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一、消化、創(chuàng)新、推進(jìn)三步走戰(zhàn)略
國電智深公司在實現(xiàn)1000 MW階超超臨界機組Dcs 系統(tǒng)國產(chǎn)化這一重大目標(biāo)上采取了三步走戰(zhàn)略，即泰州北侖工程服務(wù)、龍山莊河奠定基礎(chǔ)、諫壁項目實現(xiàn)國產(chǎn)化。具體地說，通過承擔(dān)泰州和北侖電廠 1000 入階超超臨界機組Dcs 系統(tǒng)工程技術(shù)服務(wù)，深入研究超超臨界機組的控制對象特勝和控制技術(shù)，了解掌握超超臨界機組對DCS 系統(tǒng)勝能指標(biāo)、功能和規(guī)模上的要求；與此同時，采用自主化 Dcs 系統(tǒng)實現(xiàn)龍山600MW亞臨界直接空冷機組和莊河 600 MW階超臨界機組的控制，從而在系統(tǒng)平臺上為超超臨界機組 Dcs 系統(tǒng)的國產(chǎn)化打下堅實基礎(chǔ)；最終在諫壁 1000MW超超臨界機組上，實現(xiàn)超超臨界火電機組 DCS 系統(tǒng)的國產(chǎn)化。
目前泰州電廠 1 號機組已投運商業(yè)運行，2 號機組即將完成 168 小時試運，北侖項目已開始現(xiàn)場調(diào)試；采用國電智深自主化 Dcs 系統(tǒng)的龍山 600 MW直接空冷亞臨界機組已于2007 年 1 月投運，成為首批成功在 600 MW機組上使用的國產(chǎn) DCS 系統(tǒng)；采用國電智深自主化 DCS 系統(tǒng)的國家發(fā)改委“十一五”國家技術(shù)進(jìn)步示范工程——莊河 600 MW超臨界機組已于 2007 年 8 月成功投運，實現(xiàn)了國產(chǎn) Dcs 在 600 MW超臨界機組上的歷史勝突破；諫壁 1000MW超超臨界機組 Dcs 系統(tǒng)項目合作協(xié)議己簽訂，并列為國家 863 項目 《 火電行業(yè)重大工程自動化成套控制系統(tǒng) 》 的示范工程。可以說，國電智深在實現(xiàn) 1000MW超超臨界機組 DCS 系統(tǒng)國產(chǎn)化戰(zhàn)略目標(biāo)的征程上已成功跨越前兩步，正開始邁入最關(guān)鍵的第三步。
（一）百萬超超臨界機組工程服務(wù) 1 、泰州 1000MW超超臨界機組DCS系統(tǒng)工程服務(wù) 國電泰州電廠 2 × 1000MW超超臨界機組鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)日本三菱公司技術(shù)的變壓運行、帶中間混合集箱垂直管圈水冷壁直流爐，八角雙火焰切圓燃燒方式，汽輪機和發(fā)電機由哈爾濱汽輪機廠和發(fā)電機廠與日本東芝公司聯(lián)合設(shè)計制造。 DCS系統(tǒng)采用美國愛默生公司OVATION 系統(tǒng)， DEH 系統(tǒng)采用東芝公司的 TOSMAP－DS/W500系統(tǒng)，由國電智深公司負(fù)責(zé) Dcs 系統(tǒng)的工程技術(shù)服務(wù)工作。
該項目單元機組和公用系統(tǒng)配置了34對控制器，功能包括DAS、FSSS 、SCS 、MCS 、ECS 、MEH 、METS 、 BPS，單元機組和公用系統(tǒng)I/ 0 測點數(shù)量達(dá)12452 點，控制設(shè)備1105 個（馬達(dá)229 臺、電動門／電磁閥 771 臺、電氣開關(guān) 105 個），控制回路 127 套。控制器功能分配采用工藝結(jié)合功能的原則。
該項目于 2006 年啟動，1 號機組于 2007 年 12 月 4 日順利通過 168 小時滿負(fù)荷試運，各項性能指標(biāo)達(dá)到較高水平。
2 、北侖1000MW超超臨界機組DCS系統(tǒng)工程服務(wù) 浙江北侖電廠 1000 MW超超臨界機組鍋爐采用東方鍋爐廠引進(jìn)日本
日立公司技術(shù)的變壓運行、螺旋管圈水冷壁直流爐，采用前后墻對沖燃燒方式，汽輪機和發(fā)電機均為上海汽輪機廠和發(fā)電機廠引進(jìn)西門子技術(shù)制造，主廠房和輔助車間 DCS 系統(tǒng)均采用美國愛默生公司。OVATION系統(tǒng)，涵蓋機側(cè)SCS功能的擴大范圍 DEH 系統(tǒng)采用西門子公司的 T3000 硬件，國電智深公司負(fù)責(zé)整個主、輔DCS 系統(tǒng)的工程技術(shù)服務(wù)工作。該項目單元機組配置了28 對控制器，功能包括 DAS 、 FSSS 、 SCS 、MCS 、ECS 、MEH 、METS 、BPS，單元機組和公用系統(tǒng)I/ 0 測點數(shù)量達(dá) 12464 點，控制設(shè)備1411個（馬達(dá)198個、電動門／電磁閥 1117 個、電氣開關(guān) 96 個），控制回路 147 套。控制器功能分配采用工藝結(jié)合功能的原則。
該項目于 2007 年啟動， 2007 年 12 月進(jìn)行了出廠測試和驗收，現(xiàn)在已開始現(xiàn)場調(diào)試。
3 、泰州北侖工程服務(wù)總結(jié)
1、對 1000MW超超臨界機組的工藝流程、運行方式進(jìn)行了分析和研究。
2、通過資料消化吸收、工程設(shè)計和現(xiàn)場調(diào)試，對 1000 MW超超臨界機組的對象靜態(tài)和動態(tài)特勝有了較深入的了解，對控制策略優(yōu)化進(jìn)行了一定的實踐。
3、對 1000 MW超超臨界機組
DCS系統(tǒng)控制器功能分配原則進(jìn)行了研究和實踐。
4、在認(rèn)真消化吸收國內(nèi)外設(shè)備廠家和設(shè)計院的技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合電廠生產(chǎn)運行的實際需要，和設(shè)計單位、設(shè)備廠商、調(diào)試單位和電廠進(jìn)行充分的研討，對 1000 MW超超臨界機組 DCS系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能設(shè)計進(jìn)行了研究和實踐，并在現(xiàn)場調(diào)試投運過程中不斷完善和優(yōu)化。
5、在 1000MW超超臨界機組對 DCS系統(tǒng)的要求方面有了更深入的認(rèn)識。
① 系統(tǒng)規(guī)模更大 1000MW超超臨界機組 DCS 系統(tǒng)單元機組和公用系統(tǒng) I/ 0 測點數(shù)量達(dá)到 12000 點左右，而一般 600 MW機組 DCS 系統(tǒng)單元機組和公用系統(tǒng)I/O 測點數(shù)量一般在8000~9000點左右；控制設(shè)備數(shù)量 1000 MW超超臨界機組
DCS系統(tǒng)達(dá)到1100~1400 個，而 600MW機組 DCS系統(tǒng)為 750~ 900 個；模擬量控制回路數(shù)量和600MW機組無明顯差別。
② 決速控制、決速保護(hù)
1000 MW超超臨界機組只能采用直流鍋爐，在直流鍋爐中循環(huán)工質(zhì)總質(zhì)量下降，循環(huán)速度上升，工藝特勝加決。又因機組采用超臨界參數(shù)，波動范圍要求更嚴(yán)，進(jìn)一步強化了對決速控制的要求。為滿足機組決速控制和決速保護(hù)的要求，需全面提高控制系統(tǒng)實時勝勝能，包括決速可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊、決速穩(wěn)定的控制器周期、決速的I/ 0 處理和高精度SOE ，這些一直是 DCS 改進(jìn)和完善的難點。
③ 可靠性要求更高
超超臨界機組熱力系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)置了更多的熱工保護(hù)項目，以避免因操作失誤而造成重大設(shè)備損壞。同時，由于超臨界機組容量大，機組安全運行對整個電網(wǎng)的安全也至關(guān)重要。這就要求整個自動化系統(tǒng)具備更高的安全和可靠勝。
④ 智能化要求更高
1000 入階超超臨界機組的安全經(jīng)濟運行對電網(wǎng)的穩(wěn)定是很重要的，相對于600MW和300MW機組，1000MW超超臨界機組必須更加依賴自動化系統(tǒng)，而靠手動操作運行是不可想象的。控制方式、事故報警、操作指導(dǎo)等方面智能化程度的提高，能更好地提高 1000MW超超臨界機組的安全經(jīng)濟運行水平。
（二）龍山莊河 600MW機組自主化奠定基礎(chǔ)
1、龍山 600MW亞臨界直接空冷機組國產(chǎn) DCS系統(tǒng) 2005 年，國電智深公司承接了河北龍山 2×600 MW亞臨界直接空冷機組 DCS 系統(tǒng)項目，采用自主化國產(chǎn) DCS 系統(tǒng)實現(xiàn)了 600 MW機組機、爐、電的一體化控制，功能包括 DAS 、FSSS、 MCS 、 SCS 、 ECS、 ACC 和 BPS 。系統(tǒng)分為＃ 1 、＃ 2 和公用系統(tǒng) 3 個域，單元機組采用 26 對控制器， I / 0 測點數(shù)量達(dá) 8320 點，公用系統(tǒng)采用 4 對控制器， I/ 0 測點數(shù)量 1276 點，單元和公用總測點數(shù)量達(dá) 9596 點，已接近 1000 MW機組控制系統(tǒng)規(guī)模。控制設(shè)備1097 個（其中馬達(dá) 248 個（含空冷風(fēng)機 56 臺），電動門／電磁閥 647 個，電氣開關(guān) 202 個），控制回路 147 套。經(jīng)過充分的系統(tǒng)研發(fā)和工程準(zhǔn)備，該項目于 2005 年 12 月正式啟動， 2006 年 6月中國國電集團工程部組織國內(nèi)知名專家進(jìn)行了出廠驗收評審會，與會專家一致認(rèn)為，北京國電智深控制技術(shù)有限公司EDPF-NT 系統(tǒng)的勝能、功能和質(zhì)量符合龍山電廠 600MW機組應(yīng)用要求，可以應(yīng)用于龍山電廠 600MW機組上。＃ 1 機組于 2007 年 1 月 16日正式投運， #2 機組也于 2007 年 7 月 24 日投產(chǎn)。 2007 年 6 月通過了由中國電機工程學(xué)會組織的技術(shù)鑒定，得到了國內(nèi)著名專家們的高度評價，評審意見認(rèn)為“項目總體技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，對我國自主知識產(chǎn)權(quán) DCS 在大型發(fā)電機組上的廣泛應(yīng)用，具有重要的示范意義和推動作用”。龍山電廠 600 MW機組投運以來， DCS 系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，機組保護(hù)投入率 100 % , 保護(hù)動作正確率 100 % , MCS控制回路投入率 100 % , 168 期間機組協(xié)調(diào)控制一直投入并成功實現(xiàn) AGC 控制，負(fù)荷及主汽壓等主要參數(shù)的控制精度均達(dá)到較高水平，從未發(fā)生過因為 EDPF－NT 系統(tǒng)影響機組安全運行的情況，得到電廠的高度評價。
2 、莊河 2×600MW超臨界機組國產(chǎn) DCS系統(tǒng)
2006 年，大連莊河電廠一期工程 2×600MW國產(chǎn)超臨界機組也決定采用國電智深自主知識產(chǎn)權(quán)的 EDPF－NT分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)主輔控系統(tǒng)的控制，這是國內(nèi)第一個采用國產(chǎn)自主化 DCS系統(tǒng)的 600MW超臨界機組項目，也是國內(nèi)第一個采用一體化系統(tǒng)平臺實現(xiàn) 600 MW超臨界機組主控和輔助車間控制的項目。作為首臺套應(yīng)用于 600MW超臨界機組的自主化控制系統(tǒng)項目，該項目于 2006 年 4月被國家發(fā)改委確定為落實《 國務(wù)院關(guān)于加決振興裝備制造業(yè)的若干意見 》 的第一個技術(shù)進(jìn)步示范工程。
莊河電廠主控EDPF－NT 系統(tǒng)功能包括 DAS 、FSSS 、SCS、ECS 、MCS、DEH 、 ETS 、 MEH 、 METS 和 BPS等，鍋爐吹灰由 PLC實現(xiàn)，通過通訊方式在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行操作。該套系統(tǒng)實現(xiàn)了鍋爐、汽機、給水泵汽機、汽機旁路的控制和保護(hù)及電氣開關(guān)的控制，可說是目前火電廠主控系統(tǒng)采用單套 DCS實現(xiàn)功能最齊全的系統(tǒng)之一，在已投運的國產(chǎn) DCS系統(tǒng)中是功能最多的，真正實現(xiàn)了主機的一體化控制。單元機組和公用系統(tǒng)衛(wèi)。測點數(shù)量達(dá)到 8200 點。控制設(shè)備 776 個（其中馬達(dá) 160 個、電動門／電磁閥 495 個、電氣開關(guān) 121 個），模擬量控制回路 137 套。單元機組共配置控制器 29 對（含 DEH 控制器2 對、 MEH 控制器 2 對），公用系統(tǒng)配置控制器 2 對。
莊河電廠輔助車間控制系統(tǒng)（輔控系統(tǒng)）也采用 EDPFNT 分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)，其中煙氣脫硫控制 DCS 系統(tǒng)采用獨立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，輔控系統(tǒng)其余部分采用一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一體化輔控系統(tǒng)控制范圍覆蓋水、煤、灰、燃油、暖通、空壓機等系統(tǒng)，其中輸煤程控、電除塵、啟動鍋爐、制氫、制氯采用 PLC 控制，通過通訊方式接入輔控 DCS 系統(tǒng)，實現(xiàn)在集控室對全廠輔助車間進(jìn)行集中監(jiān)視和操作的功能。該項目于 2006 年 2 月 26 日正式啟動， 2006 年 11 月 29 日中國國電集團工程部組織了國內(nèi)知名專家參加的出廠驗收評審會，與會專家一致認(rèn)為“系統(tǒng)配置合理、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、質(zhì)量可靠，符合技術(shù)規(guī)范要求，同意通過出廠驗收，可以在 600MW級超臨界機組上應(yīng)用”。經(jīng)過緊張的現(xiàn)場調(diào)試工作， 2007 年 8 月 6 日莊河電廠＃ 1 機組順利通過 168 小時滿負(fù)荷試運行， # 2 機組于 11 月 5 日通過 168 小時滿負(fù)荷試運行，配套輔控系統(tǒng)也同時投運，實現(xiàn)了在集控室對主輔控系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控。在 168 小時滿負(fù)荷試運行期間，自動投入率95 % ，保護(hù)投入率 100 % ，保護(hù)動作正確率 100 % ，機組協(xié)調(diào)控制一直投入并成功實現(xiàn) AGC 控制，負(fù)荷、主汽壓和主汽溫等主要參數(shù)的控制精度均達(dá)到或超過電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3 、龍山莊河國產(chǎn) DCS總結(jié) 1 、必須堅持自主研發(fā)并完全掌握核心技術(shù)的技術(shù)路線在龍山和莊河 EDPF－NT 系統(tǒng)的研發(fā)中，我們堅持自主研發(fā)并完全掌握核心技術(shù)的技術(shù)路線，自主開發(fā)核心軟硬件，實現(xiàn)了最大程度的自主化并取得了成功。
2 、采用國產(chǎn) DCS系統(tǒng)對超臨界機組控制進(jìn)行了完整的實踐
莊河項目主廠房和輔助車間控制全部采用國電智深的國產(chǎn) DCS系統(tǒng)，也是國產(chǎn) DCS系統(tǒng)首次應(yīng)用于 600 入階超臨界機組上，實現(xiàn)了 600 入階超臨界機組主機的一體化控制和輔助車間的一體化控制。
3 、采用國產(chǎn) DCS系統(tǒng)實現(xiàn)了超臨界機組控制策略，對超臨界機組的對象特勝、控制優(yōu)化有了新的認(rèn)識和提高。
4 、國產(chǎn) Dcs 系統(tǒng)各方面勝能得到了進(jìn)一步的提升
① 系統(tǒng)規(guī)模向前邁進(jìn)了一大步相對 300MW機組單元和公用系統(tǒng)一般I/ 0 測點數(shù)量6000 多點的規(guī)模，龍山項目 I / 0 測點數(shù)量達(dá)到 9596 點，可以說向 1000 MW超超臨界機組 12000 I/ O 點的規(guī)模邁進(jìn)了一大步。
② 系統(tǒng)可靠勝得到了提升和考驗通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟硬件勝能的提升，以及工程設(shè)計可靠勝的保證，整套系統(tǒng)的可靠勝得到了較大提高。龍山、莊河項目調(diào)試期間和正式投運以來，系統(tǒng)一直運行穩(wěn)定，保護(hù)動作正確率100 % ，從未發(fā)生誤動或拒動的情況。
③ 系統(tǒng)決速哇得到了檢驗
通過保證控制器負(fù)荷率在正常范圍前提下加決控制處理周期、采用算法內(nèi)嵌的約束條件下決速返回技術(shù)、優(yōu)化人機接口程序、實現(xiàn)高精度SOE 等技術(shù)措施，系統(tǒng)決速勝得到了較大提高，在莊河超臨界機組上得到了充分的檢驗（莊河項目 DEH 系統(tǒng)、 ETS 系統(tǒng)全部采用國電智深自主研發(fā)的國產(chǎn) DCS系統(tǒng)實現(xiàn)）。
④ 豐富了適用于超臨界直流爐的控制算法
根據(jù)超臨界直流爐控制的需要，增加了焙值等新的控制算法。
（三）諫壁百萬超超臨界項目積極推進(jìn)國產(chǎn)化 國電智深在總結(jié)了泰州工程設(shè)計和調(diào)試經(jīng)驗、北侖工程設(shè)計經(jīng)驗，在莊河 600MW超臨界機組自主化 DCS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，著手研制 1000MW超超臨界機組自主化 DCS 系統(tǒng)，并成功申報了國家 863 計劃重點項目“火電行業(yè)重大工程自動化成套控制系統(tǒng)”，以國電諫壁電廠 1000MW超超臨界機組 Dcs 系統(tǒng)作為示范工程。該項目目前已啟動，計劃于 2010 年正式投運，將采用國電智深的自主化國產(chǎn) DCS對 1000MW超超臨界機組進(jìn)行控制，實現(xiàn) 1000MW 超超臨界機組自動控制系統(tǒng)國產(chǎn)化的目標(biāo)。我們充分借鑒當(dāng)今國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品開發(fā)和工程管理技術(shù)，確立了“應(yīng)用調(diào)研 ― 系統(tǒng)分析 ― 應(yīng)用開發(fā) ― 測試驗證 ― 優(yōu)化設(shè)計 ― 示范工程 ― 規(guī)范化和產(chǎn)品化”的技術(shù)路線，進(jìn)行 1000MW超超臨界機組 DCS 系統(tǒng)的研發(fā)，完成成果轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)在諫壁項目上的成功應(yīng)用，并進(jìn)行推廣。為了確保諫壁 1000MW超超臨界機組國產(chǎn) DCS項目的成功，我們制定了如下措施：
1、對1000MW超超臨界機組 DCS 的需求進(jìn)行深入分析和研究，研發(fā)出適用于 1000MW超超臨界機組控制的 DCS 系統(tǒng)。
2 、在國內(nèi)外調(diào)研、資料消化吸收的基礎(chǔ)上，進(jìn)行諫壁 1000MW超超臨界機組 DCS系統(tǒng)的方案設(shè)計和實現(xiàn)工作。
3 、在各個階段把用仿真機模擬作為重要的研究手段，提高研究效果，盡早發(fā)現(xiàn)問題。
4 、在諫壁 1000MW超超臨界機組 DCS工程上，更加深入的掌握超超臨界機組運行特勝，使項目研發(fā)的超超臨界機組自主化 DCS系統(tǒng)盡決實用化、工程化。
5 、實施嚴(yán)格高效的項目管理。從組織機構(gòu)、項目管理、產(chǎn)品制造和系統(tǒng)集成、工程設(shè)計、系統(tǒng)組態(tài)和工廠測試、出廠檢驗、現(xiàn)場服務(wù)、研發(fā)支撐、人員培訓(xùn)等方面制定了周密的切實可行的實施方案和有效的質(zhì)量管理措施，在工程實施過程中嚴(yán)格貫徹執(zhí)行，確保諫壁項目成為優(yōu)質(zhì)工程。
二、 1000MW 超超臨界機組模擬量控制系統(tǒng)設(shè)計總結(jié) 人們對超（超）臨界機組的普遍認(rèn)識是機組蓄熱能力小、參數(shù)間相互影響嚴(yán)重，因此機組在運行工況變化時，主要參數(shù)穩(wěn)定勝差，難于控制。但是另一方面，機組蓄熱能力小，將使鍋爐燃燒率變化時主汽壓或機組功率的動態(tài)響應(yīng)的慣勝大大減小，只要控制系統(tǒng)的控制策略設(shè)計得當(dāng)、機組主要控制量間靜態(tài)匹配和動態(tài)匹配恰當(dāng)，在決速的燃燒率控制作用下，主汽壓和機組功率動態(tài)響應(yīng)勝會更好，主要參數(shù)的動、靜態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)會明顯改善，能滿足連續(xù)滑壓運行的要求。
超（超）臨界機組直流爐由于沒有汽包的工質(zhì)緩沖和蓄熱緩沖，燃燒率與給水量間的平衡實際上直接代表了鍋爐吸熱量與汽機耗汽量之間的熱量平衡。在變負(fù)荷過程中，只要通過給水量和燃燒率的靜態(tài)匹配和動態(tài)匹配保證好這一熱量平衡關(guān)系，中間點的過熱度或比焙將始終保持平穩(wěn)，機爐將會處于協(xié)調(diào)平穩(wěn)的受控狀態(tài)。
基于以上分析，為改善控制量間禍合的影響、適應(yīng)機組連續(xù)變壓運行要求，控制系統(tǒng)設(shè)計的基本思路是：保持動靜態(tài)過程中各控制量間的基本匹配和平衡，加決變負(fù)荷過程中相應(yīng)回路的響應(yīng)，采用變增益和非線勝環(huán)節(jié)改善控制特勝。這一設(shè)計思想的本質(zhì)是充分分析機組和設(shè)備運行機理、充分利用機組和設(shè)備的特睦參數(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計，對于超（超）臨界機組這樣復(fù)雜的對象尤其重要，這里下面結(jié)合泰州工程簡要介紹了針對超（超）臨界機組控制系統(tǒng)的一些具體設(shè)計，同時對主控系統(tǒng)和燃水比控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。
（一）加決變負(fù)荷過程中各回路響應(yīng)性 改善各回路的響應(yīng)速度可以充分利用超臨界機組慣勝和遲延相對較小的優(yōu)點，較好地克服外擾時參數(shù)波動大的不利因素，滿足機組的變負(fù)荷需求。
1、采用負(fù)荷指令協(xié)階（MWD）作為鍋爐側(cè)能量需求信號：負(fù)荷指令最早反映負(fù)荷的變化需求，因此采用它作為鍋爐側(cè)的能量需求信號形成鍋爐主指令的前饋信號能加決鍋爐對負(fù)荷的響應(yīng)；
2、采用并行前饋控制：鍋爐主指令并行為各子系統(tǒng)（如：給水控制、燃料量控制及送引風(fēng)控制等）的建立前饋設(shè)定值，改善鍋爐對負(fù)荷指令變化的決速響應(yīng)；
3、鍋爐過程加速（ BIR ）控制：在負(fù)荷變化過程中，針對給水、嫩料等對負(fù)荷變化的不同的響應(yīng)時間，建立不同的超調(diào)信號（ BIR ）用于對動態(tài)響應(yīng)過程的校止。通過每個鍋爐輸入指令的過調(diào)《 負(fù)荷上升時 》和欠調(diào)《 負(fù)茍下降時 》作用，加速鍋爐過程控制，改善主汽壓力和溫度的可控性。
動態(tài)前饋BIR信號的設(shè)定原則：
l）當(dāng)小幅度加或減負(fù)荷時（目前設(shè)置為＜2OMW )。無超調(diào)。用于防止煤量的過分波動，這在AGC方式下小幅度來回變負(fù)荷時尤其有用。
2 ）超調(diào)的量與變負(fù)荷速率、實際負(fù)茍指令有關(guān)。變負(fù)茍速率越快，超調(diào)的量也越大：負(fù)荷指令越高，超調(diào)的量也越大 （但加負(fù)荷按近煤量高限時、減負(fù)荷接近煤量低限時除外）。
3 ）超調(diào)持續(xù)時間的判斷邏輯。變負(fù)荷時的超調(diào)持續(xù)時間由負(fù)荷指令、目標(biāo)負(fù)荷決定：當(dāng)負(fù)荷指令（MWO）接近目標(biāo)負(fù)荷時（目前設(shè)置為4MW），超調(diào)提前結(jié)束。
4 ）當(dāng)遇到加負(fù)荷后隨即又減負(fù)荷的工況，則加負(fù)有時的超調(diào)立刻快速結(jié)束，同時觸發(fā)減負(fù)荷時的超調(diào)。反之亦然。
（二）控制量的匹配和平衡 控制量間的匹配和平衡是穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，更是機組變負(fù)荷過程中保持快速響應(yīng)性的保證。
1、主設(shè)備廠家提出了為數(shù)很多的與機組負(fù)荷、鍋爐輸入指令、汽水流程中一些點的壓力相關(guān)的F(x）用于控制量間的靜態(tài)匹配和平衡。同時，引入交叉限制、負(fù)荷閉鎖等功能，強化控制量間匹配和平衡的控制。
( 1 ）交叉限制回路的設(shè)計
除風(fēng)燃交叉限制外，超臨界機組中還考慮燃水交叉限制。為防止鍋爐過熱負(fù)荷，交叉限制將不考慮使得燃料量上升的作用，因此燃水間交叉限制只考慮下列幾項：
燃料量低—＞給水量指令降低：防止主汽溫下降；
燃料量高—＞給水量指令升高：防止主汽溫超溫；
給水量低—＞燃料量指令降低：防止主汽溫超溫；
所有的交叉限制（包括風(fēng)燃間交叉限制）投入的允許條件是：
1）不在 RB 運行工況，因為鍋爐輸入量間的不平衡發(fā)生時，響應(yīng)速度慢的鍋爐輸入量會通過交叉限制影響整個RB 運行工況；
2）不在低負(fù)荷運行工況（非直流運行工況），因為低負(fù)荷區(qū)有最低給水流量和最低風(fēng)量的要求，鍋爐輸入量間沒有了固定比率的關(guān)系。
下述措施將配合交叉限制，以保證交叉限制正確發(fā)揮作：
1）當(dāng)發(fā)生給水流量要求燃料量指令升高的交叉限制作用時，將燃料量控制回路和給水量控制回路切至手動；
2）當(dāng)燃料量與給水量間的交叉限制作用持續(xù)一定時間（2分鐘）后，將鍋爐主控切至手動，以穩(wěn)定機組；
3）當(dāng)風(fēng)量與燃料量間交叉限制起作用時，將使調(diào)整風(fēng)燃比的氧量積分控制器停止積分、保持原值，以防止控制超調(diào)。 4）交叉限制起作用時，應(yīng)進(jìn)行負(fù)荷閉鎖。
5）為確保不會因交叉限制影響控制系統(tǒng)的響應(yīng)性，在變負(fù)荷過程中將限制范圍放寬，RB時將交叉限制去除。
超臨界機組特有的主要負(fù)荷閉鎖功能有：
1）當(dāng)燃料量與給水量或燃料量與風(fēng)量之間的交叉限制起作用時，鍋爐的穩(wěn)定勝由交叉限制實現(xiàn)，但此時也應(yīng)進(jìn)行負(fù)荷閉鎖，從而閉鎖未受交叉限制影響的控制系統(tǒng)，以免產(chǎn)生新的不平衡、不穩(wěn)定。
2）當(dāng)燃水比校正信號達(dá)到高限或低限時，應(yīng)通過負(fù)荷閉鎖防止燃料量與給水量之間的不匹配加劇。
3）省煤器在汽化邊緣時應(yīng)閉鎖減負(fù)荷。
2、在充分利用蓄能和加決控制回路響應(yīng)勝的同時，應(yīng)考慮不同控制量動態(tài)響應(yīng)的差異，防止被控參數(shù)動態(tài)偏差加大，所用的典型動態(tài)補償環(huán)節(jié)是慣勝環(huán)節(jié) F(t）和微分環(huán)節(jié)d / dt ，典型的動態(tài)補償作用有：
1）對微過熱汽溫而言，給水流量的響應(yīng)性要遠(yuǎn)決于燃料量的響應(yīng)勝，因此加負(fù)荷時首先應(yīng)增加燃料量、提高燃燒率，以先滿足爐膛蓄熱量提高的需要，然后再增加給水量，同樣，減負(fù)荷時，也應(yīng)先減燃料量，再減少相應(yīng)給水量。這就需要兼顧負(fù)荷響應(yīng)的決速勝和減小微過熱汽溫的波動，在燃料側(cè)動態(tài)加速、給水側(cè)可適當(dāng)減緩。
2）因汽溫響應(yīng)的時間常數(shù)長、實施上述措施受到負(fù)荷調(diào)整的限制，仍有可能變負(fù)荷期間微過熱汽溫波動大，如果對這種暫態(tài)汽溫變化也校正的話，變負(fù)荷結(jié)束時，燃水比調(diào)節(jié)WFR 將偏離正常值，會對汽溫形成擾動，因此應(yīng)對這樣的動態(tài)不匹配予以忽略，將燃水比WFR 的積分調(diào)節(jié)作用去除。
3）燃煤滑壓運行鍋爐對直吹式磨煤機有較大的遲延，如果負(fù)荷控制時汽機和鍋爐配合不好，會有很大的汽壓和溫度改變。如利用蓄熱加決初始負(fù)荷響應(yīng)時，會加大機爐間能量供需的不平衡，使調(diào)節(jié)過程波動加大，后續(xù)負(fù)荷調(diào)節(jié)過程延長。在負(fù)荷指令后加入LAG環(huán)節(jié)，在加決鍋爐輸入的同時，通過時間常數(shù)調(diào)整兼顧初始負(fù)荷的響應(yīng)和后續(xù)調(diào)整過程的速度。
4）滑壓變負(fù)荷運行時，主汽壓設(shè)定點由機組負(fù)荷生成，主汽壓由改變鍋爐輸入進(jìn)行控制，主汽壓的改變將經(jīng)歷鍋爐慣性時間常數(shù)的影響，為使鍋爐主汽壓控制不會因二者差別產(chǎn)生超調(diào)，主汽壓設(shè)定點應(yīng)加入反映鍋爐慣勝時間的LAG。RB時也主汽壓設(shè)定點也應(yīng)有LAG 起作用。
5）對直吹式制粉系統(tǒng)，煤流量是給煤機皮帶上給煤量的測量值，而進(jìn)入爐膛燃燒的煤流量是磨制的后由一次風(fēng)輸送的煤粉，它們之間存在時間延時，為更好地控制主汽壓和汽溫，應(yīng)對給煤量測量值進(jìn)行LAG 處理。
3、在動態(tài)過程中和不同運行方式轉(zhuǎn)換過程中，加入一些短時間變化的動態(tài)補償量，以保持瞬變過程中變量間的質(zhì)量和能量平衡和向有利工況發(fā)展。
1）因為鍋爐變壓運行，如果主汽壓決速變化，如 RB 發(fā)生時，將通過暫時增加給水流量，防止省煤器汽化的發(fā)生；
2）濕態(tài)時，如果鍋爐循環(huán)流量的決速下降，將有可能導(dǎo)致總給水量的下降到低于最低鍋爐給水量，影響水冷壁的運行安全，因此在給水流量增加了檢測分離器水位變化，加入相應(yīng)的補償?shù)浇o水流量指令回路，以快速增加給水量補償循環(huán)水量的變化。
3）在正常運行時的燃料量指令基礎(chǔ)上，根據(jù)機組啟動方式（冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)等）的不同，加入相應(yīng)的燃料量偏置。
5）MFT復(fù)置后，通常以30%MCR的最低風(fēng)量運行，當(dāng)輕油燃燒器燃燒時要求較高的風(fēng)燃比，應(yīng)送入更多的風(fēng)，因此將根據(jù)輕油燃燒器投運的數(shù)量提高最低風(fēng)量。
6）磨煤機啟動時，磨煤機內(nèi)將積累一定量的存煤，爐膛獲得煤粉的遲延時間變長且呈漸變增長趨勢，給煤機停止時，磨煤機內(nèi)部的存粉繼續(xù)向爐膛輸送且呈漸變減小趨勢，應(yīng)在給煤量的基礎(chǔ)上補償這些測量誤差，以免給鍋爐壓力和汽溫控制造成大的擾動。
（三）機組協(xié)調(diào)控制主控系統(tǒng)分析
1.協(xié)調(diào)控制主控系統(tǒng)
泰州電廠1000MW機組協(xié)調(diào)控制主控系統(tǒng)設(shè)計有 4 種運行方式，即cc 、BF 、BI( TF）、BM( TF）方式，并且在鍋爐干濕態(tài)階段都可以以任何一種方式運行，實際細(xì)分為 8 種運行方式。鍋爐主控回路如下圖所示，各運行方式及相應(yīng)的投入條件如下：
濕態(tài)CC:
機組并網(wǎng)
汽機主控TM：AUTO—MW控制
鍋爐輸入控制BID: AUTO－BID＝MWD
給水量控制／燃料量控制／風(fēng)量控制／爐膛壓力控制： AUTO
燃水比控制WFR: AUTO或汽機旁路控制：AUTO—主汽壓R控制干態(tài) CC :
機組并網(wǎng)
汽機主控TM：AUTO—MW控制
鍋爐輸入控制 BID: AUTO—BID＝MWD+主汽壓Pt控制
給水量控制／燃料量控制／風(fēng)量控制／爐膛壓力控制： AUTO
燃水比控制WFR : AUTO—水冷壁出口微過熱溫度控制
濕態(tài) BF :
機組并網(wǎng)
汽機主控 TM：MAN
鍋爐輸入控制BID：AUTO－BID＝MW（MWD 跟蹤MW）
給水量控制／燃料量控制／風(fēng)量控制／爐膛壓力控制： AUTO
燃水比控制WFR: AUTO 或汽機旁路控制： AUTO－主汽壓Pt控制
干態(tài) BF :
機組并網(wǎng)
汽機主控TM：MAN
鍋爐輸入控制 BID: AUTO-BID=MW主汽壓Pt控制
給水量控制／燃料量控制／風(fēng)量控制／爐膛壓力控制：AUTO
燃水比控制WFR：無要求
濕態(tài)BI：
機組并網(wǎng)
不在 CC 或 BF 方式
汽機主控TM：MAN或AUTO-主汽壓 Pt 控制
鍋爐輸入控制 BID ：MAN
燃料量控制：AUTO
MWD＝MW（跟蹤）
干態(tài) BI：
機組并網(wǎng)
不在 CC 或 BF 方式
汽機主控TM：MAN或AUTO－主汽壓Pt控制
鍋爐輸入控制 BID ：MAN ( RB 時，跟隨 RB 指令動作）
給水量控制： AUTO
MWD＝MW（跟蹤）
濕態(tài)BM :
未并網(wǎng)
或燃料量控制：MAN
汽機主控 TM ：MAN 或 AUTO－主汽壓Pt 控制
鍋爐輸入控制 BID ：MAN且BID ＝F（燃料量）
MWD＝MW（跟蹤）
干態(tài)BM:
給水量控制：MAN
汽機主控 TM ：MAN 或 AUTO －主汽壓 Pt 控制
鍋爐輸入控制 BID ：MAN且 BID ＝F（給水量）
2、協(xié)調(diào)控制主控系統(tǒng)分析
本項目協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)的鍋爐主控回路如下圖所示，鍋爐主控輸出（鍋爐輸入指令）BID 總領(lǐng)鍋爐側(cè)各控制系統(tǒng)，干態(tài)時負(fù)荷調(diào)整以給水量為基礎(chǔ)，用燃料量調(diào)整燃水比。在工程實施過程中，對該主控系統(tǒng)分析和形成的看法如下：
l）由于協(xié)調(diào)方式下鍋爐側(cè)主汽壓控制在干濕態(tài)時的作用對象不同，干態(tài)時上汽壓控制主要作用于給水量控制，而濕態(tài)時的控制與汽包爐相似、主汽壓拎制主要作用于燃料量控制，因此。干濕志時的主汽壓控制器參數(shù)會有顯著不同。需要分別設(shè)立主汽壓控制器。并且這 2 個控制器分置在 2 處，干態(tài)時的主汽壓控制在 BID 側(cè)，而濕態(tài)時主汽壓控制在 WFR 側(cè)。這樣做使系統(tǒng)顯得復(fù)雜，但因為 BID作為鍋爐主控輸出。是各子系統(tǒng)控制量間平街匹配的總的依據(jù)，在濕態(tài)時 BID 將通過 F (x)維持給水流量在25 ％的最低流量、同時維持其它控制量如風(fēng)箱擋板等的穩(wěn)定，如果將主汽壓控制器設(shè)在BID側(cè)，則可能會因主汽壓控制器的校正作用，使得給水流量和其它控制量向負(fù)荷增大的方向變動。這是濕態(tài)運行時所不期望的。如濕態(tài)運行時，給水流最增大，將引起省煤器入口溫度下降，分離器水位升高，分離器硫水增加，造成熱損失和補水損失。主汽壓控制器放在WFR 側(cè)，則會使燃料控制只影響機組的升溫升壓過程，避免其它不利影響，保持濕態(tài)運行的穩(wěn)定。
2）盡管鍋爐生產(chǎn)廠設(shè)計推薦了 8 種主控系統(tǒng)運行方式，試圖大范圍實現(xiàn)自動控制，但我們經(jīng)過仿真試驗和分析認(rèn)為在某種與設(shè)計煤種變化較大的情況下，不應(yīng)推薦在濕態(tài)方式下投入 CC 或 BF方式、尤其不推薦在干濕態(tài)過渡期間投入CC 或BF方式，機組運行應(yīng)以主控系統(tǒng)干態(tài)方式下投入自動為要求，原囚如下：
a）如上所述．干濕態(tài)時主汽壓調(diào)節(jié)洛分置在 2 處，在CC或BF方式下，從干態(tài)切換到溫態(tài)運行時會因BID側(cè)主汽壓控制器切除而使BID信號產(chǎn)生擾動．當(dāng)煤種變化等擾動工況發(fā)生時。這種影響更甚。如果 BID 側(cè)主汽壓控制器采用保持方式，則會使 BID 與 MWD 有較大偏離，面且這一保持值是某一瞬間的值、在濕態(tài)時不再變化，可能會影響濕態(tài)時的調(diào)節(jié)過程，因此干態(tài)向濕態(tài)轉(zhuǎn)換過程中爐側(cè)應(yīng)避免運行在自動方式。
b）鍋爐主控輸出 BIO 是包括給水量和燃料料量的各主要控制盆的總扣制量，本項目設(shè)計用燃料量校正燃水比，因此系統(tǒng)中有2 處控制作用可以影響燃料量。干態(tài)運行時，由于給水量和燃料量需要共同作用維持負(fù)荷和溫度，當(dāng)主控鍋爐側(cè)處于手動方式時，這 2 處燃料里的調(diào)整受到給水量和汽溫的制約．不存在操作隨意性的問題。但當(dāng)濕態(tài)運行時．給水量維持在 25 ％的最低流最、與然料最無關(guān)，運行人員有可能在 2 處操作燃料量而保持總?cè)级肚遗c機組運行狀況匹配，這樣 BID 指令與 MWD 指令（跟蹤MW）就會有可能產(chǎn)生較大偏差，當(dāng)從濕態(tài)BI切換到方式濕態(tài)BF或濕態(tài) CC 時，會產(chǎn)生擾動，應(yīng)引起注意。
c）控制系統(tǒng)中以 BID 作為干濕態(tài)判定的主要依據(jù)，當(dāng)機組運行在干濕態(tài)轉(zhuǎn)換點附近時，從 BM 方式切至其它方式，會因 BID 與MWD（跟蹤 MW ）信號的不一致，使 BID 信號產(chǎn)生跳變，從而引起控制系統(tǒng)在干濕態(tài)間多次轉(zhuǎn)變，對控制過程形成擾動。
3）在 BF 方式時，即使機組運行在滑壓區(qū)間也不應(yīng)投入滑壓運行方式，而應(yīng)以定壓方式運行，因為此時入MWD跟蹤MW , BID＝MWD+主汽壓Pt控制，投入滑壓運行方式會形成如下的正反饋回路：
加負(fù)荷要求—＞汽機調(diào)門開大—＞實發(fā)功率 MW 增加—＞BID 控制（MWD 跟蹤 MW ＋主汽壓Pt控制），主汽壓設(shè)定點增加—＞主汽壓Pt控制使 BID 增加—＞鍋爐輸入（水、燃、風(fēng)）增加—＞實發(fā)功率 MW 增加。
4）在機組滑壓區(qū)間時，鍋爐生產(chǎn)廠不推薦 BF 運行方式下通過投入汽機主控TM 到自動而直接進(jìn)入 CC 方式，而是希望經(jīng)過中間過渡方式 BI后再進(jìn)入 CC ，具體操作過程如下：
BF 方式—＞BI方式—＞檢查主汽壓設(shè)定點與主汽壓偏差—＞投入汽機主控 TM 自動—＞投入BI（TF）方式—＞運行人員改變主汽壓手動設(shè)定點到根據(jù)負(fù)荷計算滑壓設(shè)定點—＞主汽壓手動設(shè)定與滑壓設(shè)定點偏差＜ —＞投入CC 方式
在機組滑壓區(qū)間運行在 BF 方式時，由于必須運行定壓式，將有可能實際汽機調(diào)門位置與 CC方式下期望的調(diào)門位置不相等、主汽壓手動設(shè)定點與根據(jù)負(fù)荷計算的滑壓設(shè)定點不相等，此時將汽機主控投入自動進(jìn)入 CC 方式，汽機主控TM指令將會改變到期望的調(diào)門位置、壓力設(shè)定點會改變到滑壓設(shè)定點，會對鍋爐產(chǎn)生擾動。在實際系統(tǒng)設(shè)計中，我們在 BF 方式切換到 CC 方式時仍維持定壓運行，在 CC 方式下手動調(diào)整主汽壓設(shè)定值到與滑壓設(shè)定點偏差＜范圍內(nèi)，投入滑壓，因而允許從 BF 方式直接進(jìn)入CC方式。
5）為充分發(fā)揮1000MW 機組效率高的優(yōu)點，機組將主要是滑壓運行方式，系統(tǒng)設(shè)計時根據(jù)機組設(shè)定的某一典型工況給出了滑壓曲線，但汽機背壓、主汽溫等參數(shù)偏離該典型工況時，根據(jù)該滑壓曲線運行，會出現(xiàn)調(diào)門節(jié)流或過早進(jìn)入過負(fù)荷區(qū)而影響機組效率，因此應(yīng)以汽機調(diào)門位置為根據(jù)修正機組滑壓曲線、以主汽壓作為定、滑壓轉(zhuǎn)換的依據(jù)，主汽壓設(shè)定點回路如下圖：
6）采用主蒸汽壓力偏差校正機組實發(fā)功率，消除鍋爐內(nèi)擾對汽機側(cè)的影響，防止汽機調(diào)門的超調(diào)并使機組更地快速控制負(fù)荷。圖1表示機組功率與調(diào)門（govermor ）開度的關(guān)系。由圖 1 可知，主汽壓力一定時，調(diào)門開度和機組功率成正比；主汽壓力不斷增大而調(diào)門開度一定時，機組功率也不斷增大。例如，主蒸汽壓力控制在設(shè)定值P0 ，在 A 點時處于平衡。在受到鍋爐輸入量的外部影響時，主蒸汽壓力上升至 Pl，調(diào)門開度即使仍保持一定值不變，發(fā)電量也會上升至 B 點，其后，隨著鍋爐輸入量慢慢回歸到規(guī)定值，主蒸汽壓力恢復(fù)到PO，機組功率也會緩緩地由 B 點回到 A 點。
但是，若通過控制調(diào)門開度將機組功率保持在設(shè)定值，使其不受主蒸汽壓力變動的影響，主蒸汽壓力上升，調(diào)門從 A 點向 C 點操作；因調(diào)門關(guān)小，主蒸汽壓力又繼續(xù)向 D 點方向上升，為將機組功率保持在設(shè)定值，繼續(xù)向 E 點方向操作調(diào)門。這種反復(fù)操作調(diào)門的現(xiàn)象，一直持續(xù)到鍋爐輸入量減少為止，極不穩(wěn)定。
為改善以上現(xiàn)象，實現(xiàn)鍋爐一汽機協(xié)調(diào)控制，必須根據(jù)機組功率指令來決定調(diào)門開度，主蒸汽壓力即使變化，調(diào)門開度也應(yīng)控制為固定不變。即在反饋信號實發(fā)功率MW上進(jìn)行主蒸汽壓力的修正。
△ P ：主蒸汽壓力偏差（ TPD－PT)；TPD：主蒸汽壓力設(shè)定值；k：增益放大修正。
由此，可以計算主蒸汽壓力變動時機組功率的變化，能將實發(fā)功率的偏差修正到零，也能將調(diào)門穩(wěn)定在一定位置。增益放大修正K在調(diào)試運行時根據(jù)主蒸汽壓力的變化量和相應(yīng)實發(fā)功率來決定。
（四）鍋爐燃水比控制分析
1、燃水比參考信號選取
在超臨界機組中，通過燃水比才能長期維持過熱汽溫是人所共知的事實，在尋求快速、準(zhǔn)確反映燃水比變化的信號中，人們從改善微過熱汽溫通道的動態(tài)特性出發(fā)，對處于水冷壁出口的微過熱汽溫或微過熱蒸汽焓值給予了很大的關(guān)注，但日立公司將表征燃水比變化的信號選擇在頂棚過熱器出口溫度，究其原因是垂直管屏水冷壁出口工質(zhì)溫度比較低，水冷壁出口溫度tww＝（h , P ）處于明顯非線性區(qū)，放大系數(shù)隨工質(zhì)的參數(shù)變化而變化，不穩(wěn)定，對于變壓運行的超臨界機組，此缺點尤為明顯。而頂棚過熱器出口工質(zhì)微過熱度可提高 5 ℃ 以上，也提高了中間點溫度作為煤水比調(diào)節(jié)和汽溫調(diào)節(jié)的線性度，這樣更有利于超超臨界鍋爐的變壓運行，也降低了煤質(zhì)變化導(dǎo)致的輻射一對流傳熱比例變化而引發(fā)的微過熱汽溫不穩(wěn)定問題。
2、二種燃水比調(diào)整手段的設(shè)計要點
由于超臨界直流鍋爐燃料與給水之間的相互匹配關(guān)系，燃水比調(diào)整有以燃料為基礎(chǔ)調(diào)整給水和以給水為基礎(chǔ)調(diào)整燃料二種方式。從燃料或給水對于微過熱汽溫通道的動態(tài)特性看，由于直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的特點，給水的響應(yīng)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于燃料的響應(yīng)性，從汽溫控制的角度，采用調(diào)整給水量調(diào)整燃水比的方式更為有利。但另一方面，由于直流鍋爐沒有工質(zhì)的中間儲存緩沖環(huán)節(jié)，進(jìn)入鍋爐的給水量改變后，將快速、直接改變蒸汽流量而產(chǎn)生負(fù)荷變化，但畢竟這種負(fù)荷改變沒有后續(xù)能量的支持，因此呈瞬態(tài)變化的特征。相反，燃料量的改變引起的負(fù)荷改變呈現(xiàn)出慣性和持續(xù)性，負(fù)荷變化相對平緩。因此，在分別用二種方式調(diào)整燃水比時，應(yīng)揚其長、避其短。
調(diào)整給水調(diào)整燃水比：如前所述，通過改變給水量，可以較為快速有效調(diào)整燃水比、進(jìn)而保證鍋爐出口汽溫，但同時也會快速、直接影響到鍋爐出口蒸汽流量的變化，對機組負(fù)荷和主汽壓的動態(tài)影響比較大，這種負(fù)荷和汽壓的暫態(tài)偏差又會通過主控回路在影響到燃燒率和給水量控制，因此通過給水調(diào)節(jié)汽溫的控制策略有導(dǎo)致機組穩(wěn)定性變差的傾向。由于給水流量對負(fù)荷和汽壓的影響呈明顯的瞬變特性，最終負(fù)荷和汽壓會回到原來的水平，因此可用解耦設(shè)計消除給水流量這一調(diào)節(jié)作用對燃燒率的影響，使負(fù)荷和汽壓自動恢復(fù)，給水流量只對微過熱汽溫或微過熱蒸汽焓值作用。解耦設(shè)計是將微過熱汽溫或焓值調(diào)節(jié)器的輸出通過微分環(huán)節(jié)加到燃燒率的指令側(cè)作為校正信號，用經(jīng)過幅度和時間調(diào)整的微分信號消除主汽壓調(diào)節(jié)器對燃料的要求，使燃燒率不變或少改變，達(dá)到給水側(cè)對燃料側(cè)的單向解耦的目的，最終使機組負(fù)荷、主汽壓穩(wěn)定性大大增加，微過熱汽溫或微過熱蒸汽焓值調(diào)節(jié)質(zhì)量明顯提高。
調(diào)整燃料調(diào)整燃水比：用燃料量來調(diào)整燃水比，對機組負(fù)荷和主汽壓的影響平緩，可以克服用給水量調(diào)整燃水比引發(fā)的對機組負(fù)荷和主汽壓的快速瞬態(tài)影響，機組主要參數(shù)的穩(wěn)定性大大提高，在近來超臨界機組燃水比控制系統(tǒng)設(shè)計中，國內(nèi)外采用這一設(shè)計方法的越來越多。但因燃料量至微過熱汽溫或微過熱蒸汽焓值通道的遲延和慣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于給水量，設(shè)計中應(yīng)考慮微過熱汽溫響應(yīng)性差出現(xiàn)大偏差的情況，此時應(yīng)充分利用給水量響應(yīng)性快的特點，在給水量回路引進(jìn)校正量，強制拉回汽溫偏差，保證汽溫和金屬溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。
3、減溫水流量控制
減溫水流量控制：從下圖超臨界直流鍋爐的單管模型可以看出，減溫噴水引自進(jìn)入鍋爐的總給水量，它的變化改變了減溫噴水閥前后受熱段工質(zhì)流量的分配。
汽包爐機組中能夠長期控制汽溫的手段如減溫噴水、燃燒器擺角在超臨界機組中的作用已完全不同。上圖所示為不同減溫噴水量對直流爐各區(qū)段工質(zhì)溫度的影響。減溫噴水量改變了這些中間區(qū)段的熱量/水量比值，因而區(qū)段內(nèi)工質(zhì)溫度發(fā)生相應(yīng)變化。但不管減溫噴水量如何變化，只要進(jìn)入鍋爐的總給水量未改變，燃水比未改變，穩(wěn)態(tài)時鍋爐出口過熱汽溫也不會改變。在超臨界機組中減溫噴水量與穩(wěn)態(tài)時鍋爐出口過熱汽溫成為無關(guān)的，在動態(tài)調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，減溫噴水量可以因調(diào)節(jié)過程的響應(yīng)性不同而隨機運行在任意大小的量。顯然，這給減溫噴水量參與持續(xù)溫度調(diào)節(jié)帶來很大困難，保持各級減溫噴水量在適當(dāng)大小對于超臨界直流爐機組十分重要。另一方面，超臨界鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)不宜采用大量噴水的減溫方式，因為減溫水量增加時，噴水點前的受熱面，尤其是水冷壁的工質(zhì)流量必然減小，使水冷壁中工質(zhì)溫度升高，其結(jié)果不僅加大了汽溫調(diào)節(jié)幅度，而且可能導(dǎo)致水冷壁和噴水點前的受熱面超溫。由于減溫水量與微過熱汽溫的相關(guān)性，在實際控制系統(tǒng)設(shè)計中，常常設(shè)計有在燃水比校正信號達(dá)到高限或低限時，用減溫水量調(diào)整反向參與水冷壁出口溫度控制和保護(hù)的功能。保證減溫水流量在適當(dāng)大小控制方案如下，方案一由保證各級減溫器入出口溫差達(dá)到控制減溫水流量的目的，方案一則是直接控制各級減溫水流量。只有減溫水流量受控，微過熱汽溫的控制才能真正鍋爐的燃水比。
三、1000MW超超臨界機組鍋爐主保護(hù)設(shè)計
超超臨界機組均采用高參數(shù)、大容量的直流爐，其安全性至關(guān)重要，鍋爐的主保護(hù)也就成了安全生產(chǎn)的重中之重。這里總結(jié)了國電泰州和國電北侖電廠兩個1000MW 超超臨界項目對鍋爐主保護(hù)的要求及其特點。
鍋爐主燃料跳閘MFT條件：主燃料跳閘是FSSS 最重要的部分。當(dāng)鍋爐發(fā)生某些危險情況時，可能造成嚴(yán)重后果，此時要從軟硬兩個方面將進(jìn)入爐膛的燃料全部切斷。“軟”的方面指通過邏輯使相關(guān)燃料設(shè)備停運。如果此時DPU 發(fā)生故障，或設(shè)備指令繼電器出現(xiàn)故障，將無法使該設(shè)備停運，此時就需要用“硬”的方面使該設(shè)備停運。“硬”的方面指：用入MFT跳閘繼電器的觸點，并或串在設(shè)備驅(qū)動回路中，使得在設(shè)備指令繼電器不發(fā)指令時，由用MFT跳閘繼電器的觸點發(fā)指令停止這些設(shè)備。
(1) 1000MW 超超臨界機組鍋爐MFT條件：
我們對泰州、北侖 1000MW 超超臨界機組鍋爐MFT 條件進(jìn)行了匯總和分類，其主要MFT條件如下：
機爐聯(lián)鎖引發(fā) MFT
引風(fēng)機全停；
空預(yù)器全停；
爐膛負(fù)壓高高；
爐膛負(fù)壓低低；
風(fēng)量小；
失去火檢冷卻風(fēng)；
燃料失去平衡或燃燒工況不穩(wěn)定
全燃料喪失；
全爐膛滅火；
臨界火焰喪失；
水系統(tǒng)失去平衡；
給水泵跳閘；
省煤器入口流量低低；
過熱蒸汽和再熱蒸汽通道異常；
再熱器保護(hù)喪失；
一級過熱器出口聯(lián)箱出口溫度高高；
鍋爐出口主蒸汽壓力高；
其他
操作員手動MFT;
FSSS電源失去。
( 2 ）部分MFT條件分析
1）機爐聯(lián)鎖引發(fā)MFT
若負(fù)荷＞（旁路容量－5 % )，汽機跳閘，鍋爐MFT；若負(fù)荷＜（旁路容量－5 % ) ，汽機跳閘延時4S ，若旁路無效（任一個旁路閥仍處在關(guān)閉位），鍋爐MFT。條件動作時，發(fā)脈沖。泰州、北侖1000MW機組均有此條件。
在機組無 FCB 功能的情況下，汽機跳閘時鍋爐是否MFT，與旁路容量有很大關(guān)系。此條件動作時應(yīng)發(fā)脈沖。由于在爐膛吹掃及鍋爐啟動前，需要“不存在任何跳閘條件” , 因此在鍋爐啟動前仍存在的MFT條件，應(yīng)該使用脈沖，避免閉鎖鍋爐啟動。這樣的條件主要有3 個（汽機跳閘，全燃料喪失，全爐膛滅火）。脈沖應(yīng)加在整條邏輯的出口，而不是在“汽機跳閘”后。這樣以下兩種情況均可觸發(fā)MFT:
正常運行過程中，汽機跳閘；汽機停運，鍋爐啟動時，蒸汽走旁路，若旁路因為某種原因關(guān)閉，觸發(fā)MFT;
若脈沖在“汽機跳閘”后，則只能觸發(fā)前一個條件。
2）風(fēng)系統(tǒng)失去平衡，包括：
兩臺引風(fēng)機全停；兩臺送風(fēng)機全停；兩臺空預(yù)器全停，延時。
下面對MFT后，風(fēng)煙系統(tǒng)設(shè)備的動作情況、暢通風(fēng)道的情況作一分析：
MFT后，爐膛已經(jīng)滅火，但是不排除爐膛內(nèi)有懸浮的殘留燃料，或有燃料泄漏入爐膛。這些染料一旦聚積達(dá)到一定濃度，遇點火源就會產(chǎn)生爆炸。因此，為避免燃料聚積，必須要保證風(fēng)道暢通。
正常情況下，MFT后，送、引風(fēng)機、空預(yù)器保持原來狀態(tài)，即至少有一臺送風(fēng)機、一臺引風(fēng)機、一臺空預(yù)器在運行。送、引風(fēng)機、空預(yù)器相關(guān)擋板（一般包括送風(fēng)機的出口擋板及動葉，引風(fēng)機的出、入口擋板及靜葉，空預(yù)器入口擋板、出口二次風(fēng)擋板）動作原則：運行設(shè)備的相關(guān)擋板打開，停運設(shè)備的相關(guān)擋板關(guān)閉（另一臺運行的情況下）。
在MFT后，如果爐膛壓力高或低到某一定值（此定值比MFT條件的爐膛壓力定值更偏離正常值），為了保護(hù)爐膛，避免由于爐膛壓力超過鍋爐的承受能力引起的內(nèi)爆或外爆，需要停止送風(fēng)機或引風(fēng)機。停止的原則：爐膛壓力高到某一定值，延時 2 秒聯(lián)鎖停送風(fēng)機；爐膛壓力低到某一定值，延時 2 秒，聯(lián)鎖停送、引風(fēng)機。
爐膛一般運行在微負(fù)壓狀態(tài)下，即在一定范圍內(nèi)爐膛處于負(fù)壓是正常的。但爐膛在正壓時就比較危險。因此，當(dāng)爐膛壓力高到某一定值時情況較危險，聯(lián)鎖停送風(fēng)機，但不停引風(fēng)機，運行員可以利用引風(fēng)機使?fàn)t膛壓力盡快恢復(fù)正常，而不是只依靠自然通風(fēng)。當(dāng)爐膛壓力低到某一定值時，聯(lián)鎖停送、引風(fēng)機，使?fàn)t膛壓力不再繼續(xù)低，等待自然通風(fēng)使?fàn)t膛壓力恢復(fù)正常。
兩臺 1000 MW超超臨界機組均采用了這種保護(hù)。
在下列兩種情況下：
由于兩臺空預(yù)器停運或兩臺送風(fēng)機停運或兩臺引風(fēng)機停運造成的MFT;
在MFT后，由于爐膛壓力高到某個定值或低到某個定值，造成兩臺送風(fēng)機停運或兩臺引風(fēng)機停運。
這時MFT已發(fā)生，爐膛要求通風(fēng)。對于兩側(cè)的電機均停運，此時就應(yīng)該將其擋板全部打開，原因如下：
兩側(cè)電機均停運，只能采取自然通風(fēng)。為了加大通風(fēng)面積，需要兩側(cè)同時通風(fēng)。
由于兩側(cè)電機均停運，不存在某一側(cè)空氣倒灌的可能。
綜合上面的分析，我們可以總結(jié)為：對于送風(fēng)機、引風(fēng)機、空預(yù)器：單側(cè)電機停運而對側(cè)電機運行時，應(yīng)關(guān)閉其相關(guān)擋板。兩側(cè)電機均停運時，應(yīng)打開其相關(guān)擋板。在 MFT后，為了最大限度地通風(fēng)，對于其他風(fēng)道擋板（例如所有風(fēng)箱入口調(diào)節(jié)檔板，OFA風(fēng)檔板， AA風(fēng)檔板，其它二次風(fēng)檔板，再熱煙氣檔板，過熱煙氣檔板。），應(yīng)全開或開到一定開度，具體開度應(yīng)參照鍋爐廠資料。
3）燃料失去平衡或燃燒工況不穩(wěn)定
● 全燃料喪失
對于直吹式制粉系統(tǒng)，在有燃燒記憶（任一油層投運，或任一煤層投運）的情況下：（所有角閥關(guān)閉或燃油供油速斷閥關(guān)閉）且（所有給煤機全停或所有磨煤機全停）（脈沖）。
根據(jù) 《 美國國家防爆協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) 》 NFPA－8502: “燃燒器的燃料，空氣或點火源突然中斷造成瞬間滅火，接著恢復(fù)時引起聚積物的遲后點燃”而可能造成鍋爐爆炸，因此，上述條件也是為防止燃料聚積而設(shè)立的。
關(guān)于“有燃燒記憶”的分析說明如下：
a) “全燃料喪失”中的“燃燒記憶”，應(yīng)用“ R－S觸發(fā)器”的形式，而不是簡單的“與或非門”；“有燃燒記憶”應(yīng)該用油層或煤層的投運信號相“或”觸發(fā)（置位端）。 根據(jù)《火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》，每一層的“投運信號”如下：
油層投運：同一層的四支油槍至少有3支投運（每層配置 4 支油槍）；同一層的六支油槍至少有 4 支投運（每層配置 6 支油槍）。
煤層投運：同一層的四支煤粉燃燒器至少有 3 支投運（每層配置 4 支煤粉燃燒器）；同一層的六支煤粉燃燒器至少有 4 支投運（每層配置 6 支煤粉燃燒器）。
對于每排有 5 只燃燒器的前后墻對沖式鍋爐一般做法是 5 取 4 。
b）以前做“有燃燒記憶”，是用“有任意油燃燒器投運”觸發(fā)：而有了等離子點火以后，一臺送風(fēng)機、一下層煤燃燒器不需要點油就可以用等離子點燃。因此“有燃燒記憶”采用“任一油層投運，或任一煤層投運”觸發(fā)。
c）根據(jù) 《 火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程 》，“有燃燒記憶”是用“有任意油層運行”觸發(fā)（有等離子點火時加入有煤層投運觸發(fā)），而不是用其他條件觸發(fā)。
下面列舉了一些用別的條件觸發(fā)“有燃燒記憶”的情況，并作一些分析：
“任一油閥開，或任一臺一次風(fēng)機運行且任一臺磨煤機和給煤機運行”觸發(fā)“有燃燒記憶”：此定義為“燃料記憶’；而不是“燃燒記憶’，“燃燒”是要有“火檢”信號在內(nèi)的。
“任一油角投運（油閥開，并檢測到火檢）”觸發(fā)“有燃燒記憶”，嚴(yán)格來說這種定義沒有問題，但在實際應(yīng)用中，會導(dǎo)致：“當(dāng)一只油燃燒器投運，而后又由于某種原因熄滅后，產(chǎn)生MFT”。這樣會很浪費時間（每次MFT后會進(jìn)行至少 5 分鐘的吹掃）。這種情況逐漸被 " 4 次點火失敗產(chǎn)生MFT”所代替。從安全角度講，在試運行過程中，一只油燃燒器投運又熄滅，一般不會導(dǎo)致危險勝的燃料聚積，因此引用《 火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程 》的定義來取代此定義。
無“有燃燒記憶”判斷，僅在整個“全燃料喪失”邏輯后加入脈沖。這樣做也會導(dǎo)致：一只油燃燒器投運又熄滅觸發(fā)MFT，因此建議不采用這種方式。
無“有燃燒記憶”判斷，為“全燃料喪失”加入投切按鈕。這樣做違反了《 火力發(fā)電廠煤和制粉系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程 》 相關(guān)規(guī)定，也不安全，應(yīng)盡量避免用這種方法。
d ) “有燃燒記憶”的“復(fù)位端”，應(yīng)該用“MFT”已跳閘信號發(fā)脈沖。這樣可以在MFT發(fā)生后及點火之前復(fù)位此條件，不會閉鎖鍋爐啟動。也有的工程采用“吹掃完成”來復(fù)位，這樣容易造成閉鎖鍋爐啟動。
條件中加入“有燃燒記憶”的作用：
在“記憶”范圍外，燃料消失，并不MFT。這樣就避免了不必要的MFT 跳閘及吹掃。
可以替代脈沖。“記憶”條件在鍋爐啟動前并不成立，不會閉鎖鍋爐啟動。鍋爐啟動后，“燃料喪失”條件又不成立，也不會造成誤動作MFT 。因此可以不用脈沖。但按照常規(guī)邏輯，實際做邏輯時，一般還是加上了脈沖，這樣既保險，又符合常規(guī)做法。
●全爐膛滅火：
在有燃燒記憶（任一油層投運，或任一煤層投運）的情況下，失去所有層火焰（脈沖）。
此條件也是為防止燃料聚積而設(shè)立的，原理同于“全燃料喪失”。
關(guān)于“失去所有層火焰”:
邏輯為：每層煤燃燒器 4 個中至少有 3 個無火；( 6 個中至少有 4 個無火）作為本層燃燒器無火；所有層燃燒器無火相與作為“失去所有層火焰”；
“燃燒器無火”的定義：該燃燒器火檢有火取非，或該燃燒器火檢故障。取故障的原因是：當(dāng)火檢故障時，并不能保證其燃燒器著火，以安全的角度，將其看作“滅火”。
“層燃燒器無火”采用 4 取 3 的必要性：降低了拒動的可能勝，使保護(hù)作用更強。從工藝的角度看，其誤動的可能性也不大，因為當(dāng)該層燃燒器 3 取 4 滅火后，也會引起該層的制粉系統(tǒng)跳閘，這與每層燃燒器 4 取 4 滅火的結(jié)果是一樣的。當(dāng)所有制粉系統(tǒng)跳閘后，也會觸發(fā)MFT 。為了保證MFT 的及時性與抗拒動性，故“層燃燒器無火”采用 4 取 3 邏輯。
有個別資料建議“層燃燒器無火”的定義，除了使用“火檢無火 4 取 3 ”之外還要“或”上“該層燃料喪失（油角用角閥關(guān) 4 取 3 ，煤層用給煤機停）”，但這樣會導(dǎo)致與“全燃料喪失”邏輯的交叉，因此不建議這種做法。
特別注意：泄漏試驗和爐膛吹掃的允許條件中也有“所有火檢信號無火”，這是用所有火檢無火信號相與。若“全爐膛滅火”的“層火焰失去”采用 4 取 3 邏輯的話，就與泄漏試驗和爐膛吹掃的允許條件中的“所有火檢信號無火”不是同一個點，應(yīng)引起注意。
4）過熱蒸汽和再熱蒸汽通道異常
●再熱器保護(hù)喪失
在總?cè)剂狭看笥?25 % ，機組未并網(wǎng)的情況下，高旁閥門關(guān)閉且（左高壓主汽門關(guān)閉或左側(cè)兩個高壓調(diào)門關(guān)閉，且右高壓主汽門關(guān)閉或右側(cè)兩個高壓調(diào)門關(guān)閉）延時一段時間（ 10 秒鐘），或低旁閥門均關(guān)閉且（左中壓主汽門關(guān)閉或左側(cè)兩個中壓調(diào)門關(guān)閉，且右中壓主汽門關(guān)閉或右側(cè)兩個中壓調(diào)門關(guān)閉）延時一段時間（ 10 秒鐘）。
上述條件定義為“標(biāo)委會”對“再熱器保護(hù)喪失”的定義。
在定義中的第一種情況：會使蒸汽無法進(jìn)入“再熱器”而使“再熱器”干燒；第二種情況會使“再熱器”中的蒸汽無法流出再熱器，也會使“再熱器”干燒；為避免這兩種情況，此時需要MFT。
●一級過熱器出口聯(lián)箱出口溫度高高或鍋爐出口主蒸汽壓力高
上述條件成立時，會對鍋爐金屬材料造成大的損傷，尤其對于超（超）臨界鍋爐，溫度、壓力參數(shù)高，超出允許范圍對鍋爐壽命損害極大，因此鍋爐保護(hù)將蒸汽溫度和壓力保護(hù)納入。
5）操作員手動MFT
此信號來自于盤臺上操作員按下的按鈕。為防誤動，目前通常的做法是兩個按鈕必須同時按下才動作，即兩按鈕是串聯(lián)的關(guān)系。但這樣做存在拒動的危險，我們在工程中進(jìn)行了改進(jìn)，具體做法是：手動跳閘按鈕采用雙按鈕的接點先并聯(lián)再串聯(lián)方式，每個按鈕采用兩副接點，每個按鈕的兩副接點先并聯(lián)，然后兩按鈕再串聯(lián)，這樣就既防誤動又防拒動。
6)MFT 跳閘柜設(shè)計原則
① 采用雙套電源供電。
② 保護(hù)動作指令回路采用雙套設(shè)計。
③ 硬跳回路采用雙套設(shè)計。
④ 鍋爐保護(hù)跳閘動作指令設(shè)計成 3 個指令三取二方式， 3 個動作指令分別從不同 DO卡件輸出。
⑤ 兩個手打按鈕接點先并后串，大大提高按鈕動作的可靠勝。
⑥ 跳閘條件盡可能按三取二邏輯設(shè)計，且相關(guān) IO 點從不同卡件輸入。
⑦ 加強電源監(jiān)視。對給硬繼電器邏輯供電的兩套直流電源在切換前和切換后均進(jìn)行監(jiān)視，切換后電源的監(jiān)視點安排在末端。
⑧ 嚴(yán)格根據(jù)鍋爐防爆規(guī)程的要求，凡是直接危急到爐膛安全的設(shè)備，全部納入硬跳設(shè)備清單，對于超超臨界鍋爐，油閥和點火槍都應(yīng)納入硬跳設(shè)備范圍。
四、國電智深 EDPF-NT＋系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展
EDPF-NT+升分散控制系統(tǒng)是北京國電智深控制技術(shù)有限公司專門針對 600MW及以上大型發(fā)電機組的應(yīng)用需求開發(fā)的新一代控制系統(tǒng)。
（一）、 EDPFNT 十主要有以下特點：
1 、圖形化的工程管理器和控制組態(tài)工具
工程管理與圖形組態(tài)工具融合，形成簡單易用的工作環(huán)境，極大地方便了系統(tǒng)級的組態(tài)與管理。
集成工程管理環(huán)境將控制系統(tǒng)工程的核心工作集成在一個應(yīng)用平臺下展開：創(chuàng)建工程，建立域，創(chuàng)建節(jié)點、數(shù)據(jù)庫、邏輯圖、過程畫面等。集成工程管理環(huán)境類似于軟件開發(fā)的 IDE（集成開發(fā)環(huán)境），將核心工作集成在統(tǒng)一界面下。在這里，可以完成系統(tǒng)的整體規(guī)劃、 DPU卡件分配、 IO點的分配和建立、批量導(dǎo)入導(dǎo)出、圖形組態(tài)、編譯下載。仿真調(diào)試。
全自由格式的、SAMA風(fēng)格的、圖形化的控制組態(tài)軟件。達(dá)到了國際上各主流 DCS 的同等水平。
2 、支持多域的網(wǎng)絡(luò)通訊環(huán)境
基于 TCP / IP 協(xié)議的 Dcs 通訊系統(tǒng)，稱之為“分布式計算環(huán)境”。采用全面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計與實現(xiàn)。不僅在Winndows 平臺和 Linux 平臺間 100 ％可移植，將來還可以平滑地過渡到IPv6 。采用多域的通訊管理方式，可以工作于任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之上，能夠滿足當(dāng)前以及未來各類工程應(yīng)用的要求。
1）域之間三種隔離方式
a 、使用三層交換機
b 、使用 ACL
c 、使用專門的安全隔離裝置
2 ）雙網(wǎng)的多種工作方式
a 、 A 、B 網(wǎng)完全隔離
b 、 A 、B 網(wǎng)單點相連
c 、 A 、B 網(wǎng)多點相連
d 、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用環(huán)網(wǎng)或普通樹形
3 、高效可靠的控制器軟件
DPU 采用實時 Linux 內(nèi)核。 DPU 軟件全部采用C / C++編程，在Windows 平臺和 Linux 平臺間 100 ％可移植。在新的架構(gòu)下， DPU系統(tǒng)軟件和算法模塊是分離的，可以各自獨立升級，可以在線添加新算法。簡化了系統(tǒng)升級手續(xù)，增加了 DCS 系統(tǒng)配置的靈活性，也為進(jìn)一步開發(fā)專用控制裝置奠定了基礎(chǔ)。
4 、新的歷史和報表程序
歷史站采用二進(jìn)制壓縮和例外報告存儲方式，性能優(yōu)越、工作穩(wěn)定、數(shù)據(jù)檢索速度決。通過“卷”管理功能，借助外部存儲介質(zhì)，可以長期保存歷史數(shù)據(jù)并提供決速查詢。
報表站可生成定期、單次和條件觸發(fā)的報表，采用 Excel 制作報表模板，易學(xué)易用。報表程序從歷史站請求數(shù)據(jù)，得到瞬時值或平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。使用報表管理器管理報表，后臺程序自動生成和打印報表。
5 、人機界面軟件中包含一系列新功能
更加穩(wěn)定可靠的過程畫面顯示。
畫面增加閃爍功能。
全新的光字牌程序。
（二）結(jié)合科技部 863 重點項目，國電智深公司正在對NT+進(jìn)行進(jìn)一步的提高和完善。主要包括：
1 、一體化平臺
一體化平臺是指實現(xiàn)控制、仿真、運行優(yōu)化等功能的統(tǒng)一的軟硬件運行環(huán)境。
目前國內(nèi)火力發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)采用的體系結(jié)構(gòu)都是不同廠家的系統(tǒng)通過通訊接口連為一個整體，由于各功能系統(tǒng)軟硬件環(huán)境差異大，數(shù)據(jù)庫生成、畫面組態(tài)等工作需要重復(fù)進(jìn)行，工作量較大。
在一體化平臺的體系結(jié)構(gòu)中引入域的概念，構(gòu)成按功能既分工又協(xié)作的系統(tǒng)。DCS 、 SIS和SIM各功能系統(tǒng)采用統(tǒng)一的軟硬件運行環(huán)境，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，安全可靠勝提高。采用統(tǒng)一的通訊協(xié)議避免了通訊接口問題；采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息描述方法保證了數(shù)據(jù)信息流的一致；采用統(tǒng)一的核心工程師組態(tài)軟件和工程管理工具，數(shù)據(jù)庫和畫面只需生成一次，顯示畫面完全一致，大大降低工程實施和系統(tǒng)維護(hù)的工作量。
2 、一體化平臺的技術(shù)基礎(chǔ)（ DCE 、 DROP 、 APP 三層結(jié)構(gòu)）
1 ）分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，共分為三層，分別為現(xiàn)場I / 0 層、 ElO 層、管控網(wǎng) MCN 層。 MCN 層邏輯上劃分為多個“域”。域之間可以通過全雙工交換機直接互聯(lián)，也可利用 VLAN技術(shù)或自主研發(fā)的專用的安全隔離裝置進(jìn)行安全隔離。
2）統(tǒng)一的設(shè)備描述信息使用統(tǒng)一的方法描述 DCS 、 SIS 、SIM三個系統(tǒng)所需信息，公用信息只需描述一次。同一設(shè)備的信息在各系統(tǒng)都能夠使用。
3）一致的軟件核心
軟件的核心是Drop模塊。 Drop 是抽象的概念，代表一個MCN節(jié)點的核心功能，它負(fù)責(zé)維護(hù)來自本節(jié)點和遠(yuǎn)程的各種數(shù)據(jù)。見下圖：
在 Drop的基礎(chǔ)上配置軟件包，一個“節(jié)點”就實化為具有一個或多個功能的功能站。在 Drop 層面上，不論 DCS的 DPU，操作員站， SIS的計算站，還是仿真機的服務(wù)器，所有站是對等的，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是扁平化的。通訊不依賴于服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)是無服務(wù)器的。實現(xiàn)具體功能的功能模塊只與 Drop交互，Drop只與 DCE （分布式計算環(huán)境）交互。 DCE提供了數(shù)據(jù)、指令等信息的傳輸機制，對于 DCS 、SIS、 SIM都適用。 DCE 處理的信息在所有系統(tǒng)上都能夠識別和處理。 Drop與 DCE 作為成套控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的核心，使多系統(tǒng)一體化成為可能。
4 ）一致的軟件平臺基于TCP/IP協(xié)議的 DCE 采用全面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)，考慮通訊系統(tǒng)的可移植性，滿足當(dāng)前以及未來各類工程應(yīng)用的要求。各系統(tǒng)軟件平臺通訊核心都基于這個模塊。實現(xiàn)適用于各系統(tǒng)的核心工程師組態(tài)軟件和工程管理工具，各系統(tǒng)在近似的環(huán)境內(nèi)組態(tài)。實現(xiàn)適用于各系統(tǒng)的操作和調(diào)試環(huán)境，如 DCS 和 SIS的畫面顯示程序相同，調(diào)試程序相同。
3、管控網(wǎng) MCN
該網(wǎng)絡(luò)是運用多域技術(shù)進(jìn)行管理的工業(yè)實時以太網(wǎng)。 DPU 、操作員站、歷史站、工程師站等接入MCN構(gòu)成控制域，SIS和SIM等增值網(wǎng)也是 MCN 的域，通過可選的安全隔離裝置進(jìn)行安全隔離， DCS 和SIS 、SIM 之間通過 MCN 進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)信息交換，不存在系統(tǒng)間通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。
4 、底層控制網(wǎng) EIO
EIO 是國電智深開發(fā)的工業(yè)實時以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議，該協(xié)議兼容HSE、EPA等工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。純數(shù)字的現(xiàn)場總線信息和傳統(tǒng)I/O信號通過各自的協(xié)議轉(zhuǎn)換模件轉(zhuǎn)換為 EIO 信息。 ElO 網(wǎng)絡(luò)上可以接入一個或多個控制器，組成一個分布式控制單元（ DPU）。當(dāng)接入遠(yuǎn)程時，協(xié)議轉(zhuǎn)換模件可放到就地I/O 柜中。
A 、傳統(tǒng)卡件通過下一代的帶有以太網(wǎng)接口的IOBUS卡，與現(xiàn)場總線段同等接入EIO
B 、現(xiàn)場總線段，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，接入 EIO
c 、 EIO既可以運行在獨立的物理網(wǎng)段上，也可以與MCN 共用一個物理網(wǎng)絡(luò)
5 、控制組態(tài)和人機界面同時支持Windows 和 Linux平臺。
既可以選擇方便熟悉的Windows 環(huán)境，也可以選擇安全高效的Linux 環(huán)境。
6 、實時操作系統(tǒng) DPU 操作系統(tǒng)采用改進(jìn)的實時 Linux ，為了更好地滿足百萬千瓦超超臨界機組對控制器容量和勝能的進(jìn)一步要求，將在以下幾個方面做進(jìn)一步的研究和改進(jìn)：
( 1 ）時鐘粒度進(jìn)一步細(xì)化
時鐘中斷的間隔是決定實時任務(wù)能否被及時響應(yīng)的一個重要因素。標(biāo)準(zhǔn)Linux 的時鐘粒度粗糙，不能滿足實時應(yīng)用的需要，研究將周期性的時鐘中斷改為非周期勝的時鐘中斷以及與標(biāo)準(zhǔn) Linux 核心時鐘并行運行的具有精密刻度的實時核心時鐘處理系統(tǒng)等方法。在不影響穩(wěn)定勝的前提下，提高系統(tǒng)效率。
（2 ）調(diào)度策略進(jìn)一步優(yōu)化
研究基于優(yōu)先級、時間和資源的任務(wù)調(diào)度策略，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場設(shè)備I / 0 、控制算法、網(wǎng)絡(luò)I/ 0 等任務(wù)的協(xié)調(diào)執(zhí)行，提高系統(tǒng)的決速響應(yīng)能力。
（3 ）研究強制二元信號量的互斥鎖機制、中斷處理線程化、可搶占內(nèi)核等其他技術(shù)，提高任務(wù)執(zhí)行效率。
高度強調(diào)控制器軟件的可移植性，在自主研究實時 Linux 系統(tǒng)的同時，兼容成熟的國內(nèi)外實時操作系統(tǒng)。
7 、現(xiàn)場總線接口
( 1 ) DCS 和現(xiàn)場總線的無縫集成技術(shù)研究
通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模件把多種現(xiàn)場總線設(shè)備直接接入 DCS 的控制器，參與實時控制策略，同時能夠把部分控制功能分配到現(xiàn)場總線設(shè)備中。在 DCS控制器中提供一條管理信息的透明通道，使得設(shè)備管理站可以跨越控制器對現(xiàn)場總線設(shè)備進(jìn)行管理，運用 DCS組態(tài)軟件統(tǒng)一對測點和控制邏輯進(jìn)行組態(tài)，實現(xiàn)無縫集成功能。
( 2 ）多種現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模件研發(fā)
在自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線通信協(xié)議軟硬件技術(shù)基礎(chǔ)上，研究多種現(xiàn)場總線與 EIO 總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的具有冗余功能的現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，在 DCS 系統(tǒng)中實現(xiàn)與符合FF、PROFIBUS 、EPA 和 HART 協(xié)議的智能儀表的無縫集成。
( 3 ）基于現(xiàn)場總線智能和非智能設(shè)備綜合管理軟件的研究
研究 EDDL ，開發(fā)一種現(xiàn)場總線智能設(shè)備綜合管理軟件，以同樣的用戶界面和方式管理多種現(xiàn)場總線智能儀表和常規(guī)儀表。
8、控制組態(tài)通過基于XML的標(biāo)準(zhǔn)控制語言，實現(xiàn)組態(tài)、編譯過程的分離通過組態(tài)與編譯功能的分離，控制組態(tài)既可以在集成組態(tài)環(huán)境中人機交互式地進(jìn)行，也可以按照腳本，自動在后臺批量自動完成。方便地實現(xiàn)工程間以及工程內(nèi)的批量拷貝與修改。
9 、兼容國際標(biāo)準(zhǔn)
通過基于XML的標(biāo)準(zhǔn)控制語言和專門定制的編譯器，可以方便地兼容地兼容IEC1131的五種組態(tài)方式。
10 、開發(fā)容錯控制技術(shù)
通過系統(tǒng)檢測和故障診斷等措施，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，采取系統(tǒng)冗余和容錯控制技術(shù)等主動勝保護(hù)措施，自動限制故障范圍、改變控制策略與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)仍能繼續(xù)工作，為提高大型火電機組的控制和保護(hù)水平提供有力的技術(shù)支持。
五、結(jié)語
近年來，北京國電智深控制技術(shù)有限公司圍繞超（超）臨界機組的控制、保護(hù)策略和超大型分散控制系統(tǒng)的自主化研發(fā)開展了全面而深入的研究，取得了一系列的成果。同時，我們也清醒地看到，在這一領(lǐng)域還存在著不少值得我們進(jìn)一步研究和探索的問題。
1、對超（超）臨界機組的熱力學(xué)特勝、運行方式的深入分析：
由于超（超）臨界機組采用的直流鍋爐工質(zhì)在汽水流程上一次勝通過的特勝，被控對象的各變量間禍合關(guān)系復(fù)雜，構(gòu)成三輸入三輸出系統(tǒng)。由于蓄熱量顯著減小，蓄熱能力僅為汽包爐的 1 / 4－1 / 3 ，且機組蓄熱能力與汽壓呈反比關(guān)系，即汽壓越高、蓄熱能力越小，控制策略應(yīng)克服蓄熱能力小帶來的不利影響而發(fā)揮其有利因素。同時，由于機組主要采用滑壓運行方式，控制策略應(yīng)如何適應(yīng)大范圍滑壓運行的要求，什么樣的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方式（爐跟機協(xié)調(diào)還是機跟爐協(xié)調(diào)）更適合。在超（超）臨界參數(shù)下，直流鍋爐水／燃比等主要控制系統(tǒng)的差異等等。
在實際運行中，往往還存在燃用煤種變化、大負(fù)荷變化過程中的磨煤機啟停、磨煤機檢修備用帶來的倒磨等問題。控制系統(tǒng)如何進(jìn)行補償和修正。
2 、加強超（超）臨界機組控制特性的試驗研究
由于國內(nèi)超（超）臨界機組機組投運的時間均較短，我們對機組的控制特性還缺乏更多的實際運行和動態(tài)特性數(shù)據(jù)，這已經(jīng)成為制約控制系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化的一個重要因素。有必要盡決針對典型超（超）臨界機組開展這方面的試驗和分析研究。
3 、進(jìn)一步實現(xiàn)超（超）臨界機組控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計
隨著第一批超（超）機組的投運，國電智深公司已經(jīng)熟悉和掌握了國內(nèi)引進(jìn)的不同類型超（超）臨界機組和不同機爐匹配下的控制系統(tǒng)的基本控制策略，我們也看到，很多國外主機制造廠商提供的控制策略也各有其特點，但大部分都不是采用 DCS實現(xiàn)的方案。如何針對國內(nèi)實際情況和目前 DCS的技術(shù)水平，有針對性開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，以更好地滿足電廠運行監(jiān)控的需要，保障在機組基建調(diào)試工期較為緊張的情況下控制策略設(shè)計的完整性，更好地實現(xiàn)包括APS、 FCB 在內(nèi)的更高一級的自動和保護(hù)功能。
