热控MCS系统作业指导书

编 写：张澎涛

编写日期：2008-08-05

审 核：

批 准：

前 言

由于目前大型机组热控设备日趋先进，机组的自动化程度越来越高，全厂的设备几乎全在其监视控制之下，热控系统调试工作也越来越重要，热控系统调试工作的质量和进度，将直接影响机组试运的质量计划和进度计划。而投产后主要反映机组节能、环保等各项指标的参数控制均在热控系统的调整范围之内。其中热控MCS系统主要对全厂的模拟量进行自动调整。为了规范机组调试及大修后MCS系统的检查和试验，严格执行有关规程要求，保证试验人员在大量现场工作中可以安全、优质地完成任务，内蒙古电力科学研究院热工自动化研究所编写了MCS系统现场作业指导书。

由于编写者水平有限，有不正确的地方望大家指出。

目 录

1.适用范围-----------------------------------------------4

2.引用文件-----------------------------------------------4

3.现场作业前准备-----------------------------------------4

4.试验条件-----------------------------------------------8

5.试验流程图 --------------------------------------------9

6.MCS所涵盖的系统及设备----------------------------------9

7.MCS试验内容和步骤-------------------------------------14

8.MCS系统品质指标---------------------------------------24

9.结束工作----------------------------------------------25

关键词：MCS 作业指导书

模拟量控制系统（MCS）作业指导书

1.范围

1.1本作业指导书适用于调试及大修过程中MCS系统投入和试验工作。 1.2作业目的是对MCS系统中的各项功能进行全面检验。

2.引用文件

本作业指导书的编写依据下列规程： 《 国家电网公司电业安全工作规程》

《电力建设施工及验收技术规范》第5部分：热工自动化DL/T5190.5 《火力发电厂汽轮发电机的热工检测控制技术导则》DL/T 591-1996 《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T 656-2006 《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T 774-2004 《火力发电厂基本建设工程启动调试及竣工验收实施规定汇编》内蒙电管局颁发有关合同/大纲/协议条款。

3.现场作业前准备 3.1准备工作安排

3.2人员要求

3.3仪器仪表及工器具

3.4备品备件（试验中如需备品备件按下表填写）

3.5材料

3.6安全措施

3.7危险点分析

4.试验条件

5.试验工作流程图

6. MCS所涵盖的系统及设备

MCS系统含盖了机组整个热力系统的模拟量控制，主要有以下系统组成：

模拟量控制系统(MCS)作业指导书

序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

调节系统名称 给煤机 A 调节 给煤机 B 调节 给煤机 C 调节 给煤机 D 调节 给煤机 E 调节 给水旁路调节 锅炉疏水扩容器入口压力调节 过热器 II 级减温器 A 调节 过热器 II 级减温器 B 调节 过热器 II 级减温器备用调节 过热器 I 级减温器 A 调节 过热器 I 级减温器 B 调节 过热器 I 级减温器备用调节 后上风箱二次风门调节 后下风箱二次风门调节 后中风箱二次风门调节 氧量调节 燃油压力调节 连排扩容器入口压力调节 连排扩容器水位调节 磨煤机 A 混合风门调节 磨煤

机 A 温度调节 磨煤机 B 混合风门调节 磨煤机 B 温度调节 磨煤机 C 混合风门调节

套数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

投入时间

说明

内蒙古电力科学研究院

第 10 页

共 40 页

模拟量控制系统(MCS)作业指导书

序号 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

调节系统名称 磨煤机 C 温度调节 磨煤机 D 混合风门调节 磨煤机 D 温度调节 磨煤机 E 混合风门调节 磨煤机 E 温度调节 磨密封风机压力调节 前上风箱二次风门调节 前下风箱二次风门调节 前中风箱二次风门调节 再热汽温烟道挡板调节 送风机 A 动叶调节 送风机 B 动叶调节 一次风机 A 入口导叶调节 一次风机 B 入口导叶调节 引风机 A 静叶调节 引风机 B 静叶调节 再热减温器 A 调节 再热减温器 B 调节 吹灰压力调节 协调锅炉跟随方式 协调汽机跟随方式 协调控制方式 #2 低加紧急疏水调节 #2 低加疏水调节 #3 低加紧急疏水调节

套数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

投入时间

说明

内蒙古电力科学研究院

第 11 页

共 40 页

模拟量控制系统(MCS)作业指导书

序号 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

调节系统名称 #3 低加疏水调节 #4 低加紧急疏水调节 #4 低加疏水调节 #6 高加紧急疏水调节 #6 高加疏水调节 #7 高加紧急疏水调节 #7 高加疏水调节 除盐水至贮水箱补水调节 除氧器水位调节 电泵 A 工作油冷却器温度调节 电泵 A 润滑油冷却器温度调节 电泵 B 工作油冷却器温度调节 电泵 B 润滑油冷却器温度调节 电泵 C 工作油冷却器温度调节 电泵 C 润滑油冷却器温度调节 辅汽联箱至除氧器压力调节 辅汽联箱至生水加热器温度调节 辅汽至厂房采暖用汽减温水调节 辅汽至暖风器用汽压力调节 辅汽至燃油伴热用汽减温水调节 辅汽至燃油雾化阀用汽压力调节 辅汽至油罐区伴热用汽减温水调节 给水泵 A 密封水差压调节 给水泵 B 密封水差压调节 给水泵 C 密封水差压调节

套数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

投入时间

说明

内蒙古电力科学研究院

第 12 页

共 40 页

模拟量控制系统(MCS)作业指导书

序号 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

调节系统名称 锅炉电泵 A 液力耦合器勺管调节 锅炉电泵 B 液力耦合器勺管调节 锅炉电泵 C 液力耦合器勺管调节 锅炉给水泵 A 最小流量调节 锅炉给水泵 B 最小流量调节 锅炉给水泵 C 最小流量调节 冷段至辅汽联箱压力调节 励磁机空气冷却器温度调节 凝结水再循环流量调节 暖风器 A 加热汽压调节 暖风器 B 加热汽压调节 润滑油输送泵出口压力调节 生水加热器 A 液位调节 生水加热器 B 液位调

节 二期至辅汽联箱减温水调节 二期至辅汽联箱蒸汽压力调节 贮水箱至热井水位调节 发电机氢温调节 轴封压力调节 轴封温度调节 密封油箱液位调节 汽机转速调节 汽机负荷调节 低旁压力调节 低旁温度调节

套数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

投入时间

说明

内蒙古电力科学研究院

第 13 页

共 40 页

7.MCS试验内容和步骤 7.1协调控制系统

该系统主要包括负荷指令设定、机炉主控、压力设定、频率校正、RB等控制回路。 7.1.1 系统静态试验

在已经确定控制策略并经过组态检查后，进行系统静态试验。 通过信号源或DCS软件依次模拟系统各个输入输出参数在机组70%-100%MCR的工况，主要参数包括：汽包压力、主蒸汽压力、一级压力、功率、汽轮机调门反馈、汽轮机转速、燃料量、总风量等信号，然后依次投入燃料量控制、锅炉主控、汽机主控、协调控制、RB等控制回路，期间模拟CCS投入、各个RB的触发信号模拟系统真实工况下的动作状态。

静态试验的主要检查项目有：自动控制系统是否实现无扰切换、系统各项切手动条件是否正确可靠、自动投入后调节器输出方向是否正确、系统各个超弛回路在自动情况下是否动作正确、协调系统与锅炉侧其他自动控制系统通讯信号是否正确可靠、系统内各项参数预设值是否符合要求、系统画面显示是否正确且操作是否可靠、系统投入后趋势曲线是否满足要求等等。

7.1.2 被调节量动态响应特性

协调系统投入前，在机组大负荷试运阶段进行以下试验。

机组负荷对汽轮机调门的响应特性试验：保持锅炉燃烧率不变，阶跃（快速）改变汽轮机调门开度，记录负荷和主蒸汽压力的变化。

机组负荷对燃烧率的响应特性试验：该试验在70%～80%负荷段进行，保持汽轮机调门开度不变，阶跃（快速）改变锅炉燃烧率，记录负荷的变化。

根据以上试验结果，对比机组设计参数对协调控制系统内预设参数进行修正。

7.1.3系统动态投入

机组在进入大负荷试运阶段后，经过观察和检查协调控制系统各个输入输出信号正常稳定符合要求，机组重要辅机工作正常且能达到设计要求，机组其他主要自动控制系统已经投入且调节品质良好，确定以上条件后开始投入协调控制系统。首先投入燃料量控制系统，根据当时工况依次投入D、E、A、B、C给煤机为自动状态，期间进行给煤量扰动等试验，并根据试验结果调整参数，直到试验结果达到要求。

投入锅炉主控为自动状态，进行主蒸汽压力扰动等试验并根据试验结果调整参数，直到试验结果达到要求。

投入汽机主控为自动状态，进入炉跟机协调控制方式，进行小范围负荷扰动试验，据试验结果调整参数，直到试验结果达到要求。切换到机跟炉协调控制方式，进行负荷及压力扰动试验，据试验结果调整参数，直到试验结果达到要求。 7.2给水控制系统

包括各个工况对汽包水位的自动控制以及各种控制方式间的无扰切换、偏差报警、方向性闭锁功能。 7.2.1 静态试验

在已经确定控制策略并经过组态检查后，进行系统静态试验。 通过信号源或DCS软件依次模拟系统各个输入输出参数在机组各个阶段的工况，主要参数包括：汽包水位、主蒸汽流量、给水流量等信号，然后依次投入给水旁路自动，给水泵A、B、C勺管自动等控制回路，期间模拟各个给水泵的启停信号观察控制回路的切换，模拟系统真实工况下的动

作状态。

静态试验的主要检查项目有：自动控制系统是否实现无扰切换、系统各项切手动条件是否正确可靠、自动投入后调节器输出方向是否正确、系统各个超弛回路在自动情况下是否动作正确、系统内各项参数预设值是否符合要求、系统画面显示是否正确且操作是否可靠、系统投入后趋势曲线是否满足要求等等。包括各种控制方式间的无扰切换、偏差报警、方向性闭锁功能。 7.2.2特性试验

在自动投入前，根据不同工况进行以下试验 7.2.2.1汽包水位动态特性试验

给水流量扰动下汽包水位动态特性试验：保持机组功率不变、锅炉燃烧率不变；给水控制打手动，手操并保持在下限（-150MM）水位稳定运行2分钟左右；一次性快速改变给水调节机构开度，使给水流量阶跃增加15%额定流量左右；保持其扰动不变，记录试验曲线；待水位上升到上限（+150MM）水位附近，手操并保持在上限水位稳定运行；一次性快速改变给水调节机构开度，使给水流量阶跃减少15%额定流量左右，保持其扰动不变，记录试验曲线，待水位降到下限水位附近结束试验。

重复上述试验2-3次，分析给水流量阶跃扰动下汽包水位变化的飞升特性曲线，求得其动态特性参数ε（飞升速度）和τ（延迟时间）。 7.2.2.2给水旁路门特性试验

给水旁路门特性试验，置给水调节于手动状态，在机组运行工况稳定的情况下，手动单方向间断的开大旁路调节阀，每次10%，直到全开，然后再以同样的方式关小，直到全关。每次减少和增加操作都必须待流量稳定后进行。

给水旁路门必须满足以下质量要求

旁路门全开时的最大流量应满足30%机组负荷下的流量要求，并有10%的裕量。

调节门全关时，漏流量应小于调节门最大流量的10%。

调节门特性曲线的线形工作段应大于全行程的70%，回差不大于2%。 调门的死行程小于全行程的2% 。 7.2.2.3给水勺管特性要求

根据机组带负荷后的实际工况，观察给水泵在勺管不同开度下的给水出口压力和给水流量关系特性，必须满足以下质量要求：

液压联轴器的调速范围应达到25%-100%。 勺管实际开度和反馈应一致，其回差小于2%。

在调速范围内，泵出口给水压力和给水流量特性应符合制造厂技术要求。

7.2.3给水控制系统的动态投入

在以上工作完成后，确定给水自动外部条件满足（信号、回路、系统等），按阶段投入给水自动。

7.2.3.1机组冲车并网带初负荷阶段投入给水旁路自动。检查系统各个变量正常后，由调试核准运行人员操作投入自动，投入后密切观察投入效果，待稳定后进行定值扰动试验并记录曲线，根据自动调节效果调整自动参数直到调节品质优良为止。

7.2.3.2机组负荷大于30%以后，根据实际工况投入勺管自动。投入步骤如上，当系统两台泵运行时，进行给水流量扰动试验，观察记录曲线，并调节参数直到调节品质优良为止。观察另外一台泵备用后，备用泵勺管跟踪状况，确保跟踪正确无误。 7.2.3.3给水控制系统的品质指标

控制系统正常工作时，给水流量应随蒸汽流量迅速变化；汽包水位正常时，给水流量和主汽流量应基本相等。

稳态品质指标：±25mm。控制系统的执行器不应频繁动作。

水位定值扰动（60mm）：过程衰减率ψ=0.7-0.8。稳定时间小于5分钟。 机组启停过程中，汽包水位控制的动态品质指标：在30%负荷以下单冲量

方式运行时，允许动态偏差为±80mm；在30%-70%负荷范围三冲量控制运行时，允许动态偏差为±60mm；70%以上负荷，控制指标见表1。 7.3过/再热蒸汽温度自动控制系统

包括对过/再热蒸汽温度的自动控制以及控制方式间的无扰切换、偏差报警、超弛功能等。 7.3.1静态试验

在已经确定控制策略并经过组态检查后，进行系统静态试验。 通过信号源或DCS软件依次模拟系统各个输入输出参数，主要参数包括：过/再热蒸汽温度、导前温度，然后投入过/再热蒸汽自动，模拟系统真实工况下的动作状态。

静态试验的主要检查项目有：自动控制系统是否实现无扰切换、系统各项切手动条件是否正确可靠、自动投入后调节器输出方向是否正确、系统各个超弛回路在自动情况下是否动作正确、系统内各项参数预设值是否符合要求、系统画面显示是否正确且操作是否可靠、系统投入后趋势曲线是否满足要求等等。控制方式间的无扰切换、偏差报警、MFT/RB超弛功能。 7.3.2特性试验和要求

7.3.2.1过热蒸汽温度动态特性试验

试验内容主要包括二级减温水扰动下主蒸汽温度、二级导前温度动态特性，一级减温水扰动下中间点温度、一级导前温度动态特性等；试验在70%和100%两种负荷分别进行，各不少于两次。

置减温自动于手动，在机组运行工况稳定的情况下，手动一次阶跃关小（开大）调节门开度，幅度以改变10%减温流量为宜，记录主蒸汽温度变化情况，待温度稳定在新值时结束试验。 7.3.2.2再热蒸汽温度动态特性试验

试验包括尾部烟道控制挡板摆动下的再热蒸汽温度特性试验、再热减温水扰动下的温度动态特性；试验在70%和100%负荷分别进行，每种负荷下试验次数不小于两次。

7.3.1.3减温水调门特性试验

减温水调门特性试验，置调节于手动状态，在机组运行工况稳定的情况下，手动单方向间断的开大旁路调节阀，每次10%，直到全开，然后再以同样的方式关小，直到全关。每次减少和增加操作都必须待流量稳定后进行。 试验中，若出现减温水流量过大可能使汽温低于允许范围时，为了保证机组安全，应改为在不同运行工况按上述方法分段进行特性试验。为了防止汽温超越允许范围，试验过程中应加强监视，发现汽温越限严重或失控应立即中止试验，运行人员手动调节阀门直到参数稳定。

减温水调节门应满足以下质量要求门全开时的最大流量应满足锅炉最大负荷的流量要求，并有10%的裕量。

调节门全关时，漏流量应小于调节门最大流量的10%。

调节门特性曲线的线形工作段应大于全行程的70%，回差不大于2%。 调门的死行程小于全行程的2%。 7.3.2.4尾部烟道控制挡板摆动试验

尾部烟道控制挡板在热态下要求其机械部分动作灵活、无卡涩。 7.3.3动态投入

在以上工作完成后，确定过/再热蒸汽温度自动外部条件满足（信号、回路、系统等），投入过/再热蒸汽温度自动。

根据机组实际运行状况温度自动在负荷70%-100%MCR工况下投入。检查系统各个变量正常后，由调试核准运行人员操作投入自动，投入后密切观察投入效果，待稳定后进行定值扰动试验并记录曲线，根据自动调节效果调整自动参数直到调节品质优良为止。 汽温控制系统的品质指标（70%-100%MCR）

稳态品质指标：过热汽温±3℃、再热汽温±4℃。执行器不应频繁动作。 过/再热汽温给定值改变±5℃时，过程衰减率ψ=0.75-1；稳定时间小于20分钟。

协调控制方式下品质指标见表1

7.4炉膛压力/送风氧量自动控制系统

包括对炉膛压力/送风氧量的自动控制以及控制方式间的无扰切换、偏差报警、超弛功能等。 7.4.1静态试验

在已经确定控制策略并经过组态检查后，进行系统静态试验。 通过信号源或DCS软件依次模拟系统各个输入输出参数，主要参数包括：炉膛压力、总风量，送风出口压力、氧量。然后投入自动，模拟系统真实工况下的动作状态。

静态试验的主要检查项目有：自动控制系统是否实现无扰切换、系统各项切手动条件是否正确可靠、自动投入后调节器输出方向是否正确、系统各个超弛回路在自动情况下是否动作正确、系统内各项参数预设值是否符合要求、系统画面显示是否正确且操作是否可靠、系统投入后趋势曲线是否满足要求等等。包控制方式间的无扰切换、偏差报警、超弛功能。 7.4.2动态投入

在以上工作完成后，确定炉膛压力/送风氧量自动外部条件满足（信号、回路、系统等），投入炉膛压力/送风氧量自动。

炉膛压力/送风自动可以在机组并网前进行试投，投入步骤为由调试确定投入条件，运行操作首先投入单侧自动，待稳定后开启或关闭另一侧风机执行机构5%-10%，观察自动调节效果，良好后再投入另一台风机自动，稳定后进行定值扰动以及前馈量扰动试验，根据记录曲线调整参数或控制方式，直到满足要求为止。

炉膛压力/送风氧量自动可根据不同负荷状况分别进行以上试验，确保自动能够在大范围内满足调节要求。 炉膛压力控制系统品质指标（70%-100%MCR）

稳态时指标：±100Pa

炉膛压力定值扰动（扰动量±150Pa）：过程衰减率ψ=0.75-0.9；稳定时间为小于1分钟。

机炉协调控制方式下指标见表1

风量氧量控制系统品质指标（70%-100%MCR）

氧量稳态品质指标：±1%

燃烧率指令改变时，风量应能在30s内变化，氧量在60s内变化。 风压定值扰动（扰动量±150Pa）：过程衰减率ψ=0.75-0.9；稳定时间为小于50s。

7.5一次风压自动控制系统

包括对一次风压力的自动控制以及控制方式间的无扰切换、偏差报警、超弛功能等。 7.5.1静态试验

在已经确定控制策略并经过组态检查后，进行系统静态试验。 通过信号源或DCS软件依次模拟系统各个输入输出参数，主要参数包括：一次风压力，机组负荷指令等。然后投入自动，模拟系统真实工况下的动作状态。

静态试验的主要检查项目有：自动控制系统是否实现无扰切换、系统各项切手动条件是否正确可靠、自动投入后调节器输出方向是否正确、系统各个超弛回路在自动情况下是否动作正确、系统内各项参数预设值是否符合要求、系统画面显示是否正确且操作是否可靠、系统投入后趋势曲线是否满足要求等等。包括控制方式间的无扰切换、偏差报警、超弛功能。 7.5.2动态投入

在以上工作完成后，确定一次风压力自动外部条件满足（信号、回路、系统等），投入一次风压力自动。

一次风压力自动可以在机组并网前进行试投，投入步骤为由调试确定投入条件，运行操作首先投入单侧自动，待稳定后开启或关闭另一侧风机执行机构5%-10%，观察自动调节效果，良好后再投入另一台风机自动，稳定后进行定值扰动以及前馈量扰动试验，根据记录曲线调整参数或控制方式，直到满足要求为止。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uwem.html