CCS功能说明

MCS设计说明第1页2.模拟量控制系统（CCS）设计说明2.1概述本文为CCS系统的功能说明。2.1.1CCS系统的组成·机炉协调控制系统·燃料控制·磨煤机出口温度控制系统·磨煤机风量控制系统·燃油压力控制系统·炉膛压力控制系统·一次风母管压力控制系统·汽包水位控制系统·送风控制系统·甲（乙）过热蒸汽温度控制系统·摆动火嘴控制系统·甲（乙）再热器喷水控制系统·空预器冷端温度控制系统·凝汽器水位控制系统·5～8号低加水位控制系统·1～3号高加水位控制系统·除氧器水位控制系统·除氧器压力控制系统·给水泵最小流量控制系统·主凝结水泵最小流量控制系统·小汽机冷油器控制系统MCS设计说明第2页·二次风控制系统·辅汽压力控制系统另有一些单回路这里不一一列出2.1.2关于CCS系统变送器冗余对于CCS系统使用的过程变量信号,特别重要的参数采用三个变送器测量,这三个信号在计算机内选取中间值。当三个信号选取中间值时，如果有一个信号超出正常范围或与中间值偏差大于一定值，仅触发报警，不影响控制系统的工作；如果有两个信号超出正常范围或与中间值偏差大于一定值，则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制并报警。对于比较重要的参数采用两个变送器测量,正常情况下这两个信号在计算机内平均值，此时如两个信号偏差大但都在正常范围之内，则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制并报警。运行人员可以在画面上人为选择使用两个测量信号或只使用其中的某一个信号。如果两个信号中有一个超出正常范围，则只输出另一个信号并报警，不影响控制系统的工作。如果两个信号均超出正常范围，则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制并报警。对于一般的参数只采用一个变送器测量，如果该信号超出正常范围，则使用到该信号的控制系统将强制切换到手动控制并报警。以下是CCS系统设计的冗余变送器清单及在正常情况下的选择值：1).主蒸汽压力,三选中值2).调速级压力,三选中值3).氢气冷却器出口温度,二选均值4).A侧烟气含氧量,二选均值5).B侧烟气含氧量,二选均值6).炉膛压力,二选均值7).炉膛/风箱差压,三选中值MCS设计说明第3页8).A侧空预器入口二次风温度，三选中值9).B侧空预器入口二次风温度，三选中值10).A侧空预器出口烟气温度，三选中值11).B侧空预器出口烟气温度，三选中值12).一次风出口压力,二选均值13).A磨煤机出口温度,三选中值14).B磨煤机出口温度,三选中值15).C磨煤机出口温度,三选中值16).A磨煤机煤位,二选均值17).B磨煤机煤位,二选均值18).C磨煤机煤位,二选均值19).主给水流量,三选中值20).汽包水位,三选中值21).汽包压力,二选均值22).除氧器水位,二选均值23).A侧一级过热器出口温度,二选均值24).B侧一级过热器出口温度,二选均值25).A侧二级过热器出口温度,二选均值26).B侧二级过热器出口温度,二选均值27).A再热器出口温度,二选均值28).B再热器出口温度,二选均值2.2机炉协调控制2.2.1控制目的：机炉协调控制系统将单元机组作为一个整体来考虑,在保证机组安全稳定运行的前提下,使机组的负荷尽快满足运行人员或中调发出的负荷指令。机炉协调控制主控回路发出的控制指令是锅炉主指令和汽机主指令。为了叙述的方便,将机炉协调控制划分为以下几个部分:MCS设计说明第4页1).主蒸汽压力设定2).机组主控3).锅炉主指令4).汽机主指令机炉协调控制共有七种独立的控制方式,它们是:1).协调控制CCBF2).协调控制CCTF3).协调控制BF24).协调控制TF25).锅炉跟随BF(锅炉主控自动,汽机主控手动)6).汽机跟随TF(锅炉主控手动,汽机主控自动)7).基本方式BASE(锅炉主控手动,汽机主控手动)从机炉协调控制系统需要控制的两个主要过程参数（机组功率和机前主蒸汽压力）来说，在基本方式下，锅炉燃烧率指令手动给定，汽机调门由DEH独立控制。在汽机跟随控制方式下，主蒸汽压力由汽机调门自动控制，机组功率由运行人员手动控制。在锅炉跟随控制方式下，主蒸汽压力由锅炉燃烧率自动控制，汽机调门由DEH独立控制。在协调控制方式下，主蒸汽压力和机组功率均为自动控制。根据由汽机侧或由锅炉侧消除主蒸汽压力的静态控制偏差，协调控制系统可以分为以汽机跟随为基础的协调控制（CCTF）和以锅炉跟随为基础的协调控制（CCBF），本设计两种方式均有，由运行人员根据需要选择。从以上叙述可以看出,协调控制的七种控制方式中,基本方式为最低级别的控制方式,锅炉跟随和汽机跟随为部分自动的控制方式,协调控制为最高级别的全自动控制方式。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改变。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。MCS设计说明第5页2.2.2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。当协调控制系统在基本控制方式运行时，主汽压力设定操作站的输出强制跟踪主汽压力实际值，以避免控制系统运行方式改变时运行人员的对位操作。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。2.2.3机组主控：机组主控回路的作用，是根据运行人员设定的机组目标负荷设定值或中调来的ADS负荷指令，向锅炉主控和汽机主控回路发出机组负荷指令。当机组未在协调控制方式下运行,目标负荷设定操作器跟踪机组实际发电机功率。当机组在协调控制方式下运行时，运行人员可在目标负荷设定操作器上手动设定机组的目标负荷。当机组在协调控制方式下运行时，运行人员可将目标负荷设定操作器投入自动，接收ADS来的机组目标负荷指令。机组目标负荷指令要经过负荷变化速率限制器，负荷变化率由运行人员在画面上手动设定。在经以上处理的机组目标负荷指令上，还加有一路机组自动调频信号。发电机频率偏差经函数发生器后给出目标负荷增减值，通过函数发生器的参数设置，可以调节本机组参与电网自动调频的积极程度和最大负荷改变量。当机组未在协调方式运行时，该路信号切换到0。当机组在协调控制方式下运行时，如遇RUNDOWN工况，则通过积分MCS设计说明第6页器降低机组负荷指令。当重要过程参数的偏差消除以后，积分器输出将逐步回到0。目标负荷指令经以上处理后，形成最终的机组负荷指令，送到锅炉主控和汽机主控回路。2.2.4锅炉主控锅炉主控操作器有三路信号进行切换：来自BF、CCBF、CCTF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。前馈信号是所谓的汽机能量需求，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CCBF方式时，锅炉主控指令的形成由主汽压偏差PID调节器输出加上前馈信号给出，前馈信号由机组负荷指令给出。机组运行在CCTF方式时，锅炉主控指令的形成由功率偏差PID调节器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。当发生RUNBACK工况，锅炉主控器输出以RUNBACK允许的速率逐渐下降到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。2.2.5汽机主控：MCS设计说明第7页汽机主控器的自动输入端有三路信号进行切换：来自TF、CCBF、CCTF的控制指令。机组运行在锅炉跟随或基本方式时，汽机主控指令不接受自动控制信号，由运行人员在汽机主控器上手动设定。这时DEH可独立运行，控制机组功率。机组运行在汽机跟踪（TF）方式时，汽机主控指令由PID调节器输出给出，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。机组运行在CCBF方式时，汽机主控指令的形成由功率偏差PID调节器输出给出，若主汽偏差过大，将自动适当修改功率指令。机组运行在CCTF方式时，汽机主控指令的形成由主汽压偏差PID调节器输出加上前馈信号给出，前馈信号由机组负荷指令给出。当DEH系统非遥控方式时，汽机主控器跟踪DEH系统送来的汽机负荷设定值。2.2.6RUNBACKRUNBACK即机组辅机故障减负荷,它是为了机组负荷指令在任何时候都不超过锅炉负荷能力。一旦机组负荷指令超过锅炉负荷能力，则以预定的速率减少燃料量指令，直至机组负荷指令小于或等于锅炉负荷能力。在RUNBACK逻辑中，根据每种辅机的负荷能力计算总的锅炉负荷能力。这些辅机包括：给水泵、送风机、引风机、一次风机、空预器、磨煤机。在机组负荷大于一定值时，发生上述辅机跳闸,则发出RUNBACK请求。RUNBACK信号发出后，将引起锅炉主控操作器以给出的RUNBACK速率降低锅炉总燃料量指令到锅炉负荷能力对应的总燃料量，这里，要求燃料主控在自动状态。FSSS系统根据RUNBACK要求值的降低，将磨煤机从上到下切除，保留与锅炉负荷相适应的磨煤机台数。发生RUNBACK后，机组控制方式将切为汽机跟随方式。2.2.7BLOCKINC/BLOCKDEC机组负荷闭锁增/闭锁减，它是当机组在协调方式下，升降负荷时，MCS设计说明第8页如果出现主汽压、汽包水位及炉膛压力等主要过程参数和其设定值的偏差大于或小于一定值时，或燃料量、给水泵、送风机、引风机的控制指令已达极限或手动时，令机组负荷指令闭锁增或闭锁减，其功能是通过将负荷增减方向的变化率切为零来实现。2.2.8RUNDOWNRUNDOWN即机组负荷迫降,它是为了当机组在协调控制方式下升降负荷时,如果出现某种主要过程参数和其设定值的偏差大于或小于一定值，且相应的控制执行机构均已无调节余地时，则强制机组负荷指令向相反方向动作,尽量消除上述偏差。在本设计中，考虑的主要过程参数和其设定值的偏差有燃料量、汽包水位、炉膛压力和总风量。2.3.燃料主控2.3.1控制目的：燃料主控根据锅炉主控来的锅炉主控指令调节进入锅炉的总煤量，设计有锅炉主控指令和总风量信号的交叉限制。2.3.2功能说明：燃料主控PID调节器的入口偏差如下：偏差=限制后锅炉主控指令-总燃料量限制后锅炉主指令由小值选择模块产生。小值选择模块的一路输入来自协调控制系统的锅炉主控，它经过给水温度的修正；小值选择模块的另一路输入来自送风控制系统的总风量信号经函数发生器给出当前风量允许的最大总燃料量，它和锅炉主控指令来的总燃料量指令交叉限制，当因某种原因导致总风量允许的最大总燃料量小于锅炉主指令来的总燃料量时，限制总燃料量指令的增加，以确保任何工况下锅炉的富氧燃烧。总燃料量信号是进入锅炉燃烧的总燃油流量和总煤量信号之和。总燃料量偏差经PID调节器后给出运行给煤机速度的设定值，同时送至所有运行给煤机速度控制回路。当燃料主控操作站在手动控制时，可对投入自动的给煤机速度同时进MCS设计说明第9页行增减操作，起到同操器的功能。当出现下列情况时，燃料主控操作站强制切到手动控制：1).任一台运行磨风量信号故障2).各台磨都在手动控制2.4.磨组控制2.4.1控制目的：磨组控制是指将一台磨煤机组的控制作为一个整体来考虑，它包括磨煤机入口一次风量控制、磨煤机出口温度控制、给煤机速度控制、磨密封风控制和燃料风挡板控制。本机组共配置3台磨煤机，分别为A、B、C，每台磨煤机组的控制系统结构都是互相独立的。通过调节磨煤机热风门和冷风门开度分别磨煤机出口温度，通过调节磨煤机入口一次风量满足煤量主控的要求，通过调节和给煤机速度控制磨煤机煤位、通过调节