都比跳闸设置值大，那么闭合接触器。因为每 个模块都可以触发跳闸，从而保证了

最高的可靠性。这样可以避免单测点故障影响汽轮机系统。需要注意的是第一个超速条件可以通过打开液压泵阀门来关闭所有高压汽阀。再

热截止阀直到转速再次回到可以接受范围内时 直处于关闭，此时主蒸汽阀打开并恢复正常控制。第二个更高级别的超速状态将会引起所有蒸汽阀关闭，同时跳闸汽轮机。

另外，下述情况下保护部分也产生保护动作，这些功能是通过DPU来执行的。液压油压低 润滑油压低低真空主蒸汽压力低高压缸温度高甩负荷预测

如果突然失去发电负荷（主断路器断开），汽轮机和发电机的刹车扭矩不匹配。这样就会引起汽轮机立即加速。保护部分的DPU将会迅速关闭控制阀，同时减少负荷参考到厂用电负荷，从而关闭截止阀把超速降到最小。汽轮机将会加速到跳闸前的最大速度，再热蒸汽将会以额定速度的102矫吊放，同时进入单阀（全周进汽）状态。

系统包含以下手段：

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (1) (2) (3) (4)

提供了可变加速度率，加速汽轮机到运行速度 从单阀控制到多阀控制的切换（全周进汽到部分进汽） 发电负荷控制

参与负荷调节和频率控制 保持负荷时的阀门试验

不考虑规定的阀位信号以阻止阀门越限独立的阀门控制自主性 冗余控制器

高速处理 协调控制系统(CCS) 的性能

转速信号

转子应力计

协调控制系主

此外，控制系统还设计了：

自动调度系统

限恒 功宰

自启动程序

速度多考

调节级压力

负荷参考 负苟速率

加速度参考

转速控制

负荷控制

单阀多阀

控制切换

生蒸汽阀

定位桵件

1 主蒸汽阀定位栈件

2 控制阀

定位模件

控制阁定位和牛

2

...

控制阀

定位模件

｀图5-11汽轮机控制功能

＂ 转速控制

系统将汽轮机从盘车转速升速到并网转速，包括从单阀控制到多阀控制。该系统提供自动的时间速度程序，确保安全、快速启动。另外，转子应力计算程序用千确保汽轮机在最短的时间以最小的应力启动。运行人员能够通过任何工作站调节转速参考值和加速度。

基于汽轮机的设计，单元机组可以在单阀控制（全周进汽）或者顺序阀控制（部分进汽）下并网。转速通过系统进行调整直到转速和相位与并网条件相匹配。（闭合断路器的方法由系统负责人决定）需要注意的是，系统所使用的是三个转速信号的中间值。

阀门管理

该系统提供所有进汽阀（截流阀或断流阀，控制阀或调速阀以及截止阀）的独立控制。依据控制方式的不同，每一个阀门都有不同的目的。在启动、自动负荷控制和停机过程中，系统自动执行这些阀门的顺序控制。控制方式的切换是自动的、没有扰动的。

启动过程中，在控制转速时，节流阀（典型的旁路阀）控制蒸汽流址。这些情况下，控制／调节阀是全开的，因此允许蒸汽进入整个喷嘴组。基千汽轮机的设计，顺序阀的切换（控制阀或调速阀）可以在并网之前或者之后。

切换点处，调速阀顺次关闭，节流／断流旁路阀继续控制蒸汽流泣。当节流旁路阀到达全开值时，控制切换至控制（调速）阀。控制阀顺序打开以增加转速或负荷。所有的节流／断流旁路阀以某一被控速度开启到其限值。

减小负荷时，在预设负荷点自动进行相反的切换。在快速卸负荷时，再热器卸负荷之后进行切换。

负荷控制

负荷控制，通常称为自动发电控制(AGC),工作在并网之后并且高于预设负荷低限时。系统将会自动控制调速阀以线性方式增加负荷，复现由运行人员或自动调度系统(ADS)确定的负荷指令曲线。

需要注意的是，系统中使用了单元机组约束协调器，因而允许运行人员设置的负荷速率比大多数其他系统都高。 该自动控制系统的AGC使用方法独无二，在串级回路中使用汽轮机调节级压力(Pl),总功率(MW)和系统频率(Hz)。经过多年证明，加入或者去掉协调控制系统(CCS),这个控制回路的性能都是最优的。它最大限度地使用了锅炉的蓄能，线性化了调速阀。

频率校正

频率控制有时候也称频率调节，其中包含两部分内容，汽轮机控制（调节器）提供硬件部分，能垃监控系统(EMS)提供计划部分。汽轮机控制提供固有频率的校正能力。就如系统范围的控制一样，区域范围的频率调节能力对于系统也是必需的。如果没有频率校正，电网就不稳定。

名义上调整7%,实际上调整率已达到10%。即便机组处于协调控制方式，仍使用频率校正。

主汽压力控制

有必须通过调速阀来控制主汽压力的情况，通常是汽轮机跟随方式。该方式下，通过关闭调速阀增加压力来响应主汽压力偏差，反之亦然。

汽轮机跟随方式通常用千紧急条件下，这对千快速平衡锅炉和汽轮机也非常重要。这种情况下AGC不工作。然而，如果有炉跟机方式，则机炉稳定性恢复后，能够重新

开始这种方式。

当主汽压力降至危险低限以下时，汽轮机跟随方式自动开始。这样可以避免汽轮机进水。

远方自动允许（遥控）

有国外锅炉控制系统的装置可以运行在协调方式，也就是可以并行控制汽轮机和锅炉。系统通过串行通信或硬接线接收指令信号。称为“远方自动”的数字信号作为协调控制的允许送入锅炉控制系统中。

汽轮机控制系统中通过给固定千液压阀执行机构的伺服电机发送指令信号来定位进汽阀门。I/0模块 提供模拟址输出给伺服电机。

阀门定位器可以通过安装在阀门上的LVDTs(线性差动互感位移检测器）接收到两个位置反馈信号。比例积分(PI)位置算法使用这两个位置信号中较大的一个，每5老秒执行次。

阀门定位器有其自身的安装终端设备DIN(德国工业标准）导轨，阀门定位器包括信号调理和电阻网络与线圈匹配，从而输出恰当信号。预制电缆把模块和终端板连接。

单元机组约束协调器

负荷的变化过程中，电厂约束协调装置监视汽轮机和锅炉的关键参数，如果有可能产生过大应力，就会自动减小单元机组的负荷率。当瞬时状况消除并且应力也减小了，那么负荷率就会自动返回到起初运行人员设定的值。应力测定是实时计算的，可供运行人员浏览。

约束协调器也可以实时监视电厂辅机的可用性，比如：风扇、泵、磨煤机等。根据可用性自动调节负荷变化高限和低限值。

约束协调器的优点：

(1) (3) (4) 改善机组负荷斜率，使之与瞬时负荷改变能力相一致 加上应力限制的运行以延长机组的寿命 避免由于负荷响应慢而造成的电力成本

(2) 使单元机组能够对ADS的要求做出响应

(5) 延长辅机寿命，避免非计划停机。

第六章单元机组运行

6.1前言

发电厂运行发电，需要运行大谝不同种类的机械、电气和化学设备，设备运行必须按照电力生产过程的要求进行，生产过程应按设计工况调节工质循环与设备运行，机组控制系统能够使运行人员可靠而高效地组织电厂生产运行。

本章介绍现代燃煤电厂的控制系统概况、功能、运行和典型设备操作。

6.2 基本控制功能

在现代的发电厂，大多数运行控制与操作是自动的。电厂之所以采用自动运行有以下理由：第 ，自动化可以减少人员在运行中误操作，对电厂人员安全提供更大的保障；第二，自动化减少了运行人员的数iii:,降低了人工费用；第三，自动化生产过程比人工操作效率高，自动控制系统能够比人更快更准确地应对运行中各种情况变化，自动运行 使电厂运行参数更加接近于设计工况。

电厂运行的控制有许多分类方法，为便于讨论，控制系统的功能可按控制功能分类，这样，控制功能可分为两种截然不同的类型：启停控制和调节控制，这两种控制在电厂都有。启停控制又称数字控制、二进制控制、离散控制、顺序控制及电机连锁。调节控制有时被称为模拟控制、连续控制、闭环控制。这两种控制在各行各业没有统

的定义。

启停控制发出一个控制动作指令，这类控制的 个例子是开启、停止 台电机。控制系统发出启动或停机命令，受控设备按命令来进行不同的动作：电机启动或电机停机。在启、停状态之间没有中间状态。

调节控制发出一个控制输出信号，该信号值从个值连续变化到另一个值。该类控制的例子是通过调整给水阀的开度调节到水箱的流址，控制动作连续调节阀门使水箱水位保持在要求位置。阀门状态是连续的，可以从全关到全开任一位置。

采用启停和调节控制来运行电厂与开汽车类似，开车时，司机启动点火钥匙，发动机发动，这就是启停控制。当发动机发动后，汽车开动，只要车速与要求值有偏差，司机会连续调整油门使汽车速度连续变化，这就是调节控制。

电厂运行人员在电厂运行时也进行类似步骤，启动给水泵、风机及其他设备。典型的步骤是：运行人员在给水泵启动后，按泵的出水流品增减阀门开度来调节泵。在某些情况下，同设备可接受全部指令，比如当泵由台变速电机带动时，启停控制用来启动电机，调节控制通过调整电机速度来调节泵流址。启停、调节控制互相补充。在紧急停机或正常停机时，启停控制能使设备停机，并使其保持安全状态以备下一次启动。

6.3 电厂主控室运行

主控室操作台是运行人员用来监视与控制电厂运行的工具，本节给出电厂运行的简要说

1

明、从冷启动到满负荷运行时的注意事项与电厂设备和系统的相互影响。从主控室运行人员的观点看，设备和系统分为两类：就地操作和主控室远程操作。

前者大部分是厂内系统，服务1个或几个单元，他们的运行是间断的且与电厂的负荷没有直接关系。后者是机组运行的主要设备，他们的运行随着电厂负荷变化而变。

6.3.1公共系统运行

电厂建成后，很少出现机组从所有设备停机、空水箱的极“冷”态启动。如果启动时电厂机组处于这样的冷态，运行人员在其他操作之前必须运行 些系统，应采取以步骤：

(1) 首先从电网向厂用电和控制系统供电。 (2)启动压缩空气系统（包括检修用气和控制用气）。 (3)启动电厂生水系统（如井水系统）及水处理系统制水。 (4) 准备制粉系统及其他材料系统（如石灰）。 (5) 准备点火燃油系统和辅助锅炉燃油系统。

(6)当所需煤粉、软化水和压缩空气制备好后，启动辅助锅炉生产辅助蒸汽，也可从电厂其他蒸汽源获得。

典型地，电厂公共控制系统布置设备附近的控制柜或控制板，有些主控室也同样布置与就地控制板功能相同的控制柜。这些系统运行时，主控室运行人员主要任务是监控这些系统的参数。通常，系统运行不正常时会在主控室发出“系统故障”的警报，主控室通知就地人员检查故障。

另外，通过设备控制系统的数据通道(PLC或DCS)主控室可获得全部设备运行参数的信息，监控功能的关键是定期检查主要参数，如煤粉仓位、水箱水位、压缩空气压力，来保证公共系统能够充分满足电厂主机运行的需要。

6.3.2单元系统运行

公共辅助系统运行后单元机组即可启动，在一台单元机组启动时有大泌的操作要执行，有些同时进行，有些按顺序执行。主要操作列举如下：

浩备工作

(1) 空气吹扫启动

在现代电厂中空气吹扫是一项相对新些的技术，在准备过程中，应用空气吹扫必须及早做好计划，对蒸汽发生系统确保清洁。在空气吹扫系统管路建立过程中应采用正确的焊接技术，氧化皮须彻底清除，一般推荐采用化学方法清理氧化皮，保证管道内表面合格以备空气吹扫。管道表面坚固的钝化层可避免在空气吹扫时生锈。

应注意的是空气吹扫是唯能够在锅炉过热器获得清洁力比或干扰因数大千1.2(工业标准）的方法，电站锅炉和余热锅炉厂家从汽包到过热器设节流板降低蒸汽流谥，这样做的结果是蒸汽流谝不会超过正常运行的最大流}g,空气吹扫没有这个限制，能够对过热器提供效果更好的清洁。

一个完整的电厂设计需要保证空气吹扫的可行性，工程分析必须提出所需的压力，以获得适当的干扰因素、加压次数、泻压次数、必需排气管尺寸、在所有流程的干扰因素、管道吹扫的次序。必须使用和选择合适的设备，如无油空气压缩机、升压机（能够较易获得所需的吹扫压力），也包括干燥空气、冷却空气的制备、带有高压法兰的厚壁管、

2