1 引言
随着电力工业的快速发展，大容量、高参数的超超临界机组已成为主流。在这样的背景下，快速切机（FCB）功能成为了现代大型火电机组不可或缺的一部分。在FCB工况下，机组的运行状态会发生剧烈变化，因此，对于控制系统（MCS）的要求也更为严格。本文将重点研究1000MW超超临界机组在FCB工况下的MCS控制策略，并探讨其应用，以某1000MW超超临界机组FCB工况下的MCS策略为实例，介绍了1000MW超超临界机组FCB工况下的MCS优化过程，对FCB工况下的MCS优化的关键技术进行了研究分析。
2 项目设备介绍
2.1 主设备概况
项目机组锅炉为上海锅炉厂有限责任公司生产的超超临界压力直流锅炉为3091t/h 超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用机械刮板捞渣机固态排渣的锅炉。锅炉燃用神华煤。炉后尾部上部有单台SCR 脱硝反应装置，下部布置两台转子直径为φ16370mm 的三分仓容克式空气预热器。锅炉制粉系统采用中速磨冷一次风机直吹式制粉系统，每台锅炉配置6 台中速磨煤机，BMCR 工况时，5 台投运，1 台备用。汽轮机采用上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的1000MW超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，型号为N1000-26.25/600/600（TC4F）；机组采用八级回热抽汽。
2.2 热工设备概况
DCS系统采用和利时公司生产的分散控制系统，包括模拟量闭环控制系统（MCS）、机组顺序控制系统（SCS）、电气部分发变组及厂用电的监控（ECS）、锅炉安全保护系统（FSSS）、给水泵汽机电液调节系统（MEH）等，是一套软硬件一体化的完成机组各项控制功能的完善的控制系统。汽轮机控制系统(DEH)由上海汽轮机厂配套提供，采用西门子公司的控制系统。各系统之间通过硬接线和通信方式联系。
3 FCB工况下的机组特性
在FCB工况下，机组经历了从正常运行到孤岛运行的快速切换。这种状态下，机组的进汽量会突然减少，导致主蒸汽压力急剧上升。同时，由于没有外部电能的输入，机组的出力将迅速降低。这些剧烈的变化对机组的热力学特性、动态特性和安全性提出了极大的挑战。
4 超超临界机组FCB工况下的控制难点
在FCB工况下，机组的控制难点主要体现在以下几个方面：1）主蒸汽压力的快速、准确控制；2）机组出力的快速、平滑降低；3）防止汽机侧的超速和振动；4）保证锅炉侧的安全和稳定运行。
5 1000MW超超临界机组FCB工况下的MCS控制策略
1) 给水控制
增加FCB工况PID变参数调节；
FCB触发时，中间点温度调节保持，FCB工况下中间点温度设定为分离器出口压力对应的函数)。FCB结束无扰切换至分离器出口压力对应的函数作为中间点温度设定值；
增加FCB工况下汽源切换时汽泵转速调节超驰逻辑。
2）锅炉主控
增加FCB燃料目标及速率限制
增加FCB工况切除锅炉主控自动逻辑
3） 汽机主控
增加FCB工况切除汽机主控自动逻辑
4） 汽机转速回路
增加FCB动作后，DEH进入负荷模式下的汽轮机转速自动调节功能，维持机组3000R。
5） 燃料主控
FCB动作25秒内燃料主控输出闭锁增加；25秒后燃料按FCB目标值进行调节。
6） 送风氧量
增加FCB汽机氧量调节切手动逻辑
增加送风风量指令速率限制40/S限制
7） 高低旁路控制
增加FCB时，高旁压力设定进入FCB模式，高旁压力设定值为16MPa与FCB前压力取小,FCB结束时延时5min消失，FCB结束后压力设定模式自动投为定压模式，保持当前压力。低旁压力设定值为2.2MPa与FCB前压力取小，FCB延时5min结束后，压力设定为当前值。FCB过程增加旁路上下限，防止全关。
FCB触发后高/低旁路快开动作时间由FCB前负荷决定（3-5s）。旁路减温FCB触发时置设定值为280℃，15s后运行人员可根据实际情况进行设定值调整，另外3个减温增加FCB触发时投自动逻辑。低旁超驰开至100%切手动。
FCB动作，FCB动作前负荷大于450MW，强制打开A和 B PCV阀，FCB触发后高旁开度小于高旁（阀位限值）且回座压力达到时关，阀位限值为
8） 减温调节
FCB触发时关闭主再热减温水门30s，30s后恢复正常调节。
9） 冷再至辅汽调节
FCB动作后，冷再至辅汽联箱调节门自动打开一定开度(35%)后投入自动，辅汽联箱压力设定值设定为0.8 Mpa。
10） 三级减温控制
三级喷水减温，增加FCB时屏蔽切自动逻辑，低压缸喷水A 、B全开。
11） 辅汽至除氧器
FCB后延时300S，辅汽至除氧器加热调节门在辅汽压力高于除氧器压力0.2mpa时缓慢开至20%切手动。
12） 高低加热器
FCB触发后，各高、低加危急疏水调节门联锁打开50%，低加也解列，高加1、2、3号、低加5、6、7、8都开50%(30s脉冲)。
6 FCB工况下的MCS优化应用效果分析
1000MW超超临界机组100%负荷FCB试验，B、C、D、E、F共5台磨运行，机组控制在协调方式，机组负荷996MW，利用A套安稳装置动作切除5041和5042，触发FCB，同时触发RUNBACK工况；FCB触发后，机组负荷在2秒内减到32MW，稳定运行。
7 总结
本文对1000MW超超临界机组在FCB工况下的MCS控制策略进行了深入研究，并提出了一种新的控制策略，通过实际应用验证了新策略的有效性和优越性。该策略的成功应用将有助于提高大型火电机组在FCB工况下的运行安全性和稳定性，为电力工业的可持续发展提供技术支持。然而，实际运行中可能还需要考虑更多的因素，因此对于这一策略的实际应用还需要进一步的探索和实践验证。
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