淺談模擬量控制系統(tǒng)(MCS)調(diào)試方法及技術(shù)要點

中國電建集團江西省電力建設(shè)有限公司 江西 南昌 330001

1 前言

MCS(modulating control system)是模擬量控制系統(tǒng)的簡稱，對鍋爐、汽輪機及輔助系統(tǒng)的有關(guān)模擬量參數(shù)進行連續(xù)閉環(huán)控制，使被控模擬量參數(shù)值維持在設(shè)定范圍或按預(yù)期目標(biāo)變化。該系統(tǒng)使整個機組(包括主輔機設(shè)備)，都能協(xié)調(diào)地根據(jù)統(tǒng)一的負(fù)荷指令，及時、同步地控制到適應(yīng)負(fù)荷指令的狀態(tài)，是火力發(fā)電機組安全、經(jīng)濟運行的重要技術(shù)保障。

2 機組模擬量控制系統(tǒng)組成

新疆天富2×660MW機組模擬量控制系統(tǒng)主要由協(xié)調(diào)、鍋爐、汽機和輔機等四個主要控制系統(tǒng)構(gòu)成，其基礎(chǔ)控制調(diào)節(jié)主要包括汽包水位調(diào)節(jié)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)、氧量校正、送風(fēng)調(diào)節(jié)、一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)、磨煤機一次風(fēng)量調(diào)節(jié)、燃油壓力調(diào)節(jié)、給水泵最小流量控制、一級過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)、二級過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)、再熱蒸汽溫度噴水調(diào)節(jié)、高加水位調(diào)節(jié)、低加水位調(diào)節(jié)、除氧器水位調(diào)節(jié)、除氧器壓力調(diào)節(jié)、凝汽器水位調(diào)節(jié)等。

3 系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試

3.1 調(diào)試前應(yīng)具備的條件

3.1.1 調(diào)試方案已通過審批，MCS邏輯說明已通過審批程序；

3.1.2 機柜內(nèi)的所有模件插好，機柜的接地可靠；

3.1.3 機柜與現(xiàn)場的連線全部接完且正確；

3.1.4 一次測量元件校驗合格且安裝位置正確；

3.1.5 確認(rèn)所設(shè)計的MCS各項控制系統(tǒng)的所有控制功能；

3.1.6 執(zhí)行機構(gòu)調(diào)校完畢并完成驗收簽證工作，具備軟手操。

3.2 線路檢查

3.2.1 對系統(tǒng)機柜內(nèi)的接線，依照圖紙逐根檢查，確保接線準(zhǔn)確無誤。

3.2.2 動力電纜和重要信號做絕緣檢查，對地絕緣電阻要求大于20MΩ。

3.2.3 對電纜屏蔽情況進行檢查，接地端子應(yīng)牢固、可靠。

3.3 控制機柜的受電檢查與校驗:

3.3.1 對控制機柜、各種外圍設(shè)備及插件板進行檢查，應(yīng)無缺陷、損傷、變形等。

3.3.2 進一步檢查機柜動力電纜與電源裝置及接地。確認(rèn)完好后，對控制機柜進行受電、功能恢復(fù)。

3.3.3 檢查模件狀態(tài)指示燈、核對模件的開關(guān)地址以及由輸入輸出信號形式?jīng)Q定的模件和端子撥動開關(guān)的組態(tài)。

3.4 變送器及執(zhí)行機構(gòu)的檢查與校驗

1)變送器應(yīng)無損壞，安裝正確，量程范圍與設(shè)計相符，絕緣良好，并檢查安裝單位的校驗記錄。如變送器存在安裝位置高度差，應(yīng)予以修正。

2)執(zhí)行機構(gòu)安裝應(yīng)正確，外觀檢查應(yīng)無損壞，閥門應(yīng)能保證全開、全關(guān)。動作應(yīng)靈活、平穩(wěn)、無卡澀、跳動現(xiàn)象，各開度應(yīng)和位置發(fā)送器輸出保持線性關(guān)系。

3.5 靜態(tài)參數(shù)的整定

1)靜態(tài)參數(shù)的整定與組態(tài)圖的檢查同步進行，各參數(shù)的整定值依照主設(shè)備廠家提供的數(shù)據(jù)和參考其它電廠的經(jīng)驗進行。

2)各系統(tǒng)的偏差報警模塊的整定既要考慮到機組運行時參數(shù)的允許變化范，又要不使控制系統(tǒng)輕易跳切為手動，其具體設(shè)置值參照有關(guān)說明書和運行規(guī)程。

3.6 控制系統(tǒng)的開環(huán)試驗

1)根據(jù)機組運行要求，對控制系統(tǒng)組態(tài)進行進一步檢查與修改，設(shè)定靜態(tài)參數(shù)的初始值和動態(tài)參數(shù)的預(yù)估值，根據(jù)系統(tǒng)工作過程和調(diào)節(jié)原理確定各主、副調(diào)節(jié)器動作方向。用信號發(fā)生器模擬現(xiàn)場信號，檢查各調(diào)節(jié)器的作用方向是否符合控制系統(tǒng)的工藝要求，執(zhí)行器的動作方向與位置是否與調(diào)節(jié)器輸出相對應(yīng)。

2)檢查各限幅、報警功能、各邏輯動作應(yīng)正確無誤。

3)對系統(tǒng)進行手、自動切換試驗，檢查其是否有擾動。

4 系統(tǒng)動態(tài)調(diào)試

4.1 系統(tǒng)投入前的狀態(tài)檢查 對于低加水位、給水泵最小流量等單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在主、輔機投運前檢查；對于主汽壓力、蒸汽溫度、風(fēng)量調(diào)節(jié)等控制系統(tǒng)在機組并網(wǎng)以后進行下述檢查:檢查各模擬量信號，其顯示應(yīng)與工況相對應(yīng)，同時檢查各路開關(guān)量信號，其邏輯運算應(yīng)符合控制狀態(tài)的要求。

4.2 控制系統(tǒng)的動態(tài)投入

4.2.1 在動態(tài)檢查一切正常的情況下，視機組運行情況，試投各子系統(tǒng)自動

1)至30%負(fù)荷，試投燃油壓力，除氧器水位，除氧器壓力，低加水位等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在整套啟動后，試投給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動。

2)在30%-70%負(fù)荷，試投磨煤機出口溫度、、一次風(fēng)壓、給水泵再循環(huán)控制等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3)在70%以上負(fù)荷，試投主汽壓力、過熱汽溫、再熱汽溫度、引風(fēng)、送風(fēng)等控制系統(tǒng)。

4.2.2 定值擾動或負(fù)荷擾動試驗 當(dāng)系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定后，可對控制系統(tǒng)進行定值擾動或負(fù)荷擾動試驗，從而進一步調(diào)整動態(tài)參數(shù)，提高控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

1)定值擾動試驗。任何一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入后都應(yīng)該進行定值擾動試驗，對調(diào)節(jié)器動態(tài)參數(shù)進行全面整定，擾動試驗的幅度應(yīng)該由小到大。對于串級系統(tǒng)來說，在進行定值擾動試驗時，應(yīng)該先整定副環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)，然后再整定主環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)。調(diào)節(jié)品質(zhì)要求一般是衰減率0.75—0.9。

2)負(fù)荷擾動試驗。負(fù)荷擾動試驗既是對定值擾動試驗的補充(進一步整定調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù))，又是一項重要的熱工試驗(考驗調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)機組負(fù)荷變化的能力)。因此，在任何一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成定值擾動試驗并達到要求的調(diào)節(jié)品質(zhì)后，都應(yīng)該進行負(fù)荷擾動試驗。負(fù)荷擾動試驗應(yīng)該有組織有計劃地進行，首先向試運指揮部提出書面申請，然后研究具體的實施步驟、試驗組織、技術(shù)要求及安全措施。在試運指揮部批準(zhǔn)后，由調(diào)試總負(fù)責(zé)人組織各單位和各專業(yè)進行試驗。

4.2.3 機跟爐方式的投入 檢查鍋爐主控器的手動聯(lián)鎖條件，如果手動聯(lián)鎖條件不存在，在操作員站上對下列參數(shù)進行設(shè)置:壓力定值設(shè)定、壓力定值上限的設(shè)定、壓力定值下限的設(shè)定。參數(shù)設(shè)置完后，將機跟爐方式投入。

4.2.4 爐跟機方式的投入 檢查汽機主控器的手動聯(lián)鎖條件，如果手動聯(lián)鎖條件不存在，在操作員站上對下列參數(shù)進行設(shè)置:壓力設(shè)定、壓力定值上限的設(shè)定、壓力定值下限的設(shè)定。參數(shù)設(shè)置完后，將爐跟機方式投入。

4.2.5 機爐協(xié)調(diào)方式的投入

1)在操作員站上設(shè)置下列參數(shù):負(fù)荷變化率、負(fù)荷給定下限、負(fù)荷給定上限。

2)投汽機主控、鍋爐主控自動，即CCS協(xié)調(diào)方式投入。

5 系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)要點

MCS系統(tǒng)調(diào)試過程中，把握以下技術(shù)要點，保證調(diào)試質(zhì)量及設(shè)備人身安全。

1)通過控制接線閣，確認(rèn)整個系統(tǒng)涉及控制信號回路電纜接線的正確性。

2)撿查各個執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)備是否完好、動作方向是否正確、零位和滿度是否準(zhǔn)確、限位和保位功能是否可靠、靈敏度(死區(qū))是否滿足要求、有無振蕩、卡澀現(xiàn)象等.

3)按正確的補償公式計算、調(diào)整蒸汽流量、給水流量、風(fēng)量、汽包水位等信號。

4)在進行給水泵、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、引風(fēng)機等重要設(shè)備試驗時，設(shè)備現(xiàn)場要有人員監(jiān)視，手執(zhí)對講機與集控室保持聯(lián)系，有異常出現(xiàn)立即就地手動操作.

5)穩(wěn)定工況下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按預(yù)整定的調(diào)節(jié)參數(shù)投入自動后，通過系統(tǒng)的內(nèi)部擾動、外部擾動和定值擾動試驗，觀察調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用.修改有關(guān)調(diào)節(jié)參數(shù)，努力尋求最佳整定，最終使整個機組的協(xié)調(diào)控制達到下表要求的調(diào)節(jié)品質(zhì)指標(biāo)。

指標(biāo)類型 負(fù)荷變動試驗及AGC負(fù)荷跟隨試驗動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)機組類型 煤粉鍋爐機組循環(huán)流化床機組燃機機組各類型機組負(fù)荷指令變化速率%Pe/min ≥1.5 ≥1 ≥3 0實際負(fù)荷變化速率%Pe/min ≥1.2 ≥0.8 ≥2.5 —負(fù)荷響應(yīng)純遲延時間s 60 60 30 —負(fù)荷偏差%Pe ±2 ±2 ±1.5 ±1主蒸汽壓力偏差%P0 ±3 ±3 ±3 ±2主蒸汽溫度℃ ±8 ±8 ±8 ±3再熱蒸汽溫度℃ ±10 ±10 ±10 ±4中間點溫度(直流爐)℃ ±10 — — ±5床溫(循環(huán)流化床)℃ — ±30 — ±15汽包水位(汽包爐)mm ±60 ±60 ±60 ±25爐膛壓力Pa ±200 — — ±100煙氣含氧量%— — — ±0.5 P0注:為機組額定主蒸汽壓力值。

6)所有調(diào)試工作必須符合 《電業(yè)安全工作規(guī)程(熱力和機械部分)》的要求。

6 結(jié)束語

新疆天富2×660MW機組通過對MCS系統(tǒng)的調(diào)試，實現(xiàn)了部分過程變量的全程控制，減少人員的中間干擾，減輕了運行人員的勞動強度，實現(xiàn)整個機組能迅速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定地響應(yīng)調(diào)度系統(tǒng)或操作員負(fù)荷指令，保證了機組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。