单元机组升负荷至额定值.docx

任务2.9单元机组升负荷至额定值【任务简介】单元机组初始负荷暖机结束后，锅炉、汽轮机按照冷态启动曲线升负荷至额定负荷，并完成各系统的切换操作，维持机组安全经济运行任务要求】知识要求：1.掌握单元机组负荷控制的不同方式，理解机组协调控制的意义和操作方式；2 .熟悉方向闭锁、迫升/迫降、RB快速减负荷功能原理及动作条件；3 .掌握回热加热器系统的组成、投运及运行维护；4 .掌握制粉系统的运行调整原则，熟悉磨煤机、给煤机启动逻辑能力要求：1.能根据机组工况选择合适的负荷控制方式；5 .会回热加热器系统、制粉系统的启动和维护操作；6 .能根据机组工况的变化及时切换辅助系统及设备态度要求：1.能主动学习，在完成任务过程中发现问题，分析问题和解决问题；7 .能与小组成员协商、交流配合完成本学习任务建议课时】8课时一、相关知识(—)单元机组负荷控制系统1.单元机组负荷调节方式单元机组负荷调节的主要目的是在保证机组安全的基础上，快速调节机组负荷以满足外界的需要但由于锅炉、汽轮机的调节特性相差较大，锅炉的热惯性大，反应慢；汽轮机热惯性小，反应快，因此在设计单元机组的负荷调节系统时，应根据机组在电网中的地位,充分考虑机炉的特性差异，使机组在适应负荷变化时二者协调动作。

单元机组负荷的自动调节方式有以下三种方式1)锅炉跟随的负荷调节方式图2-74为以锅炉跟随为基础的协调控制方式此方式是以汽轮机为基础，锅炉跟随的负荷控制方式，简称炉跟机方式该方式是在汽轮机侧控制负荷(输出电功率)Nt,锅炉侧控制主蒸汽压力Pt 的基础上，让汽轮机侧的控制配合锅炉侧控制Pt的,种协调控制方式汽轮机主控制器接受机组负荷指令(功率给定值)N与机组实发功率反馈信号Ne,当负荷指令N改变时,汽轮机主控制器立即根据负荷偏差AN = No-Ne，改变进入汽轮机子控制系统（即DEH 系统）的负荷指令N“进而改变进汽调节阀的开度内，以及进汽流量，使发电机输出的电功率Ne迅速与机组负荷指令N趋于一致，满足负荷的需求锅炉主控制器接受主蒸汽压力的给定值P和机前实际蒸汽压力的反馈信号P”当汽轮机侧调负荷或其他原因引起主蒸汽压力R变化时，锅炉主控制器根据汽压偏差△P = Po-Pr，改变锅炉子控制系统的负荷指令N-,从而改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量等），以补偿锅炉蓄能的变化，尽力维持主蒸汽压力Pt的稳定由于汽轮机侧响应负荷指令N的速度比较快，即在负荷指令N改变时，通过改变进汽调节阀的开度内，可充分利用锅炉的蓄能，使机组的实发功率Ne作出快速响应。

此时，势必引起主蒸汽压力Pt的较大的变化，尽管锅炉侧的控制可根据主蒸汽压力的偏差来补偿锅炉蓄能的变化，但由于主蒸汽压力对燃烧率的响应存在着较大的惯性，仍然会使主蒸汽压力出现较大的暂态偏差为减小主蒸汽压力在负荷过程中的波动，可将主蒸汽压力偏差AP信号引入汽轮机侧的控制之中，以此限制汽轮机进汽调节阀的开发变化，以防止过度利用锅炉的蓄能，从而减少了 R的动态变化以上利用4P时汽轮机进汽调节阀的限制作用，可减缓主蒸汽压力的急剧变化，但同时减缓了机组对负荷的响应速度由此可见，该协调方式是以降低负荷响应性能为代价来换取汽压控制质量的提高的或者说是通过抑制汽轮机侧的负荷响应速度，使机炉之间的动作达到协调的，其结果兼顾了负荷响应和汽压稳定两个方面的控制质量该方式的特点是：汽轮机接受负荷指令，负责调节功率，具有较好的负荷响应能力：锅炉负责调节汽压，维持汽压的稳定，由于锅炉动态响应慢，动态过程中汽压波动大；因机炉间的相互影响，燃料扰动（如增加）时压力、功率都有变动（上升），而为保持原有功率,汽轮机的调节汽门要动作（关小），更使压力有所波动（增加）.（2）汽轮机跟随的负荷调节方式图2-75为以汽轮机跟随为基础的协调控制方式。

此方式是以锅炉为基础，汽轮机跟随的负荷控制方式，简称机跟炉方式该方式是在锅炉侧控制负荷（输出电功率）Ne,汽轮机侧控制主蒸汽压力Pt的基础上,让汽轮机侧的控制配合锅炉侧控制Ne的一种协调控制方式锅炉主控制器接受机组负荷指令（功率给定值）N和机组实发功率反馈信号Ne：当负荷指令N改变时，锅炉主控制器根据负荷偏差 AN = No - Ne，改变锅炉子控制系统指令N“，从而改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量等），以适应负荷的能量需求汽轮机主控制器接受主蒸汽压力的给定值P和机前实际主蒸汽压力反馈信号，当锅炉侧调负荷或其他原因引起主蒸汽压力Pt变化时，汽轮机主控制器根据汽压偏差Ap = Po - Pt ,改变汽轮机子控制系统的负荷指令Nt,从而改变进汽调节阀的开度内及进汽流量，以维持主蒸汽压力Pr的稳定山于锅炉侧主蒸汽压力对燃烧率的响应缓慢，在负荷指令N改变时，通过改变燃烧率并不能马上转化为适应负荷需求的蒸汽能量，即不能马上在4P变化上体现负荷需求显然,汽轮机侧根据4P不能及时控制电功率Nt与Ne相适应为提高机组的负荷响应能力，可将负荷偏差信号AN引入汽轮机侧的控制之中，以此改变汽轮机进汽阀的开度，在锅炉侧响应负荷的迟缓过程中，暂时利用蓄能使机组迅速作出负荷响应。

以上4N及时改变汽轮机进汽调节阀开度的作用，可提高机组的负荷响应能力，但同时会引起主蒸汽压力较大的动态偏差，由此可见，该协调方式是以加大汽压动态偏差为代价来换取负荷响应速度的提高的由于这种协调控制方式直接由负荷指令控制燃烧率，可以说它是通过加快锅炉侧的负荷响应速度，使机炉之间的动作达到协调的其结果同样是兼顾了负荷响应和汽压稳定两个方面的控制质量该方式的特点是：锅炉接受负荷指令，负责调节功率，负荷响应能力差，不仅不能利用锅炉蓄能，负荷增加时，还要先向锅炉附加蓄能，以提高汽包压力；因机炉间的相互影响，燃料扰动时，机组功率波动也大，不利于电网周波的稳定；但因汽轮机调压的动态响应比锅炉调压快，不论负荷变化或燃料扰动，汽压波动都小，有利于机组本身运行参数的稳定3)机炉协调控制的负荷调节方式图2-76为综合型协调控制方式此方式是锅炉一汽轮机综合功率控制方式，简称协调方式该方式是上述两种协调控制方式的综合图2-76综合型协调控制方式在锅炉跟随为基础或汽轮机跟随为基础的协调控制方式中，只有一个被控量是通过两个控制变量的协调操作来加以控制的，而另一个被控量是单独由一个控制变量来控制的，因而，它们只是实现了“单向”协调。

单向”协调控制在负荷的响应过程中，机组或机炉之间的能量供求仍存在较大的动态失衡现象为避免这•问题，综合协调控制方式采用的是“双向”协调，即任一被控量都是通过两个控制变量的协调操作来加以控制的当负荷指令N改变时，机、炉主控制器同时对汽轮机侧和锅炉侧发出负荷控制指令，改变汽轮机进汽调节阀开度和燃烧率(及相应的给水流量等)一方面利用蓄能暂时快速响应负荷的变化，另一方面改变进入锅炉的能量，以保持机组输入能量与输出能量的平衡当主蒸汽压力产生偏差时，机、炉主控制器对汽轮机侧和锅炉侧同时进行操作，一方面通过加强对锅炉燃烧率的控制，以补偿蓄能的变化；另一方面适当限制汽轮机进汽调节阀的开度，控制蒸汽流量，维持主蒸汽压力稳定，以保证机炉之间的能量平衡由此可见，机炉协调控制的调节方式能较好地保持机组内外两个能量的供求平衡关系，既具有较好的负荷适应性能，又具有良好的汽压控制性能，是一种较为合理和完善的协调控制方式，但系统比较复杂2.单元机组负荷控制系统（1）单元机组负荷控制的特点随着大容量机组在电网中的比例不断增大，以及因电网用电结构变化引起的峰谷差逐步加大，大容量单元机组的运行方式也逐步发生了变化，过去常常只带固定负荷的大机组，现在也需要根据电网中心调度所的负荷指令和电网频率偏差，参与电网的调峰、调频，甚至在机组的某些主要辅机出现局部故障的情况下，仍然维持机组的运行。

在单元制运行方式中，锅炉和汽轮机既要共同保障外部负荷要求，也要共同维持内部运行参数（主要是主蒸汽压力）稳定单元机组输出的实际电功率与负荷要求是否•致，反映了机组与外部电网之间能量的供求平衡关系；而主蒸汽压力是否稳定，则反映了机组内部锅炉与汽轮机之间能量的供求平衡关系然而，锅炉和汽轮机的动态特性存在着很大差异，即汽轮机对负荷请求响应快，锅炉对负荷请求响应慢，所以单元机组内外两个能量供求平衡关系相互之间受到制约，外部负荷响应性能与内部运行参数稳定性之间存在着固有的矛盾，这是单元机组负荷控制中的一个最为主要的特点2）负荷控制系统的组成图2-77为负荷控制系统的组成原理示意图单元机组协调控制系统是由负荷管理控制中心（或称负荷指令处理装置，简称LMCC）、机炉主控制器和相关的锅炉、汽轮机子控制系统所组成负荷管理控制中心（LMCC）的主要作用是：对•机组的各负荷请求指令（电网中心调慎所负荷自动指令ADS、运行操作人员设定的负荷指令）进行选择和处理，并与电网频率偏差信号一起，形成机组主/辅设备负荷能力和安全运行所能接受的、具有一次调频能力的机组负荷指令N作为机组实发电功率的给定值信号，送入机炉主控制器。

中LMCC)M a at图2-77负荷控制系统的组成原理示意图机炉主控制器的主要作用是：接受负荷指令N实际电功率Ne、主蒸汽压力给定值P和实际主蒸汽压力Pt 等信号；根据机组当前的运行条件及要求，选择合适的负荷控制方式：根据机组的功率（负荷）偏差&V = No-Ne和主蒸汽压力偏差△尸=尼一片进行控制运算，分别产生锅炉负荷指令（锅炉主控制指令）N„和汽轮机负荷指令（汽轮机主控制指令）Nt» Nb、Nt作为机炉协调动作的指挥信号，分别送往锅炉和汽轮机有关子控制系统机、炉的各有关子控制系统，是对锅炉、汽轮机实现常规控制的有关系统，它们包括：燃料量控制系统、送风量控制系统、炉膛压力控制系统、一次风压控制系统、二次风量控制系统、过热汽温控制系统、再热汽温控制系统、给水（汽包水位）控制系统、燃油压力控制系统、除氧器的水位和压力控制系统、凝汽器的水位和再循环流量控制系统、直吹式磨煤机（一次风量、出口温度、给煤量）控制系统、发电机氢气冷却控制系统、锅炉连续排污控制系统、电动泵的密封水差压和再循环流量控制系统、汽动泵的密封水差压和再循环流量控制系统以及协调控制系统的支持系统一炉膛安全监控系统（FSSS）和汽轮机数字电液控制系统（DEH）等等。

这些系统对机、炉主控制指令Nb、Nt来说，相当于伺服（随动）系统，它们根据N,、Nt指令，控制锅炉的燃烧率和汽轮机进汽调节阀的开度，维持机炉的能量平衡和参数稳定，保证机组运行的安全性和经济性负荷管理控制中心和机炉主控制器是机组控制的协调级，起着上位控制作用，是协调控制系统的核心，有时将其直接称为协调控制系统；而锅炉、汽轮机各子控制系统是机组控制的基础级（直接控制级），起着最基本、最直接的控制作用，它们的控制质量将直接影响负荷控制质量因此，只有在组织好各子控制系统，并保证其具备较高控制质量的前提下，才有可能组织好协调控制，并使之达到所要求的负荷控制质量3）负荷指令处理装置的主要功能负荷指令处理装置又称负荷管理中心（Load Management Control Center, LMCC）,它的主要功能是：1）负荷设定器的管理，主要是两种负荷指令方式及其切换两种负荷指令分别是：ADS （或称AGC）方式，即机组的负荷指令来自电厂的上级电网调度所；LOCAL方式，即本地方式，此时机组负荷指令由运行人员在机组集控室控制盘上设定两种负荷指令方式之间的切换应该是平稳、无扰动的2）负荷指令限制管理，包括负荷高限制、负荷低限制、负荷变化的速率限制、负荷指令增闭锁和负荷指令减闭锁、负荷指令的迫升和迫降。

3）功频校正控制4）当机组辅机发生部分故障、停机不停炉或带厂用电。