机炉协调负荷控制方式
机炉协调控制
有所简化，而且利用汽包压力微分起到使控制过程更加平稳的作 用。汽机能量需求信号直接作为锅炉指令，与热量反馈信号构成 燃料控制信号，可以更为直接、快速地实现机、炉之间的动静态 能量平衡。
单元机组协调控制
DEB协调控制系统具有以下特点：
N
机炉控制对象
F(t) 为比例为分环节，有利于改善锅炉对功率的响应特性。 F(x) 为死区的环节，有利于提高协调控制系统的稳定性。
单元机组协调控制
以炉跟机为基础的双向补偿协调控制系统（三）
压力 定值 + -
Ps
机组 指令
ULD
+ -
F(t) PI
总燃料量TFF
+ ++BD
PI B
K(s)
+
PI TD +
PD 锅炉控制器
P0
+ _
汽机控制器
锅炉
P0-PT PT
_+ μT
μB (b)
汽机
+ _
N0
NE
单元机组协调控制
压力
定值
-
+
Ps
机组 指令 +
ULD -
F(t) PI
总燃料量TFF 或热量
+ ++ BD
B PI
F(x)
+
TD
+
T
PI
+
fs +
F(x)
-
f
GPB
PT
机前 压力
GPT
GNB
GNT
机组 功率
机组控制方式
机组控制方式机组控制方式分为：协调控制方式（CCS 、锅炉跟随控制方式（BF ）、锅 炉输入控制方式（BI ）、锅炉手动方式（BH ）。
1）协调控制（CCS ）方式CCS 方式为机组正常运行方式。
把机组负荷需求指令（就是功率需求）送给 锅炉和汽机，以便使输入给锅炉的能量能与汽机的输出能量相匹配。
汽轮发电机 控制将直接跟随MW （功率）需求指令。
锅炉输入控制将跟随经主蒸汽压力偏差 修正的MW B 求指令。
期望在这种方式下能稳定运行，因为汽机调速器的阀门能 快速响应MW 需求指令，因此也会快速改变锅炉负荷。
这种控制方式可以极大地 满足电网的需求。
为了投入协调控制（CCS ）运行方式，不仅要把锅炉输入控制 和汽机主控投入自动，而且还要把所有的主要控制回路投入自动运行。
诸如给水、 燃料量、风量和炉膛压力控制。
CCS 方式控制原理图2）锅炉跟随控制（BF ）方式在协调控制方式下，当DEH 功率设定SLC 撤出，DEH 功率指令由外部切换至 本地设定时，机组运行方式就从 CCS 方式切换到BF 方式。
在这种方式下，机组 负荷通过DEH 功率本地设定模块由操作人员手动来改变。
在“锅炉输入控制自动” 和“汽机主控手动（DEH 功率本地设定）”条件下，自动地设定去锅炉的需求指 令，来控制用实际的MW 信号所修正的主蒸汽压力。
该方式可以快速响应电网的 需求，但锅炉侧处于被动跟随状态，调节具有一定的滞后性，不利于锅炉的稳定 运行。
BF 方式控制原理图负荷指令负荷3）锅炉输入控制（BI）方式在BI方式下，锅炉的输入指令是由操作人员手动操作给出的。
这意味着机组负荷的改变是由操作人员通过锅炉输入控制来完成。
在“锅炉输入控制手动” 和“汽机主控自动（汽机投入初压SLC进入压力调节支路，包括本地压力设定及外部压力设定）”的条件下，汽机控制主蒸汽压力，MW需求信号跟踪实际的MW信号。
由于直接调整锅炉的输入，该方式极大的稳定了机组运行。
CCS控制原理
机炉负荷协调控制系统一、任务机组负荷协调控制系统的任务是使机组尽可能快地响应电网对该机组的负荷要求，同时，应能保证主汽压力尽量稳定，以保证机组的安全稳定运行。
二、单元机组对象的动态特性：1.当其它输入不变时，改变汽机调门开度，例如，将调门开大，主蒸汽流量将迅速增加，这表明汽轮机能迅速响应负荷要求变化，但由于燃烧未能相应加强，主汽压开始下跌，蒸汽流量也渐渐下跌，最后又回到了原来的值，没有能满足电网的长期需要，而压力则降到了一个相对较低的值如图1 (a)。
2.若其它输入不变，增加燃烧率，主汽压力将逐渐升高，主蒸汽流量也逐渐增加，负荷逐渐增加，说明锅炉改变燃料量后，负荷响应比较缓慢，如图1 (c)。
3.当外界要求增加负荷时，由于一个负荷特性快（汽轮机），一个特性慢（锅炉），就难以满足既快速，又稳定的要求，如果仅满足快速的要求，可通过不断开大汽机调门开度来实现，虽可保证负荷需求（也不可能长久），但压力将一路下跌，如图1 (b)，会影响机组安全。
所以机炉两者之间应协调控制调门开度指令和锅炉指令。
图1 单元机组对象动态特性三、运行方式单元机组负荷协调控制系统一般有下列几种运行方式：1．手动方式：汽机指令和锅炉指令都是手动发出，此时，运行人员兼顾汽压和负荷，手动调节汽机指令（调门开度指令）及锅炉指令，使压力基本稳定，并使机组负荷按照电网需要变化。
2．机跟炉方式（汽机跟随锅炉）此时，锅炉侧根据电网负荷需求来调节锅炉指令（增/减燃烧率），而汽机则根据主汽压力的变化，自动调节汽机调门开度。
可以看出,这种方式下,当外界需要机组增加负荷时,锅炉开始加强燃烧，压力渐渐升高,汽机则根据压力升高情况，自动地调整汽机指令，渐渐开大调门开度，负荷随之增加，由于锅炉响应较慢，所以使负荷增加得较慢，但是由于汽机调门变化对压力的影响较快，所以压力显得十分稳定。
该方式的特点是：压力稳定，但负荷响应慢。
3．炉跟机方式（锅炉跟随汽机）此时，汽机侧根据电网负荷需求来调节汽机调门开度，而锅炉则根据主汽压力的变化自动地调整燃烧。
协调控制
汽机主控投入条件
在CCS画面手动发出CCS请求DEH系统投遥控； 在DEH侧切换控制方式为阀控后，投入CCS（遥控）方式； 投入汽机主控。 DEH切遥控，DEH切遥控后汽机由负荷中心控制。
协调方式下汽机主控
锅炉主控投入自动，汽机主控自动由机跟炉切换到协调方式。在协 调方式下汽机主控负责调节机组功率。 汽机主控指令：f(pt) + ∫（MWs-MW）dt 其中： MWs为功率设定； MW为机组功率。
机组负荷指令控制 回路
机组负荷指令系统主要用于协调控制需要的目标负荷ULD由以下回路 组成：AGC控制的M/A操作器、目标负荷设定、负荷指令上下限设定、 负荷速率变化设定等回路。
锅炉主控
锅炉主控由两种方式 1、BF控制方式 方式为锅炉主控自动汽机主控手动。 锅炉主控指令的形成：∫（Ps-Pt）dt。 其中Ps 为压力设定值； Pt为机前压力。 投入BF方式后从指令形成可看出BF方式指令以直接能量作用输出。 2、协调方式下锅炉主控指令 在协调方式下锅炉主控指令切换到另外一路。 锅炉主控指令的形成：f(ULD)+df(ULD)/dt+df(pS)/dt+ f(t)*∫（Ps-Pt）dt。 其中ULD为目标负荷。微分为了提高机组动态响应特性。
协调控制投运
锅炉主控和汽机主控均投入自动。 分别以1%、1.5%的速率完成165～305MW的变负荷试验。 进入168计时前要求完成AGC和一次调频试验及RB试验（RB试验最好 在168前完成）。 内蒙电网公司要求机组AGC变负荷的速率为1.5％。 一次调频的死区2转、11转最大调频功率8％额定负荷26.4MW。 循环流化床协调控制特点（难点） DCS组态图逻辑图和现场情况不符，投运是要根据自己经验对逻辑 进行大量修改。 锅炉高负荷燃烧反应滞后；
协调系统四种运行方式
机跟随方式
• 将负荷变化和主汽压力变化同时送到两个调节 系统中。
• 主要思路：在被控量变化前主动实施调节 • 特点：既能以较快速度适应外界负荷变化
又能保证主汽压力波动较小 4.手动方式 • 汽轮机主控切手动，控制机组功率 • 锅炉主控切手动，控制主汽压力
4
手动方式
手动方式
• 汽轮机主控切手动，控制机组功率 • 锅炉主控切手动，控制主汽压力
锅
执度行以汽器调轮机调节节主主汽汽压发电阀力机 门等的于开给
燃料调节阀
炉
汽压偏差 压力给定
定数值。
执行器
汽机主控
执行器
锅炉主控
负荷指令
3
协调方式
协调方式汽Leabharlann 机控制系统和锅炉控制系统同时动作形式
功率偏差、汽压偏差分别 输出到锅炉主控和汽机主 控以同时调节燃料和主汽 调节阀，从而保证功率和 主汽压力都等于给定数值。
执行器 锅炉主控
执行器
汽压偏差 压力给定
手动负荷指令 汽机主控
2
机跟随方式
机跟随方式
机跟随方式，也称机跟炉 锅炉控制系统控制机组功率 汽轮机控制系统控制主汽压力 锅炉先动作，汽轮机随后动作的调节
机跟随方式
特点：主汽压力波动很小； 机组功率对外界负荷适应性比较差。
锅炉主控接受负荷指令，
主汽通 阀调节过开阀 执度行以汽和器改机给调变主定节负控数燃荷只值料大监的调小视偏节。主差汽，压通力过
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——协调系统四种运行方式
C 目录 ontent 1 炉跟随方式 3 协调方式
机炉协调控制
在协调控制和锅炉跟踪方式下，可以采用 滑压控制。滑压控制时，主蒸汽压力的设 定值根据机组负荷经函数发生器自动设定。 在机组定压控制时，主蒸汽压力的设定值 由运行人员在画面上手动设定。
主蒸汽压力设定
根据机组的运行情况,可以采用滑压或定压控制。 在机组定压控制时，运行人员可在主汽压力设 定操作站上手动设定主汽压力设定值。 在机组滑压控制时，主汽压力设定值由机组负 荷指令经函数发生器后给出，这时需运行人员 选择滑压方式。 主汽压力设定操作站的输出经速率限制器后作 为最终的主汽压力设定值。主汽压力设定值的 变化速率由运行人员在画面上手动设定。
当发生RUNBACK工况，锅炉主控器输出根据发 生RUNBACK的不同辅机跳闸条件，以不同的速 率逐渐下降到RUNBACK目标值。 主汽压力信号故障时，不管机组运行在何种运行 方式，锅炉主控器强制切到手动控制。 锅炉跟踪方式运行时，如调速级压力信号故障， 锅炉主控器强制切到手动控制。 协调控制方式运行时，如发电机功率信号故障， 锅炉主控器强制切到手动控制。
锅炉主控
锅炉主控操作器有二路信号进行切换：来自BF、 CCS的控制指令。机组运行在汽机跟随或基本方 式时，锅炉主控指令不接受自动控制信号，由运 行人员在锅炉主控操作器上手动设定。 机组运行在BF方式时，锅炉主控指令由PID调节 器输出加上前馈信号给出，PID调节器的输入为主 汽压力设定值和实际主汽压力的偏差。前馈信号 是所谓的能量平衡信号，取主蒸汽压力和调速级 压力的比值再乘以主汽压力设定值（［P1/Pt］ ×Ps）。 机组运行在CCS方式时，锅炉主控指令的形成由 主汽压偏差和功率偏差经PID调节输出加上前馈信 号给出，前馈信号由机组负荷指令给出。 当燃料主控操作器在手动控制时，锅炉主控指令 操作器的输出强制跟踪总燃料量并强制手动。 Nhomakorabea
锅炉跟随的负荷调节方式 负荷调节
从协调控制方式的上述动作过程可以看出，这种控制方式一方面可利用蒸汽调节阀动作，在锅炉允许汽压变化范围内，利用锅炉的蓄热量，适应汽轮机的需求；另一方面又向锅炉迅速补进燃料(压力与功率偏差信号均使燃料量迅速变化)。
通过这种协调控制方式，单元机组实际输出功率能迅速跟踪给定功率的变化，又能使主汽压力稳定(即主汽压力在允许变化范围内)。
当单元机组正常运行又需参加电网调频时，应采用机炉协调控制方式，然而，为了适应单元机组的不同运行工况，单元机组的负荷调节系统应当考虑同时具备几种调节方式，以使机组可以根据实际需要任意选择其中的一种调节方式。
二、负荷指令处理装置1．负荷指令运算回路负荷指令运算回路接受三种外来的负荷要求信号，即机组值班员手动给定的负荷指令；电网中心调度所发来的自动负荷指令；电网频率偏差信号△f—自动调频指令。
(1)机组值班员手动给定的负荷指令。
(2)频率偏差△f形成的负荷指令(3)中心调度所的自动负荷指令。
2．机组最大可能出力运算回路当锅炉及汽轮发电机运行正常时，机组所允许的最大可能出力取决于各种辅机的运行状态，如锅炉燃烧器投入的个数，送风机、引风机、锅炉锅水循环泵、给水泵等的运行台数。
3．机组的允许最大负荷运算回路对上述最大可能出力信号的运算只考虑了各主要辅机的运行台数对机组出力的影响，而没有考虑其他可能出现的故障。
它的具体功能是：(1)当锅炉发生不可测故障时，锅炉的实际燃烧率与燃烧三、机炉主控制系统图10—8为某配汽包锅炉的单元机组机炉主控器的控制原理图，该系统是以锅炉跟随为基础的协调控制系统。
锅炉和汽机的主控制器接受四个信号：机组负荷指令N。
(即修正出力指令)，它来自负荷指令处理装置，机组实发负荷N，，机前主汽压力户，和主汽压力给定值尸。
主控制器最终输出两个调节指令：锅炉燃烧率指令及汽机蒸汽调节阀开度指令。
对于配置直流锅炉的单元机组协调控制系统，基于直流锅炉的结构特点，它具有蓄热量小、各段受热面交界点不固定、过热汽温变化取决于燃料量与给水量的比例，并有独特的锅炉启动旁路系统、各参数之间互相干扰较大等特点，使调节系统的要求与汽包锅炉的单元机组有所不同。
负荷控制方式
负荷控制方式机炉主控制器的主要作用是，根据机组运行的条件及要求，选择合适的负荷控制方式，接受负荷指令处理部分发出的实际负荷指令N0，以及机组的实发电功率NE、和主蒸汽压力PT及其给定值P0信号，通过一定的运算回路，计算出锅炉和汽机的主控制指令MB和MT，以实现相应的负荷控制方式，从而完成负荷控制任务。
请参阅图10-1。
机炉主控制器由两部分组成。
（1）锅炉主控制器：计算锅炉主控制指令MB的运算回路。
（2）汽轮机主控制器：计算汽轮机主控制指令MT的运算回路。
一、负荷控制方式负荷控制方式可分为两类：机炉分别控制方式和机炉协调控制方式。
1．机炉分别控制方式所谓分别控制，指的是一个被调量只有一个调节量来控制，机炉分别控制方式分两种，即锅炉跟随的负荷控制方式（简称锅炉跟随方式或炉跟机方式）和汽轮机跟随的负荷控制方式（简称汽轮机跟随方式或机跟炉方式），这是两种基本的控制方式。
下面分别介绍其工作原理和主要特点：（1）锅炉跟随（BOILER FOLLOW，简写为BF）方式锅炉跟随方式的基本工作原理是：由汽轮机调节机组的输出电功率、锅炉调节汽压。
图10-6为锅炉跟随方式示意图, 根据图10-6可画出其方框图10-7。
图10-6 锅炉跟随方式示意图图10-7 锅炉跟随方式方框图N0—机组负荷要求指令，由负荷指令处理部分产生。
调节对象—指的是包括机、炉调节系统在内的广义调节对象。
当负荷指令（功率给定值）N0改变时，汽轮机主控制器先发出改变调门开度的指令MT，从而改变汽轮机的进汽量，使机组输出电功率NE迅速与N0趋于一致。
调门开度改变后汽压PT随即变化，这时，锅炉主控制器根据汽压偏差发出控制指令MB，改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量），使PT恢复到给定值P0，最后稳态时，NE=N0，PT=P0。
当燃烧率扰动（内扰）时，汽压变化而产生偏差，蒸汽流量也变化。
汽轮机侧为了保持输出电功率而要动作调门，其结果将进一步加剧汽压的变化，使偏差增大，造成较大的汽压波动。
MCS控制说明
MCS控制说明1.1机炉协调控制本机组的机炉协调控制设计了四种运行方式，根据锅炉主控和汽机主控两个操作方式器的状态女团，分别构成以下四种运转方式机炉协调方式（锅炉主控自动，汽机主控自动）；汽机跟随方式（锅炉主控手动，汽机主控自动）；锅炉跟随方式（锅炉主控自动，汽机主控手动）；机炉手动方式（锅炉主控手动，汽机主控手动）。
按照设计，机组正常运行时应该运行在机炉协调方式。
本机组的协调控制系统采用以锅炉跟踪为基础的协调控制方式。
汽机调门以控制负荷为主，用锅炉燃烧率控制主汽压力，当主汽压力偏差过大时，汽机侧协助锅炉调压。
在机炉协调控制方式下，机组的目标负荷可以由运转人员手动预设，也可以资金投入agc方式，拒绝接受中抽调的负荷指令。
本设计方案对锅炉侧采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽压力的稳态偏差，燃料量改变时，根据一个函数发生器改变给水流量设定值，以粗调水煤比，用主给水流量校正中间点温度的稳态偏差。
1.1.1agc资金投入容许条件机组在机炉协调控制方式，中调负荷指令(来自agc)与目标负荷设定值偏差小于50mw （可调整），且agc信号无故障时允许运行人员手动投入agc功能。
1.1.2agc强制退出条件机组协调控制方式没资金投入、发电机调度端的agc选择退出命令、rb出现、或中调负荷信号故障时agc功能强制性选择退出。
1.1.3机组负荷指令信号运行人员手动设定的目标负荷（或为中调来的机组负荷指令）经上、下限限制和速率限制、一次调频后作为机组的负荷指令信号。
1.2机组目标负荷、机组负荷上限和下限、机组目标负荷变化率的设定1.2.1机组目标负荷预设a、在协调控制方式没有投入时，机组目标负荷设定值跟踪发电机实际功率。
b、agc没资金投入时，中调负荷指令必须追踪机组目标负荷。
c、机炉协调控制方式资金投入：在“协调控制”画面可以看到在画面左右分别有锅炉主控和汽机主控操作器，在该画面上将汽机主控和锅炉主控操作器均投入自动方式，即进入机炉协调控制方式。
协调控制系统(1)
一、协调控制系统功能说明1. 系统简介机、炉协调控制系统就是根据机、炉的运行状态和控制要求，选择适应机组控制的运行方式。
具体要求就是快速适应大范围负荷变化率，在整个负荷变化范围内要求机组有良好的负荷适应能力，机组主要运行参数在负荷变化过程中保持相对稳定，保证机组在整个负荷变化范围内有较高的效率，即锅炉、汽机和主要辅机（送风机、引风机、一次风机、给煤机、给水泵等）参数保持较小范围的波动且能快速适应机组负荷变动。
2. 系统控制原理300MW机组协调控制系统的主控制系统是由机组“负荷管理中心”和机炉主控制器两部分组成。
机炉主控制器接受机组“负荷管理中心”送来的机组负荷指令，该指令具有最大/最小负荷限制和变化率限制。
负荷指令经机炉主控制器的作用，分别对锅炉和汽机控制系统送出指令，使机组的输出功率适应负荷指令的要求，同时保持机前压力为给定值。
机炉主控制器有四种控制方式，它们之间可以自动或手动切换。
我公司机炉协调控制具有四种控制方式,如下图:工作模式锅炉主控汽机主控调频基本方式手动手动无BF 自动、调压手动无TF 手动自动、调节主汽压力无CCS 调压、负荷指令前馈调压、调功、频率校正、主汽压力设定值校正输出有基本方式（BASE）：指锅炉、汽机主控均处于手动控制方式，由操作员设定汽机主汽门阀位指令和锅炉燃料指令来控制机前压力和机组负荷。
如果汽机控制在“非远操方式”时，汽机主汽阀门开度交给DEH系统控制，汽机主控输出跟踪主汽门阀位反馈。
锅炉跟随（BF）：是汽机局部故障时的一种辅助运行方式，此时汽机主控在手动方式，由操作员手动设定汽机调门开度指令，控制机组负荷。
锅炉主控在自动方式，该方式下机组负荷响应快，但以牺牲主汽压力为代价，不管是内扰还是外扰的影响，动态过程压力波动相对较大，系统抗干扰能力较差，因此锅炉侧引入了汽机主汽阀门指令前馈，对外扰有一定的抑制作用。
汽机跟随（TF）:是在锅炉局部故障时或启、停磨煤机等工况变动大时的一种辅助运行方式，此时锅炉主控在手动控制方式，由操作员手动设定燃料指令，汽机主控自动调整机前压力，该方式下动态过程压力波动较小，机组运行稳定，但是机组负荷响应慢。
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机炉协调负荷控制方式
在机炉协调负荷控制方式中，锅炉与汽轮机的调节器同时接受机组功率偏差与压力偏差信号。
在稳定工况下，机组的实发功率等于给定功率，主汽压力等于给定汽压，其偏差信号为零。
当外界要求机组增加出力时，给定功率P0增加，出现正的功率偏差信号，它加到汽轮机控制器会使汽轮机调节汽门开大，利用锅炉蓄热增加汽轮发电机组的出力，使输出功率P E增加；功率偏差信号加到锅炉控制器，是锅炉燃烧率在汽轮机调节汽门开大的同时也相应地增加，以提高锅炉的蒸发量。
这种控制方式一方面利用调节汽门动作，在锅炉允许的汽压变化范围内，利用锅炉的一部分蓄热量，适应负荷的需要；另一方面又向锅炉迅速补进燃料（压力与功率偏差信号均使燃料量迅速变化）。
这种锅炉蓄热的合理利用与及时补偿的协调方式，使单元机组实际输出功率既能迅速响应给定功率的变化，又能保持主汽压的相对稳定。
当单元机组正常运行需要参加电网调频时，应采用机炉联合的协调控制方式。
机炉协调负荷控制方式 锅炉
汽轮机 ～
燃烧率（给水）
调节机构 汽轮机 调节汽门 发电机
去电网
P 0＋
－P T
P B －＋P E P 0汽轮机控制器 锅炉控制器 MW
＋－P T。