火电厂负荷控制系统.ppt
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1、火电厂负荷控制系统,火电厂生产过程,一、概述 协调控制系统:现代电厂中机、炉所有闭环控制系统的集合。 汽轮机控制系统:调节机组负荷和转速 锅炉控制系统:调节主汽压力和控制燃烧 汽轮机和锅炉系统互相影响。 任务: 功率, 频率 能量 安全,协调控制系统,常用术语 1.RB(RUN BACK)自动快速减负荷 机组主要辅机部分故障时,机组实际出力大于允许最大出力时,快速降低负荷。 2.FCB(FAST CUT BACK)快速甩负荷 当发电机由于故障而跳闸甩负荷后,锅炉快速将负荷降低到适应水平。 3.RUN UP、RUN DOWN强增负荷、强减负荷,4.MFT锅炉主燃烧跳闸 发生炉膛灭火等事故后,进入
2、MFT主燃料跳闸工况,切断锅炉的所有的燃料供给。 5.ETS汽轮机紧急跳闸 当继续运行危及汽轮机安全时,进入ETS工况,强行关断进汽阀门。 6.AGC自动发电控制 机组的负荷由中调通过微波信号、光纤电路或计算机网络到RTU(远方终端)。,7.CCS单元机组协调控制系统 8.BMS锅炉炉膛安全监控系统 9.SCS顺序控制系统 10.DAS数据采集系统 11.DEH汽轮机数字电液控制系统 12.BPS旁路控制系统,二、协调控制的基本方式 外部负荷需要:PE 内部参数稳定:PT 四种基本方式 1.炉跟随方式(炉跟机) 汽轮机先动作,锅炉随后动作的调节 汽轮机控制系统控制负荷 锅炉控制系统控制主汽压力
3、,控制过程 1)手动负荷指令通过汽轮机主控改变汽轮机输出功率 2)主汽压力改变,通过锅炉主控,控制燃料调节阀,调节主汽压力,特点 1)利用锅炉蓄热,机组功率变化较快 2)主汽压力波动比较大,2.机跟随方式(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 控制过程 1)手动负荷指令通过锅炉主控,控制燃料调节阀,使主汽压力改变 2)为了维持主汽压力不变,主汽调机器输出调节指令,改变阀门开度,最终改变输出的功率,锅炉调节在前,汽轮机调节在后 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。 3.协调方式 汽轮机控制系统和锅炉控制系统同时动作,将负荷变化和主汽压力变化同时送到
4、两个调节系统中。 主要思路:在被控含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,三、机炉协调控制的设计方案,锅炉跟随为基础 汽机跟随为基础 机炉综合型 直接能量平衡,锅炉跟随为基础,汽机跟随为基础,机炉综合型,直接能量平衡,四、定压和滑压,滑压运行: 汽轮机在不同工况下运行时,调节汽阀处于全开状态,保持主汽温度基本不变,由锅炉调整主汽压力,改变汽轮机的进汽和焓降,以达到调节机组负荷的目的。 定压运行 是指汽轮机在不同工况下运行时,蒸汽参数保持不变,通过调速汽门的节流调节控制汽轮
5、机的进汽量,从而达到调节汽轮机负荷的目的。,滑压运行的优点:, 部分负荷下高压缸效率可基本保持不变,调门节流损失也小。末级排汽湿度小,减少了对叶片的冲蚀并减少了湿汽损失; 部分负荷下,滑压运行蒸汽压力下降,其比热亦减小;另外,蒸汽压力降低使比容增大,流速增加,提高了传热系数。因此滑压运行使锅炉传热得到改善; 滑压运行时,随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低,给水泵出口压力和流量随之减少, 其消耗功率也减少,同时增加了锅炉供水的安全性; 滑压运行时,高排和汽轮机各级温度基本不变。因而汽轮机零部件温度变化很小,热应力、热变形也变化不大,这不仅提高了机组的安全性,而且也提高了机组对负荷变化的适应能力。
6、 滑压运行能使汽轮机的工作条件得到改善,延长高压部件的使用寿命:滑压运行时调门处于全开位置(或开度不变),可以保证机组全周进汽,从而改善进汽部分的工作条件。,1)负荷变动时,汽包内压力和温度随着变化,汽包的应力问题比定压运行严重,成为限制机组负荷变动速度的主要因素; 2)机组负荷变动,是靠锅炉调整燃烧和给水进行的,而锅炉是热惯性大的设备,所以,负荷响应的速度慢; 3)低负荷时降低了主蒸汽压力,从而降低了机组的循环热效率;,滑压运行的缺点:,复合变压运行,传统的滑压运行是调门全开或大部分开启,调门不动,由锅炉通过控制主汽压力来控制负荷,但这样就不能投CCS和AGC。 复合变压运行方式是通过优化,
7、找到部分负荷下最佳压力曲线,输入CCS,在负荷变动时CCS自动改变压力设定,值班人员也可通过设定偏差做局部压力调整,使汽轮机始终保持在经济工况下运行。当然在此调整过程中,调门开度是适当变动参与调节的。,五、协调控制系统的构成 SAMA图及各种图形符号 SAMA图是美国科学仪器制造协会(Scientific Apparatus Makers Association)所采用的绘制图例,它易于理解,能清楚地表示系统功能,在自动控制系统中大量应用。,SAMA图 简介,自动信号处理功能,测量或信号显示功能,手动信号处理功能,执行机构,流量变送器 液位变送器 压力变送器 温度变送器 位置反馈,开方 乘法
8、除法 偏量 偏差 加法,比例 积分 微分 时间函数 函数 均值,手动切换操作 手动增减操作 手动设置操作,手动/自动切换 切换 跟踪 大选 小选 高限,高报 低报 限速 限幅 模数转换 低限,气压电流 电流气压 电压电流 电流电压 数模转换,热电阻电压 热电偶电压 信号来源,电动执行机构 液动执行机构 气动执行机构,执行机构 直行程阀 角行程阀,SAMA图例,2.协调控制系统总体介绍 包括负荷运算、锅炉主控和汽轮机主控,3.负荷运算 只在协调控制下才能起作用 任务:操作、校正、限制 操作:通过操作员设定的手动操作单元设定负荷的大小 校正:频率偏差校正(一次调频) 限制:对负荷的变化速度加以限制
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