行修正)。

说明：

1) 在A、B送风机动叶M/A站均设有静叶偏置，二者共同配合完成偏置功能；

2)A(B)动叶手动时，动叶偏置自动跟踪反向计算值，投切自动无扰切换。

4.5.3 氧量校正切手动条件（见5/138）

1)氧量测量品质坏；

2)氧量调节器入口偏差大；

3)送风控制在手动。

4.5.4 A、B送风机动叶切手动条件（见5/136）

1)总风量坏质量；

2)总风量偏差大；

3)RB；

4)A(B)动叶反馈坏质量；

5)A(B)动叶指令与阀位偏差大；

6)A(B)送风机停；

7)A(B)送风机喘振；

8)A(B)送风机动叶故障；

说明：RB 期间，闭锁二次风压偏差大切手动。

4.5.5 投自动步骤

1)检查总风量是否正常；

2)检查总风量是否偏差大；

3)检查A、B动叶阀位是否正常；

4)检查总风量定值、测量值是否平衡(即跟踪)；

5)A(或B)投自动，稳定；

6)投另一侧自动，稳定；

7)调整偏置，平衡出力；

8)根据需要氧量校正系数；

9)检查氧量定值是否跟踪测量值；

10)投氧量校正自动；

11)根据运行需要，调整氧量偏置。

说明：调节系统未经热工人员调试，禁止投入自动。

4.6基本参数

在调节系统调试结束后，由调试方提供基本参数表及调试报告。

5 炉膛压力调节系统

5.1 相关图纸

SPCS-3000 控制策略管理5号站132~133页。

5.2 信号选择

炉膛压力。

5.3 调节原理

炉膛压力调节系统通过调节两台引风机的静叶，来调节炉膛压力。

炉膛压力的定值，由运行人员在操作画面上设定。送风量指令经过F(x)计算后作为前馈信号送给炉膛压力调节器，同时送风量指令还经过一个F(x)计算后直接叠加给引风机静叶开度指令，这两路调节信号对送风量指令形成一快一慢，相

互配合，迅速调节炉膛压力。炉膛压力调节器的输出分别送到A、B引风机静叶M/A站。为平衡A、B引风机出力，在A侧、B侧引风机静叶M/A站上，均设有静叶指令偏置。PID的输出加偏置，为B静叶的自动指令；PID的输出减偏置，为A静叶的自动指令。

当A、B静叶均自动时，运行人员可以通过静叶指令偏置，分别调整A、B引风机的出力。

当A、B引风机静叶均手动时，炉膛压力调节系统手动。调节器输出跟踪A、B调节静叶手操器输出平均值。炉膛压力定值自动跟踪实际炉膛压力。

当A(或B)M/A站手动时，静叶偏置自动反向计算，跟踪B(或A)手操器输出与PID调节器输出的偏差。

因此，炉膛压力调节系统，通过PID调节器跟踪、M/A站偏置跟踪、定值跟踪手段，实现了A、B M/A站手自动无扰切换。

另外，调节系统还接受来自SCS和FSSS的指令，控制A、B引风机调节静叶开度。

发生MFT时，强制关小引风机静叶，以防止内爆，强制关闭幅度是MFT动作前机组负荷的函数，幅值及时间长度由试验确定。

5.4 调节系统操作

5.4.1 A(B)引风机静叶M/A站SP、PV说明（见5/132）

SP：炉膛压力设定值，单位：KPa 量程：-10—10 (暂定)。

PV：炉膛压力。

BIAS：A、B静叶偏置。

说明：

1) 在A、B引风机静叶M/A站均设有静叶偏置，二者共同配合完成偏置功能；

2)A(B)静叶手动时，静叶偏置自动跟踪反向计算值，投切自动无扰切换。

5.4.2 A、B引风机静叶切手动条件（见5/133）

1)炉膛压力坏质量；

2)炉膛压力偏差大；

3)A(B)静叶阀位品质坏；

4)A(B)静叶指令、反馈偏差大；

5)A(B)引风机停；

6)A(B)引风机喘振；

7)A(B)引风机静叶故障。

说明：RB 期间，闭锁炉膛压力偏差大切手动。

5.4.3 投自动步骤

1)检查炉膛压力是否正常；

2)检查炉膛压力是否偏差大；

3)检查A(B)静叶位置反馈是否正常；

4)检查炉膛压力是否跟踪测量值；

5)A(或B)投自动，稳定；

6)投另一侧自动；

7)调整偏置，平衡出力；

8)根据需要调整压力定值。

说明：调节系统未经热工人员调试，禁止投入自动。

5.5 基本参数

在调节系统调试结束后，由调试方提供基本参数表及调试报告。