第十三章單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

1、 第十三章第十三章 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 引言引言 一、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)一、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù) 單元機(jī)組的輸出電功率與負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組單元機(jī)組的輸出電功率與負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組與外部電網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系；與外部電網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系； 主汽壓力反映了機(jī)組內(nèi)部鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)之間能量供主汽壓力反映了機(jī)組內(nèi)部鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)之間能量供求的平衡關(guān)系。求的平衡關(guān)系。 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是完成這兩種平衡關(guān)系而設(shè)置的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是完成這兩種平衡關(guān)系而設(shè)置的 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（Coordinated Control system-CCS）

2、是將單元機(jī)組的鍋爐和汽輪機(jī)做為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行控制是將單元機(jī)組的鍋爐和汽輪機(jī)做為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行控制的系統(tǒng)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)是協(xié)調(diào)地控制鍋爐燃料量、的系統(tǒng)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)是協(xié)調(diào)地控制鍋爐燃料量、送風(fēng)量、給水量等，以及汽機(jī)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，使機(jī)組既送風(fēng)量、給水量等，以及汽機(jī)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，使機(jī)組既能適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷指令的要求，又能保持單元機(jī)組在額定能適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷指令的要求，又能保持單元機(jī)組在額定參數(shù)下安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。參數(shù)下安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 二、負(fù)荷控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性二、負(fù)荷控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性+WN(s)圖圖 13-1 單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象原理方框圖單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象原理方框圖TWP(s)WNB(s

3、)WPB(s)BNEPTNE000B圖圖 13-2 單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象的階躍響應(yīng)特性單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象的階躍響應(yīng)特性BtttPTNE000TTtttPT(a)(b)B+WN(s)圖圖 13-3 廣義負(fù)荷控制對(duì)象方框圖廣義負(fù)荷控制對(duì)象方框圖TWP(s)WNB(s)WPB(s)NEPT機(jī)子系統(tǒng)機(jī)子系統(tǒng)爐子系統(tǒng)爐子系統(tǒng)NB NT _+NB _ nt+ n0B+圖圖 13-4 汽輪機(jī)采用功頻電源控制系統(tǒng)時(shí)的廣義負(fù)荷控制對(duì)象方框圖汽輪機(jī)采用功頻電源控制系統(tǒng)時(shí)的廣義負(fù)荷控制對(duì)象方框圖TNEPTWT(s)爐子系統(tǒng)爐子系統(tǒng)NT WN(s)WP(s)WNB(s)WPB(s)1NE000NB 圖圖 13-5

4、汽機(jī)采用功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)廣義負(fù)荷控制對(duì)象的階躍響應(yīng)特性汽機(jī)采用功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)廣義負(fù)荷控制對(duì)象的階躍響應(yīng)特性NB tttPTNE000NT NT tttPT(a)(b)三、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成三、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是由負(fù)荷控制系統(tǒng)也稱(chēng)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是由負(fù)荷控制系統(tǒng)也稱(chēng)主控制系主控制系統(tǒng)統(tǒng)、常規(guī)控制系統(tǒng)也稱(chēng)、常規(guī)控制系統(tǒng)也稱(chēng)子控制系統(tǒng)子控制系統(tǒng)和和負(fù)荷控制對(duì)象負(fù)荷控制對(duì)象三大三大部分組成。負(fù)荷控制系統(tǒng)又由二部分即負(fù)荷指令處理部部分組成。負(fù)荷控制系統(tǒng)又由二部分即負(fù)荷指令處理部分也稱(chēng)負(fù)荷管理控制中心和機(jī)爐主控制器組成。分也稱(chēng)負(fù)荷管理控制中心和機(jī)爐主控制器組成。負(fù)荷控制系

5、統(tǒng)負(fù)荷控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制級(jí)協(xié)調(diào)控制級(jí)子控制系統(tǒng)子控制系統(tǒng)局部控制級(jí)局部控制級(jí)TBN0負(fù)荷指令負(fù)荷指令處理部分處理部分機(jī)爐主機(jī)爐主控制器控制器鍋爐控制系統(tǒng)鍋爐控制系統(tǒng)汽輪機(jī)控制系統(tǒng)汽輪機(jī)控制系統(tǒng)被控被控對(duì)象對(duì)象NBNTNEPT外部負(fù)荷指令外部負(fù)荷指令圖圖 13-6 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 負(fù)荷管理控制中心的主要作用負(fù)荷管理控制中心的主要作用對(duì)外部要求的負(fù)荷指令或目標(biāo)負(fù)荷指令對(duì)外部要求的負(fù)荷指令或目標(biāo)負(fù)荷指令TLD(Target Load Demand)進(jìn)行選擇，并根據(jù)機(jī)組主輔機(jī)運(yùn)行的情況加進(jìn)行選擇，并根據(jù)機(jī)組主輔機(jī)運(yùn)行的情況加以處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)、爐設(shè)備負(fù)荷能力，安全運(yùn)行

6、所以處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)、爐設(shè)備負(fù)荷能力，安全運(yùn)行所能接受的實(shí)際負(fù)荷指令。能接受的實(shí)際負(fù)荷指令。 機(jī)、爐主控制器的主要作用機(jī)、爐主控制器的主要作用是根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)的運(yùn)行條件和要求，選擇合適的負(fù)荷是根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)的運(yùn)行條件和要求，選擇合適的負(fù)荷控制方式，按照實(shí)際負(fù)荷指令與實(shí)發(fā)功率信號(hào)控制方式，按照實(shí)際負(fù)荷指令與實(shí)發(fā)功率信號(hào) 的偏差的偏差和主汽壓力的偏差和主汽壓力的偏差 P以及其它信號(hào)，進(jìn)行控制運(yùn)算，以及其它信號(hào)，進(jìn)行控制運(yùn)算，分別產(chǎn)生對(duì)鍋爐子控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)子控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)分別產(chǎn)生對(duì)鍋爐子控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)子控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作的指揮信號(hào)，分別稱(chēng)為鍋爐指令和汽輪機(jī)指令。動(dòng)作的指揮信號(hào)，分別稱(chēng)為鍋爐

7、指令和汽輪機(jī)指令。 第二節(jié) 主控制系統(tǒng) 一、負(fù)荷管理控制中心一、負(fù)荷管理控制中心1實(shí)際負(fù)荷要求指令（實(shí)際負(fù)荷要求指令（ALD或或ULD）的產(chǎn)生）的產(chǎn)生 在機(jī)組正常運(yùn)行工況下，電網(wǎng)調(diào)度來(lái)的負(fù)荷分配指令在機(jī)組正常運(yùn)行工況下，電網(wǎng)調(diào)度來(lái)的負(fù)荷分配指令（ADS）或機(jī)組運(yùn)行人員設(shè)定的負(fù)荷指令，通過(guò)負(fù)荷變）或機(jī)組運(yùn)行人員設(shè)定的負(fù)荷指令，通過(guò)負(fù)荷變化速率限制器，電網(wǎng)頻率校正（如果機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻）化速率限制器，電網(wǎng)頻率校正（如果機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻）最小最大負(fù)荷限制回路，即產(chǎn)生最小最大負(fù)荷限制回路，即產(chǎn)生實(shí)際負(fù)荷要求指令實(shí)際負(fù)荷要求指令。如。如果機(jī)組主、輔機(jī)發(fā)生故障或事故而產(chǎn)生快速返回果機(jī)組主、輔機(jī)發(fā)生故障或事

8、故而產(chǎn)生快速返回(RB)、快速切回快速切回(FCB)、迫升、迫升(RU)、迫降、迫降(RD)、主燃料跳閘、主燃料跳閘(MFT)等信號(hào)時(shí)，機(jī)組將自動(dòng)地切換到手動(dòng)方式運(yùn)行，等信號(hào)時(shí)，機(jī)組將自動(dòng)地切換到手動(dòng)方式運(yùn)行，這時(shí)這時(shí)實(shí)際負(fù)荷要求指令將跟蹤鍋爐實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)際負(fù)荷要求指令將跟蹤鍋爐實(shí)際負(fù)荷指令 B 。 2負(fù)荷的增加和減少負(fù)荷的增加和減少 提供運(yùn)行人員增減負(fù)荷按鈕，來(lái)指明機(jī)組提供運(yùn)行人員增減負(fù)荷按鈕，來(lái)指明機(jī)組“目標(biāo)負(fù)荷指目標(biāo)負(fù)荷指令令”的增加和減少。的增加和減少。 3最大最大/最小負(fù)荷限制最小負(fù)荷限制 提供機(jī)組最大提供機(jī)組最大/最小負(fù)荷限制值，運(yùn)行人員可通過(guò)設(shè)定最小負(fù)荷限制值，運(yùn)行人員可通過(guò)設(shè)

9、定器調(diào)整機(jī)組最大器調(diào)整機(jī)組最大/最小負(fù)荷限制值，限制值的增減直接最小負(fù)荷限制值，限制值的增減直接影響實(shí)際負(fù)荷指令。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷指令等于最大或最小限影響實(shí)際負(fù)荷指令。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷指令等于最大或最小限制值，實(shí)際負(fù)荷指令不論要增加或減少都將受到閉鎖。制值，實(shí)際負(fù)荷指令不論要增加或減少都將受到閉鎖。 當(dāng)實(shí)際負(fù)荷指令等于由運(yùn)行人員設(shè)置的最大當(dāng)實(shí)際負(fù)荷指令等于由運(yùn)行人員設(shè)置的最大/最小負(fù)荷最小負(fù)荷限制值時(shí)，設(shè)定器上的限制紅燈點(diǎn)亮限制值時(shí)，設(shè)定器上的限制紅燈點(diǎn)亮 . 4負(fù)荷變化速率限制負(fù)荷變化速率限制 提供機(jī)組最大負(fù)荷變化速率，運(yùn)行人員可通過(guò)設(shè)定器調(diào)提供機(jī)組最大負(fù)荷變化速率，運(yùn)行人員可通過(guò)設(shè)定器調(diào)整機(jī)組最大負(fù)荷

10、變化速率。它是對(duì)運(yùn)行人員手動(dòng)或整機(jī)組最大負(fù)荷變化速率。它是對(duì)運(yùn)行人員手動(dòng)或ADS指令改變負(fù)荷的速率進(jìn)行限制。機(jī)組最大負(fù)荷變化速率指令改變負(fù)荷的速率進(jìn)行限制。機(jī)組最大負(fù)荷變化速率是根據(jù)機(jī)組變負(fù)荷的能力而確定的。是根據(jù)機(jī)組變負(fù)荷的能力而確定的。 5遠(yuǎn)方遠(yuǎn)方/就地控制就地控制 機(jī)組運(yùn)行人員可操作按鈕來(lái)選擇就地機(jī)組運(yùn)行人員可操作按鈕來(lái)選擇就地(Local)或遠(yuǎn)方或遠(yuǎn)方(Remote-ADS) 控制?？刂啤?在在“就地就地”控制時(shí)，運(yùn)行人員可操作控制時(shí)，運(yùn)行人員可操作“增加增加”和和“減少減少”按鈕來(lái)改變按鈕來(lái)改變“目標(biāo)負(fù)荷指令目標(biāo)負(fù)荷指令”。這時(shí)，。這時(shí)，“目標(biāo)負(fù)荷指令目標(biāo)負(fù)荷指令”將根據(jù)運(yùn)行人員設(shè)定

11、的允許的最大變化速率來(lái)改變。將根據(jù)運(yùn)行人員設(shè)定的允許的最大變化速率來(lái)改變。 在在“遠(yuǎn)方遠(yuǎn)方”控制時(shí)目標(biāo)負(fù)荷指令將根據(jù)運(yùn)行人員設(shè)定的控制時(shí)目標(biāo)負(fù)荷指令將根據(jù)運(yùn)行人員設(shè)定的允許的最大變化速率響應(yīng)允許的最大變化速率響應(yīng)ADS指令。指令。 6負(fù)荷快速返回負(fù)荷快速返回 當(dāng)機(jī)組主要輔機(jī)例如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤當(dāng)機(jī)組主要輔機(jī)例如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、空氣預(yù)熱器、給水泵等出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組就不能滿(mǎn)機(jī)、空氣預(yù)熱器、給水泵等出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組就不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，必需迅速減負(fù)荷如果是鍋爐側(cè)主要輔機(jī)發(fā)負(fù)荷運(yùn)行，必需迅速減負(fù)荷如果是鍋爐側(cè)主要輔機(jī)發(fā)生故障，則將在汽輪機(jī)跟隨方式下完成負(fù)荷快速返回，生故障，

12、則將在汽輪機(jī)跟隨方式下完成負(fù)荷快速返回，既鍋爐需要迅速減負(fù)荷，而汽輪機(jī)應(yīng)跟著迅速把負(fù)荷降既鍋爐需要迅速減負(fù)荷，而汽輪機(jī)應(yīng)跟著迅速把負(fù)荷降下來(lái)。下來(lái)。 負(fù)荷降低的幅度要看主要輔機(jī)故障的情況而定。負(fù)荷降低的幅度要看主要輔機(jī)故障的情況而定。7負(fù)荷快速切回負(fù)荷快速切回（Fast Cut Back-FCB） 機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生嚴(yán)重故障，例如機(jī)組突然與電網(wǎng)解列機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生嚴(yán)重故障，例如機(jī)組突然與電網(wǎng)解列(既送電負(fù)荷突然跳閘既送電負(fù)荷突然跳閘)，或汽輪機(jī)跳閘，這時(shí)快速返回已不能適，或汽輪機(jī)跳閘，這時(shí)快速返回已不能適應(yīng)迅速減少負(fù)荷的要求。應(yīng)迅速減少負(fù)荷的要求。CCS設(shè)計(jì)了快速切回信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組

13、設(shè)計(jì)了快速切回信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速甩負(fù)荷?？焖偎ω?fù)荷。8負(fù)荷增負(fù)荷增/減閉鎖減閉鎖 當(dāng)發(fā)生煤輸送管道或燃燒噴嘴堵塞，擋板卡死，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)當(dāng)發(fā)生煤輸送管道或燃燒噴嘴堵塞，擋板卡死，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等設(shè)備工作異常的故障時(shí)，將會(huì)造成燃料量、空氣量、給水機(jī)構(gòu)等設(shè)備工作異常的故障時(shí)，將會(huì)造成燃料量、空氣量、給水量等運(yùn)行參數(shù)的偏差增大。量等運(yùn)行參數(shù)的偏差增大。CCS設(shè)計(jì)了負(fù)荷增設(shè)計(jì)了負(fù)荷增/減閉鎖信號(hào)，對(duì)減閉鎖信號(hào)，對(duì)這些運(yùn)行參數(shù)的偏差大小和方向進(jìn)行監(jiān)視如果出現(xiàn)故障，負(fù)荷增這些運(yùn)行參數(shù)的偏差大小和方向進(jìn)行監(jiān)視如果出現(xiàn)故障，負(fù)荷增/減閉鎖回路減閉鎖回路根據(jù)偏差的方向根據(jù)偏差的方向，將對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)施

14、增或減方，將對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)施增或減方向的閉鎖，以防止故障的危害進(jìn)一步擴(kuò)大，直至偏差回到規(guī)定限向的閉鎖，以防止故障的危害進(jìn)一步擴(kuò)大，直至偏差回到規(guī)定限值內(nèi)才解除閉鎖。值內(nèi)才解除閉鎖。9負(fù)荷迫升負(fù)荷迫升/迫降迫降 當(dāng)有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)偏差超過(guò)了允許值，同時(shí)有關(guān)的控制當(dāng)有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)偏差超過(guò)了允許值，同時(shí)有關(guān)的控制輸出已達(dá)到極限位置，不再有調(diào)節(jié)余地。則迫升輸出已達(dá)到極限位置，不再有調(diào)節(jié)余地。則迫升/迫降迫降回路回路根據(jù)偏差的方向根據(jù)偏差的方向，將對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)施迫升，將對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)施迫升/迫迫降，使偏差回到允許值范圍之內(nèi)，從而達(dá)到縮小故障危降，使偏差回到允許值范圍之內(nèi)，從而達(dá)到縮小故障危害的目的

15、害的目的 10負(fù)荷保持負(fù)荷保持/恢復(fù)恢復(fù) 是在各種控制方式下切換或發(fā)生負(fù)荷指令的迫升是在各種控制方式下切換或發(fā)生負(fù)荷指令的迫升/迫降迫降后，暫時(shí)維持切換前的負(fù)荷指令不變，待切換完畢后再后，暫時(shí)維持切換前的負(fù)荷指令不變，待切換完畢后再進(jìn)行控制進(jìn)行控制。二、機(jī)、爐主控制器二、機(jī)、爐主控制器二種指導(dǎo)思想，一種是以反饋控制為基礎(chǔ)的，適當(dāng)加入一二種指導(dǎo)思想，一種是以反饋控制為基礎(chǔ)的，適當(dāng)加入一些前饋信號(hào)作為輔助調(diào)節(jié)以改善控制品質(zhì)；另一種則從些前饋信號(hào)作為輔助調(diào)節(jié)以改善控制品質(zhì)；另一種則從能量平衡的角度考慮前饋的控制，力爭(zhēng)做到前饋補(bǔ)償后，能量平衡的角度考慮前饋的控制，力爭(zhēng)做到前饋補(bǔ)償后，鍋爐和汽機(jī)就能協(xié)調(diào)

16、一致地達(dá)到所要求的負(fù)荷，反饋?zhàn)麇仩t和汽機(jī)就能協(xié)調(diào)一致地達(dá)到所要求的負(fù)荷，反饋?zhàn)饔脙H在此基礎(chǔ)上起校正作用。用僅在此基礎(chǔ)上起校正作用。二種分類(lèi)方法，按反饋回路分類(lèi)有以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的控制二種分類(lèi)方法，按反饋回路分類(lèi)有以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的控制方式和以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的控制方式。以能量平衡分類(lèi)有方式和以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的控制方式。以能量平衡分類(lèi)有能量間接平衡控制方式和能量直接平衡的控制方式。能量間接平衡控制方式和能量直接平衡的控制方式。（一）以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制（一）以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制 圖圖 13-7 以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制

17、器鍋爐控制器P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐P0-PT汽機(jī)汽機(jī)_(a)+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制器鍋爐控制器P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐P0-PT汽機(jī)汽機(jī)_PD(b) （二）以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制（二）以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制+圖圖 13-8 以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖PD(b)_+BTPT_NE+ N0P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐汽機(jī)汽機(jī)(a)鍋爐控制器鍋爐控制器PN0-NE_+BTPT_NE+ N0P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐汽機(jī)汽機(jī)鍋爐控制器鍋爐控制器PN0-NESTSTKDDD1（三）按指令間接平衡的協(xié)調(diào)控制（三）按

18、指令間接平衡的協(xié)調(diào)控制(DIB) XPddtIP0X PIAAN0NE鍋爐鍋爐 汽機(jī)汽機(jī)+10kg/cm2-PTPT-10kg/cm2B圖圖 13-9(a) 間接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖間接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖_ sNPPKKPPsNNTIPTB00001鍋爐燃燒率指令鍋爐燃燒率指令NB為為 穩(wěn)態(tài)時(shí)，主汽壓力穩(wěn)態(tài)時(shí)，主汽壓力PT等于給定值等于給定值P0 ，鍋爐的燃燒率指令等于負(fù)荷指令鍋爐的燃燒率指令等于負(fù)荷指令N NBN0汽機(jī)控制器入口信號(hào)的平衡關(guān)系如下：汽機(jī)控制器入口信號(hào)的平衡關(guān)系如下： N0NE NE(P0PT)0 在動(dòng)態(tài)過(guò)程中采用兩個(gè)方法防止調(diào)速汽門(mén)動(dòng)態(tài)開(kāi)得過(guò)大。在動(dòng)態(tài)過(guò)程中采用兩個(gè)

19、方法防止調(diào)速汽門(mén)動(dòng)態(tài)開(kāi)得過(guò)大。第一個(gè)方法是引入壓力偏差信號(hào)，作為負(fù)荷變化時(shí)的限制第一個(gè)方法是引入壓力偏差信號(hào)，作為負(fù)荷變化時(shí)的限制信號(hào)，限制汽機(jī)調(diào)速汽門(mén)動(dòng)作的范圍不能超過(guò)雙向限幅信號(hào)，限制汽機(jī)調(diào)速汽門(mén)動(dòng)作的范圍不能超過(guò)雙向限幅器的限定值，即當(dāng)汽壓超過(guò)規(guī)定值時(shí)器的限定值，即當(dāng)汽壓超過(guò)規(guī)定值時(shí)(10公斤厘米公斤厘米2)限制汽面調(diào)速汽門(mén)進(jìn)一步開(kāi)大。限制汽面調(diào)速汽門(mén)進(jìn)一步開(kāi)大。第二個(gè)方法是引入第二個(gè)方法是引入(P0PT)的反饋信號(hào)，其目的是根據(jù)汽的反饋信號(hào)，其目的是根據(jù)汽壓偏差變化的情況確定調(diào)速汽門(mén)的開(kāi)度，限制調(diào)速汽門(mén)壓偏差變化的情況確定調(diào)速汽門(mén)的開(kāi)度，限制調(diào)速汽門(mén)動(dòng)態(tài)開(kāi)得過(guò)大。動(dòng)態(tài)開(kāi)得過(guò)大。 按指令

20、間接平衡的協(xié)調(diào)控制的另一種方案按指令間接平衡的協(xié)調(diào)控制的另一種方案XPIP0D PIN0NE鍋爐鍋爐 汽汽機(jī)機(jī)+-PTPT_B圖圖 13-9(b) 間接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖間接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖T- NE_+_鍋爐燃燒率指令為：鍋爐燃燒率指令為： EITBNNsNKPPNsN000011在穩(wěn)態(tài)時(shí)鍋爐控制器保證在穩(wěn)態(tài)時(shí)鍋爐控制器保證NE = N0，若汽壓偏差為零，若汽壓偏差為零，NB= N0。 汽機(jī)側(cè)的汽機(jī)側(cè)的PI控制器可保證穩(wěn)態(tài)時(shí)其控制器可保證穩(wěn)態(tài)時(shí)其輸入端信號(hào)的代數(shù)和近似為零，即有：輸入端信號(hào)的代數(shù)和近似為零，即有： K(N0 NE) + (P0 PT) 0 或或 P0 PT K(

21、N0 NE) 可得可得 PT P0 K N 當(dāng)當(dāng)N0增加時(shí)增加時(shí), N= N0 NE立即增加，相當(dāng)于暫時(shí)減小壓力給定立即增加，相當(dāng)于暫時(shí)減小壓力給定值值P0 K N。這時(shí)。這時(shí)PI控制器立即增大調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，增大實(shí)發(fā)控制器立即增大調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，增大實(shí)發(fā)功率。利用了機(jī)組蓄熱能力。在一定范圍內(nèi)，功率。利用了機(jī)組蓄熱能力。在一定范圍內(nèi)，K值反映了在一定值反映了在一定功率偏差下可利用的蓄熱量的大小。功率偏差下可利用的蓄熱量的大小。 在穩(wěn)態(tài)時(shí)汽機(jī)側(cè)控制器保證在穩(wěn)態(tài)時(shí)汽機(jī)側(cè)控制器保證PT = P0 。 負(fù)荷要求指令負(fù)荷要求指令N0作為前饋信號(hào)分別送到機(jī)、爐控制回路作為前饋信號(hào)分別送到機(jī)、爐控制回路,使

22、機(jī)爐使機(jī)爐同時(shí)改變負(fù)荷同時(shí)改變負(fù)荷,以保證快速響應(yīng)外界負(fù)荷要求。當(dāng)燃料內(nèi)擾使機(jī)以保證快速響應(yīng)外界負(fù)荷要求。當(dāng)燃料內(nèi)擾使機(jī)前壓力及實(shí)發(fā)功率都增加時(shí)，由于中間再熱機(jī)組功率滯后較大，前壓力及實(shí)發(fā)功率都增加時(shí)，由于中間再熱機(jī)組功率滯后較大，機(jī)前壓力響應(yīng)比實(shí)發(fā)功率靈敏。因此在汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)大克服燃料機(jī)前壓力響應(yīng)比實(shí)發(fā)功率靈敏。因此在汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)大克服燃料內(nèi)擾的同時(shí)，又產(chǎn)生對(duì)汽機(jī)的擾動(dòng)。所以這種負(fù)荷控制系統(tǒng)消除內(nèi)擾的同時(shí)，又產(chǎn)生對(duì)汽機(jī)的擾動(dòng)。所以這種負(fù)荷控制系統(tǒng)消除鍋爐內(nèi)擾能力較差。當(dāng)汽機(jī)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí)，機(jī)前壓力與實(shí)發(fā)鍋爐內(nèi)擾能力較差。當(dāng)汽機(jī)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí)，機(jī)前壓力與實(shí)發(fā)功率變化方向相反，控制回路能較快

23、地消除擾動(dòng)。功率變化方向相反，控制回路能較快地消除擾動(dòng)。 （四）按指令直接平衡的協(xié)調(diào)控制（四）按指令直接平衡的協(xié)調(diào)控制(DEB)TITTBPPsKPPsPPN0111鍋爐燃燒率指令的形成如下式：鍋爐燃燒率指令的形成如下式：DPP0DPIN0NE鍋爐鍋爐 +P1PT_B圖圖 13-10 直接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖直接平衡的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖IIT_+汽汽機(jī)機(jī)汽機(jī)控制器輸入信號(hào)的平衡關(guān)系：汽機(jī)控制器輸入信號(hào)的平衡關(guān)系：01010EIPNNsKPKNs 機(jī)側(cè)設(shè)計(jì)兩個(gè)反饋回路，即由機(jī)側(cè)設(shè)計(jì)兩個(gè)反饋回路，即由P1作為反饋信號(hào)的內(nèi)回路和以作為反饋信號(hào)的內(nèi)回路和以NE作為反饋信號(hào)的外回路。由于作為反饋信號(hào)

24、的外回路。由于P1信號(hào)對(duì)汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的響應(yīng)比信號(hào)對(duì)汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的響應(yīng)比實(shí)發(fā)功率靈敏得多即響應(yīng)快，故汽機(jī)調(diào)節(jié)閥能迅速而平穩(wěn)地響應(yīng)實(shí)發(fā)功率靈敏得多即響應(yīng)快，故汽機(jī)調(diào)節(jié)閥能迅速而平穩(wěn)地響應(yīng)負(fù)荷指令的變化。上式中負(fù)荷指令的微分項(xiàng)可使汽機(jī)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生負(fù)荷指令的變化。上式中負(fù)荷指令的微分項(xiàng)可使汽機(jī)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生動(dòng)態(tài)過(guò)開(kāi)，能提高汽機(jī)的負(fù)荷適應(yīng)性。而動(dòng)態(tài)過(guò)開(kāi)，能提高汽機(jī)的負(fù)荷適應(yīng)性。而(N0 NE)的積分則用來(lái)的積分則用來(lái)校正功率偏差，使穩(wěn)態(tài)時(shí)功率偏差為零。校正功率偏差，使穩(wěn)態(tài)時(shí)功率偏差為零。 爐燃燒率指令的前饋信號(hào)不是負(fù)荷指令爐燃燒率指令的前饋信號(hào)不是負(fù)荷指令N0，而是，而是P1PT 的能量的能量平衡信號(hào)。微

25、分項(xiàng)的作用在動(dòng)態(tài)過(guò)程中加強(qiáng)燃燒率指令，以補(bǔ)償平衡信號(hào)。微分項(xiàng)的作用在動(dòng)態(tài)過(guò)程中加強(qiáng)燃燒率指令，以補(bǔ)償機(jī)爐間對(duì)負(fù)荷要求的響應(yīng)速度的差異。由于要求動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)哪芰繖C(jī)爐間對(duì)負(fù)荷要求的響應(yīng)速度的差異。由于要求動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)哪芰坎粌H與負(fù)荷變化量成正比，而且還與負(fù)荷大小成正比，所以微分不僅與負(fù)荷變化量成正比，而且還與負(fù)荷大小成正比，所以微分項(xiàng)要乘以項(xiàng)要乘以P1/PT 值。差壓的積分項(xiàng)保證穩(wěn)態(tài)時(shí)，機(jī)前壓力等于給值。差壓的積分項(xiàng)保證穩(wěn)態(tài)時(shí)，機(jī)前壓力等于給定值。定值。 能量平衡信號(hào)與功率給定值信號(hào)性質(zhì)不同能量平衡信號(hào)與功率給定值信號(hào)性質(zhì)不同. 功率給定值信號(hào)僅表示電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的負(fù)荷要求功率給定值信號(hào)僅表示電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的負(fù)

26、荷要求. 能量平衡信號(hào)反映了汽機(jī)對(duì)鍋爐的能量要求。能量平衡信號(hào)反映了汽機(jī)對(duì)鍋爐的能量要求。 這就為機(jī)爐之間動(dòng)態(tài)過(guò)程中協(xié)調(diào)兩個(gè)控制回路的工作提這就為機(jī)爐之間動(dòng)態(tài)過(guò)程中協(xié)調(diào)兩個(gè)控制回路的工作提供了一個(gè)比較直接的能量平衡信號(hào)，故稱(chēng)為直接能量平供了一個(gè)比較直接的能量平衡信號(hào)，故稱(chēng)為直接能量平衡的協(xié)調(diào)控制。衡的協(xié)調(diào)控制。 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一些共同點(diǎn)：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一些共同點(diǎn)：1。都為前饋。都為前饋反饋的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，一般帶有非線(xiàn)性控制環(huán)節(jié)。反饋的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，一般帶有非線(xiàn)性控制環(huán)節(jié)。前饋、反饋和非線(xiàn)性控制部分各自分擔(dān)著不同的任務(wù)，其作用都前饋、反饋和非線(xiàn)性控制部分各自分擔(dān)著不同的任務(wù)，其作用都是為實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐的

27、協(xié)調(diào)控制。是為實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐的協(xié)調(diào)控制。2前饋控制的作用是補(bǔ)償機(jī)組的動(dòng)態(tài)遲延和慣性，加快負(fù)荷響應(yīng)，前饋控制的作用是補(bǔ)償機(jī)組的動(dòng)態(tài)遲延和慣性，加快負(fù)荷響應(yīng)，以及保持負(fù)荷指令與機(jī)、爐主控制指令之間滿(mǎn)足一定的靜態(tài)關(guān)系，以及保持負(fù)荷指令與機(jī)、爐主控制指令之間滿(mǎn)足一定的靜態(tài)關(guān)系，在控制過(guò)程中起在控制過(guò)程中起“粗調(diào)粗調(diào)”作用作用3采用非線(xiàn)性控制環(huán)節(jié)可使汽壓在規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)變化，采用非線(xiàn)性控制環(huán)節(jié)可使汽壓在規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)變化，以利用機(jī)組的蓄熱能力，提高負(fù)荷響應(yīng)速度。以利用機(jī)組的蓄熱能力，提高負(fù)荷響應(yīng)速度。4協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制精度和克服內(nèi)擾的能力主要靠反饋控制保協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制精度和克服內(nèi)擾的能力主要靠反饋控制保證，反饋控制是協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)，在控制過(guò)程