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电厂机组主要控制系统
3.1HIACS-5000M分散控制系统
3.
1.1概述大唐洛阳热电2X300MW供热机组采用北京日立公司的HIACS-5000M分散控制系统单元机组以及电气部分均以DCS为主要监控手段,该分散控制系统具有控制模拟量控制系统MCS、炉膛安全监控系统FSSS、辅机顺序控制系统SCS、电气控制ECS和数据采集系统DAS功能,集控运行人员通过DCS操作员站可以完成机组的启停、正常运行工况的监视操作和紧急情况的事故处理每台机组设计I/O点约6480点,配置5套CRT操作员站其中一台为DEH操作员站,并辅以必要的以防DCS发生全局性或重大故障时,确保机组安全停机、停炉的硬接线按钮另外DCS设公用系统,可以完成对两台机组公用系统包括电气公用变、电气高备变、循环水泵房、仪用空压机系统、厂内热网等的控制,其通过网桥分别和两台机组的DCS网络连接在一起可通过任一台机组的DCS操作员站对公用系统进行监视和控制,并相互闭锁
3.
1.2热工自动化系统功能主要包括
3.
1.
2.1数据采集系统DAS数据采集、记录、存储和检索制表、打印、CRT画面显示,报警及性能计算
3.
1.
2.2模拟量控制系统MCS机组负荷指令的形成、锅炉-汽机协调控制、汽机控制、锅炉控制、辅机控制
3.
1.
2.3顺序控制系统SCS符合机组运行需求的主要辅机或功能组进行顺序启停包括锅炉子组、汽机子组、发变组子组
3.
1.
2.4锅炉炉膛安全监控系统FSSS保证锅炉的安全和最佳工况运行
3.
1.
2.5上述系统与汽机电液调节控制系统DEH、安全监视系统TSI、保护系统ETS、汽机旁路控制系统BY-PASS等构成一套完整的机组控制系统
3.2炉膛安全监控系统FSSS
3.
2.1炉膛安全监控系统FSSS是一个燃料安全联锁和燃烧设备控制系统,能在锅炉正常工作和启动、停止等运行方式下,连续监视燃烧系统的参数与状态,并且进行逻辑运算和判断,通过联锁装置使燃烧设备中的有关部件,按照既定的、合理的程序完成必要的操作或处理未遂事故,以保证锅炉炉膛及燃烧系统的安全,它在防止运
3.
4.1汽机远方挂闸
3.
4.
1.1在“自动控制”画面上点击“挂闸”,打开操作端
3.
4.
1.2点击“挂闸”按钮,点击“执行”,挂闸电磁阀带电
3.
4.
1.3“挂闸”按钮变红色,表示AST母管油压建立,20秒后如果AST母管油压没有建立,“挂闸”按钮没有变成红色,表示汽机挂闸失败
3.
4.
1.4挂闸成功后,“挂闸”按钮变红色,“自动控制”画面上汽机状态由“跳闸”变为“挂闸”
3.
4.2投入操作员自动方式
3.
4.
2.1在“自动控制”画面上点击“控制模式”,打开操作端;点击“操作员方式”按钮点击“执行”
3.
4.
2.2“操作员方式”按钮变绿色,表示操作员自动方式己经投入
3.
4.3设定目标值
3.
4.
3.1在“自动控制”画面上点击“目标值设定”,打开操作端
3.
4.
3.2通过键盘输入目标值,然后点击“执行”
3.
4.
3.3“自动控制”画面中“目标值”小窗口显示刚才输入的目标值
3.
4.
3.3并网前输入的目标值为转速RPM并网后根据控制回路投/切分别为负荷MW、阀位%或者压力MPa
3.
4.
3.4目标值改变后操作端“保持”按钮自动变绿色,运行人员必须选择“执行”后新输入的目标着才起作用
3.
4.4设定变化率
3.
4.
4.1机组并网前在“自动控制”画面上点击“变化率设定〃,打开操作端
3.
4.
4.2通过键盘输入升速率,然后点击“执行二
3.
4.
4.3“自动控制”画面中“变化率”小窗口显示刚才输入的升速率
3.
4.
4.4机组并网后在“自动控制”画面上点击“变化率设定”,打开操作端
3.
4.
4.5通过键盘输入升负荷率,然后点击“执行”确认
3.
4.5TV/GV切换
3.
4.
5.1打开“自动控制”画面
3.
4.
5.2汽机转速升至2950r/min时,“执行/保持”小窗口自动显示为“保持”,汽机停止升速,进入保持状态
3.
4.
5.3点击“阀门模式,打开操作端;点击“TV/GV切换”按钮,点击“执行气
3.
4.
5.4TV/GV切换”按钮变绿色并闪烁,此时GV逐渐关闭,然后TV逐渐打开
3.
4.
5.5当TV全开后“TV/GV切换”恢复原状,状态栏上出现“TV/GV切换结束”,表示切换完成
3.
4.6投/切自动同期方式
3.
4.
6.13000r/min定速后打开“自动控制”画面
3.
4.
6.2点击“同期”,打开操作端;点击“自动同期投入”按钮
3.
4.
6.3“自动同期投入”按钮变红色,表示自动同期方式已投入
3.
4.
6.4点击“同期打开操作端;点击“自动同期切除”按钮
3.
4.
6.5“自动同期投入”按钮恢复原状,表示自动同期方式已切除
3.
4.7投/切功率闭环
3.
4.
7.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
7.2点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“功率投入”按钮
3.
4.
7.3“功率投入按钮变红色,表示功率闭环己投入
3.
4.
7.4点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“功率切除”按钮
3.
4.
7.5“功率投入按钮恢复原状,表示功率闭环己切除
3.
4.8投/切调节级压力闭环
3.
4.
8.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
8.2点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“调节级压力投入”按钮
3.
4.
8.3“调节级压力投入”按钮变红色,表示调节级压力闭环已投入
3.
4.
8.4点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“调节级压力切除”按钮
3.
4.
8.5“调节级压力投入”按钮恢复原状,表示调节级压力闭环已切除
3.
4.9投/切主蒸汽压力闭环
3.
4.
9.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
9.2点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“主蒸汽压力投入”按钮
3.
4.
9.3“主蒸汽压力投入”按钮变红色,表示主蒸汽压力闭环己投入
3.
4.
9.4点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“主蒸汽压力切除”按钮
3.
4.
9.5“主蒸汽压力投入”按钮恢复原状,表示主蒸汽压力闭环已切除
3.
4.10投/切协调控制方式
3.
4.
10.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
10.2画面状态栏中“CCS请求”变红,表示CCS准备就绪
3.
4.
10.3点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“CCS投入”按钮
3.
4.
10.4“CCS投入”按钮变红色,表示协调控制方式己投入
3.
4.
10.5点击“控制回路选择”,打开操作端;点击“CCS切除”
3.
4.
10.6“CCS投入”按钮恢复原状,表示协调控制方式已切除
3.
4.11单阀/顺序阀切换
3.
4.
11.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
11.2点击“阀门模式”,打开操作端;点击“顺序阀方式按钮
3.
4.
11.3“顺序阀方式”按钮变绿且闪烁,单阀向顺序阀切换开始;状态栏中阀门状态显示消失,表示切换正在进行
3.
4.
11.4GV按照顺序阀曲线开启或关闭
3.
4.
11.5“顺序阀方式按钮停止闪烁并变绿,表示切换完成;状态栏中阀门状态将显示“顺序阀”,阀门己经从单阀切换成顺序阀
3.
4.
11.6点击“阀门模式”,打开操作端;点击“单阀模式”按钮
3.
4.
11.8“单阀模式”按钮变绿且闪烁,顺序阀向单阀切换开始;状态栏中阀门状态显示消失,表示切换正在进行
3.
4.
11.9GV按照单阀曲线开启或关闭
3.
4.
11.10“单阀模式”按钮停止闪烁并变绿,表示切换完成;状态栏中阀门状态将显示“单阀”,阀门已经从顺序阀切换成单阀
3.
4.12投/切主蒸汽压力限制
3.
4.
12.1发电机并网后打开“自动控制”画面
3.
4.
12.2点击“限值投切”,打开操作端;点击“TPL投入”按钮
3.
4.
12.3“TPL投入”按钮变红色,表示主蒸汽压力限制已投入
3.
4.
12.4“TPL投入”按钮变红且闪烁,表示主蒸汽压力低于保护限值,TPL正在动作
3.
4.
12.5点击“限值投切”,打开操作端;点击“TPL切除”按钮
3.
4.
12.6“TPL投入”按钮恢复原状,表示主蒸汽压力限制已切除
3.
4.13设定阀位限制
3.
4.
12.1打开“自动控制”画面
3.
4.
12.2点击“阀位限值设定”,打开操作端
3.
4.
12.3通过键盘输入目标值,然后点击“有效”,点击“执行”确认
3.
4.
12.4自动控制画面中“阀位限值设定”小窗口显示刚才输入的目标值
3.
4.
12.5“阀位限值动作”指示灯变红,表示阀位限制正在动作
3.
4.14设定负荷高(低)限
3.
4.
14.1打开“自动控制”画面
3.
4.
14.2点击“高(低)负荷限值设定”,打开操作端
3.
4.
14.3通过键盘输入目标值,然后点击“有效”,点击“执行”确认
3.
4.
14.4自动控制画面中“高(低)负荷限值设定”小窗口显示刚才输入的目标值
3.
4.
14.5“高(低)负荷限制投入”指示灯变红,表示负荷高(低)限正在动作
3.
4.15设定主汽压保护限值
3.
4.
15.1打开“自动控制”画面
3.
4.
15.2点击“主汽压限值设定”,打开操作端
3.
4.
15.3通过键盘输入目标值,然后点击“有效”,点击“执行”确认
3.
4.
15.4自动控制画面中“主汽压限值设定”小窗口显示刚才输入的目标值
3.
4.
15.5“主汽压限制投入”指示灯变红,表示主汽压高限正在动作
3.
4.16抽汽控制
3.
4.
16.1机组并网后负荷>50%以上,打开“抽汽画面”
3.
4.
16.2点击“抽汽控制”,打开操作端,点击“抽汽投入”按钮,该按钮变色,抽汽画面上显示“抽汽投入”;抽汽投入后,首先点击“手动抽汽”按钮,进入手动抽汽方式
3.
4.
16.3点击“抽汽阀变化率设定”,打开操作端,双击棒图,输入阀位变化率
3.
4.
16.4点击“抽汽阀位设定”,打开操作端,双击棒图,输入抽汽阀位目标值抽汽阀门开度按照设定的阀位变化率接近目标阀位值
3.
4.
16.5点击“抽汽控制”,打开操作端,点击“自动抽汽”按钮,进入自动抽汽方式
3.
4.
16.6点击“抽汽压变化率设定”,打开操作端,双击棒图,输入抽汽压变化率
3.
4.
16.7点击“抽汽压力设定”,打开操作端,双击棒图,输入抽汽压力目标值抽汽压力按照设定的抽汽压变化率接近目标压力值
3.
4.
16.8如果需要退出抽汽功能,打开画面“抽汽画面”,将抽汽负荷降低,然后点击“抽汽控制”,打开操作端,点击“抽汽切除”按钮,该按钮变色,抽汽画面上显示“抽汽切除”
3.5协调控制系统(CCS)单元机组协调控制系统简称(CCS)是现代大型火电机组普遍采用的控制方式协调控制的根本任务就在于维持整个机组运行过程中的能量平衡,包括
①机组输入能量与输出能量的平衡;
②机炉之间供需能量的平衡;
③锅炉内部各子系统之间物资能量传递的平衡;
④机组与电网之间的平衡
3.
5.1CCS主要功能
3.
5.
1.1实现机炉的协调控制,接受AGC指令、一次调频指令、操作员的负荷指令
3.
5.
1.2改善机组的调节特性增加机组对负荷变化的适应能力,保持机组主要运行参数的稳定
3.
5.
1.3协调机组内部各子控制系统(燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温)的控制作用
3.
5.
1.4与FSSS配合,保证燃烧设备的安全运行
3.
5.2CCS的运行方式
3.
5.
2.1协调系统运行方式由锅炉主控和汽机主控的状态决定,主要有四种方式
3.
5.
2.2机炉协调方式锅炉主控自动、汽机主控自动机主控调整负荷,炉主控调整主汽压力当负荷需求变化时,机主控接受负荷变化指令,与机组实发功率信号进行比较,并根据负荷偏差改变调门开度控制汽轮机进汽量,使发电机输出功率迅速与机组负荷指令一致,满足电网负荷的要求在汽轮机调负荷或其它原因引起主汽压力变化时,炉主控根据当前汽压与设定压力的偏差改变锅炉燃烧率及相应的各子系统,补偿锅炉蓄能的变化,维持主汽压力稳定由于汽轮机调门控制反应迅速,所以此种模式的最大特点是负荷响应快能充分利用锅炉蓄能,但由于锅炉惯性很大且当负荷变化时必须通过主汽压力的变化才能反映到炉主控,使得主汽压力的控制存在较大的迟延,降低了主汽压力的稳定性机炉协调控制,能及时满足外界负荷需求,同时能自动维持主汽压力稳定若实际主汽压力大于汽压设定值
0.7MP则汽机功率实际给定值不降低,直至偏差消失后再行降低,若实际主汽压力小于汽压设定值
0.7MPa则汽机功率实际给定值不升高,直至偏差消失后再行升高
3.
5.
2.3炉跟机协调控制方式锅炉主控自动、汽机主控手动锅炉主控调节器控制机前压力偏差在给定范围内,汽机主控控制机组负荷,让汽轮机侧的控制配合锅炉侧控制主汽压力的一种协调控制方式利用主蒸汽压力偏差对汽轮机进汽调节阀的限制作用,可减缓主蒸汽压力的急剧变化,同时满足机组对负荷的快速响应适用于参加电网调峰、调频工况该方式下汽机控制系统(DEH)主要用于满足外界负荷需求锅炉燃烧自动调节系统维持主汽压力稳定
3.
5.
2.4机跟炉协调控制方式锅炉主控手动、汽机主控自动锅炉主控控制机组负荷,汽机主控控制机前压力偏差在给定范围内,让汽轮机侧的控制配合锅炉侧控制负荷的一种协调控制方式由于负荷指令直接作用在锅炉主控制器,通过加快锅炉侧的响应速度,使机炉之间的动作达到协调的目的适用于机组带基本负荷工况该方式下,首先由锅炉燃烧自动调节系统根据外界负荷需求对锅炉输入能量进行调节DEH系统根据主汽压力变化情况再满足外界负荷需求
3.
5.
2.5基本方式锅炉主控手动、汽机主控手动
3.
5.
2.6CCS系统与DEH系统运行方式间的控制关系机组并网运行后,DEH系统有阀位调节、负荷调节和调节级压力调节三种选择方式当通过DEH的操作端投入CCS系统时,DEH自动选择阀位调节方式,受CCS系统统一管理并接受其阀位调节指令
3.
5.3CCS的投入与退出
3.
5.
3.1在DEH的自动控制画面中,点击“控制回路选择”按钮,在操作窗口中点击CCS投入”按钮,点击“执行二DEH的功率方式自动切为阀位方式,协调方式指示灯亮
3.
5.
3.2在协调控制系统画面中“本机”指示灯变红,“基本”指示灯变红
3.
5.
3.3根据需要将“锅炉主控”或“汽机主控”投入自动,投入“机跟炉协调”或“炉跟机协调”
3.
5.
3.3根据需要将“锅炉主控”和“汽机主控”投入自动,投入“机炉协调控制”
3.
5.
3.4在“机炉协调控制”方式下分别退出“锅炉主控”或“汽机主控”自动,将控制方式由“机炉协调控制”转为“机跟炉协调”或“炉跟机协调”
3.
5.
3.5在“机跟炉协调”或“炉跟机协调”方式下分别退出“锅炉主控”或“汽机主控”自动,将控制方式由“机跟炉协调”或“炉跟机协调”转为“基本方式气
3.
5.
3.6“基本方式”下,在DEH的自动控制画面中点击控制回路选择按钮,选择“CCS切除”按钮,DEII将自动转为阀控方式
3.
5.
3.8协调控制方式下,可通过协调控制画面中的机组负荷设定值控制和主汽压力设定值控制操作端,对协调方式下的目标负荷、负荷高低限值、升降负荷率、目标主汽压力值、压力变化速率进行修改
3.
5.
3.9协调控制方式下,可以根据AGC投入的相关规定,投入“AGC中调”控制
3.
5.4CCS的投入与退出条件
3.
5.
4.1协调控制的投入条件锅炉主控自动投入且汽机主控自动投入
3.
5.
4.2协调控制的退出条件锅炉主控自动退出或汽机主控自动退出,或锅炉主控自动和汽机主控自动都退出
3.
5.5锅炉主控的投入与退出条件
3.
5.
5.1锅炉主控自动投入条件在DCS上操作锅炉主控自动有效,且燃料量(容量风)>7%
3.
5.
5.2锅炉主控自动退出条件在DCS上操作锅炉主控手动有效b・燃料自动、送风自动、引风自动任意一个退出C.机前压力信号异常机前压力信号偏差大速度级压力坏质量燃料量(容量风)<5%汽包压力坏质量主汽流量坏质量当机跟随时,且主汽流量<400t/ho
3.
5.6汽机主控的投入与退出条件
3.
5.
6.1汽机主控自动投入条件在DCS上操作汽机主控自动有效
3.
5.
6.2汽机主控自动退出条件在DCS上操作汽机主控手动有效机前压力信号异常机前压力信号偏差大速度级压力坏质量DEH不在远方方式时功率信号异常功率偏差大当炉跟随时,且主汽流量<400t/ho
3.
5.7禁升与禁降
3.
5.
7.1当在DCS上操作禁升、禁降投入有效时,下列任意条件会禁升汽包水位指令达上限(给水泵指令>95%)送风指令达上限(送风指令〉95%)引风指令达上限(引风指令〉95%)一次风指令达上限(引风指令〉95%)
3.
5.
7.2当在DCS上操作禁升禁降投入有效时,下列任意条件会禁降汽包水位指令达下限(给水泵指令V0%)送风指令达下限(送风指令V0%)引风指令达下限(引风指令V25%)一次风指令达下限(一次风指令V10%)
3.
5.
7.3禁升、禁降的退出条件在DCS上操作禁升禁降禁止有效协调切除RB发生
3.
5.8迫升与迫降
3.
5.
8.1当在DCS上操作禁升禁降投入有效且禁降满足时,下列任意条件会迫升:汽包水位高迫升(汽包水位〉300mm)o炉膛压力低迫升(炉膛压力<-1000Pa)oC.总风量高迫升(总风量>1400t/h)o一次风高迫升(一次风压>20Pa)o
3.
5.
8.2当在DCS上操作禁升禁降投入有效且禁降满足时,下列任意条件会迫降汽包水位低迫降(汽包水位V—300ituh)o炉膛压力高迫降(炉膛压力>1000Pa)o总风量低迫降(总风量V0t/h)o一次风低迫降(一次风压<0Pa)o
3.
5.
8.3迫升、迫降的退出条件在DCS上操作禁升禁降禁止有效协调切除RB发生
3.
5.
8.4迫升、迫降值迫升值DEH发电机功率XI.lo迫降值DEH发电机功率X
0.9o
3.6机组的AGC控制
3.
6.1机组AGC控制简介机组AGC是指机组的协调控制系统直接接受电网调度中心发出的负荷指令信号来调节发电机组的负荷,以达到最佳调节电网频率的目的由中调传过来的负荷指令信号(ADS指令),经过信号质量判定、比较之后形成机组目标负荷,再经过负荷高限、低限的限制,按照设定的负荷变动速率形成实际负荷指令,下发给机炉主控制器汽机主控制器通过调节汽机调门开度,锅炉通过改变进入炉膛的燃料量来满足外界负荷的需求,同时维持机组参数的稳定,这一过程是一个机炉协调动作的过程
3.
6.2AGC投入的条件
3.
6.
2.1机组协调投入
3.
6.
2.2机组实发功率在140MW-310MW之间
3.
6.
2.3中调侧AGC投入(AGC请求”灯亮)
3.
6.
2.4机组实发功率与中调AGC指令偏差不超过50MW
3.
6.3AGC投入的操作步骤
3.
6.
3.1接到中调指令,要求AGC投入
3.
6.
3.2确认机组运行状态稳定
3.
6.
3.3确认机组AGC投入条件满足
3.
6.
3.3设置负荷“高限”、“低限”
3.
6.
3.4设置负荷“升率”、“降率”
3.
6.
3.5检查主汽压力设定值合适
3.
6.
3.6在“负荷协调控制系统”画面上点击“中调”按钮,然后点击“投入”、“执行”
3.
6.
3.8确认“中调”按钮变红,“本机”按钮变灰
3.
6.4AGC在下列情况下自动退出
3.
6.
4.1ADS指令坏质量(1秒内阶跃>15%)
3.
6.
4.2ADS指令越限(大于330MW或V80MW)
3.
6.
4.3ADS指令和发电机功率偏差〉50MWo
3.
6.
4.4机组协调控制切除
3.
6.
4.5中调侧将AGC退出
3.
6.
4.6操作员将AGC切至“本机”控制
3.
6.5AGC退出的操作步骤
3.
6.
5.1在“负荷协调控制系统”画面上点击“本机”按钮,然后点击“投入”、“执行二
3.
6.
5.2确认“本机”按钮变红,“中调”按钮变灰
3.
6.7AGC运行时注意事项
3.
6.
7.1在投入AGC之前,协调控制系统投入,燃料自动、送风自动、引风自动、一次风自动、给水自动、主汽温、再热汽温必须投入自动,且调节品质良好
3.
6.
7.2为了保证燃烧工况的稳定,可将运行煤粉层中的下层投入手动控制
3.
6.
7.3AGC投入之后,应认真观察机组运行情况,密切注意机组主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、机组负荷、容量风挡板开度、总燃料量、总风量等参数变化情况
3.
6.
7.4机组的AGC功能正常投、停方式必须按省调的通知执行
3.
6.
7.5当制粉系统切换、磨煤机启停、磨煤机单侧启停,不能按规定投入AGC功能时,应及时汇报机组长、值长,值长向中调提出申请,经同意后方可暂时退出AGC功能调整正常后联系中调投入AGC功能
3.
6.
7.6机组AGC功能因故紧急退出后,值长应及时汇报省调值班调度员
3.
6.
7.7机组因故不能按省调核定的AGC技术参数运行时,不得擅自更改,应及时汇报省调值班调度员,并按省调值班调度员的指令临时修改参数或退出AGC功能
3.
6.
7.8值班人员要经常监视机组跟踪远方控制命令的情况,发现问题及时联系检修处理
3.
6.
7.9值班人员如发现投入AGC功能的机组长期接收不到更新命令时,应立即汇报机组长、值长,值长及时汇报省调值班调度员
3.
6.
7.10当机组发生异常工况时,立即退出AGC功能,并汇报机组长、值长,值长及时汇报省调值班调度员
3.
6.
7.11在锅炉本体吹灰过程中,若AGC进行大幅度调整负荷时,应停止吹灰,待负荷基本稳定后继续吹灰若锅炉本体确需吹灰,值长应请示调度员同意,退出AGC功能待负荷稳定后,值长请示调度员同意,投入AGC功能行人员操作事故及设备故障下引起锅炉炉膛及辅助设备爆炸方面起着重要作用
3.
2.2燃烧器管理系统公共逻辑主要有下述几部分组成
(1)MFT及首出原因
(2)炉膛吹扫
(3)油泄漏试验
(4)燃油母管快关阀控制
(5)火焰检测及其冷却风机的控制
(6)油层、煤层点火允许
(7)OFT
(8)一次风、密封风监视
(9)二次风挡板的联锁控制
(10)制粉系统的启动与停止
(11)制粉系统辅助系统控制(蒸汽消防、吹扫等)
(12)油枪管理
(13)接受RB指令,停止制粉系统
(14)等离子点火及辅助系统控制
3.3数字电液调节系统(DEH)
3.
3.1DEH主要功能2X300MW汽轮机调节系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油型数字电液调节系统(简称DEH)控制系统采用日立HIACS5000M与DCS系统硬件一体化,数据与DCS共享,该数字式电液控制系统主要控制汽轮机转速和功率通过对高中压主汽门、调节汽门(包括中压主汽门的平衡阀)等的控制,可完成从汽轮机挂闸、冲转、暖机、进汽阀切换、同期并网、带初负荷到带全负荷的整个过程另外其主要保护功能还包括
(1)具备防止汽机超速的保护逻辑,包括OPC和电超速保护
(2)整定调速系统静态关系的功能
(3)单阀、顺序阀相互无扰切换的功能
(4)高、低限值设定功能
(5)阀门试验和校验功能控制回路切换功能ATC功能供热控制
3.
3.2控制方式选择
3.
3.
2.1操作员自动方式
3.
3.
2.2手动方式,机组不允许以手动方式启动
3.
3.
2.3ATC方式
3.
3.2基本控制基本控制是DEH的核心,它提供与转速和负荷控制相关的逻辑、调节回路;同时还包括与自动控制有关的其它功能,如目标值/变化率设定、限值设定、阀门切换、阀门管理、阀门试验、控制回路切换等
3.
3.
2.1挂闸导致汽机跳闸的原因有两个一是危急保安装置动作后保安油压消失,薄膜阀动作后将AST母管内抗燃油排泄掉,从而关闭阀门;另外一个是AST跳闸块上AST电磁阀动作后直接将抗燃油排泄掉引起阀门全部关闭由ETS控制屏上的“复位”按钮控制AST电磁阀的复位关闭,由机组前箱处的挂闸电磁阀或前箱上的手动跳闸杆控制隔膜阀的复位关闭,只有两路同时复位关闭,才能实现机组的挂闸功能机组的远方挂闸机组ETS复位后,通过DEH控制盘给出20秒的挂闸脉冲信号,控制机组前箱处的气动挂闸电磁阀建立保安油压,实现机组远方挂闸挂闸信号发出20秒后自动消失,如果仍未挂闸,则DEH给出“挂闸失败”信号机组的就地挂闸机组ETS复位后,逆时针扳动前箱上的手动跳闸杆实现机组的就地挂闸DEH以AST母管油压的建立与否判断机组挂闸是否成功挂闸成功后,依次开启中压主汽门平衡阀、中压主汽门RSV、中压调门IV高压调节汽门GV开启至阀限设定位置
3.
3.
2.2阀门控制模式单阀方式在此方式下,四个高压调节阀以相同的动作速率同时开启和关闭顺序阀方式在此方式下,高压调节阀以一定次序开启,开启时GV
1、GV2同时开启,然后依次开启GV
3、GV4阀门关闭时顺序与开启时相反
3.
3.
2.3转速控制汽轮机是由高压主汽阀控制冲转的汽机挂闸后,中压气动平衡阀和中压主汽阀全开,中压调节汽阀全开,DEH就进入冲转状态,通过“阀位限值设定”按钮弹出阀位限值操作端设定阀位限值为100%此时高压调节汽阀全开,高压主汽阀保持关闭通过DEH画面设定目标转速和升速率,当目标值发生改变后会自动保持,通过操作端上的“执行”按钮使转速给定按照设定的升速率向目标值爬升,从而控制高压主汽门开启,汽机实际转速上升当转速给定与目标值相等时,自动进入保持状态在升速过程中,可随时通过操作端的“保持”按钮发出保持命令临界转速区除外,此时转速给定等于当前实际转速,汽机将停止升速并保持在当前转速目标转速除通过DCS设置目标转速外,在下列情况下,DEH将自动设置目标转速汽机刚挂闸时,目标值为当前转速发电机跳闸时,目标值为3000r/min汽轮机跳闸时,目标值为零手动状态时,目标值为当前转速目标超过上限时,将其改为3060r/min或3360r/min机组目标上限正常运行时为3060r/min超速试验时为3360r/niin目标错误地设在临界区内时,将其自动改为临界转速以下升速率操作员设定,升速率在0-800r/mino在通过临界转速区1200〜1950r/min时,升速率自动设为500r/min当转速超过2900转时,升速率自动降为50r/niin当转速达到2950r/min时,程序自动进入保持状态,表示进入TV/GV切换阶段发出切换命令后,高压调节汽阀开始以
2.5%/s的速率缓缓关闭,当转速降至2920r/min时,高压主汽阀以10%/s开启当高压主汽阀开度达到100%时,汽机转速由高压调节汽阀控制,TV/GV切换结束3000r/min定速后,可以进行自动或手动同期自动同期时DEH对自动同期装置发出的增/减脉冲指令进行累加,产生转速目标值;手动同期时通过DEH画面手动改变转速目标值,将目标值限制在同期转速允许范围内2970〜3030r/min自动同期方式无法投入的原因有转速不在2970〜3030i7min范围内汽轮机跳闸发电机并网系统转速故障自动同期装置未发出允许信号自动同期增/减信号品质坏
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2.4自动带初负荷发电机并网后,DEII在现有高压调节汽阀阀位参考值上加3%这个开度对应于大约3%的初负荷发电机初负荷的实际大小决定于当时的主蒸汽压力,因此引入了主蒸汽压力进行修正,即主汽压较高时阀门开度小,反之则较大
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2.5负荷控制负荷控制分为开环和闭环两种方式闭环方式下在控制过程引入发电机有功功率反馈或者调节级压力反馈,此时调节汽阀受负荷或者调节级压力的控制调节;开环方式下则由运行人员注意实际负荷的变化,目标负荷与实际负荷的近似程度取决于GV阀门的流量曲线和当前的蒸汽参数,开环负荷控制也称为阀位方式功率闭环的投入投入功率闭环时,目标负荷和负荷给定跟踪当前实际负荷,从而保证功率闭环无扰投入在功率闭环方式下,可设定的最大变负荷率为100MW/mino投入功率闭环回路的允许条件为有功功率变送器没有故障汽机负荷在8-300MW之间网频波动在50±
0.5Hz范围以内调节级压力闭环未投入阀位限制未动作负荷高限未动作主汽压限制未动作RB未发生时汽机未跳闸J.发电机出口开关合闸调节级压力闭环的投入调节级压力与进入汽轮机的蒸汽流量近似成正比关系,所以只有在进行阀门活动试验和在线阀门校验时才投入,其它带负荷正常运行工况下一般不投入调节级压力闭环投入调节级压力闭环时,负荷给定跟踪实际调节级压力,保证无扰切换,在投入方式下目标值和变化率均对应于额定参数下的百分比调节级压力闭环投入的允许条件为调节级压力变送器没有故障调节级压力在2~llMPa之间网频波动在50±
0.5Hz范围以内功率闭环未投入阀位限制未动作负荷高限未动作主汽压限制未动作RB未发生时汽机未跳闸J.发电机出口开关合闸k.CCS未投入
1.负荷给定与实际负荷偏差小于20%
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3.
2.6主汽压力限制/保护TPL主蒸汽压力限制功能投入后,当机前压力降低到保护限值以下时,高压调节汽阀将以
0.1%/s的速率关闭,直到机前压力恢复到限值之上
0.07MPa或高压调节汽阀参考值小于20%为止DEII的汽压保护功能主要用于单元制机组在锅炉异常运行工况时恢复稳定燃烧,有助于防止锅炉灭火事故的发生汽压保护动作过程中,由于高压调节汽阀的关闭,使得主汽压得以回升,但机组负荷也随之下降,因此机组一般应在接近额定参数运行时投入通过DEH“自动控制”画面中“主汽压力控制”按钮,选择“投入”或“切除”实现该保护的投入和退出投入汽压保护功能必须满足以下条件主蒸汽压力变送器工作正常主汽压力大于90%额定压力主汽压力大于其保护限值
0.35Mpao发电机出口开关己合闸DEH在自动控制方式
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3.
2.7一次调频汽轮发电机组在并网运行时,为保证供电品质对电网频率的要求,通常应投入一次调频功能为了机组稳定运行,不因网频变化频繁调节,因此设置了±2rpm/niin的死区可调当机组转速在死区范围内时,频率调整给定为零,一次调频不动作当转速在死区范围以外时,一次调频动作,频率调整给定按不等率随转速变化而变化#
5、6机组现一次调频设置为当系统频率下降或上升时,在原负荷基础上最多变动负荷为±24MW;另外如机组负荷小于150MW当系统频率高时,则自动解除一次调频功能
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3.
2.8负荷限制高负荷限制允许设定负荷最大值,当实际负荷超过负荷高限时,发出高限报警并自动将负荷限制在高限值高负荷限制功能只有在并网后才起作用,所设定的限值不得低于当前实际负荷低负荷限制则是保证实际负荷不低于设定的负荷最小值,低负荷限制起作用时,DEH发出低限报警,并自动将负荷限制在低限值,负荷恢复必须由人工完成负荷低限的设定不得高于当前实际负荷
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3.
2.9阀位限制阀位限制功能允许设定平均阀位的最大值当平均阀位超过阀位限制时将产生报警
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2.10单阀/顺序阀切换单阀/顺序阀切换的目的是为了提高机组的经济性和快速性,实质是通过喷嘴的节流配汽单阀控制和喷嘴配汽顺序阀控制的无扰切换,解决变负荷过程中均匀加热与部分负荷经济性的矛盾单阀方式下,蒸汽通过高压调节阀和喷嘴室全周进入调节级动叶,叶片加热均匀,改善了调节级叶片的应力分配从而使机组町以较快的改变负荷,但所有调阀均部分开启造成节流损失较大顺序阀方式下蒸汽以部分进汽的形式通过调节阀和喷嘴室,节流损失减小,机组运行的经济性得以改善对于定压运行带基本负荷的工况,调节阀接近全开状态,此时节流调节和喷嘴调节的差别较小,单阀/顺序阀切换的意义不大对于滑压运行调峰的变负荷工况,部分负荷对应于部分压力,调节阀也近似于全开状态,此时单阀/顺序阀切换的意义不大对于定压运行的变负荷工况,在变负荷过程中用节流调节改善均热过程,当均热完成后用喷嘴调节改善机组效率因此在这种工况下使用单阀/顺序阀切换在阀门切换过程中投入功率闭环回路,可以在一定程度上改善负荷扰动当实际功率与负荷设定值相差大于4%时,切换自动中止,当负荷调节精度达到3%以内时切换又自动恢复如果投入调节级压力闭环,则调节级压力控制精度在
1.5%以内单阀/顺序阀切换也可以开环进行,此时负荷扰动的大小与阀门特性曲线的准确性及汽轮机运行工况有关因此不建议在开环方式下进行单阀/顺序阀切换汽轮机高压调节汽阀的开启顺序为GV1/GV2-GV3—GV4即GV1和GV2同时开启,然后是GV3GV4最后开启关闭顺序与此相反单阀/顺序阀切换时间为10分钟可调,当阀位大于
99.9%阀门全开或小于
0.1%阀门全关时,切换瞬间完成在顺序阀向单阀切换过程中或阀门己处于单阀方式时,如果汽机跳闸则强行将阀门置于顺序阀方式,如果出现任一个高压调节阀紧急状态,即实际阀位和给出的阀位指令之间偏差大于设定的限值,则强行将阀门置于单阀方式,从而减少负荷扰动
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2.11供热控制当机组负荷达到150MW后即N50%额定负荷,才可以投入供热抽汽,低于50%额定负荷禁止也无法投入抽汽DEH默认投入的是抽汽开环控制,即手动抽汽控制如果需要稳定抽汽压力,可以投入抽汽闭环回路,即自动抽汽控制在手动抽汽控制方式下,通过操作端直接控制LV阀供热调整阀的开度来调整抽汽室压力在自动抽汽控制方式下,抽汽压力通过调节器进行闭环控制来改变LV阀的开度,当热负荷变化导致电负荷的变化由负荷调节器改变高压调节阀的开度来弥补;当电负荷变化导致热负荷的变化由抽汽调节器改变LV阀的开度来弥补,通过在DEH画面中设定抽汽压力的目标值和变化率来调整机组的抽汽量在自动抽汽控制方式下,若甩掉部分热负荷,则LV阀开度增大,同时高压调节阀关小,从而保证机组负荷的稳定在自动抽汽控制方式下,若甩掉全部热负荷,DEH自动在50ms的时间里切除抽汽控制,全开LV阀,同时DEH触发快减回路,高调门以最快的速度减小开度,将电负荷减到150MWo注意在DEH控制系统进行甩热负荷的处理过程中,电负荷会有波动在抽汽投入时,DEH判断甩掉全部热负荷的条件是当抽汽压力大于
0.34MPa时
1、2号热网抽汽快关阀的关闭信号若抽汽切除,则不触发甩热负荷判断机组突然甩热负荷会引起中压排汽口的压力上升当中压排汽口压力升至
0.8MPa时会使抽汽安全门动作打开
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2.12汽轮机自启停ATC汽轮机自启停ATC是以转子应力计算为基础,控制并监视汽轮机从盘车、升速、并网到带负荷全过程基本的ATC逻辑由两部分组成,即转子应力计算、监视和启动步骤这两部分相辅相成,共同组成一套使汽轮机自动完成从盘车到带负荷整个过程的平稳、高效的控制系统ATC所监视的参数除具有数据采集和报警功能外,还可以由逻辑设定,根据参数状态的变化暂停自启动或自动切除ATC方式由于某个参数不满足自启停条件而使ATC暂停的话可以人为将其“超越OVERRIDE使ATC继续下去一些监视参数还可以请求汽机跳闸,运行人员可根据这些参数的重要与否决定直接触发汽机跳闸或者仅提醒机组处于不安全状o高压转子温度变化最大的地方是调节级所在的轴段,应力程序将根据调节级金属温度和汽轮机转速计算出该段有效的转子表面/中心孔温度、转子平均温度、转子有效温差ATC的应力计算结果用于确定以下自启停和汽机基本控制参数主蒸汽温度监视再热蒸汽温度监视升速率负荷变化率初负荷暖机点转子应力对应着汽轮机使用寿命DEH设计了NORMAL.HEAVY分别代表
10000、4500次疲劳循环所对应的许用应力,从而使ATC得出不同的转速和负荷变化率可以通过选择转子损耗程度来改变启动时间,最快的启动时间对应最大的转子寿命损耗转子应力监视触发ATC保持的条件有主蒸汽温度不在计算所得的范围内再热蒸汽温度不在计算所得的范围内C.高压或中压转子有效温差大
3.4DEH的相关操作。