常熟电厂#3机组CCS主控系统分析

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1、常熟电厂3#机组CCS主控系统分析摘要：本文介绍了常熟电厂3#机组协调控制系统(CCS)的设计内容,主控系统功能,详细说明了直接能量平衡控制法在协调控制系统中的应用,给出机组调试结果.关键词：330MW燃煤机组协调控制系统,主控系统功能，直接能量平衡控制,调试分析.1协调控制系统（CCS）设计内容常熟电厂＃3机组容量为330MW.采用强制循环汽包锅炉，锅炉制粉系统是中速磨煤机的直吹式制粉系统.DCS系统采用FOXBORO公司的I/ASeries51系列.该机组协调控制系统包括以下主要内容：l机组指令控制系统l协调主控系统l燃烧控制系统l送引风控制系统l主汽温控制系统l一级减温水

2、控制系统l高再汽温控制系统l二次风门控制系统l一次风门控制系统l磨煤机出口温度控制系统l磨煤机一次风量控制系统l除氧器水位控制系统（调阀）l除氧器水位控制系统（变频）l除氧器压力控制系统l高加水位控制系统l低加水位控制系统l汽封压力控制系统l给水泵轴封压力控制系统-6-以及若干汽机单回路控制系统.2CCS主控系统功能说明常熟电厂3#机组协调控制系统的设计思想主要是将锅炉和汽机作为一个整体，完成对机组负荷、锅炉主汽压力的控制，达到锅炉风、水、煤的协调动作.对于协调控制系统而言包含三层含义：机组与电网需求的协调、锅炉汽轮机协调以及锅炉风、水、煤子系统的协调.2.1机组与电网需求的协

3、调机组与电网需求的协调主要是机组最快的响应电网负荷的要求，包括了电网AGC控制和电网一次调频控制两个方面.2.2锅炉汽轮机的协调协调控制系统的设计包含了两种协调控制方式，一种是以炉跟机（BFT）为基础的协调控制系统，另一种是以机跟炉（TFB）为基础的协调控制系统.为提高机组的稳定性和响应性，在正常情况下应采用以炉跟机为基础的协调控制系统（锅炉控制压力，汽机控制功率）.在锅炉辅机出现故障影响机组出力、以及机组出现RUNBACK运行工况，协调控制系统应切换到机跟炉为基础的协调控制系统（汽机控制压力，锅炉控制功率）.炉跟机为基础的协调控制系统采用的是以锅炉控制压力，汽机控制负荷的运行

4、方式，为了提高锅炉的响应性，稳定控制锅炉主汽压力，保证汽机对负荷的响应性，协调控制系统引进了直接能量平衡（DEB）控制思想：选用汽机调速级压力（P1）与汽机自动主汽门前压力（Pt）之比乘以机前压力设定值（Ps）作为汽机对锅炉的能量需求（该信号为直接能量平衡信号P1*Ps/Pt），该信号以动态前馈及反馈的形式控制锅炉的燃料量，这种控制方式加快了锅炉对汽机能量需求的响应性，稳定了锅炉的压力和燃烧，能保证锅炉控制的响应性和稳定性.直接能量平衡的主要基础在于P1/Pt代表了汽轮机调门的开度，在额定参数下，汽机调门开度的变化反映了汽机进汽量的变化，同样也反应了汽机对锅炉能量需求的变化.机

5、前压力设定值Ps的改变，反映了锅炉被控参数对锅炉输入量需求的变化.因此P1*Ps/Pt可以反映负荷对锅炉燃烧的需求量，也可以满足锅炉主汽压力对燃烧的需求量.而当燃料量发生改变时，由于调速级压力P1和机前压力Pt对燃料响应的在数量上和时间上的基本一直性，使P1/Pt基本不变，这样P1*Ps/Pt就仅仅反映负荷对锅炉燃烧的需求量(仅仅Ps的变化起作用)，而不反映燃料量的变化.具有作为燃料需求指令的基本条件.而-6-在汽机调门维持不变的情况下，P1/Pt维持一定，改变压力设定值Ps即改变了锅炉的燃料指令，从而达到了控制负荷的目的，因此直接能量平衡信号对于定压控制方式和滑压运行方式都适

6、用.机跟炉为基础的协调控制系统采用的是汽机控压力，锅炉控负荷的运行方式，这种控制方式由于充分利用了汽机调门动作对压力响应快的特点，因此能很好的控制机组压力，但由于锅炉的燃烧特性比较慢，因此机组对负荷的响应比较慢，在系统的设计上为提高锅炉的响应性，将机组指令信号以前馈和反馈的形式作用到锅炉控制，以加大前馈量的方式提高锅炉对负荷的响应性.2.3锅炉协调锅炉协调主要考虑锅炉风、水、煤之间的协调.协调控制系统的设计以直接能量平衡信号（P1*Ps/Pt）作为燃料指令信号，送风控制跟随负荷指令，同时用氧量进行修正，引风控制保证炉膛负压，给水阀/泵控制汽包水位的设计方案.这里我们仅讨论直接影

7、响机组负荷，主汽压力的燃烧控制.燃烧控制系统具有两部分，一部分是直接能量控制系统，另一部分是燃料控制系统.2.3.1直接能量控制系统直接能量控制系统以直接能量平衡信号（P1*Ps/Pt）作为燃料的指令信号，热量信号（P1+dPd/dt）作为燃料的反馈信号(Pd为汽包压力)，这样构成的系统具有以下特点：1）燃料控制的过程就控制了压力，其原理为燃料控制器的控制始终应保证控制器的输入信号相等，得到以下关系：P1*Ps/Pt=P1+dPd/dt，在稳定工况下dPd/dt基本为零，以上等式为：P1*P