机炉协调控制.pdf

随着大型热力发机电组日益增多，单机容量不断增大，采用中间再热的机组也逐渐增
加。为便于进行燃烧调整，提高循环效率。汽轮机、锅炉联合运行时，大容量机、炉都采
用了单元制热力系统，单元机组的负荷适应性相对较差，汽轮机中、低压缸功率滞后明显，
一次调频能力降低。为改善单元机组的调节性能，提高电网自动化水平，加强机、炉运行
的稳定性，目前单元制机组都采用机、炉联合控制的方式进行运行调节。

答：为改善单元机组的调节特性，增强其负荷适应性，提高一次调频能力，在单元机组中，
普通都采用机、炉联合控制方式进行运行调节，也即将功率、转速或者汽压信号同时输入
汽轮机、锅炉控制器，使两者进行协调控制，同时由于采用协调控制后，机组自动化水平
得到提高，可很方便地进行电网负荷调度中心(以下简称中调)远方控制，实现机组二次
调频，并可进一步实现自动发电功能(AGC)。

协调控制的主要任务是：
1)根据本机炉具体运行状态及控制要求，选择协调控制的方式和恰当的外部负荷指令。
2)对外部负荷信号进行适当处理，使之与机炉的动态特性及负荷变化能力相适应，并对
机炉发出负荷指令。
3)根据不同的负荷指令，锅炉确定相应的风、水、煤量，汽轮机确定相应的高、中压调
节阀开度。

协调控制系统具有如下普遍特点：为了迅速地满足电网调频1)
的要求，尽量从控制系统方面提高机组的负荷适应性，增加
了超前回路，目的是尽量利用锅炉蓄热能力。为保证机、炉更加协2)
调控制，增加了反馈回路的稳定性和超前回路的静态补偿。协调控制系统的3)范围不
断扩大，不仅要在正常运行时能实现负荷自动控制，而且要求
在机组(或者辅机)异常时能在保护系统配合下自动处理故障，有时需要自动切换控制系统，
使其能达到低一级水平的控制状态。
4)为提高整个控制系统的可靠性，在实现手段上，使其功能和结构进一步分散，并增加
了冗余功能。

协调控制系统具有的功能如下：根据机组的运行状态，选择1)
不同的外部负荷指令信号。根据本机组辅机的运行2)状况、运行台数以及燃
烧率偏差信号计算出机组最大允许出力。3根据)机组金属部件的热应力状况，计算出到
达目标负荷所需要的负荷变化率。

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4)迫降功能。在运行中，如果机组辅机发生故障，其最大允许负荷将发生阶跃变化，由
100%降至50%或者某一指定值。
5)负荷限制功能。当机组运行参数不利于运行设备时，对机组负荷加以限制。

协调控制系统的外部负荷指令有：
1)频差信号(一次调频)。2)
值班员指令(二次调频)。
3)中心调度所指令。

下列辅助设备故障后协调控制系统迫降机组出力：

1)一台风机掉闸。
2)一台循环水泵掉闸。
3)火嘴(燃烧器)故障。
4)给水泵故障。
5)空气预热器发生故障。

答：协调控制系统的负荷限制功能指的是：
1)真空低限制。当凝汽器真空下降到某一数值时，限制机组负荷，使负荷与凝汽器真空
相匹配。
2)主汽压力限制。当锅炉因某种原因使主汽压下降，或者汽轮机增负荷太快，造成机前
主汽压急骤下降时，该功能可及时修正机组负荷指令，并适当降负荷，以维持锅炉和汽
轮机的稳定运行。

协调控制系统的工作原理是：根据外部负荷指令回路算出机组允许出力后，直接把该
负荷指令信号送入锅炉燃烧率运算回路进行风量、煤量和水量控制。同时，负荷指令信号
送入加法器中与实发负荷信号进行比较后得出负荷偏差信号，负荷偏差信号同时送入阀位
运算回路和燃烧量运算回路，汽轮机调汽阀位运算回路根据负荷偏差信号的大小确定调汽
阀开度，并在负荷产生波动时，通过燃料量运算回路使锅炉风、煤、水实现提前控制，以
提高机组的负荷适应能力。

协调控制系统主要由两大部份构成，第一大部份是协调控制主控制系统，包括功率指
令处理器和机组主控制器，前者主要用来处理不同类型的功率指令信号，后者根据前者给
定的功率信号进行必要的运算，发出汽轮机调节阀开度及锅炉燃烧率指令信号。协调控制
系统的第二大部份是机、炉独立控制系统。即锅炉燃烧控制系统、锅炉风量控制系统、锅

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炉给水控制系统、汽机阀位控制系统。

协调控制系统共有五种不同的运行方式：
1)协调控制方式。
2)汽轮机尾随锅炉(机炉值班员通过控制锅炉负荷来控制机组功率)，机组输出功率可
调。
3)锅炉故障不能调负荷时，汽轮机尾随锅炉，机组输出功率不加调节。4)
汽轮机故障不能调负荷时，锅炉尾随汽轮机，机组输出功率不加调节。5)
机炉独自控制。

协调控制方式的工作原理是：进行协调控制时，主控系统中的功率指令处理回路可同
时接受不变指令、机组值班员手动指令和电网频差信号，负荷回路根据当时机组运行状况
(如辅机运行台数、燃烧率偏差)运算出可接受的外部指令信号，并把这一信号与运行条
件相比较，即：把外部指令与机组可能最大出力相比，若在机组允许负