1000MW火電機(jī)組熱控控制系統(tǒng)方案

...wd......wd......wd...1000MW火電機(jī)組熱工控制系統(tǒng)目錄第一局部DCS總體情況介紹2—7第二局部超超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)說明8—14第三局部機(jī)、爐、電主保護(hù)梳理15—17第四局部協(xié)調(diào)及啟動系統(tǒng)控制說明18—25第五局部汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器DTC26—62第六局部DEH自啟動邏輯63—84第一局部DCS總體情況介紹本工程鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐、單爐膛、雙切圓燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊構(gòu)造Π型布置。鍋爐出口蒸汽參數(shù)為27.56MPa(a)/605/603℃。汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式、八級回?zé)岢槠Ｗ畲筮B續(xù)功率〔TMCR〕下參數(shù)：額定功率1060.157MW；額定主汽門前壓力26.25MPa〔a〕；額定主汽門前溫度600℃；額定再熱汽閥前溫度600發(fā)電機(jī)采用上海電機(jī)廠生產(chǎn)的THDF125/67發(fā)電機(jī)組，額定功率1000MW，最大連續(xù)輸出功率1100MW，額定電壓27kV，額定功率因數(shù)0.9〔滯后〕，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，冷卻方式為水氫氫DCS系統(tǒng)采用愛默生公司OVATION400控制系統(tǒng)，工作站操作系統(tǒng)采用win3.2.x，組態(tài)工具為DELELOPERSTUDIO。兩臺機(jī)組共設(shè)置三個網(wǎng)絡(luò)，分別為#7機(jī)組、#8機(jī)組、公用網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)之間信號交互采用硬接線。單元機(jī)組共配置32對控制器〔含2對MEH控制器〕，公用系統(tǒng)配備3對控制器。控制器布置如下〔每一系統(tǒng)項(xiàng)為一對控制器〕系統(tǒng)序號控制范圍I/O點(diǎn)數(shù)1協(xié)調(diào)控制、燃料主控、給水主控2吹灰系統(tǒng)3一次風(fēng)機(jī)A、火檢風(fēng)機(jī)A密封風(fēng)機(jī)A4一次風(fēng)機(jī)B、火檢風(fēng)機(jī)B密封風(fēng)機(jī)B5制粉系統(tǒng)A+燃油系統(tǒng)AB〔給煤機(jī)A/磨煤機(jī)A/微油AB層油燃燒器、A層火檢二次風(fēng)等〕6制粉系統(tǒng)B7C層制粉系統(tǒng),CD層油系統(tǒng)8D層制粉系統(tǒng)9FSSS邏輯：MFT主保護(hù)、鍋爐吹掃、油泄漏10E層制粉系統(tǒng),EF層油系統(tǒng)11F層制粉系統(tǒng)12鍋爐啟動系統(tǒng)、鍋爐疏水放汽系統(tǒng)13A側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)：送風(fēng)機(jī)A、引風(fēng)機(jī)A、空預(yù)器A爐膛風(fēng)量、壓力14機(jī)組級自啟停15B側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)：送風(fēng)機(jī)B、引風(fēng)機(jī)B、空預(yù)器B爐膛風(fēng)量、壓力16過熱蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)擺動噴嘴控制17高加、輔汽系統(tǒng)、疏水18凝結(jié)水系統(tǒng)(B側(cè))、凝補(bǔ)水(B側(cè))閉冷水用戶19凝結(jié)水系統(tǒng)(A側(cè))、凝補(bǔ)水(A側(cè))低加、除氧器20給水泵系統(tǒng)(B側(cè)21給水泵系統(tǒng)(A側(cè))22循環(huán)水系統(tǒng)(A側(cè))真空系統(tǒng)(A側(cè))閉/開冷水系統(tǒng)(A側(cè))23循環(huán)水系統(tǒng)(B側(cè))真空系統(tǒng)(B側(cè))閉/開冷水系統(tǒng)(B側(cè))24循環(huán)水系統(tǒng)(C側(cè))真空系統(tǒng)(C側(cè))汽機(jī)旁路系統(tǒng)25單元機(jī)組電氣A系統(tǒng)發(fā)變組26單元機(jī)組電氣B系統(tǒng)SOE(熱力)、SOE(電氣)27脫硫系統(tǒng)〔1〕脫硫系統(tǒng)〔2〕2829除塵、飛灰、脫硝30除塵、排渣31電氣公用32熱力公用233熱力公用脫硫DCS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造框架圖如下：DCS系統(tǒng)總貌圖如下：DCS電源原理示意圖如下：MFT硬回路采用單回路設(shè)計(jì)，由DCS側(cè)送三個常閉觸點(diǎn)至跳閘表決回路和操作臺硬按鈕〔雙按鈕串并聯(lián)〕并聯(lián)后觸發(fā)擴(kuò)展繼電器組動作。MFT硬回路原理圖如下：第二局部超超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)說明概述對于采用直流運(yùn)行方式的超臨界超超臨界鍋爐而言，水冷壁內(nèi)的工質(zhì)流量與鍋爐負(fù)荷成正比變化，當(dāng)鍋爐負(fù)荷升高時、質(zhì)量流速升高，當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時、質(zhì)量流速也隨之降低。但當(dāng)水冷壁內(nèi)的工質(zhì)流量降低到維持水循環(huán)安全性的最低流量時就不再隨著鍋爐負(fù)荷的降低而降低，而是保持最低質(zhì)量流量不變,以保證水循環(huán)的安全性。此時鍋爐的運(yùn)行方式類與汽保爐相類似，采用再循環(huán)運(yùn)行方式?！插仩t給水流量和負(fù)荷的關(guān)系示意圖見以以以下列圖〕25%BMCR25%BMCR設(shè)置啟動系統(tǒng)的主要目的就是在鍋爐啟動、低負(fù)荷運(yùn)行及停爐過程中，通過啟動系統(tǒng)建設(shè)并維持爐膛內(nèi)的最小流量，以保護(hù)爐膛水冷壁，同時滿足機(jī)組啟動及低負(fù)荷運(yùn)行的要求。因此直流鍋爐必須設(shè)置啟動系統(tǒng)。直流鍋爐的啟動系統(tǒng)形式及容量確實(shí)定根據(jù)鍋爐最低直流負(fù)荷、機(jī)組運(yùn)行方式、啟開工況及最大工況時水冷壁質(zhì)量流速的合理選取、以及工質(zhì)的合理利用等因素確定。系統(tǒng)組成鍋爐啟動系統(tǒng)簡圖見以以以下列圖：接入擴(kuò)容器或凝汽器接入擴(kuò)容器或凝汽器接入擴(kuò)容器或凝汽器啟動系統(tǒng)流程圖二只汽水別離器及其引入引出管系統(tǒng)：其外徑為φ1150，總長4.68m，材質(zhì)為15CrMoG，每只別離器上部切向引入二根由后煙道后包墻出口集箱出來的汽水混合物管，進(jìn)展汽水別離。一只汽水別離器貯水箱：外徑為φ1150，總長14.8m，材質(zhì)同汽水別離器，由別離器來的二根水連通管自貯水箱下部引入，去再循環(huán)泵的疏水管由貯水箱底部引出，別離器筒身上裝有水位控制用管接頭，其頂部裝有放水管。由貯水箱底部引出的疏水管道〔循環(huán)泵入口管道〕：此管道上裝有再循環(huán)泵入口電動截止閥及化學(xué)清洗用管接頭。一臺立式離心式循環(huán)泵：配有轉(zhuǎn)子浸入爐水中的濕式馬達(dá)，利用送往泵冷卻器的低壓冷卻水冷卻馬達(dá)腔體內(nèi)的爐水，其構(gòu)造和型式與控制循環(huán)鍋爐的循環(huán)泵相似，泵進(jìn)出口管上裝有測點(diǎn)測量泵的壓頭及進(jìn)出口壓差。泵出口管道：裝有泵出口調(diào)節(jié)閥、逆止閥、流量計(jì)。自別離器貯水箱去擴(kuò)容器的疏水管道：由別離器貯水箱去循環(huán)泵入口的管道上引出去疏水?dāng)U容器的疏水總管，再由此總管引出三根平行的疏水支管，每根疏水支管上裝有一只調(diào)節(jié)閥、電動截止閥。加熱管道：自省煤器出口管道引出，一路送往循環(huán)泵出口管道，一路送往去疏水?dāng)U容器的三根疏水管道，每根加熱管上各裝—只始終保持開啟的截止閥。去循環(huán)泵進(jìn)口管道的冷卻水管，管道上裝有調(diào)節(jié)閥、逆止閥和流量孔板。循環(huán)泵的最小流量管道：此管道裝在泵的出口管道和泵的冷卻水管道之間，管上裝有氣動截止閥、逆止閥及流量計(jì)。啟動系統(tǒng)熱備用管道：此時循環(huán)泵解列，由于別離器貯水箱冷凝作用和泵的加熱水系統(tǒng)仍投運(yùn)，別離器貯水箱水位緩慢上升，通過此管上的熱備用水位調(diào)節(jié)閥將積水送往過熱器二級噴水減溫器進(jìn)展噴水。啟動系統(tǒng)的容量和功能本鍋爐配有容量為25%BMCR的啟動系統(tǒng)，與鍋爐水冷壁最低直流負(fù)荷的質(zhì)量流量相匹配，鍋爐啟動過程中流量變化和控制簡圖見以以以下列圖。啟動過程簡圖啟動系統(tǒng)的功能如下：1〕鍋爐給水系統(tǒng)、水冷壁和省煤器的冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗，并將沖洗水送往鍋爐的疏水?dāng)U容系統(tǒng)。2〕滿足鍋爐的冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)啟動的需要，直到鍋爐到達(dá)25%BMCR最低直流負(fù)荷，由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流方式運(yùn)行為止。3〕只要水質(zhì)合格，啟動系統(tǒng)即可完全回收工質(zhì)及其所含熱量，包括鍋爐點(diǎn)火初期水冷壁汽水膨脹階段在內(nèi)的啟動階段的工質(zhì)回收。4〕鍋爐在完畢水沖洗〔長期停爐或水質(zhì)不合格時〕，鍋爐點(diǎn)火前給水泵供應(yīng)相當(dāng)于5%BMCR的給水，而再循環(huán)泵那么一直提供20%BMCR的再循環(huán)水量，二者相加，使啟動階段在水冷壁中維持25%BMCR的流量作再循環(huán)運(yùn)行以冷卻水冷壁和省煤器系統(tǒng)不致超溫，通過別離器疏水調(diào)節(jié)閥控制別離器貯水箱中的水位，通過泵出口再循環(huán)閥調(diào)節(jié)再循環(huán)流量。當(dāng)鍋爐產(chǎn)汽量到達(dá)5%BMCR時，別離器水位調(diào)節(jié)閥全關(guān)，再循環(huán)流量逐漸關(guān)小，給水流量逐步增大，以與鍋爐產(chǎn)汽量匹配，當(dāng)負(fù)荷到達(dá)25%BMCR〔最低直流負(fù)荷〕時，再循環(huán)閥全關(guān)，鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行。5〕鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行時，啟動系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。6〕啟動別離器也能起到在水冷壁系統(tǒng)與過熱器之間的溫度補(bǔ)償作用，均勻分配進(jìn)入過熱器的蒸汽流量。主要部件和管道的用途別離器及其引入、引出管系統(tǒng)：用于啟動時將水冷壁系統(tǒng)來的汽水混合物靠離心力的作用進(jìn)展汽水別離，別離出來的蒸汽向上引出送往過熱器。水那么向下引出經(jīng)連通聚集到別離器貯水箱，啟動期間別離器的功能相當(dāng)于鍋筒。別離器貯水箱：起到爐水的中間貯藏工作，別離器下部的水空間及二根通往貯水箱的水連通管均包括在貯水系統(tǒng)的容量內(nèi)，其容量必須保證能貯藏在翻開通往疏水?dāng)U容器的疏水調(diào)節(jié)閥前的全部工質(zhì)，包括水冷壁汽水膨脹期間的全部工質(zhì)，以保證過熱器無水進(jìn)入。由汽水別離器貯水箱底部引出的循環(huán)泵入口管道：用于啟動時將別離器疏水送往循環(huán)泵，完成爐水的再循環(huán)過程。循環(huán)泵：在啟動過程中借助于循環(huán)泵完成別離器疏水的再循環(huán)過程，循環(huán)泵提供的再循環(huán)水與給水混合后在整個啟動過程中使省煤器——水冷壁系統(tǒng)保持25%BMCR的流量，保持恒定的質(zhì)量流速以冷卻省煤器和水冷壁系統(tǒng)，並保證水冷壁系統(tǒng)水動力的穩(wěn)定性。鍋爐啟動前的給水管道——省煤器——水冷壁系統(tǒng)的水沖洗和啟動初期的汽水膨脹階段中別離器系統(tǒng)別離出來的大量爐水排放過程也是依靠循環(huán)泵完成。泵的出口管道：用于將循環(huán)泵送出的再循環(huán)爐水送到給水管道進(jìn)展混合后再送往省煤器和水冷壁系統(tǒng)完成再循環(huán)運(yùn)行模式，出口管道上所裝再循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)再循環(huán)流量。啟動期間泵出口調(diào)節(jié)閥容量的選擇要滿足最低直流負(fù)荷為25%BMCR以及初期鍋爐負(fù)荷為5%BMCR以及冷態(tài)沖洗時的流量。去疏水?dāng)U容器的疏水管道：用于啟動初期鍋爐給水量為5%BMCR，且鍋爐負(fù)荷到達(dá)5%BMCR前，通過疏水?dāng)U容器和疏水箱后，進(jìn)入冷凝器疏水回收工質(zhì)以及在水冷壁產(chǎn)生汽水膨脹階段向通過疏水?dāng)U容系統(tǒng)向冷凝器疏水回收工質(zhì)，由疏水總管上引出的三根支管上均裝有別離器疏水調(diào)節(jié)閥在啟動初期可用于控制別離器水位。疏水調(diào)節(jié)閥容量的選擇要滿足以下工況：a溫態(tài)啟動時出現(xiàn)汽水膨脹時的流量；b熱態(tài)啟動時出現(xiàn)汽水膨脹時的流量；c鍋爐最小流量運(yùn)行時的流量；d鍋爐完畢汽水膨脹在最低壓力運(yùn)行時的流量。暖管加熱管道：用于將省煤器出口的熱水在啟動期間和鍋爐熱備用狀態(tài)加熱循環(huán)泵和去疏水?dāng)U容器的疏水調(diào)節(jié)閥及其管道。冷卻水管道：它在啟動期間將高加引出的給水送到泵入口管道，使泵入口保持一定的過冷度以防止泵產(chǎn)生“汽蝕〞現(xiàn)象，管道上裝有調(diào)節(jié)閥可以控制冷卻水量。該管路從主給水管引出，經(jīng)調(diào)節(jié)閥和截止閥后引至泵入口管道，管路容量約為2%BMCR。循環(huán)泵的最小流量管道：為了改善啟動循環(huán)泵的調(diào)節(jié)特性，維持循環(huán)泵的最小安全流量，設(shè)置了再循環(huán)泵最小流量回流管路。該管路從再循環(huán)泵出口引出經(jīng)流量孔板和最小流量調(diào)節(jié)閥后至貯水箱出口；用于在啟動循環(huán)時建設(shè)泵的最小流量。帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)縮短啟動時間。配置了循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，由于可以提高省煤器入口的給水溫度，因此可以縮短啟動時間，對于經(jīng)常啟動的兩班制機(jī)組來說，縮短動時間可帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益；在啟動過程中回收工質(zhì)和熱量。啟動過程中水冷壁的最低流量為25%BMCR，因此鍋爐的燃燒率為加熱25%BMCR的流量到達(dá)飽和溫度和產(chǎn)生相應(yīng)負(fù)荷下的過熱蒸汽。如采用不帶循環(huán)泵的簡易系統(tǒng)，那么再循環(huán)流量局部的飽和水要通過疏水?dāng)U容系統(tǒng)后，進(jìn)入除氧器或冷凝器，在負(fù)荷極低時，這局部再循環(huán)流量由圖1可看出將接近25%BMCR的流量，除氧器和冷凝器不可能接收如此多的工質(zhì)和熱量，只有排入廢水池，造成大量工質(zhì)的損失，采用再循環(huán)泵后這局部流量在省煤器——水冷壁系統(tǒng)中作再循環(huán)，因而不會導(dǎo)致工質(zhì)和熱量的損失，在水沖洗階段因水質(zhì)不合格時，才通過疏水?dāng)U容器減壓后，排往凝結(jié)水箱至廢水溝。在機(jī)組冷態(tài)清洗時，可以減少補(bǔ)給水。為了保證冷態(tài)清洗的效果，通常要求冷態(tài)清洗時水冷壁的流量為25%BMCR,對于不帶啟動循環(huán)泵的系統(tǒng)，這局部清洗水必須全部為補(bǔ)給水，造成制水設(shè)備的容量加大；而采用啟動循環(huán)泵以后，在清洗水質(zhì)合格的前提下，鍋爐清洗后期可以開啟啟動循環(huán)泵，使用較少的清洗補(bǔ)給水量就可以在水冷壁系統(tǒng)中獲得清洗所需的流量。循環(huán)泵的壓頭可以保證啟動期間水冷壁系統(tǒng)水動力的穩(wěn)定性和較小的溫度偏差。對于經(jīng)常啟停的機(jī)組，采用再循環(huán)泵可防止在熱態(tài)或極熱態(tài)啟動時因進(jìn)水溫度較低而造成對水冷壁系統(tǒng)的熱沖擊而降低鍋爐壽命。在鍋爐啟動過程中啟動系統(tǒng)的主要方式初次啟動或長期停爐后啟動前進(jìn)展冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗：總清洗水量可達(dá)25-30%BMCR，除由給水泵提供一小局部外，其余由循環(huán)泵提供，水沖洗的目的是去除給水系統(tǒng)、省煤器系統(tǒng)和水冷壁系統(tǒng)中的雜質(zhì)，只要停爐時間在一個星期以上，啟動前必須進(jìn)展水沖洗。在沖洗水的水質(zhì)不合格時，通過擴(kuò)容系統(tǒng)，最終排入廢水池。采用再循環(huán)泵后，由于再循環(huán)水也可利用作為沖洗水，因此節(jié)省了沖洗水的耗量。啟動初期〔從啟動給水泵到鍋爐出力到達(dá)5%BMCR〕：鍋爐點(diǎn)火前，給水泵以相當(dāng)于5%BMCR的流量向鍋爐給水以維持啟動系統(tǒng)25%BMCR的流量流過省煤器和水冷壁，保證有必要的質(zhì)量流速冷卻省煤器和水冷壁不致超溫，并保證水冷壁系統(tǒng)的水動力穩(wěn)定性。在這階段，再循環(huán)泵提供了20%BMCR的流量，在此期間利用別離器疏水調(diào)節(jié)閥來控制別離器貯水箱內(nèi)的水位并將多余的水通過疏水?dāng)U容器減壓和疏水箱后，排入冷凝器回收，疏水調(diào)節(jié)閥的管道設(shè)計(jì)容量除考慮5%BMCR的疏水量外，還要考慮啟動初期水冷壁內(nèi)出現(xiàn)的汽水膨脹〔它由于蒸發(fā)過程中比容的突然增大所導(dǎo)致〕，這種汽水膨脹能導(dǎo)致貯水箱內(nèi)水位的波動。從別離器貯水箱建設(shè)穩(wěn)定的正常水位到鍋爐到達(dá)25%BMCR的最小直流負(fù)荷：當(dāng)別離器貯水箱，已建設(shè)穩(wěn)定水位后，別離器疏水調(diào)節(jié)閥開場逐步關(guān)小，當(dāng)鍋爐出力到達(dá)5%BMCR的出力時，別離器疏水調(diào)節(jié)閥應(yīng)完全關(guān)閉。此后，再循環(huán)流量由裝于循環(huán)泵出口管道上的再循環(huán)水量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，并隨著鍋爐蒸發(fā)量的逐漸增加而關(guān)小，如圖1所示：主蒸汽的壓力與溫度由燃料量來控制，并采用過熱器噴水作為主蒸汽溫度的輔助調(diào)節(jié)手段，對于冷態(tài)啟動，一旦主蒸汽壓力到達(dá)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力，主蒸汽壓力將由汽機(jī)旁路系統(tǒng)來控制以與汽機(jī)進(jìn)汽要求相匹配。當(dāng)鍋爐出力到達(dá)25%BMCR后，閥應(yīng)完全關(guān)閉，此時通過汽水別離器的工質(zhì)已到達(dá)完全過熱的單相汽態(tài)，因此鍋爐的運(yùn)行模式從原來汽水二相的濕態(tài)運(yùn)行〔也即再循環(huán)模式〕轉(zhuǎn)為干態(tài)運(yùn)行即直流運(yùn)行模式，此時鍋爐到達(dá)最小直流負(fù)荷25%BMCR。從此，主蒸汽的壓力與溫度分別由給水泵和煤水比來控制，鍋爐的出力也逐步提高。啟動系統(tǒng)的熱備用：當(dāng)鍋爐到達(dá)25%BMCR最低直流負(fù)荷后，應(yīng)將啟動系統(tǒng)解列，啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)入熱備用狀態(tài)，此時通往疏水?dāng)U容器的別離器疏水支管上的三只疏水調(diào)節(jié)閥和電動截止閥已全部關(guān)閉。隨著直流工況運(yùn)行時間的增加，為使管道保持在熱備用狀態(tài)，省煤器出口到疏水調(diào)節(jié)閥的加熱管道上的截止閥始終開啟著，因此可以用來加熱疏水調(diào)節(jié)閥并有一路進(jìn)入泵出口管道以加熱循環(huán)泵及其管道及泵出口調(diào)節(jié)閥。另外，在鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行時，別離器及貯水箱已轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行，考慮到時間一長，別離器和貯水箱因冷凝作用可能積聚少量冷凝水，此時可通過別離疏水管道上的支管上的熱備用泄放閥將少量的冷凝水送往過熱器噴水減溫器。啟動循環(huán)泵事故解列時的鍋爐啟動：本工程啟動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也考慮了再循環(huán)泵解列后鍋爐的啟動，由于通往疏水?dāng)U容器的別離器疏水管道尺寸和管道上三只水位調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)通流能力可以滿足汽水膨脹階段以及因再循環(huán)泵事故運(yùn)行時全部沖洗水量均可排入疏水?dāng)U容器和凝結(jié)水箱，水質(zhì)不合格的排入廢水池，水質(zhì)合格的那么排入冷凝器。因此，當(dāng)循環(huán)泵解列時，鍋爐仍可正常啟動包括極熱態(tài)、熱態(tài)、溫態(tài)和冷態(tài)啟動直到鍋爐到達(dá)25%BMCR最低直流負(fù)荷，完成鍋爐由濕態(tài)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換成干態(tài)運(yùn)行模式，除在鍋爐的上水和水沖洗階段，此時，給水泵的給水量增大至等于疏水管道排入擴(kuò)容器的水量，而在汽水膨脹和渡過膨脹后的階段以及熱態(tài)沖洗階段，其給水量和排入擴(kuò)容器的水量與別離器水量之差和蒸汽產(chǎn)量與排入擴(kuò)容器水量之和基本相等。另外，在整個啟動過程中由于再循環(huán)泵的解列，水冷壁系統(tǒng)的水循環(huán)動力〔循環(huán)壓頭〕改由給水泵提供所需的壓頭。第三局部機(jī)、爐、電主保護(hù)梳理一、鍋爐MFT保護(hù)1、手動MFT，雙按鈕串聯(lián)后送3路至DCS,再進(jìn)展三取二。2、喪失再熱器保護(hù)在蒸汽閉鎖條件下，存在總?cè)剂狭髁看笥?0％MCR，并超過10秒。兩臺送風(fēng)機(jī)均停兩臺引風(fēng)機(jī)均停所有鍋爐給水泵均停鍋爐出口主蒸汽壓力高高保護(hù),鍋爐出口主蒸汽壓力信號模擬量高高三取二與上汽機(jī)側(cè)主蒸汽壓力A/B側(cè)壓力任一高信號MFT保護(hù)動作。全爐膛滅火保護(hù),任一臺給煤機(jī)投運(yùn)證實(shí)延時120秒后，所有火檢失去所有燃料喪失，同時滿足三條：a、任一油角閥開60s或微油模式下，RS觸發(fā)器置“1〞，MFT時復(fù)歸；b、所有油角閥、微油角閥全關(guān)或OFT或燃油快關(guān)閥關(guān)閉；c、所有給煤機(jī)未在服務(wù)。汽輪機(jī)跳閘MFT，汽機(jī)跳閘信號由DEH側(cè)表征后送DCS進(jìn)展三取二判斷。機(jī)組負(fù)荷大于30%，汽機(jī)跳閘去MFT；機(jī)組負(fù)荷小于30%，高旁開度小于一定3％，汽機(jī)跳閘延時10s觸發(fā)MFT保護(hù)。尾部煙道后墻入口聯(lián)箱入口溫度高高保護(hù)，一級過熱器出口聯(lián)箱出口溫度兩側(cè)高高三取二相與延時3秒保護(hù)動作。鍋爐總風(fēng)量低低保護(hù)：鍋爐總風(fēng)量低于25%延時20s火檢冷卻風(fēng)壓力低低保護(hù)：保護(hù)動作延時60s：模擬量經(jīng)低限后三取二延時60s爐膛壓力高高，爐膛壓力大于5.88kPa爐膛壓力低低，爐膛壓力小于-5.88kPa給水流量低低，給水流量小于542t/h延時30秒二、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)保護(hù)1、電超速保護(hù)電超速保護(hù)共兩路，采用三選二邏輯，任一路動作即觸發(fā)ETS保護(hù)，軟、硬回路同時動作。2、手動停機(jī)按鈕在操作員站上同時按下兩個停機(jī)按鈕即觸發(fā)ETS保護(hù)。3、電氣保護(hù)對于某些重要故障如差動、定子接地等故障保護(hù)，不能為此汽輪發(fā)電機(jī)組空轉(zhuǎn)的，需要將汽機(jī)跳閘。該動作信號也是作用于ETS。4、FM458高速處理器故障即汽輪機(jī)失控。兩塊FM458卡件故障或冗余卡件與主卡程序不一致。5、汽輪機(jī)附加保護(hù)2號機(jī)柜中形成的綜合保護(hù)以3付硬接線〔常閉〕接至1號機(jī)柜。通訊檢測后的信號為報警，未經(jīng)處理的信號進(jìn)展三取二用于保護(hù)。6、啟動裝置<7.5%此時，汽機(jī)也已經(jīng)跳閘。7、鍋爐MFT8、定冷水溫度>589、定冷水流量<96m310、發(fā)電機(jī)冷氫溫度>5311、發(fā)電機(jī)勵磁熱風(fēng)溫度>80℃12、凝汽器水位>1650mm，〔取消該保護(hù)〕13、凝汽器壓力保護(hù)凝汽器壓力保護(hù)可分兩局部〔均為帶質(zhì)量判斷的三選二〕：a.凝汽器壓力>28kPa，轉(zhuǎn)速>402rpm時，直接觸發(fā)ETS保護(hù)b.凝汽器壓力超過計(jì)算值〔為低壓缸進(jìn)氣壓力的函數(shù)〕，轉(zhuǎn)速>402rpm時，延時5分鐘觸發(fā)ETS保護(hù)。14、軸向位移>±1mm15、軸承座振動高1～5號軸承座振動>11.8mm/s6～8號軸承座振動>14.7mm/s16、軸瓦溫度高此保護(hù)共有二十一個通道，均采用帶質(zhì)量判斷的三選二邏輯。1～5號軸瓦溫度>130℃，6～8號軸瓦溫度>10717、潤滑油母管壓力低，<2.3bar18、潤滑油油箱油位低低，油位的上下限為轉(zhuǎn)速的函數(shù)19、低壓缸排汽溫度>11020、潤滑油供應(yīng)故障，油位低時跳機(jī)不跳泵，21、EH油母管壓力低低，油壓<105bar22、高中壓主汽門/調(diào)門故障，當(dāng)高、中壓缸兩路進(jìn)汽門均出現(xiàn)故障，即高中壓缸斷汽時，ETS保護(hù)動作。23、高壓缸葉片溫度保護(hù)，高壓缸進(jìn)汽蒸汽溫度為12級后的溫度，共三個測點(diǎn)。高壓內(nèi)缸前部溫度計(jì)算值由高壓內(nèi)缸壁溫90%測量值〔三點(diǎn)〕計(jì)算得到后幾級葉片的模擬值。當(dāng)蒸汽溫度超過此計(jì)算值時，觸發(fā)葉片溫度保護(hù)。溫度高切除高壓缸，高高跳機(jī)。第四局部協(xié)調(diào)及啟動系統(tǒng)控制說明1、機(jī)組控制方式1.1機(jī)爐協(xié)調(diào)控制〔CCS〕方式：機(jī)組負(fù)荷指令〔就是功率需求〕同時送給鍋爐和汽機(jī)，以便使輸入給鍋爐的能量能與汽機(jī)的輸出能量相匹配。汽機(jī)調(diào)門控制將直接響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令，鍋爐輸入指令將根據(jù)經(jīng)主蒸汽壓力偏差修正的機(jī)組負(fù)荷指令形成。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制〔CCS〕運(yùn)行方式的投入，不僅要把鍋爐輸入控制和汽機(jī)主控投入自動，而且還要把所有的主要控制回路投入自動控制方式，例如給水控制、燃料量控制、風(fēng)量控制和爐膛壓力控制。1.2鍋爐跟蹤控制〔BF〕方式：汽機(jī)主控在機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式運(yùn)行期間切換到手動時，運(yùn)行方式就會從CCS方式切換到BF方式。在這種運(yùn)行方式下，機(jī)組負(fù)荷通過操作人員手動改變汽機(jī)主控輸出來改變。在“鍋爐輸入控制自動〞和“汽機(jī)主控手動〞條件下，根據(jù)用實(shí)際負(fù)荷信號修正的主蒸汽壓力偏差自動地設(shè)定去鍋爐的需求指令，負(fù)荷指令信號跟蹤實(shí)際的負(fù)荷信號。1.3鍋爐輸入控制〔BI〕方式：鍋爐的輸入指令是由操作人員手動操作給出的，操作人員通過改變鍋爐輸入控制改變機(jī)組負(fù)荷。在“鍋爐輸入控制手動〞和“汽機(jī)主控自動〞的條件下，根據(jù)主蒸汽壓力偏差自動地設(shè)置去汽機(jī)調(diào)門的控制指令。在這種方式下，負(fù)荷指令信號跟蹤實(shí)際的負(fù)荷信號。當(dāng)發(fā)生輔機(jī)故障快速減負(fù)荷〔RB〕時，會自動地選擇鍋爐輸入控制方式。1.4鍋爐手動控制〔BH〕方式在機(jī)組啟動和停頓期間使用這種方式。當(dāng)在干態(tài)方式運(yùn)行期間給水控制切換到手動時，或在濕態(tài)方式運(yùn)行期間燃料量控制切換到手動時，會自動的地選擇這種方式。在這種運(yùn)行方式下，機(jī)組負(fù)荷是不受控的。如果汽機(jī)主控處于自動方式，那么汽機(jī)調(diào)門將控制主蒸汽壓力。2、機(jī)組負(fù)荷控制機(jī)組給定負(fù)荷信號受所允許的負(fù)荷范圍以及負(fù)荷變化率限制。負(fù)荷變化率可以由運(yùn)行人員手動設(shè)定或根據(jù)目標(biāo)負(fù)荷自動設(shè)定。2.1目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定在機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式下，機(jī)組的目標(biāo)負(fù)荷可以由運(yùn)行人員手動設(shè)定，也可以承受中調(diào)來的負(fù)荷指令信號。如果機(jī)組不在機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式下，目標(biāo)負(fù)荷跟蹤實(shí)際的負(fù)荷信號。在不承受中調(diào)指令時，目標(biāo)負(fù)荷可在機(jī)爐協(xié)調(diào)畫面的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定區(qū)設(shè)定，也可以在該畫面上投入ADS方式承受中調(diào)來的指令。2.2負(fù)荷變化率設(shè)定為了防止目標(biāo)負(fù)荷出現(xiàn)階躍變化對控制系統(tǒng)的沖擊，控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了負(fù)荷變化率限制。負(fù)荷變化率可以手動設(shè)定，也可以自動設(shè)定。在自動方式時，根據(jù)機(jī)組給定負(fù)荷或者鍋爐輸入指令自動給出機(jī)組的負(fù)荷變化率。在手動方式時，負(fù)荷變化率可在機(jī)爐協(xié)調(diào)畫面的負(fù)荷變化率設(shè)定區(qū)設(shè)定。3、鍋爐主控鍋爐輸入指令信號在CCS方式下由機(jī)組給定負(fù)荷信號和主蒸汽壓力校正信號組合形成，在BF方式下由機(jī)組實(shí)際負(fù)荷信號和主蒸汽壓力校正信號組合形成。在BI方式下，鍋爐輸入指令信號可以由運(yùn)行人員在鍋爐主控操作器上手動輸入。當(dāng)發(fā)生機(jī)組RUNBACK工況時，鍋爐輸入指令信號將根據(jù)預(yù)先設(shè)定的RUNBACK目標(biāo)值和RUNBACK速率強(qiáng)制下降。在BH方式下，鍋爐輸入指令在干態(tài)運(yùn)行時跟蹤給水流量信號〔轉(zhuǎn)換成MW單位〕，在濕態(tài)運(yùn)行時跟蹤實(shí)際負(fù)荷信號。4、汽機(jī)主控機(jī)組運(yùn)行在CCS方式下時，汽機(jī)主控承受機(jī)組主控系統(tǒng)來的機(jī)組給定負(fù)荷信號控制發(fā)電機(jī)有功功率，所以機(jī)組實(shí)際負(fù)荷將和給定負(fù)荷相等；如果主汽壓力偏差超過控制系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，汽機(jī)主控將不再控制機(jī)組負(fù)荷，轉(zhuǎn)而控制主蒸汽壓力以便維持汽機(jī)輸出和鍋爐輸入相匹配,即稱為汽機(jī)調(diào)門的超馳控制。汽機(jī)主控在CCS方式下使用的控制機(jī)組功率的PI控制器和在BI或BH方式下可能使用的控制主蒸汽壓力的PI控制器分別單獨(dú)設(shè)計(jì)，以便改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。汽機(jī)主控考慮了隨機(jī)組負(fù)荷不同的變參數(shù)功能。采用主蒸汽壓力偏差校正實(shí)際負(fù)荷，并對汽機(jī)調(diào)門給出某種限制。通過增加這些功能，可以防止汽機(jī)調(diào)門的快速變化并使得機(jī)組可能快速適應(yīng)負(fù)荷要求。5、主蒸汽壓力控制通過下述兩種方法自動給出主蒸汽壓力的滑壓設(shè)定值：a)在CCS方式下根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令信號b)在非CCS方式下根據(jù)鍋爐輸入指令信號在主蒸汽壓力設(shè)定值手動設(shè)定允許時，也可以由運(yùn)行人員改變主蒸汽壓力設(shè)定值。在主蒸汽壓力設(shè)定值回路中設(shè)計(jì)了一個相應(yīng)于鍋爐時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，這是由于鍋爐時間常數(shù)的影響，使得當(dāng)鍋爐輸入指令變化時主蒸汽壓力的響應(yīng)有一個滯后。如果沒有這個環(huán)節(jié)，將有可能引起汽機(jī)調(diào)門的超馳控制，進(jìn)而引起限制機(jī)組負(fù)荷。6、濕態(tài)/干態(tài)切換作為超臨界鍋爐的特點(diǎn)，有兩種運(yùn)行方式。它們的分界點(diǎn)大約在鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量等于鍋爐最小給水流量的工況點(diǎn)上。如果鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量小于鍋爐最小給水流量，即稱為“濕態(tài)方式〞，如果鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量大于鍋爐最小給水流量，即稱為“干態(tài)方式〞。濕態(tài)運(yùn)行方式可以被看作一個汽包鍋爐。當(dāng)然，隨著鍋爐運(yùn)行方式的不同，控制策略也會不同。大體上，可以根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令來判斷鍋爐運(yùn)行方式的切換。當(dāng)鍋爐由濕態(tài)方式切換到干態(tài)方式時，汽水別離器儲水箱液位也被用作一個切換條件。7、RUNBACKRUNBACK〔RB〕功能設(shè)計(jì)用在下述工況上：如果在機(jī)組正常運(yùn)行時出現(xiàn)鍋爐或汽機(jī)重要輔機(jī)事故跳閘的工況,鍋爐輸入指令將會按照預(yù)先設(shè)定的速率快速下降，下降速率根據(jù)跳閘輔機(jī)的種類不同而有所不同。如果不作上述處理，機(jī)組將不能繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。鍋爐輸入指令將一直下降到剩余運(yùn)行輔機(jī)所能允許的負(fù)荷水平為止。為了到達(dá)鍋爐輸入指令快速下降的目的，鍋爐側(cè)的相應(yīng)子控制回路均應(yīng)在自動控制方式，這些子控制回路包括給水、燃料量、送風(fēng)和爐膛壓力。此外，為了到達(dá)快速穩(wěn)定壓力控制以防止由于鍋爐輸入指令變化造成主蒸汽壓力波動的目的，還需要使汽機(jī)主控處于自動運(yùn)行方式。RB發(fā)生后，鍋爐輸入指令將在鍋爐輸入方式下以預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值和變化率來減少，這時機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式將退出。本工程現(xiàn)在設(shè)計(jì)的RB考慮了以下輔機(jī)：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、空預(yù)器和給水泵。8、穿插限制功能謂穿插限制功能，就是指在諸如給水、燃料和風(fēng)量的每個流量需求指令上加上一些限制，以確保這些參數(shù)之間的不平衡在任何工況下都不會超出最大允許的限值。這些功能只有在相應(yīng)的回路運(yùn)行在自動方式下才有效?！扇剂狭拷o出給水流量指令的最大和最小限制－由給水流量給出燃料量指令的最大限制－由總風(fēng)量給出燃料量指令的最大限制－由燃料量給出總風(fēng)量指令的最小限制9、協(xié)調(diào)控制回路的總體說明協(xié)調(diào)控制回路使用目標(biāo)負(fù)荷與機(jī)組實(shí)際負(fù)荷相比較。目標(biāo)負(fù)荷信號通常由操作人員手動給出，或來自于電網(wǎng)調(diào)度指令。這個目標(biāo)負(fù)荷信號通過一個速率限制器，該速率限制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的限值來限制目標(biāo)負(fù)荷的變化率。如果目標(biāo)負(fù)荷的變化率率小于所選定的限制率，目標(biāo)負(fù)荷將不受限制地向后傳遞。如果目標(biāo)負(fù)荷的變化率率大于所選定的限制率，目標(biāo)負(fù)荷將只能以該速率限制器所選定的最大變化率向后傳遞。然后，該目標(biāo)負(fù)荷信號被送到一個加法器中。在這個加法器上，給目標(biāo)負(fù)荷加上一個頻率偏差信號，以補(bǔ)償系統(tǒng)頻率偏差。然后兩個信號的和通過“負(fù)荷限制器〞的選擇器〔高值和低值選擇器〕。“負(fù)荷限制器〞的輸出信號就是所謂的“機(jī)組給定負(fù)荷〞。機(jī)組給定負(fù)荷信號然后分配給汽機(jī)主控和鍋爐主控。去汽機(jī)主控的機(jī)組給定負(fù)荷信號用于和機(jī)組發(fā)出的實(shí)際功率相比較的負(fù)荷設(shè)定值。將主蒸汽壓力的偏差信號加到所產(chǎn)生功率信號以補(bǔ)償主蒸汽壓力的偏差。來自加法器的輸出信號就是所謂的修正的功率指令。在協(xié)調(diào)控制方式下，減法器送出一個代表期望值與實(shí)際〔修正過的〕負(fù)荷之間差的誤差信號〔功率控制信號〕給汽機(jī)電液調(diào)速器。去汽機(jī)電液調(diào)速器的功率控制信號通過高、低選擇器。在正常運(yùn)行下，功率控制信號直通這些選擇器到達(dá)PI調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出信號送給汽機(jī)電液調(diào)速器。然而，當(dāng)主蒸汽壓力的偏差過大時，高、低值選擇器就會閉鎖功率控制信號通過，而允許由主蒸汽壓力偏差信號取而代之發(fā)送給電液調(diào)速器。在這些條件下，電液調(diào)速器中斷了功率控制而改為主蒸汽壓力控制。在高值選擇器邏輯里，減法器在協(xié)調(diào)控制方式下從主蒸汽壓力的偏差信號里減掉一個7bar信號。在低值選擇器邏輯里，加法器在協(xié)調(diào)控制方式下在主蒸汽壓力的偏差信號上加上一個7bar信號。中選擇鍋爐輸入〔BI〕或鍋爐手動〔BM〕方式時，汽機(jī)主控將由另一個PI壓力調(diào)節(jié)器來控制主蒸汽壓力，這個PI調(diào)節(jié)器和汽機(jī)側(cè)功率PI調(diào)節(jié)器是分開的。去鍋爐輸入控制的機(jī)組給定負(fù)荷信號被送到一個加法器，在那里加上主蒸汽壓力的校正信號，然后通過RB切換器送到諸如給水、燃料量、爐膛壓力等相關(guān)的鍋爐子控制回路。10、BTU熱值修正回路當(dāng)鍋爐的煤種發(fā)生變化時，煤的熱值也將變化，此時一樣的負(fù)荷燃料指令將產(chǎn)生不同的鍋爐熱負(fù)荷值，此時機(jī)組的負(fù)荷和主蒸汽壓力都將出現(xiàn)變化,為了解決這一問題，必須在系統(tǒng)中對煤的熱值進(jìn)展自動或手動修正。校正回路的原理如下：當(dāng)前負(fù)荷對應(yīng)的理論煤量和修正后實(shí)際煤量之間存在著偏差時，系統(tǒng)便開場修正熱值信號，同時將修正后的熱值信號對燃料主控指令進(jìn)展修正。11、燃料主控11.1燃料量指令11.1.1總?cè)剂狭靠刂迫剂狭靠刂频哪康木褪强刂瓶側(cè)剂狭恳詽M足當(dāng)前鍋爐輸入的需求?？?cè)剂狭坑蓛煞N燃料流量組成〔煤和輕油〕。11.1.2總?cè)剂狭恐噶羁側(cè)剂狭恐噶钍歉鶕?jù)不同的啟動方式所要求的鍋爐輸入指令產(chǎn)生的。給水/燃料比率指令加在總?cè)剂狭恐噶钌稀Ｍ瑫r考慮了穿插限制功能和再熱器保護(hù)功能。主燃料煤的實(shí)際發(fā)熱值可能有所改變，而鍋爐的吸熱條件取決于燃料的種類和燃燒器所在的層位置。為了對這種情況進(jìn)展補(bǔ)償，把給水/燃料比率偏置〔WFR〕指令加在總?cè)剂狭恐噶钌稀Ａ硗?，為了改進(jìn)鍋爐在負(fù)荷改變期間的響應(yīng)，加進(jìn)鍋爐輸入變化率指令〔BIR-FF〕作為前饋信號。11.1.3穿插限制功能確保不平衡始終不超出規(guī)定限值－由于總給水量缺乏而引起的燃料量指令減少－由于總風(fēng)量缺乏而引起的燃料量指令減少11.1.4再熱器保護(hù)功能當(dāng)進(jìn)入再熱器的蒸汽通道還沒建設(shè)時,燃料量指令必須低于限制值。11.2給水/燃料比率控制給水/燃料比率〔WFR〕指令是通過下述方法產(chǎn)生的。當(dāng)鍋爐處于濕態(tài)運(yùn)行方式時，主蒸汽壓力由燃料量控制〔和汽包鍋爐一樣〕。在這種情況下，是通過調(diào)整給水/燃料比率指令來控制主蒸汽壓力。主燃料煤實(shí)際發(fā)熱值也許改變，鍋爐吸熱收條件取決于燃料的種類和燃燒器所在層的高度。當(dāng)鍋爐處于干態(tài)運(yùn)行方式時，調(diào)整給水/燃料比率指令，以補(bǔ)償上述變化。在這種情況下，給水/燃料比率指令控制汽水別離器入口蒸汽的過熱度。此外，為了保護(hù)鍋爐，必須把過熱度控制在適當(dāng)?shù)脑O(shè)定點(diǎn)上。為了協(xié)助主蒸汽溫度的控制，還把每一局部的溫度偏差加起來作為比例控制信號。當(dāng)一級過熱器出口蒸汽溫度超過基于別離器壓力的設(shè)定值時，將減少燃料指令。這將超馳給水/燃料比率控制。當(dāng)別離器入口過熱度變得比由別離器壓力形成的設(shè)定值低〔高〕時，將會通過積分作用增加〔減少〕給水/燃料比率指令。12、給煤機(jī)控制12.1總煤量指令總煤量指令是由總?cè)剂狭恐噶顪p去實(shí)際燃油流量得出的。12.2給煤機(jī)主控總煤量指令和實(shí)際測量的總給煤量比較，然后分配給每臺給煤機(jī)作為每臺給煤機(jī)的給煤量指令。當(dāng)給煤機(jī)主控在手動操作方式時，可以通過對給煤機(jī)主控的手動增減實(shí)現(xiàn)對所有給煤機(jī)給煤量的同時等量增減。如果在CCS方式或BI方式下給煤機(jī)主控輸出到達(dá)控制范圍的極限值，機(jī)組將無法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，因此設(shè)計(jì)了增/降閉鎖功能，以便維持機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，該項(xiàng)閉鎖也是控制系統(tǒng)的一項(xiàng)保護(hù)功能。12.3總煤量調(diào)節(jié)器增益自動修正根據(jù)投入自動的給煤機(jī)臺數(shù)自動修正總煤量調(diào)節(jié)器控制增益的功能。12.4給煤機(jī)給煤量控制每臺給煤機(jī)具備單獨(dú)的給煤量操作器。可通過單獨(dú)設(shè)定偏置對每臺給煤機(jī)給煤量進(jìn)展調(diào)整。13、給水控制13.1給水控制給水控制的目的是控制總給水流量，以滿足當(dāng)前鍋爐輸入指令。總給水流量在省煤器入口測量?；阱仩t輸入指令的給水流量指令受到總?cè)剂狭康拇┎逑拗?，以保證調(diào)節(jié)過程產(chǎn)生的不平衡始終不超出規(guī)定限值。另外，在所有工況下，都要維持給水流量的指令高于鍋爐最小給水流量，以保護(hù)鍋爐受熱面。由于上述控制邏輯，在無外部干預(yù)下，鍋爐控制的狀態(tài)可以在濕態(tài)別離器〔濕態(tài)方式〕和干態(tài)別離器〔干態(tài)方式〕之間雙向切換。這是因?yàn)榻o水流量和燃料量的比率在低負(fù)荷條件下比較高。因此，進(jìn)入別離器的蒸汽隨著負(fù)荷降低濕度就會增加，隨著負(fù)荷升高干度就會增加。鍋爐最小流量由過熱器總的噴水流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出，這是因?yàn)檫^熱器噴水管道是從鍋爐省煤器出口分出來的一路。另外，在機(jī)組啟開工況下，考慮到機(jī)組的熱平衡，啟動偏置加到鍋爐最小流量指令里。為了防止省煤器汽化現(xiàn)象的發(fā)生，在給水流量需求指令上還加上正的偏置以增加給水流量。主調(diào)節(jié)器使用一個對給水流量偏差進(jìn)展比例加積分功能去產(chǎn)生副調(diào)節(jié)器〔鍋爐給水泵流量調(diào)節(jié)器〕的鍋爐給水泵流量需求指令。13.2給水泵最小流量控制根據(jù)每臺給水泵的入口流量來控制通過每臺泵的最小給水流量，這是為了確保泵的安全運(yùn)行。給水泵的入口流量送到函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器的輸出作為泵最小流量閥的指令。當(dāng)入口流量信號增加時，函數(shù)發(fā)生器輸出減少；當(dāng)入口流量信號減少時，函數(shù)發(fā)生器輸出增加。修正后的函數(shù)發(fā)生器輸出信號用來調(diào)節(jié)泵最小流量調(diào)節(jié)閥。在最小流量控制回路中，有兩個函數(shù)發(fā)生器，再經(jīng)小選和大選后形成最小流量閥開度指令。13.3汽水別離器控制13.3.1汽水別離器液位控制汽水別離器〔WS〕液位控制的目的就是通過鍋爐再循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥〔BR〕、儲水箱液位調(diào)節(jié)閥〔WDC〕和鍋爐再循環(huán)泵熱備用疏水排放閥來維持別離器儲水箱的液位低于要求值。別離器的疏水原那么上僅在鍋爐清洗和濕態(tài)方式期間進(jìn)展。13.3.2鍋爐再循環(huán)水流量控制鍋爐再循環(huán)水流量控制的目的，就是通過將鍋爐在濕態(tài)運(yùn)行期間所產(chǎn)生的疏水再循環(huán)，到達(dá)回收熱量和提高鍋爐效率的效果。鍋爐再循環(huán)水流量的設(shè)定值根據(jù)別離器儲水箱液位經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出。如果儲水箱液位比要求值高，并且BCP已啟動，那么就會啟動控制BR流量的PI調(diào)節(jié)器，以便使BR流量與水別離器儲水箱的液位相匹配。之后，當(dāng)鍋爐蒸汽流量增大并且儲水箱液位下降時，BR流量也將會減少。最終BR閥將關(guān)閉，BCP將停頓。即在干態(tài)方式時鍋爐再循環(huán)量將為零。鍋爐再循環(huán)水流量設(shè)定值的產(chǎn)生有如下四種工況：a)在濕態(tài)運(yùn)行期間的正常設(shè)定值b)用于鍋爐啟動時使用汽動給水泵的設(shè)定值。如果需要采用汽動給水泵啟動鍋爐，那么應(yīng)減少BR流量設(shè)定值，以便可以增加給水流量，因?yàn)橛善麆咏o水泵來進(jìn)展低流量范圍的控制是不可行的。c)防止省煤器汽化的設(shè)定值。如果省煤器出口溫度增加，為了減少它，暫時減少BR設(shè)定值，以便增加來自鍋爐給水泵的給水流量。d)防止第一支燃燒器點(diǎn)火時膨脹現(xiàn)象的設(shè)定值。暫時減少BR設(shè)定值，以便WS疏水箱液位不再跌落。當(dāng)鍋爐再循環(huán)泵停頓時，BR閥被強(qiáng)制關(guān)閉。13.3.3WDC的控制儲水箱液位調(diào)節(jié)閥〔WDC〕是根據(jù)汽水別離器儲水箱液位的函數(shù)來控制的。為每一個液位調(diào)節(jié)閥單獨(dú)配備了函數(shù)發(fā)生器，這三個調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)用在不同的汽水別離器儲水箱水位范圍。函數(shù)發(fā)生器參數(shù)設(shè)置為在別離器疏水調(diào)節(jié)閥A翻開后才能開啟別離器疏水調(diào)節(jié)閥B和C。另外，為了在液位快速變化時提前動作，在別離器疏水調(diào)節(jié)閥B和C的控制程序上加上了液位微分信號。WDC閥將作為BR閥在濕態(tài)方式運(yùn)行期間和BCP熱備用疏水排放調(diào)節(jié)閥在干態(tài)方式運(yùn)行期間的危急后備之用。當(dāng)別離器疏水調(diào)節(jié)閥出口的隔離閥關(guān)閉時，將強(qiáng)制關(guān)閉疏水調(diào)節(jié)閥。13.3.4BCP熱備用疏水排放閥的控制鍋爐再循環(huán)泵熱備用疏水排放調(diào)節(jié)閥也是根據(jù)汽水別離器儲水箱的液位的函數(shù)來控制的。該閥門只在鍋爐干態(tài)方式運(yùn)行時開啟，通過BCP熱備用疏水到三級過熱器側(cè)的管路的排放來防止汽水別離器液位的形成。在鍋爐濕態(tài)方式運(yùn)行期間，該閥始終關(guān)閉。13.3.5BCP噴射水的控制在濕態(tài)方式運(yùn)行期間，通過該調(diào)節(jié)閥維持1-3%MCR的噴射水流量以冷卻疏水。在干態(tài)方式運(yùn)行期間，該閥門將被關(guān)閉。然而，通過該閥門的旁路節(jié)流孔板仍可保持暖管。第五局部汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器DTC1DTC概述汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器是DEH的核心局部。它通過控制一個或多個高、中壓調(diào)門的開度來調(diào)整進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，到達(dá)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷或主汽門前壓力的目的。除此以外，SIEMENSDEH調(diào)節(jié)器還具有限制高壓葉片壓力、高排溫度等保護(hù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)功能，并在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏離時能及時增、減機(jī)組出力來調(diào)整電網(wǎng)頻率；機(jī)組出現(xiàn)負(fù)荷大擾動甚至發(fā)生甩負(fù)荷后仍能帶廠用電或維持汽輪機(jī)定速運(yùn)行。SIEMENSDEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用積木塊設(shè)計(jì)，包括以下幾個局部：?速度/負(fù)荷控制?主蒸汽壓力控制?高壓缸排汽溫度控制?高壓缸葉片前基本壓力的極限壓力控制?高壓缸壓力比控制?設(shè)定值的形成?閥位控制圖2-1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器DTC的構(gòu)造圖轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器和啟動裝置限制值TAB的等三路輸出信號通過中央小選模塊，形成有效的允許設(shè)定值去作用高、中壓調(diào)門。為了汽輪機(jī)的安全和控制品質(zhì)的優(yōu)化，高、中壓調(diào)門允許進(jìn)汽設(shè)定值還要進(jìn)展三次不同的處理和修正，才形成最終的調(diào)門開度指令：1〕高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器和高排溫度限制調(diào)節(jié)器根據(jù)功能的不同，分別通過“小選〞和“減法〞對高、中壓調(diào)門的允許進(jìn)汽設(shè)定值進(jìn)展處理；2〕允許進(jìn)汽設(shè)定值進(jìn)展調(diào)門特性曲線的線性化修正處理；3〕由閥位限制設(shè)定值進(jìn)展限制。為了實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)功能，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器DTC與汽輪機(jī)開環(huán)系統(tǒng)的汽輪機(jī)自啟動程控SGCST、汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)ETS、機(jī)組協(xié)調(diào)控制BLE、熱應(yīng)力評估TSE、閥門自動試驗(yàn)ATT以及液壓控制回路EHA等系統(tǒng)或模塊存在信息和信號的交互與傳輸。2轉(zhuǎn)速控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括實(shí)際轉(zhuǎn)速測量和處理模件NT、轉(zhuǎn)速設(shè)定值模件NS以及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器等三大局部，其作用是根據(jù)汽輪機(jī)自啟動程控SGCST設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，完成汽輪機(jī)從啟動到中速暖機(jī)、再升至額定轉(zhuǎn)速暖機(jī)到同期并網(wǎng)的轉(zhuǎn)速控制。在這過程中，為了限制汽輪機(jī)的熱應(yīng)力，機(jī)組的升降速率取決于熱應(yīng)力評估TSE模塊，運(yùn)行人員無法手動干預(yù)。另外，根據(jù)工頻一致原理，機(jī)組并網(wǎng)期間也可通過轉(zhuǎn)速控制到達(dá)負(fù)荷控制的目的。2.1轉(zhuǎn)速的測量和處理NT汽輪機(jī)的大軸上有一個齒輪盤，齒輪盤的凹槽是一個固定數(shù)。齒輪盤隨汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，每個凹槽轉(zhuǎn)過傳感器時都會使傳感器的感應(yīng)電壓發(fā)生變化，傳感器輸出信號的頻率也因此與汽機(jī)轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系。通過這個頻率和齒輪數(shù)就可以方便的計(jì)算出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速測量和處理的回路見圖2-2。圖2-2轉(zhuǎn)速NT測量和處理的原理圖汽輪機(jī)共有六個轉(zhuǎn)速傳感器，每三個一組，分成兩組。每組的轉(zhuǎn)速測量值通過3個通道讀入汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速測量和處理模件中。信號進(jìn)入NT模件后首先進(jìn)展高頻濾波處理，再由一個三選一功能塊按通道1、2、3的優(yōu)先順序選取一個正常通道的信號作為汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值〔NT〕。該三選一功能塊還會對三個通道進(jìn)展監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)通道故障后會給出通道故障報警〔STNT1/2/3〕。實(shí)際轉(zhuǎn)速值NT提供應(yīng)以下模件和自動處理單元：·OM畫面顯示·汽輪機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)DTS·汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)DTSZ·汽輪機(jī)應(yīng)力計(jì)算程序WTG·電液油動機(jī)控制裝置EHAS·轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR·轉(zhuǎn)速設(shè)定值模件NS·甩負(fù)荷識別模件LAW由于大型汽輪發(fā)電機(jī)組都是撓性轉(zhuǎn)子，軸系的工作轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)子的固有頻率。當(dāng)機(jī)組的轉(zhuǎn)動頻率和轉(zhuǎn)子的固有頻率一致時，機(jī)組會因共振引起振動加劇，從而影響機(jī)組安全，所以一般在機(jī)組啟動過程中都要求以較快的轉(zhuǎn)速通過臨界轉(zhuǎn)速，這就是所謂的過臨界。轉(zhuǎn)速測量和處理NT模件提供了對臨界轉(zhuǎn)速的監(jiān)視，根據(jù)該型汽輪機(jī)的特點(diǎn)，其臨界轉(zhuǎn)速分為兩個區(qū)域，臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域的開場限值GSPA和完畢限值GSPE分別是：390r/min～840r/min和900r/min～2850r/min。模件再對實(shí)際轉(zhuǎn)速信號進(jìn)展微分處理，可以獲取轉(zhuǎn)速的變化率，即平常所說的升、降速率。一般要求過臨界的轉(zhuǎn)速不少于100r/min2。在汽機(jī)啟動過程中〔非汽機(jī)跳閘后的惰走過程〕，當(dāng)轉(zhuǎn)速落在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)時發(fā)現(xiàn)機(jī)組的升速率低于100r/min2，DEH將退出啟動，發(fā)出升速率過小NTGRKL的報警，OM上的ACCL<min指示燈亮。DEH對機(jī)組啟動過程中的熱應(yīng)力控制十分嚴(yán)格，從沖轉(zhuǎn)條件到暖機(jī)程度的判斷，從升速率的計(jì)算到變負(fù)荷速率的限制，熱應(yīng)力評估器TSE都發(fā)揮重要作用。因此機(jī)組在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)發(fā)生TSE故障，發(fā)出WTS信號時，DEH也將退出啟動。DEH退出啟動時，會發(fā)出給轉(zhuǎn)速設(shè)定模件NS發(fā)出退出啟動信號ANFABR。此時轉(zhuǎn)速設(shè)定值＝當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)速－60r/min，從而確保調(diào)門可靠關(guān)閉直至退出臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域后，由運(yùn)行人員在OM上復(fù)置“轉(zhuǎn)速設(shè)定值復(fù)位子環(huán)〞后，發(fā)出SWFQ信號，DEH才會將退出啟動信號ANFABR復(fù)位，并允許DEH再次設(shè)高目標(biāo)轉(zhuǎn)速沖轉(zhuǎn)。為模擬電網(wǎng)頻率擾動，在轉(zhuǎn)速測量和處理模件中附加了一個頻率變化仿真模塊STFCH。當(dāng)模擬電網(wǎng)頻率擾動的命令開場，仿真模塊在一定的范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要的變化率、幅值和持續(xù)時間給出一個模擬的頻率變化量，并加到轉(zhuǎn)速的實(shí)際值中。圖2-3轉(zhuǎn)速設(shè)定值形成原理圖2.2轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS轉(zhuǎn)速設(shè)定值的形成分為兩大局部。第一局部是目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定。目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS是不同工況下汽輪機(jī)需要到達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值。將目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS經(jīng)過速率限制后生成的轉(zhuǎn)速指令成為延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV。其中延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值是有效的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，它用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器NPR進(jìn)展轉(zhuǎn)速控制。NS和NSV都在OM上顯示。目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS形成回路由設(shè)定值調(diào)整和存貯器模塊M以及相應(yīng)的控制邏輯回路構(gòu)成。存貯器模塊M在不同的設(shè)置指令S作用下存儲相應(yīng)的設(shè)定值SV并輸出，直至另一個指令發(fā)出。設(shè)置指令的優(yōu)先級是按自下而上排序。八種不同工況下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值見表一。序號工況轉(zhuǎn)速設(shè)定值說明1超速試驗(yàn)投入PSSE＝3400超速試驗(yàn)時將轉(zhuǎn)速設(shè)定值上限也放大2過臨界時升速率小或TSE故障，退出啟動ANFABRTAB小于50％TABGNF汽輪機(jī)跳閘SS＝NT－60在轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNF下，設(shè)定值永遠(yuǎn)小于實(shí)際值，NPR的輸出為負(fù)，保證調(diào)門可靠關(guān)閉。3臨界區(qū)域外TSE故障同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速調(diào)整＝NSV保持工況前一時刻的延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值4超速試驗(yàn)完畢RSSE機(jī)組并網(wǎng)后，實(shí)際功率PEL大于最小功率PMIN甩負(fù)荷＝30005升至同步轉(zhuǎn)速指令NSYNC＝3009指令由汽輪機(jī)自啟動程控STEP25發(fā)出。目標(biāo)轉(zhuǎn)速略高于額定轉(zhuǎn)速，保證發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后不會逆功率6升至暖機(jī)轉(zhuǎn)速指令NSWART＝360自啟動程控STEP217DEH控制負(fù)荷時，NPR調(diào)節(jié)器在負(fù)荷控制LBPR與轉(zhuǎn)速控制LBNP間切換產(chǎn)生設(shè)置指令SB＝SVNS根據(jù)功頻一致原理計(jì)算出SVNS，目的在于保證切換時無擾8排除上述工況，可手動設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速由運(yùn)行人員在OM設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速注：1、優(yōu)先級自上而下逐漸降低；2、TSE故障后，汽輪機(jī)的啟動失去了應(yīng)力監(jiān)視，因此啟動需要中斷或退出；3、同步并網(wǎng)期間，由于電網(wǎng)頻率是隨機(jī)變動的，因此轉(zhuǎn)速設(shè)定值在NSOG和NSUG間切換，延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV那么按一定速率在兩個定值之間變動。4、正常運(yùn)行時，SVNS＝3000r/min，切至轉(zhuǎn)速控制方式瞬間SVNS＝NT＋PEL×K。其中K為轉(zhuǎn)速不等率，K＝0.15；5、在機(jī)組啟動過程中〔未并網(wǎng)〕，如果實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速NSV偏差過大，OM會發(fā)出告警并停頓目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化，NSV保持。根據(jù)不同工況生成的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS送至一個設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC。設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC會對輸入的設(shè)定值按一定的速率限制后再輸出形成所謂的延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV，并將它送至轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR模件、甩負(fù)荷判別LAW模件以及OM上顯示。延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值是真正用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的有效設(shè)定值。設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC有三種工作方式：1〕正常限速隨動方式。在此方式下，SPC的輸出值根據(jù)設(shè)好的速率逐漸增加或減少至輸入值，SPC會監(jiān)視輸入/輸出值之間的偏差，最終動態(tài)偏差為0。設(shè)定值變化的速率取決于不同的工況：A、正常情況下的升、降速率是由溫度裕度子模塊WTF計(jì)算出來的，升速率OFBN和降速率UFBN通過大小選模塊控制在200％以內(nèi)。B、同期并網(wǎng)時，需要緩慢的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以便同期裝置能及時捕捉到同期點(diǎn)，因此此時的變速率最大不超過180r/min2。C、超速試驗(yàn)時，此時的升速率是一個較小的定值，目的在于確保轉(zhuǎn)速上升平穩(wěn)可控。2〕SPC快速跟蹤方式。在該方式下，SPC不再對輸入值進(jìn)展限速，輸入值直通成為輸出值。在以下工況下，SPC處于快速跟蹤方式：A、轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNF(退出沖轉(zhuǎn))B、發(fā)生甩負(fù)荷LAW一定時間后，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)和500KV開關(guān)都閉合C、設(shè)置指令SBD、機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行，NPR處于轉(zhuǎn)速控制方式發(fā)生甩負(fù)荷LALBNR其中轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNF是保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要手段，在機(jī)組啟動過臨界時發(fā)現(xiàn)升速率太小或TSE故障，或TAB<50%，或汽輪機(jī)跳閘后都將會使轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤實(shí)際轉(zhuǎn)速－60，從而確保NPR的輸出為負(fù)，調(diào)門可靠的關(guān)閉，并將NSNF信號儲存，直到汽輪機(jī)再次發(fā)出升至暖機(jī)轉(zhuǎn)速指令，或升至同期轉(zhuǎn)速指令，或汽機(jī)轉(zhuǎn)速落在臨界區(qū)域外時復(fù)置“轉(zhuǎn)速設(shè)定值復(fù)位子環(huán)〞后發(fā)出SWFQ指令才可將轉(zhuǎn)速跟蹤指令復(fù)歸。正是由于這個原因，所以汽機(jī)跳閘后很難再次立即恢復(fù)沖轉(zhuǎn)，需要轉(zhuǎn)速惰走到390r/min以下，機(jī)組才能再次升速。3〕SPC保持方式。此時SPC保持前一時刻N(yùn)SV，并不受輸入信號變化的影響。在以下工況下，SPC處于保持方式：A、啟動過程中，延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV和實(shí)際轉(zhuǎn)速NT的偏差過大。B、負(fù)荷設(shè)定值模件PS來的停頓轉(zhuǎn)速設(shè)定值變化STPNS指令。開環(huán)控制系統(tǒng)DTS來的自動停機(jī)AUSTRM或TSE故障WTS信號都將使STPNS指令有效。典型的汽輪機(jī)啟動過程中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS、延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV和實(shí)際轉(zhuǎn)速的變化情況如圖。圖2-4汽輪機(jī)啟動過程中的設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)自啟動程控走步到第21步，會發(fā)出NSWART有效指令，將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定為暖機(jī)轉(zhuǎn)速360r/min。延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV會按一定的速率逐漸升高，同時調(diào)門逐漸開啟，主機(jī)轉(zhuǎn)速跟隨NSV一起升高。經(jīng)過一定時間暖機(jī)，程控判斷暖機(jī)完畢并且運(yùn)行人員釋放額定轉(zhuǎn)速后，程控走步到第25步，將汽機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS設(shè)為3009r/min，NSV按照600r/min2的速率逐步升高，調(diào)門逐漸開大，汽機(jī)轉(zhuǎn)速跟隨NSV一起升高。DCS發(fā)出并網(wǎng)請求后，根據(jù)同步升降轉(zhuǎn)速的需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)速切至NSOG或NSUG。到并網(wǎng)同步完畢后，目標(biāo)轉(zhuǎn)速切回存儲器中記錄的3009r/min，直到汽機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷到最小負(fù)荷PMIN以上，目標(biāo)轉(zhuǎn)速再切為額定轉(zhuǎn)速值3000r/min。機(jī)組并網(wǎng)后的實(shí)際轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)頻率。2.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路分析根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性可知，汽機(jī)的出力和轉(zhuǎn)速是相互對應(yīng)。功率越大，轉(zhuǎn)速越低，反之功率越小，轉(zhuǎn)速越高。汽輪機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線就是靜態(tài)特性曲線，其中特性曲線的斜率就是就是轉(zhuǎn)速不等率。我廠汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速不等率是5％，即150r/min轉(zhuǎn)速偏差對應(yīng)1000MW功率的變動。因此實(shí)際功率和轉(zhuǎn)速偏差的對應(yīng)關(guān)系就是?n=PEL×0.15。正是由于這種嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)節(jié)的機(jī)理是一致的，因此兩者的調(diào)節(jié)器可以采用同一個PI調(diào)節(jié)器。只需根據(jù)工況需要，進(jìn)展一些回路的切換，即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制的切換。它在以下工況下調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷：·汽輪機(jī)啟動·與電網(wǎng)并網(wǎng)·汽輪機(jī)帶負(fù)荷·甩負(fù)荷·汽輪機(jī)停機(jī)圖2-5轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路原理圖轉(zhuǎn)速控制的原理如上圖。在機(jī)組啟動過程中，延時轉(zhuǎn)速設(shè)定NSV和實(shí)際轉(zhuǎn)速NT的偏差再乘上轉(zhuǎn)速不等率的倒數(shù)K4〔K4＝1/0.15〕即〔NSV－NT〕×K4作為PI調(diào)節(jié)器的輸入，PI輸出經(jīng)過限幅處理后，加上調(diào)節(jié)器的前饋〔NSV－NT〕×KDN成為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出YNPR。YNPR送至OSB處理，最終形成閥位指令。這就是轉(zhuǎn)速控制的基本原理。3負(fù)荷控制負(fù)荷控制與轉(zhuǎn)速控制采用同一個調(diào)節(jié)器。負(fù)荷控制回路中包括四個局部，分別是實(shí)際負(fù)荷處理、目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定、最大負(fù)荷設(shè)定和負(fù)荷調(diào)節(jié)器。正常情況下，作為被控量的負(fù)荷設(shè)定值與控制量實(shí)際負(fù)荷之間的偏差是負(fù)荷調(diào)節(jié)器的主要處理對象。但由于工頻一致的因素，因此負(fù)荷控制也可以通過轉(zhuǎn)速偏差來實(shí)現(xiàn)控制，機(jī)組對電網(wǎng)頻率偏差響應(yīng)的一次調(diào)頻回路就是將頻差轉(zhuǎn)為負(fù)荷偏差疊加到負(fù)荷設(shè)定值中，到達(dá)調(diào)頻目的。為了實(shí)現(xiàn)不同控制方式下的無擾切換，在轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器中設(shè)置了較多的切換和跟蹤回路。3.1負(fù)荷實(shí)際值PEL的處理發(fā)電機(jī)負(fù)荷用雙冗余的負(fù)荷傳感器測量。兩個實(shí)際負(fù)荷值PEL1和PEL2的從電廠ANL直接讀入汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器。在正常的運(yùn)行中，選用兩個負(fù)荷實(shí)際值中的大值作為實(shí)際負(fù)荷PEL，并輸出到以下的模塊和自動設(shè)備中：·運(yùn)行和監(jiān)控系統(tǒng)OM·機(jī)組協(xié)調(diào)級BLE·汽輪機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)DTS·透平應(yīng)力評估WTG·轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS·負(fù)荷設(shè)定值PS·轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR·甩負(fù)荷識別LAW模塊會監(jiān)視兩個實(shí)際值PEL1和PEL2的是否失效或偏差過大。如果一個值失效，汽輪機(jī)仍然可以繼續(xù)運(yùn)行，并將失效信息STPEL1/2輸出到OM系統(tǒng)。如果兩個通道之間偏差過大，那么負(fù)荷測量故障信息STPEL輸出到OM系統(tǒng)。3.2負(fù)荷設(shè)定值PS負(fù)荷設(shè)定值的形成回路與轉(zhuǎn)速設(shè)定值的形成回路基本一樣，目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PS先轉(zhuǎn)為延時的負(fù)荷設(shè)定值PSV，再生成有效的負(fù)荷設(shè)定值PSW。其中目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值是在貯存器M中形成，根據(jù)不同的工況確定不同的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值。目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值經(jīng)過負(fù)荷變動率的限制后輸出成為延時負(fù)荷設(shè)定值PSV，PSV再經(jīng)過一些處理就生成有效負(fù)荷設(shè)定值PSW。目標(biāo)負(fù)荷形成回路由設(shè)定值調(diào)整和存貯器模塊M以及相應(yīng)的控制邏輯回路構(gòu)成。存貯器模塊M在不同的設(shè)置指令S作用下存儲相應(yīng)的設(shè)定值SV并輸出，直至另一個指令發(fā)出。設(shè)置指令的優(yōu)先級是按自下而上排序。八種不同工況下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值見表二序號工況轉(zhuǎn)速設(shè)定值說明1TSE故障WTS＝PSVTSE故障，機(jī)組升降負(fù)荷的熱應(yīng)力無法控制，因此保持當(dāng)前設(shè)定值，負(fù)荷不變動。2汽輪機(jī)自啟動程控發(fā)出的最小負(fù)荷指令PSMIN＝PSMIN自啟動程控STEP15設(shè)定，設(shè)定值為150MW，目的是防止汽輪機(jī)無負(fù)荷或低負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生高壓缸鼓風(fēng)不安全。3DEH控制負(fù)荷時，NPR調(diào)節(jié)器在轉(zhuǎn)速控制LBNP與負(fù)荷控制LBPR間切換產(chǎn)生設(shè)置指令SB＝SVPS根據(jù)功頻一致原理計(jì)算出SVPS，目的在于保證切換時無擾4DEH外部設(shè)定〔CCS過來〕＝PSX協(xié)調(diào)投入時，DEH承受CCS發(fā)出的負(fù)荷指令5停機(jī)程控發(fā)出STILL＝PSUG停機(jī)程控只有跳機(jī)后才會發(fā)出，此功能實(shí)際上是無效6初壓方式下〔主汽壓控制方式〕＝PSV＝PELDEH切至初壓方式運(yùn)行時，PS跟蹤實(shí)際負(fù)荷7目標(biāo)負(fù)荷超限＝PSB＋1％當(dāng)延時負(fù)荷設(shè)定值PSV比最大負(fù)荷設(shè)定值PSB大2％時8排除上述工況，可手動設(shè)定由運(yùn)行人員在OM設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷注：1、TSE故障，或負(fù)荷限制有效BEGRIE〔即PSV大于PSB時〕，或DEH處于非限壓方式，或機(jī)組未并網(wǎng)時，DEH閉鎖外部負(fù)荷外部設(shè)定PSXAB；2、DEH在初壓方式下，且壓力調(diào)節(jié)器有效FDPRIE時，負(fù)荷設(shè)定值開場跟蹤實(shí)際負(fù)荷，以便初壓和限壓切換時無擾；3、正常運(yùn)行時，SVPS＝PEL－PSF，從負(fù)荷控制切至轉(zhuǎn)速控制時，SVPS＝0。4、表中的優(yōu)先等級是自上而下逐漸降低。根據(jù)不同工況生成的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PS送至一個設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC。設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC會對輸入的設(shè)定值按一定的速率限制后再輸出形成所謂的延時負(fù)荷設(shè)定值PSV，并在OM上顯示。設(shè)定值調(diào)節(jié)器SPC有三種工作方式：1〕正常限速隨動方式。在此方式下，SPC的輸出值根據(jù)設(shè)好的速率逐漸增加或減少至輸入值，SPC會監(jiān)視輸入/輸出值之間的偏差，最終動態(tài)偏差為0。負(fù)荷變化率取決于熱應(yīng)力，即使由運(yùn)行人員手動設(shè)定時，該設(shè)定值也將最終輸入熱應(yīng)力WTF模件與其生成的速率取小，從而防止機(jī)組升降負(fù)荷過程中熱應(yīng)力超標(biāo)。假設(shè)由運(yùn)行人員設(shè)定，需在OM上的將“負(fù)荷變化率投切子環(huán)〞置ON位。2〕SPC快速跟蹤方式。在該方式下，SPC的輸出值快速跟蹤。根據(jù)優(yōu)先級的不同，PSV的快速跟蹤的值有所區(qū)別：A、機(jī)組處于非負(fù)荷控制方式時LB＝0,PSV＝0，與原理圖上跟蹤壓力偏差FDXW的修正值有所出入。此時為保證無擾切換，起跟蹤作用的是NPR中的SVPS。B、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和負(fù)荷調(diào)節(jié)器間切換發(fā)出設(shè)置命令SB時，PSV＝SVPS。C、目標(biāo)負(fù)荷超限后，PSV＝PSB－1％。D、初壓方式下，壓力調(diào)節(jié)器有效時，PSV＝PEL，跟蹤實(shí)際負(fù)荷〔有速率限制〕。3〕SPC保持方式。此時SPC保持前一時刻N(yùn)SV，并不受輸入信號變化的影響。在以下工況下，SPC處于保持方式：A、升負(fù)荷過程中PSVLH，壓力偏差過大，限壓動作GDER。B、TSE故障WTS。C、汽輪機(jī)程控停運(yùn)AUSTA。延時負(fù)荷設(shè)定值PSV疊加壓力偏差修正，再與最大允許負(fù)荷設(shè)定值PSB取小后即生成有效負(fù)荷設(shè)定值PSW。假設(shè)超出負(fù)荷限制，負(fù)荷限制有效BEGRIE信號發(fā)出，閉鎖外部負(fù)荷設(shè)定。3.3負(fù)荷調(diào)節(jié)回路分析〔還是有些不太理解如何在邏輯中實(shí)現(xiàn)〕負(fù)荷調(diào)節(jié)回路是一個帶前饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。前饋有兩個：一是負(fù)荷前饋，有效負(fù)荷設(shè)定值PSW乘以前饋增益KPS后，直接加到調(diào)節(jié)器的出口，目的是提高負(fù)荷調(diào)節(jié)的速度，加快對電網(wǎng)負(fù)荷需求的響應(yīng)。二是調(diào)頻限制前饋，該前饋在機(jī)組并網(wǎng)始終有效，目的是出現(xiàn)頻率大幅偏差后能限制調(diào)頻的幅度，保護(hù)汽輪機(jī)。有效負(fù)荷設(shè)定值PSW與實(shí)際負(fù)荷PEL的偏差再加上一次調(diào)頻分量作為調(diào)節(jié)器的輸入，經(jīng)過調(diào)節(jié)器PI運(yùn)算、雙向限幅后輸出與負(fù)荷和頻率限制前饋疊加生成負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR的最終輸出指令YNPR。YNPR直接被送至進(jìn)汽設(shè)定值形成OSB模件中的主小選〔MIN〕模件的輸入端汽輪機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)DTS。圖2－8負(fù)荷調(diào)節(jié)回路原理圖3.4帶負(fù)荷運(yùn)行時不同控制方式間的無擾切換在前面轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路分析一節(jié)中已講過，由于汽輪機(jī)的靜態(tài)特性決定了功率和頻率〔轉(zhuǎn)速〕存在線性關(guān)系，轉(zhuǎn)速和負(fù)荷實(shí)際上是一個被調(diào)量，因此轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制可以共用一個PI構(gòu)造的調(diào)節(jié)器。也正由于上述原因，在機(jī)組帶負(fù)荷后，機(jī)組負(fù)荷可由運(yùn)行人員決定是通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，還是通過負(fù)荷調(diào)節(jié)器進(jìn)展負(fù)荷調(diào)節(jié)。另外，DEH也會檢測機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組甩負(fù)荷、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列等工況時會將負(fù)荷調(diào)節(jié)自動切至轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。1〕并網(wǎng)瞬間分析〔LB的回路還是比較模糊〕汽輪機(jī)自啟動程控允許走步的一個條件就是轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器處于負(fù)荷控制方式，即沖轉(zhuǎn)前LBPR＝1，因此機(jī)組同期并網(wǎng)完成后，當(dāng)電網(wǎng)主開關(guān)一閉合LSE，機(jī)組即刻進(jìn)入負(fù)荷調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用的負(fù)荷控制階段。此時NPR中的主要信號狀態(tài)如下：·機(jī)組在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBPR〔C1〕＝1·機(jī)組不在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBNR〔C2〕＝0·機(jī)組處于負(fù)荷操作方式LB＝1，即機(jī)組并網(wǎng)同時〔發(fā)電機(jī)出口開關(guān)和電網(wǎng)開關(guān)都處于合閘位〕DEH在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBPR＝1·負(fù)荷操作方式下沒有發(fā)生負(fù)荷中斷，C10＝1正是由于C10＝1，將轉(zhuǎn)速/負(fù)荷PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差從轉(zhuǎn)速偏差回路切至調(diào)頻回路，同時將有效負(fù)荷設(shè)定PSW回路接通，使PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差為PSW－PEL，調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)為負(fù)荷控制。此時的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PS＝PSMIN＝150MW，機(jī)組逐漸把負(fù)荷升至目標(biāo)負(fù)荷。在升至最小負(fù)荷設(shè)定值期間，轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS＝3009r/min。直到機(jī)組負(fù)荷大于最小負(fù)荷設(shè)定值后，目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)為3000r/min。2〕運(yùn)行人員在OM從負(fù)荷控制LBPR切至轉(zhuǎn)速控制LBNR的分析轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器有效〔NPRIE＝1〕或發(fā)電機(jī)出口開關(guān)未合閘〔GSA＝1〕時〔這點(diǎn)也很有疑問，為什么不合閘可以切換〕，運(yùn)行人員在OM上通過負(fù)荷運(yùn)行方式“LOADOPMODE〞預(yù)選塊，可以選擇不同的機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行方式，選擇1是轉(zhuǎn)速控制方式LBNRB＝1，選擇2是負(fù)荷控制方式LBPNB＝1。機(jī)組并網(wǎng)后，正常都是在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行〔LBPR＝1〕。出現(xiàn)某些情況，需要轉(zhuǎn)換成在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行〔LBNP＝1〕時，NPR中的主要信號狀態(tài)如下：·機(jī)組不在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBPR〔C1〕＝0·機(jī)組在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBNP〔C2〕＝1·機(jī)組退出負(fù)荷控制，LB＝0〔主要原因是C1＝0〕·C10＝0〔主要原因是LB＝0〕上述開關(guān)信號狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，最主要由于C10開關(guān)信號從“1〞置為“0〞后，轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器的輸入端切回轉(zhuǎn)速控制回路。只是此時的PI調(diào)節(jié)器的輸入端不同于轉(zhuǎn)速控制時的轉(zhuǎn)速偏差，而是先把轉(zhuǎn)速偏差乘以不等率轉(zhuǎn)換成負(fù)荷設(shè)定值后再減去實(shí)際負(fù)荷成為負(fù)荷偏差：?＝〔NSV－NT〕×K4－PEL，從而到達(dá)負(fù)荷控制的目的。此時的控制原理如圖2-9.圖2-9轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行〔LBNP＝1〕的原理圖為了實(shí)現(xiàn)兩種負(fù)荷控制方式間的無擾切換，NPR中引入了SVNS和SVPS。正常運(yùn)行時，SVNS＝3000r/min，SVPS＝PEL－PSF，切至轉(zhuǎn)速控制方式后SVNS＝NT＋PEL×K，SVPS＝0。其中NT為切換瞬間的機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速；PEL為切換瞬間的機(jī)組實(shí)際出力；K為轉(zhuǎn)速不等率，K＝0.15；PSF為一次調(diào)頻分量圖2-10從負(fù)荷控制LBPR切至轉(zhuǎn)速控制LBNR瞬間的回路圖圖2-10描述的就是切換開場，設(shè)置命令SB發(fā)出后瞬間，控制回路為實(shí)現(xiàn)無擾切換所采取的措施。此時DEH發(fā)出脈沖信號，設(shè)置命令SB置為1，因此在轉(zhuǎn)速設(shè)定值模件中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS＝SVNS，且速率限制塊此時處于快速跟蹤狀態(tài)，無延時的把NS值輸出成為NSV。而從上圖可知，在切換瞬間，SVPS＝NT＋PEL×K，所以NSV＝NS＝SVPS＝NT＋PEL×K。此時PI控制器的輸入偏差為：?＝〔NSV－NT〕×K4－PEL＝〔NT＋PEL×K－NT〕×K－PEL＝0。而SB＝1的時候，轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器處于快速跟蹤狀態(tài)，調(diào)節(jié)器的輸出SV＝Y(jié)PI＋K×〔K4×?〕＝Y(jié)PI＋K×K4×0＝Y(jié)PI切換前后，控制器的輸出沒有改變，所以切換是無擾的。等到切換的脈沖消失，SVNS恢復(fù)成正常值，SVNS＝3000r/min，但NSV保持了切換瞬間將功率折算成頻差的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，直到運(yùn)行人員再次輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速值。操作員設(shè)高轉(zhuǎn)速設(shè)定值，升負(fù)荷，反之降負(fù)荷。3〕運(yùn)行人員在OM從轉(zhuǎn)速控制LBNR切至負(fù)荷控制LBPR的分析運(yùn)行人員在OM上發(fā)出切換至負(fù)荷控制的切換命令時，LBPRB＝1，NPR中的主要信號如下：·機(jī)組在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBPR〔C1〕＝1·機(jī)組不在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行LBNP〔C2〕＝0·機(jī)組負(fù)荷控制，LB＝1·C10＝1上述開關(guān)信號狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，使機(jī)組恢復(fù)到負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運(yùn)行〔LBPP＝1〕。運(yùn)行人員通過手動設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷來調(diào)整機(jī)組出力。此時的調(diào)節(jié)器的回路如圖2-11。圖2-11從轉(zhuǎn)速控制LBNR切回負(fù)荷控制LBPR時的控制原理圖由于機(jī)組在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器帶負(fù)荷運(yùn)行時，一次調(diào)頻的作用是被切除的，而轉(zhuǎn)回負(fù)荷調(diào)節(jié)器帶負(fù)荷運(yùn)行時，一次調(diào)頻限制回路立即投入，為了消除切換瞬間的負(fù)荷設(shè)定值的擾動，因此負(fù)荷設(shè)定值在切換瞬間需要扣除一次調(diào)頻分量。因此SVPS此時等于PEL－PSF。切換瞬間發(fā)出設(shè)置命令SB＝1，在目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定模件中，PSV快速跟蹤PS，PSV＝PS＝SVPS＝PEL－PSF，并保存在設(shè)定值貯存器模件中。而C10＝1，使得PI調(diào)節(jié)器的輸入端從轉(zhuǎn)速偏差切回負(fù)荷偏差。此時PI調(diào)節(jié)器的輸入端的偏差：Δ＝SVPS－PEL＋PSF＝(PEL－PSF－PEL)＋PSF＝0SB＝1，使得PI調(diào)節(jié)器處于快速跟蹤狀態(tài)：SV＝Y(jié)PI＋K×Δ＝Y(jié)PI所以切換時是無擾動的。3.6一次調(diào)頻回路分析隨著大容量機(jī)組在電網(wǎng)中比例不斷增加和用戶對電能質(zhì)量要求的提高，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性問題越來越被重視。并網(wǎng)機(jī)組的故障跳閘，會對電網(wǎng)頻率產(chǎn)生較大的沖擊，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)以及自動發(fā)電控制〔AGC〕調(diào)節(jié)的滯后性將無法滿足電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。入網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻功能的有效投入，那么可以彌補(bǔ)這一缺乏。因此目前并網(wǎng)機(jī)組基本上都要求投入一次調(diào)頻。SIEMENS型汽輪機(jī)DEH的一次調(diào)頻提供了一次調(diào)頻組件和一次調(diào)頻限制組件，前者用于滿足機(jī)組對電網(wǎng)頻率偏差的彌補(bǔ)，后者那么在于保護(hù)汽輪機(jī)，限制調(diào)頻的幅度；前者由運(yùn)行人員通過OM進(jìn)展投切，后者是始終有效的。一次調(diào)頻工作原理如以以以下列圖：圖2-12一次調(diào)頻的基本原理1〕一次調(diào)頻功能一次調(diào)頻由運(yùn)行人員手動投切，并且只有機(jī)組處于負(fù)荷控制方式下〔LB＝1〕才有效。當(dāng)退出負(fù)荷控制方式時，一次調(diào)頻會自動失效。由于實(shí)際中的頻率是很難穩(wěn)定的，為了防止一次調(diào)頻不斷動作，因此對一次調(diào)頻做了死區(qū)，死區(qū)一般是兩轉(zhuǎn)。但轉(zhuǎn)速偏離額定轉(zhuǎn)速〔NNOM＝3000r/min〕兩轉(zhuǎn)以上，轉(zhuǎn)速的偏差值〔Δ＝NSV－NT〕乘上不等率，將頻差信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)需要調(diào)整的負(fù)荷量疊加到負(fù)荷偏差中，并通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例前饋部件KDN直接作用于PI調(diào)節(jié)器輸出。當(dāng)電網(wǎng)頻率下降，并網(wǎng)的汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速，所以根據(jù)頻差計(jì)算出的一次調(diào)頻負(fù)荷分量是一個正的數(shù)值，即意味著機(jī)組需要加負(fù)荷。反之頻率升高，調(diào)頻風(fēng)量為負(fù)值，說明供大小于求，需要減少機(jī)組出力。圖2-13一次調(diào)頻特性曲線2〕一次調(diào)頻限制一次調(diào)頻限制的目的是在電網(wǎng)出現(xiàn)大頻率偏差時，限制DEH的調(diào)頻的幅度，從而保護(hù)汽輪機(jī)。因此一次調(diào)頻限制的死區(qū)大于一次調(diào)頻的死區(qū)，所以在機(jī)組正常調(diào)頻時，頻率限制不會啟動。只有頻率偏差過大時，超出了一次調(diào)頻限制的死區(qū)，頻率限制開場發(fā)揮功能。此時頻差信號成為一個固定值，以此來限制一次調(diào)頻過調(diào)的問題。4機(jī)組甩負(fù)荷時的汽輪機(jī)控制由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能是通過電網(wǎng)輸送給用戶。因此在機(jī)組正常運(yùn)行時，如果發(fā)電機(jī)出口開關(guān)或升壓站的電網(wǎng)開關(guān)突然跳閘，或電網(wǎng)輸電突然中斷，都將引起汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷。由于此時汽輪機(jī)的輸入能量遠(yuǎn)大于其輸出能量，兩者能量的不平衡必將引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升。為了防止汽輪機(jī)超速，所有的DEH都設(shè)有防超速的安保系統(tǒng)。傳統(tǒng)的以西屋機(jī)為代表的DEH系統(tǒng)一般都設(shè)有OPC回路，待汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升至3090r/min引起OPC動作后，調(diào)門的EH油壓泄去，調(diào)門快速關(guān)閉，從而到達(dá)防止汽輪機(jī)超速的目的。而西門子型DEH那么采用與此完全不同的方式，它通過對機(jī)組甩負(fù)荷的識別，快關(guān)調(diào)門后，將機(jī)組從負(fù)荷控制切為轉(zhuǎn)速控制，既預(yù)防了汽輪機(jī)超速，又能在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，維持汽輪機(jī)空負(fù)荷或帶廠用電運(yùn)行。4.1甩負(fù)荷識別LAW甩負(fù)荷識別模件LAW把甩負(fù)荷分為兩個階段，第一階段是瞬時負(fù)荷中斷KU〔所謂的短甩負(fù)荷〕，機(jī)組的功率信號出現(xiàn)以下情況，即可認(rèn)為機(jī)組發(fā)生瞬時負(fù)荷中斷KU：·瞬時降低的負(fù)荷量超過甩負(fù)荷識別極限值GPLSP〔約為70％〕·機(jī)組出力較低，此時瞬時降低的負(fù)荷量可能不會超過GPLSP，但同時滿足以下四個條件：A、發(fā)電機(jī)出口開關(guān)和主變高壓側(cè)開關(guān)閉合B、實(shí)際負(fù)荷低于兩倍廠用電負(fù)荷的限值GP2EBC、實(shí)際負(fù)荷高于逆功率值GPNEGD、有效負(fù)荷設(shè)定值PSW－實(shí)際負(fù)荷PEL的差值大于兩倍廠用電負(fù)荷的限值GP2EB瞬時負(fù)荷中斷信號KU馬上發(fā)出一定時間后，機(jī)組負(fù)荷還是很低〔發(fā)生KU的條件二依然滿足〕，那么發(fā)出甩負(fù)荷信號LAW。KU和LAW都送至轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR，另外LAW還送至轉(zhuǎn)速設(shè)定模件。圖2－14甩負(fù)荷識別瞬時負(fù)荷中斷信號KU發(fā)出后，會快速關(guān)閉調(diào)門〔KU并不直接用于調(diào)門快關(guān)，調(diào)門快關(guān)是由調(diào)門閥位和閥位指令偏差過大觸發(fā)的，有關(guān)調(diào)門的快關(guān)功能見閥門管理一節(jié)〕，減少汽輪機(jī)的輸入能量，盡量降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速可能的飛升量。但為了防止在短時間內(nèi)屢次發(fā)生KU中斷，導(dǎo)致調(diào)門頻繁開關(guān)，LAW模塊用RS觸發(fā)器進(jìn)展閉鎖。KU信號經(jīng)過一段時間延時才會將觸發(fā)器復(fù)位，否那么KU信號一直存在。4.2甩負(fù)荷后的DEH控制分析1〕瞬時負(fù)荷中斷ku后的分析無論因何種原因〔包括發(fā)電機(jī)出口開關(guān)或升壓站電網(wǎng)開關(guān)跳閘〕導(dǎo)致機(jī)組瞬時負(fù)荷中斷，轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR模件中的C10開關(guān)量都將置0，即C10＝0，導(dǎo)致NPR處于轉(zhuǎn)速控制回路。此時的控制原理如圖2-15。圖2-15負(fù)荷瞬時中斷后的控制原理此時PI的輸入端偏差：?＝轉(zhuǎn)速設(shè)定值－NT－PEL。根據(jù)甩負(fù)荷前的控制方式，轉(zhuǎn)速設(shè)定值回路略有不同，如果當(dāng)時帶負(fù)荷運(yùn)行〔LB＝1〕，C18＝0，那么轉(zhuǎn)速設(shè)定值＝NSV。NSV根據(jù)當(dāng)時的機(jī)組功率又有所不同，假設(shè)實(shí)際功率小于最小負(fù)荷時，NSV＝3009r/min〔同期轉(zhuǎn)速〕；假設(shè)大于最小負(fù)荷，NSV＝3000r/min。甩負(fù)荷前，如果機(jī)組不在帶負(fù)荷運(yùn)行方式〔LB＝0〕，C18＝1，那么轉(zhuǎn)速設(shè)定值回路切至NNOM?？傊矔r負(fù)荷中斷后，轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速控制回路起作用，轉(zhuǎn)速設(shè)定值為額定轉(zhuǎn)速NNOM或同期轉(zhuǎn)速NSYNC。由于甩負(fù)荷，實(shí)際轉(zhuǎn)速肯定會有所上升，而且不可能出現(xiàn)逆功率，因此PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差為負(fù)值，PI調(diào)節(jié)器在負(fù)偏差的作用下，輸出快速減到零。而調(diào)門的閥位控制回路會作用使其快速關(guān)閉。在調(diào)節(jié)和硬件回路雙管作用下，確保機(jī)組甩負(fù)荷后調(diào)門能迅速關(guān)閉，機(jī)組轉(zhuǎn)速不超速。在負(fù)荷瞬時中斷KU發(fā)出后，在甩負(fù)荷識別時間內(nèi)，NPR回路不會發(fā)生任何切換，也不觸發(fā)設(shè)置命令〔SB＝0〕，因此在甩負(fù)荷識別LAW發(fā)出前假設(shè)KU信號消失，那么C10＝1，NPR的控制回路切回原工況。所有的回路和設(shè)定值都不變。2〕甩負(fù)荷LAW后的分析甩負(fù)荷信號LAW是負(fù)荷瞬時中斷信號KU延時后發(fā)出的脈沖信號。因此甩負(fù)荷前期的DEH處理就是負(fù)荷瞬時中斷后所做的處理。唯一的區(qū)別在于，甩負(fù)荷LAW認(rèn)為負(fù)荷已中斷不可能恢復(fù)，因此在甩負(fù)荷識別時間過后，發(fā)出甩負(fù)荷信號后，NPR調(diào)節(jié)器會發(fā)生切換，發(fā)出設(shè)置命令〔SB＝1〕，NPR成為在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下的帶負(fù)荷運(yùn)行〔LBNR＝1〕。此時NPR調(diào)節(jié)器控制根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差換算得出的目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的偏差。換言之，在電網(wǎng)故障消除后，DEH不會自動恢復(fù)到事故前工況，只能維持機(jī)組在KU后的狀態(tài)。假設(shè)機(jī)組未與電網(wǎng)解列，運(yùn)行人