淺談模擬量控制系統(MCS)調試方法及技術要點

中國電建集團江西省電力建設有限公司 江西 南昌 330001

1 前言

MCS(modulating control system)是模擬量控制系統的簡稱，對鍋爐、汽輪機及輔助系統的有關模擬量參數進行連續閉環控制，使被控模擬量參數值維持在設定范圍或按預期目標變化。該系統使整個機組(包括主輔機設備)，都能協調地根據統一的負荷指令，及時、同步地控制到適應負荷指令的狀態，是火力發電機組安全、經濟運行的重要技術保障。

2 機組模擬量控制系統組成

新疆天富2×660MW機組模擬量控制系統主要由協調、鍋爐、汽機和輔機等四個主要控制系統構成，其基礎控制調節主要包括汽包水位調節、爐膛負壓調節、氧量校正、送風調節、一次風壓調節、磨煤機一次風量調節、燃油壓力調節、給水泵最小流量控制、一級過熱蒸汽溫度調節、二級過熱蒸汽溫度調節、再熱蒸汽溫度噴水調節、高加水位調節、低加水位調節、除氧器水位調節、除氧器壓力調節、凝汽器水位調節等。

3 系統靜態調試

3.1 調試前應具備的條件

3.1.1 調試方案已通過審批，MCS邏輯說明已通過審批程序；

3.1.2 機柜內的所有模件插好，機柜的接地可靠；

3.1.3 機柜與現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 確認所設計的MCS各項控制系統的所有控制功能；

3.1.6 執行機構調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 對系統機柜內的接線，依照圖紙逐根檢查，確保接線準確無誤。

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、各種外圍設備及插件板進行檢查，應無缺陷、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。確認完好后，對控制機柜進行受電、功能恢復。

3.3.3 檢查模件狀態指示燈、核對模件的開關地址以及由輸入輸出信號形式決定的模件和端子撥動開關的組態。

3.4 變送器及執行機構的檢查與校驗

1)變送器應無損壞，安裝正確，量程范圍與設計相符，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，應予以修正。

2)執行機構安裝應正確，外觀檢查應無損壞，閥門應能保證全開、全關。動作應靈活、平穩、無卡澀、跳動現象，各開度應和位置發送器輸出保持線性關系。

3.5 靜態參數的整定

1)靜態參數的整定與組態圖的檢查同步進行，各參數的整定值依照主設備廠家提供的數據和參考其它電廠的經驗進行。

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

3.6 控制系統的開環試驗

1)根據機組運行要求，對控制系統組態進行進一步檢查與修改，設定靜態參數的初始值和動態參數的預估值，根據系統工作過程和調節原理確定各主、副調節器動作方向。用信號發生器模擬現場信號，檢查各調節器的作用方向是否符合控制系統的工藝要求，執行器的動作方向與位置是否與調節器輸出相對應。

2)檢查各限幅、報警功能、各邏輯動作應正確無誤。

3)對系統進行手、自動切換試驗，檢查其是否有擾動。

4 系統動態調試

4.1 系統投入前的狀態檢查 對于低加水位、給水泵最小流量等單回路調節系統，在主、輔機投運前檢查；對于主汽壓力、蒸汽溫度、風量調節等控制系統在機組并網以后進行下述檢查:檢查各模擬量信號，其顯示應與工況相對應，同時檢查各路開關量信號，其邏輯運算應符合控制狀態的要求。

4.2 控制系統的動態投入

4.2.1 在動態檢查一切正常的情況下，視機組運行情況，試投各子系統自動

1)至30%負荷，試投燃油壓力，除氧器水位，除氧器壓力，低加水位等調節系統。在整套啟動后，試投給水調節系統自動。

2)在30%-70%負荷，試投磨煤機出口溫度、、一次風壓、給水泵再循環控制等調節系統。

3)在70%以上負荷，試投主汽壓力、過熱汽溫、再熱汽溫度、引風、送風等控制系統。

4.2.2 定值擾動或負荷擾動試驗 當系統運行基本穩定后，可對控制系統進行定值擾動或負荷擾動試驗，從而進一步調整動態參數，提高控制系統的調節品質。

1)定值擾動試驗。任何一個自動調節系統投入后都應該進行定值擾動試驗，對調節器動態參數進行全面整定，擾動試驗的幅度應該由小到大。對于串級系統來說，在進行定值擾動試驗時，應該先整定副環調節器參數，然后再整定主環調節器參數。調節品質要求一般是衰減率0.75—0.9。

2)負荷擾動試驗。負荷擾動試驗既是對定值擾動試驗的補充(進一步整定調節器和調節系統的動態參數)，又是一項重要的熱工試驗(考驗調節系統響應機組負荷變化的能力)。因此，在任何一個自動調節系統完成定值擾動試驗并達到要求的調節品質后，都應該進行負荷擾動試驗。負荷擾動試驗應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、技術要求及安全措施。在試運指揮部批準后，由調試總負責人組織各單位和各專業進行試驗。

4.2.3 機跟爐方式的投入 檢查鍋爐主控器的手動聯鎖條件，如果手動聯鎖條件不存在，在操作員站上對下列參數進行設置:壓力定值設定、壓力定值上限的設定、壓力定值下限的設定。參數設置完后，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鎖條件，如果手動聯鎖條件不存在，在操作員站上對下列參數進行設置:壓力設定、壓力定值上限的設定、壓力定值下限的設定。參數設置完后，將爐跟機方式投入。

4.2.5 機爐協調方式的投入

1)在操作員站上設置下列參數:負荷變化率、負荷給定下限、負荷給定上限。

2)投汽機主控、鍋爐主控自動，即CCS協調方式投入。

5 系統調試技術要點

MCS系統調試過程中，把握以下技術要點，保證調試質量及設備人身安全。

1)通過控制接線閣，確認整個系統涉及控制信號回路電纜接線的正確性。

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

3)按正確的補償公式計算、調整蒸汽流量、給水流量、風量、汽包水位等信號。

4)在進行給水泵、一次風機、二次風機、引風機等重要設備試驗時，設備現場要有人員監視，手執對講機與集控室保持聯系，有異常出現立即就地手動操作.

5)穩定工況下，調節系統按預整定的調節參數投入自動后，通過系統的內部擾動、外部擾動和定值擾動試驗，觀察調節系統的調節作用.修改有關調節參數，努力尋求最佳整定，最終使整個機組的協調控制達到下表要求的調節品質指標。

指標類型 負荷變動試驗及AGC負荷跟隨試驗動態品質指標穩態品質指標機組類型 煤粉鍋爐機組循環流化床機組燃機機組各類型機組負荷指令變化速率%Pe/min ≥1.5 ≥1 ≥3 0實際負荷變化速率%Pe/min ≥1.2 ≥0.8 ≥2.5 —負荷響應純遲延時間s 60 60 30 —負荷偏差%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)所有調試工作必須符合 《電業安全工作規程(熱力和機械部分)》的要求。

6 結束語

新疆天富2×660MW機組通過對MCS系統的調試，實現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，實現整個機組能迅速、準確和穩定地響應調度系統或操作員負荷指令，保證了機組安全、穩定、經濟運行。