MCS設計說明原則

2022-09-17 04:09:02 字數 4833 閱讀 8738

模擬量控制系統(mcs)對鍋爐、汽機主要系統及裝置進行連續閉環控制,保證機組主要引數穩定,滿足安全啟、停和定壓、滑壓及正常執行的要求。

● 常規pid調節

● 串級、三衝量、前饋補償、單迴路多執行機構等多種迴路結構形式。

● 二重冗餘變送器測量訊號自動選取平均值。當選取二個訊號的平均值時,如果兩個訊號中有乙個訊號超出正常範圍,則自動選取另外乙個訊號作為輸出值,不影響控制系統的工作。如果兩個訊號都超出正常範圍,則使用到該訊號的控制系統將強制切換到手動控制。

● 三重冗餘變送器測量訊號自動選取中間值。當選取三個訊號的中間值時,如果有三個訊號中有乙個訊號超出正常範圍,則自動選取另外二個訊號的平均值;如果有二個訊號超出正常範圍,則自動選取另外乙個訊號作為輸出值,不影響控制系統的工作。如果三個訊號都超出正常範圍,則使用到該訊號的控制系統將強制切換到手動控制。

● 測量訊號越限或壞質量,自動切至手動;

● 自動執行條件不滿足,由邏輯聯鎖自動切為手動;

● 執行員操作進行手/自動切換;

● 無論是執行員或是邏輯聯鎖進行手/自動切換,均不引起過程變數的擾動。

機爐協調控制系統將單元機組作為乙個整體來考慮,在保證機組安全穩定執行的前提下,使機組的負荷盡快滿足執行人員或中調發出的負荷指令。

機爐協調控制主控迴路發出的控制指令最終形成鍋爐主控指令和汽機主控指令。

機爐協調控制可劃分為以下幾個部分:

● 主蒸汽壓力設定

● 機組主控

● 鍋爐主指令

● 汽機主指令

機爐協調控制共有四種獨立的控制方式,它們是:

● 協調控制ccs(鍋爐主控自動,汽機主控自動)

● 鍋爐跟隨bf(鍋爐主控自動,汽機主控手動)

● 汽機跟隨tf(鍋爐主控手動,汽機主控自動)

● 基本方式base(鍋爐主控手動,汽機主控手動)

從機爐協調控制系統需要控制的兩個主要過程引數(機組功率和機前主蒸汽壓力)來說,在基本(base)方式下,鍋爐燃燒率指令手動給定,汽機調門由deh獨立控制。在汽機跟隨控制(tf)方式下,主蒸汽壓力由汽機調門自動控制,機組功率由執行人員手動控制。在鍋爐跟隨控制(bf)方式下,主蒸汽壓力由鍋爐燃燒率自動控制,汽機調門由deh獨立控制。

在協調控制(ccs)方式下,主蒸汽壓力和機組功率均為自動控制,本設計採用以鍋爐跟隨為基礎(cbf)的協調控制方式,即主蒸汽壓力通過鍋爐燃燒率自動控制,機組功率通過汽機調門自動控制。

在協調控制和鍋爐跟蹤方式下,可以採用滑壓控制。滑壓控制時,主蒸汽壓力的設定值根據機組負荷經函式發生器自動設定。在機組定壓控制時,主蒸汽壓力的設定值由執行人員在畫面上手動設定。

根據機組的運**況,可以採用滑壓或定壓控制。

在機組定壓控制時,執行人員可在主汽壓力設定控制站上手動設定主汽壓力設定值。

在機組滑壓控制時,主汽壓力設定值由機組負荷指令經函式發生器後給出,這時需執行人員選擇滑壓方式。

主汽壓力設定控制站的輸出經速率限制器後作為最終的主汽壓力設定值。主汽壓力設定值的變化速率由執行人員在畫面上手動設定。

機組主控迴路的作用,是根據執行人員設定的機組目標負荷設定值或中調來的agc負荷指令,向鍋爐主控和汽機主控迴路發出機組負荷指令。

當機組未在協調控制方式下執行,目標負荷設定操作器跟蹤機組實際功率。

當機組在協調控制方式下執行時,執行人員可在目標負荷設定操作器上手動設定機組的目標負荷。

當機組在協調控制方式下執行時,執行人員可將目標負荷設定操作器投入自動,接收agc來的機組目標負荷指令。

機組目標負荷指令要經過負荷變化速率限制器,負荷變化率由執行人員在畫面上手動設定。

在經以上處理的機組目標負荷指令上,還加有機組一次調頻訊號。發電機頻率偏差經函式發生器後給出目標負荷增減值,調節本機組參與電網一次調頻的調頻量。當機組未在協調方式執行時,該路訊號切換到0。

目標負荷指令經以上處理後,形成最終的機組負荷指令,送到鍋爐主控和汽機主控迴路。

鍋爐主控操作器有二路訊號進行切換:來自bf、cbf的控制指令。機組執行在汽機跟隨或基本方式時,鍋爐主控指令不接受自動控制訊號,由執行人員在鍋爐主控操作器上手動設定。

機組執行在bf方式時,鍋爐主控指令由pid調節器輸出加上前饋訊號給出,pid調節器的輸入為主汽壓力設定值和實際主汽壓力的偏差。前饋訊號是能量平衡訊號,取主蒸汽壓力和調速級壓力的比值再乘以主汽壓力設定值([p1/pt]*ps)。

機組執行在cbf方式時,鍋爐主控指令的形成由主汽壓偏差和功率偏差經pid調節輸出加上前饋訊號給出,前饋訊號也採用能量平衡訊號。

當燃料主控操作器在手動控制時,鍋爐主控指令操作器的輸出強制跟蹤總燃料量並強制手動。

當發生runback工況,鍋爐主控器輸出根據發生runback的不同輔機跳閘條件,以不同的速率逐漸下降到runback目標值。

主汽壓力訊號故障時,不管機組執行在何種執行方式,鍋爐主控器強制切到手動控制。

鍋爐跟蹤方式執行時,如調速級壓力訊號故障,鍋爐主控器強制切到手動控制。

汽機主控器的自動輸入端有二路訊號進行切換:來自tf、cbf的控制指令。機組執行在鍋爐跟隨或基本方式時,汽機主控指令不接受自動控制訊號,由執行人員在汽機主控器上手動設定。

這時deh獨立執行,控制機組功率。

機組執行在汽機跟蹤(tf)方式時,汽機主控指令由主汽壓力設定值和實際主汽壓力的偏差經pid調節給出。

機組執行在cbf方式時,汽機主控指令的形成由功率偏差和壓力偏差經pid調節給出。

當deh系統非遙控方式時,汽機主控器跟蹤deh系統送來的汽機負荷參考。

runback即機組輔機故障減負荷,它是為了保證機組負荷指令在任何時候都不超過機組負荷能力。一旦機組負荷指令超過機組負荷能力,則快速減少進入爐膛的燃料量,直至機組負荷指令小於或等於機組負荷能力。

在runback邏輯中,根據每種輔機的負荷能力計算總的機組負荷能力。這些輔機包括:給水幫浦、送風機、引風機、一次風機、空預器。

在機組負荷大於一定值的情況下,若上述輔機跳閘,則發出runback請求。

runback訊號發出後,機組控制方式將自動切為汽機跟隨方式。汽機維持主汽壓力,鍋爐則以預定的runback速率降低鍋爐總燃料量指令到機組負荷能力對應的總燃料量。fsss系統根據runback要求值的降低,將部分磨煤機切除,保留與機組負荷相適應的磨煤機台數。

機組負荷閉鎖增/閉鎖減,它是當機組在協調方式下,公升降負荷時,如果出現主汽壓、汽包水位及爐膛壓力等主要過程引數和其設定值的偏差大於或小於一定值時,或給水幫浦、送風機、引風機的控制指令已達極限或手動時,令機組負荷指令閉鎖增或閉鎖減,其功能是通過將負荷增減方向的變化率切為零來實現。

2.8 run down

run down即機組負荷迫降,它是為了當機組在協調控制方式下公升負荷時,如果出現某種主要過程引數和其設定值的偏差大於或小於一定值,且相應的控制執行機構均已無調節餘地時,則強制機組負荷指令向相反方向動作,盡量消除上述偏差。

在本設計中,考慮的主要過程引數和其設定值的偏差有燃料量、汽包水位、爐膛壓力和總風量。

燃料主控根據鍋爐主控來的鍋爐主控指令調節進入鍋爐的總煤量,設計有鍋爐主控指令和總風量訊號的交叉限制。

3.2功能說明

燃料主控pid調節器的入口偏差如下:

偏差=限制後鍋爐主控指令-總燃料量。

限制後鍋爐主指令由小值選擇模組產生。小值選擇模組的一路輸入來自協調控制系統的鍋爐主控,它經過給水溫度的修正;另一路輸入來自送風控制系統的總風量訊號經函式發生器給出當前風量允許的最大總燃料量,它和鍋爐主控指令來的總燃料量指令交叉限制,當因某種原因導致總風量允許的最大總燃料量小於鍋爐主指令來的總燃料量時,限制總燃料量指令的增加,以確保任何工況下鍋爐的富氧燃燒。總燃料量訊號是進入鍋爐燃燒的總燃油流量和總煤量訊號之和。

總燃料量偏差經pid調節器後給出執行給煤機轉速的設定值,同時送至所有執行給煤機轉速控制迴路。

當燃料主控操作站在手動控制時,可對投入自動的給煤機轉速同時進行增減操作。

當出現下列情況之一時,燃料主控操作站強制切到手動控制:

● 所有給煤機都在手動控制

● 燃料主控設定值和總燃料量偏差大

● mft

● 引風機均手動

磨組控制是指將一台磨煤機組的控制作為乙個整體來考慮,它包括磨煤機入口風量控制、磨煤機出口溫度控制、給煤機速度控制。本機組共配置五颱磨煤機,分別為a、b、c、d和e,每台磨煤機組的控制系統結構都是互相獨立的。通過調節給煤機速度使給煤量滿足燃料主控的要求,通過調節磨煤機熱風調節門控制磨煤機入口風量控制,通過調節冷風調節門開度控制磨煤機出口溫度。

。設計有給煤機煤量指令作為其前饋訊號。

。設計有給煤機煤量指令作為其前饋訊號。

當fsss系統來「開磨煤機入口熱風擋板」訊號時,磨煤機入口熱風擋板操作站將強制輸出10%。

當fsss系統來「開磨煤機入口冷風擋板」訊號時,磨煤機入口冷風擋板操作站將強制輸出10%。

磨煤機出口溫度高時,磨煤機入口熱風擋板全關,磨煤機入口冷風擋板全開。

當出現下列情況之一時,磨煤機入口熱風擋板操作站強制切到手動控制:

● 磨煤機風量訊號故障

● 磨煤機未執行

● 磨煤機風量設定值與實際值偏差大

當出現下列情況之一時,磨煤機入口冷風擋板操作站強制切到手動控制:

● 磨煤機出口溫度訊號故障

● 磨煤機未執行

● 磨煤機出口溫度設定值與實際值偏差大

每台給煤機的轉速指令來自燃料主控 ,執行人員可在上述指令基礎上手動設定偏置。當給煤機在自動控制時,偏置值才允許執行人員手動設定。設計有給煤量指令和磨煤機風量交叉限輻,保證風量大於給煤量。

當fsss系統來「減小給煤機轉速至最小」訊號時,給煤機轉速操作站將強制輸出最小允許給煤量。

當磨煤機未執行時,給煤機速度操作站將強制輸出0%。

通過調節執行送風機的動葉維持鍋爐總風量為設定值。

送風控制是根據總風量和總風量設定值的偏差給出兩台送風機動葉的控制指令。總風量設定值經過氧量校正控制站輸出訊號的校正。設計有總風量設定值與總燃料量訊號之間的交叉限制,以確保鍋爐的富氧燃燒。

當兩台送風機動葉控制站都在自動控制方式時,可對兩台送風機進行偏置,以使得兩台送風機的負荷平衡。

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