热控MCS系统作业指导书.docx

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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/T591-1996

《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T656-2006

《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T774-2004

《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

序号

内容

标准

备注

1

翻阅相关图纸、资料，熟悉所作业的系统设备及设备试验方法，到现场详查安装情况及进度

熟悉设备相关参数，掌握设备工作原理和试验步骤、方法，研读试验大纲

2

试验前确定作业系统相关的设备运行情况

包括检查设备状况、反措执行情况及设备的缺陷等

3

制定作业计划和措施并上报工程或试验项目负责人

计划尽量符合现场工作整体安排

4

根据本次试验的项目，全体工作人员应认真学习作业指导书，熟悉作业内容、进度要求、作业标准、安全注意事项

要求所有工作人员都明确本次试验工作的作业内容、进度要求、作业标准及安全注意事项

5

准备好所需仪器仪表、工器具、最新定值清单、相关材料、备品备件、相关图纸、相关设备试验报告、本次需要进行的项目及相关技术资料

仪器仪表、工器具、备品备件应试验合格，满足本次施工的要求，材料应齐全，图纸及资料应附合现场实际情况

6

根据现场工作时间和工作内容落实工作票

工作票应填写正确，并按《国家电网公司电力安全工作规程》相关部分执行

3.2人员要求

序号

内容

备注

1

现场工作人员应身体健康、精神状态良好

2

工作人员必须具备必要的热控专业知识且对机组热力、电气系统有深刻的了解，掌握协调控制系统的技术指标；工作负责人必须持有本专业相关职业资格证书并经批准上岗

3

全体人员必须熟悉《国家电网公司电力安全工作规程》的相关知识，并经考试合格

4

MCS功能投入和试验至少需要作业人员2人。

3.3仪器仪表及工器具

序号

名称

规格/编号

单位

数量

备注

1

数字万用表

四位半

只

1

2

组合工具

套

1

3

电缆盘（带漏电保安器）

220V/380V/10A

只

1

4

兆欧表

500V

只

1

5

电阻箱

只

1

6

对讲机

说明：

根据现场实际需要增减

3.4备品备件（试验中如需备品备件按下表填写）

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

2

3

4

5

3.5材料

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

绝缘胶布

卷

5

2

自粘胶带

卷

5

3

干电池

2.5V

个

10

4

焊锡丝

卷

2

5

松香

盒

2

6

中性笔

支

5

7

口罩

只

3

8

手套

付

3

9

毛刷

1.5＂

把

2

10

防静电环

只

1

11

记录本

本

5

12

酒精

瓶

1

13

电子仪器清洁剂

罐

1

14

独股塑铜线

1.5mm2.5mm

盘

各1

15

微型吸尘器

台

1

16

吸尘器

台

1

说明：

可根据现场实际需要增减

3.6安全措施

序号

内容

1

按照现场的相关要求办理各种工作票

2

在MCS功能投入前必须检查确认所有接线正确、牢固，避免烧毁模件或控制器等重要设备。

3

在实际投入前必须作好技术交底工作，确保运行人员掌握MCS系统功能的操作方法并做好事故应急方案。

3.7危险点分析

序号

危险点

预防措施

1

现场安全技术措施、设计及组态如有错误，可能产生安全隐患。

2

试验过程出现危急机组安全的重大问题

立即终止试验，将自动控制系统切为手动控制，按运行规程进行处理。

3

DCS系统逻辑修改时容易造成程序或数据丢失。

更改前作好数据备份，防止程序或数据丢失。

4

试验阶段由于被调参数将大范围变化，部分自动调节品质差，引起参数超标或设备事故。

在试验中，监视主要运行参数及主要调节系统的工作情况，对于调节品质不好的调节系统要及时切除自动，转为手动调节。

4.试验条件

序号

应具备条件

条件确认

1

与MCS有关的主、辅设备可控，机组负荷在70%-100%MCR。

2

实现MCS功能的DCS系统符合现场要求。

3

与MCS相关的热控现场设备完好，安装和调试质量符合要求。

4

与MCS设备相关的电源、气源、接地、环境条件安装和调试质量符合要求。

5

以下记录参数准确可用：

机组负荷指令、实际负荷、压力设定值、主蒸汽压力、烟气含氧量、炉膛压力、主/再热蒸汽温度、汽包水位等。

6

汽轮机控制系统完成各项功能试验。

7

与MCS有关的设计、制造、安装、单体调试等资料齐全、有效。

8

试验的内容、要求及时间安排均已通过现场领导及电网调度批准；

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：

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

1

A磨磨辊加载调节

1

2

B磨磨辊加载调节

1

3

C磨磨辊加载调节

1

4

D磨磨辊加载调节

1

5

E磨磨辊加载调节

1

6

A磨密封风调节

1

7

B磨密封风调节

1

8

C磨密封风调节

1

9

D磨密封风调节

1

10

E磨密封风调节

1

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

11

给煤机A调节

1

12

给煤机B调节

1

13

给煤机C调节

1

14

给煤机D调节

1

15

给煤机E调节

1

16

给水旁路调节

1

17

锅炉疏水扩容器入口压力调节

1

18

过热器II级减温器A调节

1

19

过热器II级减温器B调节

1

20

过热器II级减温器备用调节

1

21

过热器I级减温器A调节

1

22

过热器I级减温器B调节

1

23

过热器I级减温器备用调节

1

24

后上风箱二次风门调节

1

25

后下风箱二次风门调节

1

26

后中风箱二次风门调节

1

27

氧量调节

1

28

燃油压力调节

1

29

连排扩容器入口压力调节

1

30

连排扩容器水位调节

1

31

磨煤机A混合风门调节

1

32

磨煤机A温度调节

1

33

磨煤机B混合风门调节

1

34

磨煤机B温度调节

1

35

磨煤机C混合风门调节

1

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

36

磨煤机C温度调节

1

37

磨煤机D混合风门调节

1

38

磨煤机D温度调节

1

39

磨煤机E混合风门调节

1

40

磨煤机E温度调节

1

41

磨密封风机压力调节

1

42

前上风箱二次风门调节

1

43

前下风箱二次风门调节

1

44

前中风箱二次风门调节

1

45

再热汽温烟道挡板调节

1

46

送风机A动叶调节

1

47

送风机B动叶调节

1

48

一次风机A入口导叶调节

1

49

一次风机B入口导叶调节

1

50

引风机A静叶调节

1

51

引风机B静叶调节

1

52

再热减温器A调节

1

53

再热减温器B调节

1

54

吹灰压力调节

1

55

协调锅炉跟随方式

1

56

协调汽机跟随方式

1

57

协调控制方式

1

58

#2低加紧急疏水调节

1

59

#2低加疏水调节

1

60

#3低加紧急疏水调节

1

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

61

#3低加疏水调节

1

62

#4低加紧急疏水调节

1

63

#4低加疏水调节

1

64

#6高加紧急疏水调节

1

65

#6高加疏水调节

1

66

#7高加紧急疏水调节

1

67

#7高加疏水调节

1

68

除盐水至贮水箱补水调节

1

69

除氧器水位调节

1

70

电泵A工作油冷却器温度调节

1

71

电泵A润滑油冷却器温度调节

1

72

电泵B工作油冷却器温度调节

1

73

电泵B润滑油冷却器温度调节

1

74

电泵C工作油冷却器温度调节

1

75

电泵C润滑油冷却器温度调节

1

76

辅汽联箱至除氧器压力调节

1

77

辅汽联箱至生水加热器温度调节

1

78

辅汽至厂房采暖用汽减温水调节

1

79

辅汽至暖风器用汽压力调节

1

80

辅汽至燃油伴热用汽减温水调节

1

81

辅汽至燃油雾化阀用汽压力调节

1

82

辅汽至油罐区伴热用汽减温水调节

1

83

给水泵A密封水差压调节

1

84

给水泵B密封水差压调节

1

85

给水泵C密封水差压调节

1

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

86

锅炉电泵A液力耦合器勺管调节

1

87

锅炉电泵B液力耦合器勺管调节

1

88

锅炉电泵C液力耦合器勺管调节

1

89

锅炉给水泵A最小流量调节

1

90

锅炉给水泵B最小流量调节

1

91

锅炉给水泵C最小流量调节

1

92

冷段至辅汽联箱压力调节

1

93

励磁机空气冷却器温度调节

1

94

凝结水再循环流量调节

1

95

暖风器A加热汽压调节

1

96

暖风器B加热汽压调节

1

97

润滑油输送泵出口压力调节

1

98

生水加热器A液位调节

1

99

生水加热器B液位调节

1

100

二期至辅汽联箱减温水调节

1

101

二期至辅汽联箱蒸汽压力调节

1

102

贮水箱至热井水位调节

1

103

发电机氢温调节

1

104

轴封压力调节

1

105

轴封温度调节

1

106

密封油箱液位调节

1

107

汽机转速调节

1

108

汽机负荷调节

1

109

低旁压力调节

1

110

低旁温度调节

1

序号

调节系统名称

套数

投入时间

说明

111

高旁压力调节

1

112

高旁温度调节

1

113

定子冷却水温度调节

1

统计

调节系统共计套

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