美鑫鋁鎂合金項目配套動力站項目DCS組態設計文檔（協調部分）第頁美鑫鋁鎂合金項目配套動力站項目DCS組態設計文檔（協調部分）編制單位：日期：2015年5月26

目錄1.1. 總則 31.2. 機爐協調控制 31.3. 機組目標負荷、負荷上限和下限、目標負荷變化率的設定 41.4. 機組一次調頻投入 41.5. 主汽壓力設定 51.6. 鍋爐跟蹤方式下鍋爐主控指令的形成 51.7. 協調控制方式下鍋爐主控指令的形成 51.8. 鍋爐主控 61.9. 汽機主控 61.10. RUNBACK 71.11. 煤主控 71.12. 給煤機煤量控制 81.13. 磨煤機入口一次風量控制 81.14. 磨煤機出口溫度控制 81.15. 鍋爐給水控制 91.16. 鍋爐過熱蒸汽一級減溫控制 91.17. 鍋爐過熱蒸汽二級減溫控制 101.18. 鍋爐再熱器煙氣擋板控制 101.19. 鍋爐再熱器事故減溫水（A、B側）控制 111.20. 一次熱風母管壓力控制 111.21. 爐膛壓力控制 111.22. 送風控制 121.23. 除氧器水位控制 131.24. 高壓旁路控制 131.25. 低壓旁路控制 13

總則模擬量控制系統(MCS)包括給水控制、汽溫控制、鍋爐啟動系統、爐機協調、旁路控制及燃料主控等。硬件配置MCS系統配置主要分布在2個控制器：drop9和drop10。系統分布Drop9控制器包括以下系統和設備的控制：給水控制系統汽溫控制系統鍋爐啟動系統Drop10控制器包括以下系統和設備的控制：爐機協調系統汽輪機旁路控制系統燃料控制系統下面對模擬量控制系統具體說明如下：機爐協調控制本機組的機爐協調控制設計了四種運行方式，根據鍋爐主控和汽機主控兩個操作器的狀態組合，分別形成以下四種運行方式機爐協調方式（鍋爐主控自動，汽機主控自動）；汽機跟蹤方式（鍋爐主控手動，汽機主控自動）；鍋爐跟蹤方式（鍋爐主控自動，汽機主控手動）；機爐手動方式（鍋爐主控手動，汽機主控手動）。按照設計，機組正常運行時應該運行在機爐協調方式。本機組的協調控制系統采用以鍋爐跟蹤為基礎的協調控制方式。汽機調門以控制負荷為主，用鍋爐燃燒率控制主汽壓力，當主汽壓力偏差過大時，汽機側協助鍋爐調壓。在機爐協調控制方式下，機組的目標負荷可以由運行人員手動設定，也可投入AGC方式，接受中調來的負荷指令。本設計方案對鍋爐側采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽壓力的穩態偏差，燃料量改變時，根據函數發生器改變給水流量設定值，以粗調水煤比，用主給水流量校正中間點溫度的穩態偏差。AGC投入允許條件機組在機爐協調控制方式，中調負荷指令(來自AGC)與目標負荷設定值偏差小于110MW（可調整）時允許運行人員手動投入AGC功能。AGC強制退出條件機組控制不在協調方式、發電機調度端AGC退出命令、中調負荷信號故障或遙控裝置不正常時AGC功能強制退出。機組負荷指令信號中調來的機組負荷指令或運行人員手動設定的目標負荷經速率限制和機組負荷上、下限限制后作為機組的負荷指令信號。機組目標負荷、負荷上限和下限、目標負荷變化率的設定機組目標負荷設定a、在協調控制方式沒有投入時，機組目標負荷設定值跟蹤發電機實際功率。b、AGC沒有投入時，中調負荷指令應該跟蹤機組目標負荷。c、機爐協調控制方式投入：在“協調控制”畫面中分別有鍋爐主控和汽機主控操作器，在該畫面上將汽機主控和鍋爐主控操作器同時投入自動方式，即進入機爐協調控制方式。機組負荷上限和下限值設定機爐協調控制方式沒有投入時，機組負荷上限設定值強制為發電機實際功率加20MW（可調整），下限設定值強制為發電機實際功率減20MW（可調整）。這樣在投入協調控制方式前，運行人員不需要手動設定機組負荷上下限值。在投入協調控制方式后，運行人員可根據需要手動設定機組負荷上限和下限值。邏輯中考慮了機組負荷下限值不能高于上限值和上限值不能低于下限值的連鎖。機組目標負荷變化率的設定運行員可以手動設定機組負荷變化率。機組一次調頻投入當機組運行在機爐協調方式下，允許機組一次調頻投入。當有以下條件之一時，機組一次調頻投入強制退出：不在機爐協調控制方式；發電機頻率信號故障。主汽壓力設定鍋爐主控和汽機主控操作器都沒有投入自動時，機組主汽壓力設定值跟蹤機側實際主汽壓力。在鍋爐跟蹤方式、汽機跟蹤方式和機爐協調方式時，主汽壓力設定值可以由運行人員手動設定。在協調控制方式或汽機跟蹤方式投入時，如果選擇壓力自動運行方式時，這時機組主汽壓力設定值根據機組負荷對應的滑壓曲線自動設定,此時運行員可以手動設定主汽壓力偏置。當主汽壓力自動設定值和手動設定值的偏差小于0.3MPa時，允許投入主汽壓力自動設定。當以下條件均不滿足時，主汽壓力自動設定強制退出：協調方式；汽機跟蹤方式；鍋爐跟蹤方式下負荷大于610MW或負荷小于340MW時高旁關閉。鍋爐跟蹤方式下鍋爐主控指令的形成在鍋爐跟蹤方式未投入時，鍋爐跟蹤方式下鍋爐主控指令跟蹤鍋爐主控的輸出。根據汽機調節級壓力，汽機主汽壓力和主汽壓力設定值三個信號組合成的汽機能量需求信號作為鍋爐主控指令（要求鍋爐燃料量）的前饋。為了方便調試，鍋爐跟蹤方式下的PID調節器將比例、積分和微分功能分開，比例增益和積分速度根據當前機組負荷值的大小和主汽壓力的偏差自動改變。協調控制方式下鍋爐主控指令的形成在協調控制方式未投入時，機爐協調方式下鍋爐主指令跟蹤鍋爐主控的輸出。將機組目標負荷的比例加微分信號作為鍋爐主控指令前饋（要求鍋爐燃料量）。當壓力設定值改變時，通過微分環節作為鍋爐主控指令前饋。為了方便調試，機爐協調方式下的PID調節器將比例、積分和微分功能分開，比例增益和積分速度根據當前機組負荷值的大小和主汽壓力的偏差自動改變。如果機組負荷偏差較大，相應增加或減少鍋爐主控指令。鍋爐主控在下列情況下鍋爐主控強制手動：汽機主汽壓力信號故障；協調方式下發電機功率故障；鍋爐跟蹤方式下調節級壓力信號故障；煤主控手動；給水泵手動；RUNBACK。這種情況下通過控制鍋爐主控輸出，改變鍋爐燃料量，調整機組負荷。煤主控在手動時，鍋爐主控輸出強制跟蹤鍋爐實際燃料量。在鍋爐主控自動投入后，鍋爐主控輸出由協調或鍋爐跟蹤方式下的相應鍋爐主控控制指令決定。在協調方式下，如輔機出力小于機組目標負荷的需求，則機組RUNBACK動作，鍋爐主控強制手動，鍋爐主控輸出跟蹤RUNBACK目標值（燃料量），RUNBACK目標值由不同RUNBACK原因決定。當煤主控在自動、鍋爐主控手動、機組RUNBACK沒有動作時，鍋爐主控輸出由運行人員人為設定。鍋爐主控輸出為0～700MW，對應鍋爐最大帶負荷能力并且略有富余，目前組態中按鍋爐主控輸出最大為700MW負荷設置，現場調試時根據需要修改。當鍋爐主控投入自動后，此時若汽機主控沒有在自動，機組即運行在鍋爐跟蹤方式，通過改變汽機高壓調速汽門開度可調整機組負荷。汽機主控當汽機調門的控制權沒有從DEH切換到DCS以前，汽機主控強制手動，輸出值跟蹤DEH來的汽機負荷參考指令。當汽機主汽壓力故障、協調方式下發電機功率故障時，汽機主控強制手動。當鍋爐主控在手動方式，汽機主控在自動方式時，機組運行在汽機跟蹤方式下，汽機主控根據主汽壓力設定值與主汽壓力偏差，改變汽機高壓調速汽門開度，維持汽機主汽壓力等于設定值。當汽機主控和鍋爐主控均在自動方式時，機組運行在協調方式下，汽機側以調負荷為主，當主汽壓力偏差過大時，汽機側協助鍋爐調壓。為了防止機組帶額定負荷時主汽壓力過高引起機組過負荷，設計中考慮了汽機最大負荷限制。用機組給定負荷信號作為汽機側協調方式下的前饋信號。在機組正常運行時，如果汽機主控沒有強制手動條件，即可在協調控制畫面中將汽機主控投入自動。RUNBACK本機組的RUNBACK功能考慮了以下輔機：送風機、引風機、一次風機、給水泵和磨煤機。在機組協調控制方式下，如果出現上述輔機跳閘，機組負荷大于運行輔機出力（加死區）的情況下，鍋爐主控強制手動，輸出快速下降到運行輔機所能承受的最大出力。這時機爐協調控制方式自動退出，控制系統自動轉為汽機跟蹤運行方式。RUNBACK發生后鍋爐主控的最終目標值根據跳閘輔機種類的不同可以單獨設定。如果機組原來在壓力自動設定方式，RUNBACK發生后主汽壓力設定值將根據機組負荷曲線自動下降。RB發生后將主汽壓力設定變為自動方式，此時主汽壓力設定值不需要運行人員手動干涉。煤主控煤主控操作器在自動方式下根據鍋爐主控輸出（經函數發生器將鍋爐主控輸出轉換為以t/h為單位的總煤量要求信號）和總燃料量的實際值經調節器后產生投入自動的給煤機的公用煤量指令，總燃料量信號由投入運行的給煤機的煤量之和和燃油流量相加產生，根據設計煤種的低位發熱值和燃油的發熱值換算出油煤折算系數。設計中考慮了風煤交叉限制功能，以確保燃料量指令不大于總風量所允許的最大燃料量。為了防止投入自動的給煤機臺數太少時，投入自動的給煤機煤量波動太大，當投入自動的給煤機臺數少于兩臺時不允許煤主控投入自動。煤主控操作器在手動方式時，其輸出作為投入自動的給煤機的公用煤量指令。當所有給煤機都在手動控制時，煤主控輸出強制手動，輸出值跟蹤運行給煤機平均煤量指令。下列情況下煤主控強制手動：總風量信號故障、實際燃料量信號故障、送風機都不在自動、任一運行給煤機給煤率信號故障、給煤機全部手動。本設計中考慮了燃煤發熱量自動校正（BTU校正）功能，根據穩定負荷下總給水流量和實際燃料量的比例將實際煤種校正到設計煤種，考慮了省煤器入口溫度變化對水煤比的影響。當機組變動負荷或主汽壓力偏差過大時，BTU校正停止計算；當設計煤種與實際煤種的發熱量偏差很小時，BTU校正停止計算；任一給煤機啟動或停止時5分鐘內BTU校正停止計算；RB時BTU也停止計算。給煤機煤量控制給煤機煤量操作器在自動方式下接受煤主控操作器來的給煤機公用煤量指令，當至少兩臺給煤機煤量操作器在自動且本給煤機煤量操作器在自動時，允許運行人員對本給煤機的煤量進行手動偏置。給煤機運行后最小給煤量指令為25%（可調整）。下列情況下給煤機煤量控制強制手動：給煤機沒有運行給煤率信號故障磨煤機熱風調節門不在自動磨煤機冷風調節門不在自動。當磨煤機停止運行時，給煤機煤量指令強制為零。磨煤機入口一次風量控制正常運行時,用磨煤機熱風調節門控制進入磨煤機的一次風量。磨一次風測量經過溫度和壓力修正。給煤機煤量指令和給煤機實際煤量取大值經函數發生器作為磨入口一次風量的基本設定值，熱風調節門投入自動后，可以由運行人員對磨入口一次風的設定值進行手動偏置。設計中考慮了給煤指令的改變對熱風調節門的前饋。磨熱風調節門投入自動是給煤機煤量投入自動的必要條件。下列情況下磨煤機熱風調節門強制手動：磨跳閘磨熱一次風流量信號故障。磨冷風調節門在手動當磨煤機跳閘時發一脈沖，自動關熱風調節擋板；當磨程控進行時，接受磨程控投自動指令，自動將磨熱風調節擋板投自動。磨煤機出口溫度控制正常運行時,用磨煤機冷風調節門控制磨煤機出口的一次風溫度。冷風調節門投入自動后，可以由運行人員對磨出口一次風溫度的設定值進行手動設置。設計中考慮了冷熱風門控制多變量控制系統的單向解耦，同時考慮了給煤機煤量變化時對冷風調門的前饋功能。磨冷風調節門投入自動是給煤機煤量投入自動的必要條件。下列情況下磨煤機冷風調節門強制手動：磨出口風粉混和溫度信號故障磨跳閘。當磨程控進行時，接受磨程控投自動指令，自動將磨冷風調節擋板投自動，并且將磨的出口溫度設置為80℃。鍋爐給水控制直流鍋爐的水煤比是一個極其重要的控制參數，本設計采用水跟煤的控制方式，當鍋爐燃料量指令改變時，根據設計煤種的發熱量自動改變給水流量設定值，如果煤種發熱量變化或其他因素的影響，導致水煤比偏離設計值，再用給水流量對中間點溫度進行校正。鍋爐中間點溫度的設定值根據汽水分離器出口壓力經函數發生器自動給出，并在必要時可以由運行人員手動設定偏置，設計中考慮了中間點溫度最小過熱度限制，當過熱器噴水流量占總給水流量的比例與設計值偏差過大時，再對中間點溫度設定值進行小范圍的增減。主調節器輸出作為給水流量設定值，副調節器輸出作為給水泵公用指令，副調節器的比例增益和積分速度根據機組負荷自動改變。鍋爐給水流量的設定值和鍋爐省煤器入口流量的偏差經調節器輸出作為給水泵公共指令。下列情況下鍋爐給水泵控制強制手動：汽水分離器出口壓力信號故障水冷壁出口集箱溫度壞質量鍋爐一級減溫水流量信號故障鍋爐二級減溫水流量信號故障鍋爐給水流量信號故障給水泵公共指令加上運行人員設置的偏置作為給水泵的控制指令。設計中考慮了防止給水泵過負荷功能。鍋爐過熱蒸汽一級減溫控制本鍋爐過熱蒸汽溫度采用二級噴水減溫控制，每級噴水減溫又分A、B側。兩側控制結構基本相同，下文僅以A側為例進行說明。鍋爐過熱蒸汽一級減溫控制系統采用串級調節系統，主、副調節器均采用PID調節器。主調節器和副調節器的調節參數都可根據機組負荷自動改變。采用機組給定負荷信號作為一級減溫控制的前饋信號。根據機組給定負荷自動產生二級減溫器入口聯箱溫度設定值，如果二級減溫器噴水調門開度過大或過小自動對一級減溫的設定值進行修正。下列情況下鍋爐過熱蒸汽一級減溫水調節閥強制手動：機組負荷指令信號故障過熱器一級減溫器A出口蒸汽溫度故障過熱器二級減溫器A入口蒸汽溫度故障MFT動作。當鍋爐MFT動作時，鍋爐主汽一級減溫水調節門強制關閉至0%。鍋爐過熱蒸汽二級減溫控制鍋爐過熱蒸汽二級減溫控制系統采用串級調節系統，主、副調節器均采用PID調節器。主調節器和副調節器的調節參數都可根據機組負荷自動改變。采用機組給定負荷信號作為二級減溫控制的前饋信號。二級噴水減溫的控制目標為鍋爐出口過熱蒸汽溫度，當二級減溫調節門投入自動時，可以由運行人員手動設定鍋爐出口過熱蒸汽溫度的設定值。下列情況下鍋爐過熱蒸汽二級減溫水調節閥強制手動：過熱器二級減溫器出口A側蒸汽溫度故障末級過熱器出口集箱蒸汽溫度故障MFT動作。當鍋爐MFT動作時，鍋爐過熱蒸汽二級減溫水調節門強制關閉至0%。鍋爐再熱器煙氣擋板控制本鍋爐的再熱蒸汽溫度控制有兩種手段，正常情況下采用煙氣擋板控制再熱蒸汽溫度，噴水減溫作為再熱蒸汽的事故減溫手段。兩側煙道中的再熱煙氣擋板和過熱煙氣擋板采用一個操作器，動作方向相反，任何工況下過熱煙氣擋板和再熱煙氣擋板都應留有一定的通流面積。用煙氣擋板控制再熱蒸汽溫度時，采用單回路控制系統，再熱蒸汽溫度的設定值可以由運行人員在煙氣擋板操作器上手動設定。考慮了機組負荷變化時對煙氣擋板的前饋，調節器考慮了隨機組負荷不同自動改變調節器參數。下列情況下鍋爐再熱器煙氣擋板強制手動：機組負荷指令故障、高溫再熱器出口蒸汽溫度A/B故障、MFT動作。當鍋爐MFT動作，鍋爐主鍋爐再熱器煙氣擋板強制手動并開至50%。鍋爐再熱器事故減溫水（A、B側）控制再熱器噴水作為再熱蒸汽溫度的后備控制手段，分為A、B兩側。再熱器噴水減溫控制采用串級控制系統。主、副調節器均采用PID調節器。主調節器和副調節器的調節參數都可根據機組負荷自動改變。采用機組給定負荷信號作為再熱噴水減溫控制的前饋信號。下列情況下鍋爐再熱器事故減溫水調節門強制手動：MFT動作再熱器減溫器后蒸汽溫度故障高溫再熱器出口蒸汽溫度故障低溫再熱器入口蒸汽壓力故障。當鍋爐MFT動作，鍋爐再熱器事故減溫水調節門強制手動并關閉至0%。一次熱風母管壓力控制通過改變一次風機入口導葉的角度來控制一次熱風母管壓力，本系統采用單回路控制系統，根據鍋爐主控輸出自動產生一次風母管壓力的設定值，在至少有一臺一次風機投入自動的情況下，可以由運行人員對上述設定值進行手動偏置。當兩臺一次風機都投入自動時，可以在B側一次風機入口導葉操作站上對兩臺一次風機導葉指令進行手動偏置，以達到兩臺一次風機出力平衡。兩臺一次風機都可以達到自動/手動雙向無擾切換，并可根據投入自動一次風機臺數的不同自動改變控制系統增益。下列情況下一次風機入口導葉控制強制手動：一次風熱風母管壓力信號故障鍋爐MFT動作相應一次風機未運行。當只有一臺一次風機運行時，未運行的一次風機入口導葉強制關閉至0%。爐膛壓力控制爐膛壓力為單回路控制系統，在至少有一臺引風機投入自動的情況下，可以由運行人員手動設定爐膛壓力設定值。兩臺送風機動葉平均開度作為爐膛壓力控制的前饋信號。當兩臺引風機都投入自動時，可以在B側引風機入口導葉操作站上對兩臺引風機導葉指令進行手動偏置，以達到兩臺引風機出力平衡。兩臺引風機都可以達到自動/手動雙向無擾切換，并可根據投入自動引風機臺數的不同自動改變控制系統增益。當鍋爐爐膛壓力過低時閉鎖引風機增加，當鍋爐爐膛壓力過高時閉鎖引風機減少。當爐膛壓力低于最低允許壓力時，設計了另一路信號自動減少引風機出力。在鍋爐發生MFT時，根據MFT前機組負荷的不同，自動將引風機入口導葉關閉一定幅度，以減小鍋爐MFT時爐膛壓力的下降幅度。該超馳信號維持一定時間后將自動緩慢回到零。下列情況下引風機入口導葉控制強制手動：鍋爐爐膛壓力信號故障相應引風機未運行。當只有一臺引風機運行時，未運行的引風機入口導葉強制關閉至0%；當SCS來引風機入口導葉全關指令，引風機入口導葉控制強制關閉至0%。送風控制送風控制系統的目標是根據鍋爐輸入燃料量的大小自動控制進入爐膛的總風量，并用鍋爐尾部煙道的煙氣含氧量作為總風量是否合適的校正指標。根據機組負荷自動產生出鍋爐尾部煙道煙氣含氧量的設定值，在氧量校正操作站投入自動的情況下可以由運行人員對氧量設定值進行手動偏置。鍋爐總燃料指令與總燃料量大選經函數發生器后再加上氧量校正操作器的輸出信號作為總風量的設定值信號。總風量調節器的輸出作為兩臺送風機動葉控制的公共指令。當兩臺送風機都投入自動時，可以在B側送風機動葉操作站上對兩臺送風機動葉指令進行手動偏置，以達到兩臺送風機出力平衡。兩臺送風機都可以達到自動/手動雙向無擾切換，并可根據投入自動送風機臺數的不同自動改變控制系統增益。當鍋爐爐膛壓力過低時閉鎖送風機減少，當鍋爐爐膛壓力過高時閉鎖送風機增加。當以下任一條件滿足時氧量校正操作站強制手動：任意氧量信號故障送風機動葉控制全部在手動時。氧量校正操作站在手動狀態時不影響送風機動葉操作站投入自動。下列情況下送風機動葉控制強制手動：總風量信號故障相應送風機未運行沒有引風機在自動狀態。當只有一臺送風機運行時，未運行的送風機動葉強制關閉至0%；當SC