电厂热工测量及自动控制的应用
火电厂热工自动控制技术及应用 张云龙

火电厂热工自动控制技术及应用张云龙发表时间:2018-10-18T14:43:18.457Z 来源:《电力设备》2018年第18期作者:张云龙[导读] 摘要:本书系统地阐述了过程控制系统的构成、问题,同时还介绍了火电厂热工自动控制技术的实际应用。
(内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市 025150)摘要:本书系统地阐述了过程控制系统的构成、问题,同时还介绍了火电厂热工自动控制技术的实际应用。
关键词:火电厂;热工;自动化控制;能源一、火电广热工自动化控制系统的构成电厂热工自动化控制系统一般是由检测装置、执行设备和控制系统组成。
由于火电厂热力生产过程复杂,多数设备长期处于高温、高压、易燃等恶劣环境下高速运行,现代热工控制系统往往还包括自动报警与保护、自动检测和顺序控制等内容。
1.1 DCS系统(1)单元机组实现了集中控制,电气控制系统纳入了DCS技术。
单元机组电气发变组和厂用高、低压电源系统实现DCS监控。
烟气脱硝系统及汽机旁路系统的监控纳入机组Dl笃。
(2)两台机组的DCS之间设置公用网络。
并通过网桥联接空压机房、燃油泵房等厂用电公用系统,公用网络可独立设置的操作员站,或通过单元机组操作员站对公用系统进行监控。
(3)机组操作台上设有DCS、DEH操作员站及安全操作控制按钮。
当DCS发生通信故障或操作员站故障时,可通过后备控制手段实现安全停机或停炉,达到自动控制目的。
1.2 辅助系统集中监控网络热力辅助系统的监控采用可编程控制器+交换机+人机接口方式,为满足安装、调试和初期运行过渡需要,按照水、煤、灰三点设置调试终端兼临时操作员站.正常运行后转移为集中控制室集中监控。
1.3烟气脱硫系统烟气脱硫系统的控制点.可与除灰系统合并设置控制室。
烟气脱硫控制系统采用PLC实现。
烟气脱硫系统的状态监控与报警保护等联锁信号.通过硬接线与机组DCS系统连接。
以保证机组的正常运行。
二、热工自动化控制技术存在的几个问题虽然自动控制技术尤其多种优点,但是在生产及其应用过程中也是存在着问题的。
浅谈火电厂热工仪表自动化技术的应用进展

【 摘
要】 火电厂在我 国发电行业地位超 凡 ,热工仪表在 火电
厂 自动化 控制中起着很 重要 的调控作 用 ,它可以降低操作人 员的工 作强度以及保障设备安全和提 升运营经济效益等。鉴于它的重要作 用 ,本文结合近 些年热 Z - 仪表在 火电厂上的具体状况 ,对热工仪 表 的应 用现状和应 用进展 以及趋势做 了具体的说 明。
体 的介 绍 。 1 火 电 厂 热 工 仪 表 自动 化 技 术 简 介
热工仪表 也就是热工控 制仪表 ,这是整个火 电厂的中枢系 统, 是完成热工 自动 化的关键部件 。火 电厂的热工仪表 是由热 能控制 理 论 以及现代 电子信息技术和高智能的设备仪表有机结合而产生的一 种可 以捕捉火 电厂运作过程中 的参数并可适当进行调控的一种控制 性仪表 。它主要 由就传感器 、变换器和程控仪等部分构成 ,使用 电 缆衔接各部分 ,保证其构成完整系统路线 ,让整个控制更加 的便捷 可靠 。它 的最大优势便 是成功 的融合 了智能化 的监管能力和高新热 能工程理 论,这 让整个 运作更 加的科 学合 理、可靠 、有 效和经济 。 目前 出 现 的 热 工 仪 表 的 的 类 别 也 非 常 的 多 , 比 如 按 照 能 源分 类 , 市面上的热工仪 表就可以分为:混合型、电动型、气动型、液动 型 和 自力 型 五 类 。 如 果 按 照 结 构 来 分 类 ,可 分 为 : 基 地 式 、 单 元 组 合 式、组装型、D C S( 分散控制系统 卜4代 )四种类别 。 对于火 电厂热工 的自动化掌控 ,就是说在火 电厂发 电工作流程 中,对于数据 的测量及信 息的计算处理 ,自动化调控 ,还有警报等 等都不需要人工运作 ,这些仅仅靠热工控制仪表及其他 自动化设备 即可解 决。由于热工仪表在 火电厂发电过程 中的重要地位 ,所 以慎 重的选择合适 的热工仪表非常重要。当然,火电厂想达到 目标的热 工的 自动化 条件,热工仪表的性能和质量也是很关键的。火电厂采 用 了这种优秀性能的合适热工仪表进行 自动化运作 ,不仅可 以减少 人工工作压力 ,还可 以保护工业设备使其更为经济合理的运行 。 2 电工仪表在火电厂 自动化进程的应用现状 进入 2 l 世纪 以来 ,各 国的火 电厂发 电产业迅猛发展 , 火 力发 电 相关技术特别是 自动化控制技术 也不断的提升 改进 ,带动着热工仪 表不 断地 更新换代,性能更好、可靠性更高的热工仪表层出不穷: 这让火电厂的工作效率和生产水平也大大的提升。热工仪表在火电 厂 的应 用 方 面 也 有 巨大 的 进 展 。 以下 就 几 个 主 要 的 方 面 进 行 具 体 说
电厂热工智能控制自动化的技术分析

电厂热工智能控制自动化的技术分析摘要:现代科技的发展促进了电厂生产运行的自动化水平,越来越多先进的热工仪表及自动装置被应用到电厂当中。
而这些装置在提升生产管理自动化水平的同时,带来了更大的检修难度,热工自动化智能控制技术的应用成为了电厂生产管理活动当中的重点。
基于此,本文主要对电厂热工自动化智能控制技术的应用进行了简要的分析,希望可以为工作人员提供一定的参考。
关键词:电厂;热工自动化;智能控制;技术应用1电厂热工仪表自动化概述1.1系统的自动化控制电厂自动化控制系统作为热工控制系统中的一个重要组成部分,对电厂运行过程中的自动调节和运行都有着非常重要的作用,也是确保机组安全运行的基础。
自动控制装置具有自动调节功能,在系统各项装置正常运行的情况下,能够借助自动调节保持良好的自动适应能力,使生产处于一个稳定状态。
现阶段,我国电厂自动调节技术在运行过程中经常会发生运行故障,需要做好自动调节系统的技术改造工作,确保整个电厂生产过程中的稳定性和安全性[1]。
1.2系统自动化检测电厂热工仪表自动化系统在电厂生产过程中发挥了良好的监控作用,对各种生产参数进行检查与测量工作,从而对各个生产设备运行过程中的物理量和化学量进行反映。
热工仪表自动化系统能够对各电力装置的温度、电压等多项具体参数进行检测。
检测数据可以作为该热电厂机组运行状态的判断依据。
借助于这些数据,还能对机组运行的经济性和安全隐患进行有效预测,有效避免安全事故的发生,并保障该电力企业的经济效益。
1.3自动保护作用电厂热工仪表自动化系统具有自动保护和顺序控制的作用,可以借助自动保护装置进行设备运行状态的合理调节。
一旦电力装置的热工参数超过了标准数值,并无法满足该热电厂的生产需求,则该热工自动化保护系统会及时对控制终端发出警报,并采取必要的措施进行安全事故的防范。
2电厂热工自动化运行中智能控制的应用分析2.1对给水加药控制在电厂热工自动化运行中应用智能控制,可以采取模糊控制来对电厂的变频器进行调节,使得电力的输出得到有效的控制。
火力发电厂中的热控自动化技术

火力发电厂中的热控自动化技术摘要:当前科学技术不断的进步,自动化控制系统广泛应用到实践中,对于工业生产以及经营产生积极的作用,可以切实提高火电厂热工运行效率,促进综合效益的提升。
为了能够更好的发挥出电气自动化控制系统的优势,结合目前的火电厂热工系统的管控要求,寻找全新的发展道路。
因此,本文主要研究火力发电厂热控自动化技术,为我国的火电厂全面的发展和进步产生积极的促进作用。
关键词:火电厂;热工自动化;应用引言:火电厂在热工自动化系统中安装智能化的控制系统,采取分层递阶的控制性措施、模糊控制措施以及神经系统控制系统,考虑到热工自动化系统的运行特点以及要求,采用专业性的智能化控制方式,确保整个系统可以稳定的运行。
随着现代科学技术不断发展,智能化发展加速,智能控制技术在火电厂热工自动化控制的作用日益显现出来,提高自动化控制水平,对火电厂的全面发展产生积极的意义。
1 热工自动化技术概述随着当前科学技术不断发展,火电厂机组的建设速度加快,要想进行全面的内部控制,确保发电机组可以正常的运行,发挥出各个机组的运行性能,就要采取必要的措施进行发电机组的有效控制。
发电厂的热工自动化技术就是通过使用自动化控制系统以及自动化仪器进行发电厂的自动保护、自动报警以及自动控制。
在发电厂的热工自动化技术应用之下,可以有效的节约人力、物力以及劳动强度,还能提高机组的运行效率,保证发电厂的供电质量合格。
2.火电厂热工自动化对自动控制技术的应用2.1热工自动化技术自动控制理论的合理应用,就是在生产环节应用外加设备的方式提高生产设备运行状态,并且按照规定的设计参数开展自动生产。
而热工自动化技术应用下,通过可控化理论、信息技术、电子信息等技术进行火电厂参数的控制,而可以生产阶段参数的调整,达到自动化生产安全性要求,使用较少的资源可以生产更多的电能。
自动控制理论在投入使用后,确保火电厂的汽机、辅助设备等生产系统可以稳定的运行,达到高效、安全性标准,给企业带来较高的经济效益,也会产生较高社会效益。
火电厂热工自动控制技术及应用知识点总结

自动控制系统基础概论热工对象动态特性常规控制规律PID控制的特点比例控制(P控制)积分控制(I控制)微分控制(D控制)控制规律的选择:单回路控制概述被控对象特性对控制质量的影响:测量元件和变送器特性对控制质量的影响调节机构特性对控制质量的影响单回路系统参数整定串级控制串级控制系统的组成(要求会画控制结构图)串级控制系统的特点串级控制系统的应用范围串级控制系统的设计原则:前馈-反馈控制概述静态前馈,动态前馈前馈-反馈控制前馈-串级控制比值控制分程控制大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制预估补偿控制多变量控制系统耦合程度描述解耦控制系统设计火电厂热工控制系统汽包锅炉蒸汽温度控制系统过热蒸汽温度控制再热蒸汽温度一般控制方案汽包锅炉给水控制系统概述给水流量调节方式给水控制基本方案:给水全程控制:600MW机组给水全程控制实例锅炉燃烧过程控制系统概述被控对象动态特性燃烧过程控制基本方案燃烧控制中的几个问题单元机组协调控制系统概述负荷指令处理回路正常情况下负荷指令处理异常工况下的负荷指令处理负荷指令处理回路原则性方框图机炉主控制器机炉分别控制方式机炉协调控制方式直流锅炉控制系统直流锅炉特点直流锅炉动态特性直流锅炉基本控制方案直流锅炉给水控制系统直流锅炉过热汽温控制系统自动控制系统基础概论1. 控制系统的组成与分类1. 控制系统的组成及术语控制系统的四个组成部分: 被控对象,检测变送单元,控制单元,调节机构.2. 控制系统的分类:按结构分: 单变量控制系统, 多变量控制系统按工艺参数分: 过热汽温控制系统, 主蒸汽压力控制系统按任务分: 比值控制系统, 前馈控制系统按装置分: 常规过程控制系统, 计算机控制系统按闭环分: 开环控制系统, 闭环控制系统按定值的不同分: 定值控制系统, 随动控制系统, 程序控制系统3. 过渡过程: 从扰动发生,经过调节,直到系统重新建立平衡.即系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程,即为控制系统的过渡过程.2. 控制系统的性能指标1. 衰减比和衰减率: 衡量稳定性2. 最大偏差和超调量: 衡量准确性3. 调节时间: 衡量快速性4. 余差(静态偏差): 衡量静态特性热工对象动态特性1. 有自平衡能力对象1. 一阶惯性环节:2. 一阶惯性环节加纯迟延:3. 高阶惯性环节:4. 高阶惯性环节加纯迟延:2. 无自平衡能力对象1. 积分环节:2. 积分环节加纯迟延:3. 有积分的高阶惯性环节:4. 有纯迟延和积分的高阶惯性环节:常规控制规律PID控制的特点1. 原理简单,使用方便2. 适应性强3. 鲁棒性强比例控制(P控制)1. 控制规律: ; :比例增益:比例带,工程上用来描述控制作用的强弱.比例带越大,偏差越大.2. 控制特点:动作快有差控制积分控制(I控制)1. 控制规律:; :积分时间2. 控制特点:动作不及时无差控制3. PI控制: I控制响应慢,工程上很少有单独使用,一般都是PI控制控制规律:; P控制看作粗调,I控制看作细调.控制作用具有: 比例及时作用和积分作用消除偏差的优点.4. 积分饱和及其措施:积分饱和: 积分过量,在单方面偏差信号长时间作用下,其输出达到上下限时,其执行机构无法再增大.措施: 积分分离手段: 当偏差较大时,在控制过程的开始阶段,取消积分作用,控制器按比例动作,等到被调量快要接近给定值时,才能产生积分作用,依靠积分作用消除静态偏差.微分控制(D控制)1. 控制规律: ;2. 控制特点:超前控制3. 实际微分: 为什么采用实际微分控制:理想微分物理上不可能实现避免动作频繁,影响调节元件寿命4. PD控制: 控制规律: ;扰动进入系统的位置离输出(被调量)越远,对系统工作的影响就越小.控制通道的时间常数和迟延时间对控制质量的影响前馈-串级控制的应用场景:分程控制扩大调节阀的可调比大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制1. 微分先行控制方案2. 中间反馈控制方案前馈解耦导前温度: 刚通过减温器之后的蒸汽温度以导前蒸汽温度为副参数,过热蒸汽温度为主参数的串级控制系统3. 过热蒸汽温度分段控制系统:1. 过热蒸汽温度分段控制系统:缺点: 当机组负荷大范围变化时,由于过热器吸热方式不同.一级减温器出口蒸汽温度降低,为保持不变,必须减少一级减温器喷水量;二级减温器出口蒸汽温度升高,因此要增加二级减温器喷水量.造成负荷变化时两级减温器喷水量相差很大,使整个过热器喷水不均匀,恶化二级喷水减温调控能力,导致二级过热器出口温度超温.2. 按温差控制的分段控制系统:与第一种方案的差别在于: 这里以二级减温器前后的温差(-)作为第一段控制系统的被调量信号送入第一段串级的主调节器PI3.当负荷增大时,主调节器PI3的设定值随之减小,这样有(-)>T0,PI3入口偏差值增大,这意味着必须增大一级喷水量才能使下降,从而使温差(-)减小.这样平衡了负荷增加时一级喷水量和二级喷水量.该方案为串级+前馈控制策略. 后屏出口过热器出口蒸汽温度设定值由两部分组成,第一部分由蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出基本设定值,第二部分是运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值的基础上手动进行设置.虽然系统是控制后屏过热器出口温度蒸汽,用蒸汽温度信号经过比例器乘以常数K后代表后屏过热器出口蒸汽温度,其原因是蒸汽温度与蒸汽温度变化方向一致;且蒸汽温度信号比蒸汽温度信号动态响应快,能提前反映扰动对蒸汽温度的影响,有利于控制系统快速消除干扰.主调节器PID1的输出与总风量,燃烧器摆角前馈信号组合构成副调节器PID2的设定值,副调节器的测量值为一级减温器出口温度.PID2输出控制一级其控制原理如下:正常情况下即当再热蒸汽温度处于设定值附近变化时,由调节器PID1改变烟气挡板开度来消除再热蒸汽温度的偏差,蒸汽流量D作为负荷前馈信号通过函数模块去直接控制烟气挡板.当的参数整定合适时,能使负荷变化时的再热蒸汽温度保持基本不变或变化很小.反向器-K用以使过热挡板与再热挡板反向动作.喷水减温调节器PID2也是以再热蒸汽温度作为被调信号,但此信号通过比例偏置器±Δ被叠加了一个负偏置信号(它的大小相当于再热蒸汽温度允许的超温限值).这样,当再热蒸汽温度正常时,调节器PID2的入口端始终只有一个负偏差信号,它使喷水阀全关.只有当再热蒸汽温度超过规定的限值时,调节器的入口偏差才会变为正,从而发出喷水减温阀开的指令,这样可防止喷水门过分频繁的动作而降低机组热经济性.2. 采用烟气再循环调节手段的再热蒸汽温度控制系统其控制原理如下:再热蒸汽温度T 在比较器Δ内与设定值(由A 产生)比较,当蒸汽温度低时,偏差值为正信号,此信号进入调节器PID1,其输出经执行器去调节烟气挡板开度,增大烟气再循环量,以控制再热蒸汽温度.在加法器2中引入了送风量信号V 作为前馈控制信号和烟气热量(烟温×烟气流量)修正信号,送风量V 反映了锅炉负荷大小,同时能提前反映蒸汽温度的变化.当V 增加时,蒸汽温度升高,相应的烟气再循环量应减少,故V 按负向送入调节器.函数模块是用来修正风量和再循环烟气量的关系的.通过乘法器由烟温信号调整再循环烟气流量.当再热蒸汽超温时,比较器输出为负值,PID1输出负信号直至关闭烟气再循环挡板,烟气再循环失去调温作用.同时,比较器的输出通过反相器- K 1,比例偏置器±Δ去喷水调节器PID2,开动喷水调节阀去控制再热蒸汽温度,蒸汽温度负偏差信号经反相器-K2去偏差报警器,实现超温报警,同时继电器打开热风门,用热风将循环烟道堵住,防止因高温炉烟倒流入再循环烟道而烧坏设备.当再热蒸汽温度恢复到设定值时,比较器输出为零,PID2关闭喷水门,偏差报警信号通过继电器关闭热风门,烟气再循环系统重新投入工作.3. 采用摆动燃烧器调节手段的再热蒸汽温度控制系统燃烧器上倾可以提高炉膛出口烟气温度,燃烧器下倾可以降低炉膛出口烟气温度.燃烧器控制系统是一个加前馈的单回路控制系统,再热蒸汽温度设定值是主蒸汽流量经函数发生器,再加操作员可调整的偏置量A构成.PID1调节器根据再热器出口蒸汽温度T与再热蒸汽温度设定值偏差来调整燃烧器摆角.为了抑制负荷扰动引起的再热蒸汽温度变化,系统引入了送风量前馈信号,该信号能反映负荷和烟气侧的变化.送风量前馈信号和反馈控制信号经加法器4共同控制燃烧器摆角.A侧再热器出口蒸汽温度和B侧再热器出口蒸汽温度各有两个测量信号,正常情况下选择A,B两侧的平均值作为燃烧器摆角控制的被调量.燃烧器摆角控制为单回路的前馈-反馈控制系统,再热器出口蒸汽温度设定值由运行人员手动给出.再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的偏差经PID调节器后加上前馈信号分别作为燃烧器摆角的控制指令.前馈信号由蒸汽流量经函数发生器后给出.当再热蒸汽温度偏低时,燃烧器摆角向上动作;当再热蒸汽温度偏高时,燃烧器摆角向下动作. 2. 再热蒸汽温度喷水减温控制系统汽包锅炉给水控制系统给水控制任务: 使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,维持汽包水位在规定的范围内,同时保持稳定的给水流量.对象特性: 给水流量扰动的三个体现方面:4. 虚假水位现象: 当锅炉蒸发量突然增加时,汽包水下面的气泡容积也迅速增大,即锅炉的蒸发强度增强,从而使水位升高.给水控制基本方案:1. 单冲量给水控制系统: 汽包水位和水位给定值调节的反馈控制系统某600MW发电机组给水热力系统示意图,机组配三台给水泵,其中一台容量为额定容量30%的电动给水泵,两台容量各为额定容量50%的汽动给水泵.电动给水泵一般是作为启动泵和备用泵,正常运行时用两台汽动给水泵,两台汽动给水泵由小汽轮机驱动,其转速控制由独立的小汽轮机电液控制系统(micro-electro hydraulic control system,MEH)完成,MEH系统的转速给定值是由给水控制系统设置,MEH 系统只相当于给水控制系统的执行机构.在高压加热器与省煤器之间有主给水电动截止阀、给水旁路截止阀和约15%容量的给水旁路调节阀.2. 给水控制系统1. 水位控制系统汽包水位控制系统如图所示,它是单冲量和串级三冲量两套控制系统构成,汽包水位设定值由运行人员在操作台面上手动设定.当锅炉启动或负荷小于15%额定负荷阶段,控制系统是通过调节器PID1调节给水旁路的调节阀开度来控制给水量以维持汽包水位,而此时切换器T2接Y端,通过调节器PID5调节电动给水泵的转速来维持给水泵出口母管压力与汽包压力之差.当旁路调节阀开到80%时,由SCS (Sequence control system, 顺序控制系统)完成开主给水电动阀,关旁路截止阀.当负荷在15%额定负荷以上,但小于30%额定负荷时,切换器T1接Y端,切换器T2接N端,这时汽包水位设定值的偏差经调节器PID2,并经调节器PID6控制给水泵转速来调节给水流量达到维持汽包水位目的.同时当机组负荷升至20%额定负荷时,第一台给水泵开始冲转升速.当负荷大于30%额定负荷,切换器T1接N端,给水控制切换为三冲量给水控制.汽包水位控制指令由两个串级调节器PID3和PID4根据汽包水位偏差、主给水流量和主蒸汽流量三个信号形成.水位设定值与汽包水位偏差经调节器PID3 后,加主蒸汽流量信号作为副回路PID4的设定值,副回路副参数为主给水流量,经PID运算后作为给水泵控制的设定值.当负荷大于30%额定负荷时,第一台汽动给水泵并入给水系统.当负荷达40%额定负荷时,第二台汽动给水泵开始冲转升速.当负荷达60%额定负荷时,第二台汽动给水泵并入给水系统,撤出电动给水泵,将其投入热备用.机组正常时,是通过改变两台汽动给水泵的转速来调节给水量.由于给水泵的工作特性不完全相同,为稳定各台给水泵的并列运行特性,避免发生负荷不平衡现象,设计了各给水泵出口流量调节回路,将各给水泵的出口流量和转速指令的偏差送入各给水泵调节器(PID6、 PID7 和PID8)的入口,以实现多台给水泵的输出同步功能.GAIN CHANGER & BALANCER作用是根据给水泵投入自动的数量,调整控制信号的大小.拇入自动数目越大,控制信号越小.2. 给水泵最小流量控制汽机跟随控制方式:控制特点: 锅炉侧调负荷,汽机侧调汽压. 在保证主蒸汽压力稳定的情况下,汽轮机跟随锅炉而动作.优点: 在运行中主蒸汽压力相对稳定,有利于发电机组的安全经济运行.机炉协调控制方式控制特点: 在负荷调节动态过程中,机炉协调控制可以使汽压在允许的范围内波动,这样可以充分利用锅炉蓄热,使单元机组较快适应负荷变化,同时主蒸汽压力p T的变动范围也不大,因而机组的运行工况比较稳定.调节燃料量M控制主蒸汽压力p T(或机组负荷) 调节送风量V控制过剩空气系数(烟气含氧量) 调节引风量V控制炉膛压力p汽轮机控制系统为工频电液控制系统时:另一种送风控制系统方案. 锅炉指令BD经过函数发生器f2(x)后形成一个风量指令,氧量调节器输出σ对锅炉指令BD进行修正.3. 引风控制系统: 引风控制系统的任务是保证一定的炉膛压力. 由引风量改变到炉膛压力变化其动态响应快,测量也容易,因此一般采用单回路即可.3. 燃烧控制系统基本方案锅炉指令BD作为给定值送到燃料控制系统和送风控制系统,使燃料量和送风量同时改变,使燃烧率与机组要求的燃烧率相适应,保证风量与燃料量比例变化; 同时送风量作为前馈信号通过引到引风调节器PI4,改变引风量以平衡送风量的变化,使炉膛压力p s不变或变化很小.由于所有调节器都采用PI控制规律,因此,调节过程结束时,主蒸汽压力P T,燃烧经济性指标O2和炉膛压力p s,都稳定在给定值上;而锅炉的燃料量M,送风量V和引风量V都改变到与要求的燃烧率相适应的新数值上.总燃料量(总发热量)的构成形式为其中: O为燃油量,k o为燃油发热系数,M c为总煤量,k MQ为煤发热系数.当M c不变,而煤种变化造成发热量增加时,刚开始M也不变,但随着炉膛发热量的增加,D Q增大,D Q>M,由积分器正向积分增大k MQ,使M增大,直至M=D Q3. 增益自动调整乘法器为燃料调节对象的一部分,选择合适的函数,则可以做到不管给煤机投入的台数如何,都可以保持燃料调节对象增益不变,这样就不必调整燃料调节器的控制参数了.增益调整与平衡器,就是完成该功能.4. 风煤交叉限制在机组增减负荷动态过程中,为了使燃料得到充分燃烧,需要保持一定的过量空气系数. 因此,在机组增负荷时,就要求先加风后加煤;在机组减负荷时,就要求先减煤后减风.这样就存在一个风煤交叉限制.锅炉指令BD经函数器f1(x)后转换为所需的风量,风量经函数器f2(x)转换为相应风量下的最大燃料量,燃料量经函数器后转换为该燃料量下的最小风量.当增加负荷时,锅炉指令BD增大,在原风量未变化前,低值选择器输出为原风量下的最大燃料量指令,即仍为原来锅炉指令BD.在风量侧,锅炉指令BD增大,则其对应的风量指令增大,大于原燃料量所需最小风量,经高值选择后作为给定值送至送风控制系统以增大风量.只有待风量增加后,锅炉燃料的给定值才随之增加,直到与锅炉指令BD一致.由此可见,由于高值选择器的作用,风量控制系统先于燃料控制系统动作.由于低值选择器的作用,使燃料给定值受到风量的限制,燃料控制系统要等风量增加后再增加燃料量.同理,减负荷时,由于低值选择器的作用,燃料给定值先减少.由于高值选择器的作用,使风量给定值受到燃料量限制,风量控制系统要等待燃料量降低后再减少风量.上图为煤粉锅炉燃料系统的一般控制方案.其中虚框1的功能是完成总燃料量(发热量)的测量与修正.虚框2的功能是燃料侧的风煤交叉限制.5. 风机调节本节下略单元机组协调控制系统概述1. 单元机组协调控制系统的基本组成2. 机组负荷控制系统被控对象动态特性3. 机组负荷控制系统被控对象动态特性1. 单元机组动态特性:当汽轮机调门开度动作时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.当锅炉燃烧率改变时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.2. 负荷控制系统被控对象动态特性1. 机组主机,主要辅机或设备的故障原因有两类跳闸或切除,这类故障的来源是明确的,可根据切投状况加以确定工作异常,其故障来源是不明确的,无法直接确定,只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定.2. 对机组实际负荷指令的处理方法有四种: 负荷返回RB, 快速负荷切断FCB, 负荷闭锁增/减BI/BD, 负荷迫升/迫降RU/RD. 其中,负荷返回RB和快速负荷切断FCB是处理第一类故障的;负荷闭锁增/减BI/BD 和负荷迫升/迫降RU/RD是处理第二类故障的.1. 负荷返回RB负荷返回回路具有两个主要功能: 计算机组的最大可能出力值;规定机组的负荷返回速率.发电机组负荷返回回路的设计方案: 该机组主要选择送风机,引风机,一次风机,汽动给水泵,电动给水泵及空气预热器为负荷返回监测设备.当其中设备因故跳闸,则发出负荷返回请求,同时计算出负荷返回速率.RB目标值和RB返回速率送到如图13-9所示的负荷指令处理回路中去.2. 负荷快速切断FCB当机组突然与电网解列,或发电机,汽轮机跳闸时,快速切断负荷指令,实现机组快速甩负荷.主机跳闸的负荷快速切断通常考虑两种情况: 一种是送电负荷跳闸,机组仍维持厂用电运行,即不停机不停炉; 另一种是发电机跳闸,汽轮机跳闸,由旁路系统维持锅炉继续运行,即停机不停炉.负荷指令应快速切到0(锅炉仍维持最小负荷运行).负荷快速切断回路的功能与实现和负荷返回回路相似.只不过减负荷的速率要大得多.3. 负荷闭锁增/减BI/BD当机组在运行过程中,如果出现下述任一种情况:任一主要辅机已工作在极限状态,比如给风机等工作在最大极限状态燃料量,空气量,给水流量等任一运行参数与其给定值的偏差已超出规定限值.认为设备工作异常,出现故障.该回路就对实际负荷指令加以限制,即不让机组实际负荷指令朝着超越工作极限或扩大偏差的方向进一步变化,直至偏差回到规定限值内才解除闭锁.4. 负荷迫升/迫降RU/RD对于第二类故障,采取负荷闭锁增/减BI/BD措施是机组安全运行的第一道防线.当采用BI/BD措施后,监测的燃料量,空气量,给水流量等运行参数中的任一参数依然偏差增大,这样需采取进一步措施,使负荷实际负荷指令减小/增大,直到偏差回到允许范围内.从而达到缩小故障危害的目的.这就是实际负荷指令的迫升/迫降RU/RD,负荷迫升/迫降是机组安全运行的第二道防线.负荷指令处理回路原则性方框图该负荷指令处理回路功能的1原则性框图,是在正常工况下符合指令处理原则性方案上,添加了异常工况下相应负荷指令处理功能.锅炉跟随方式在大型单元机组负荷控制中只是作为一种辅助运行方式.一般当锅炉侧正常,机组输出电功率因汽轮机侧的原因而受到限制时,如汽轮机侧的主、辅机或控制系统故障,汽轮机控制系统处2. 汽轮机跟随方式机组负荷响应速度慢,不利于带变动负荷和参加电网调频.这种负荷控制方式适用于带基本负荷的单为了克服正反馈,应以汽轮机的能量需求信号而不是实际的消耗能量信号作为对锅炉的能量要求信号,即应以蒸汽流量的需求(称为目标蒸汽流量)而不是实际蒸汽流量作为锅炉的前馈控制信号.为此必须对p1进行修正,以形成目标蒸汽流量信号.直流锅炉控制系统上面两种控制方案均没有考虑过热汽温对燃料量和给水流量的动态响应时间差异,,会造成燃水比的动态不匹配,使得过热汽温波动大.为此提出一种燃料-给水控制原则性方案:可以选择锅炉受热面中间位置某点蒸汽温度(又称为中间点温度或微过热温度)作为燃水比是否适当的信号.这是一个前馈-串级调节系统,副调节器PID2输出为给水流量控制指令,通过控制给水泵的转速使得锅炉总给水流量等于给水给定值,以保持合适的燃水比.主调节器PID1以中间点温度为被调量,其输出按锅炉指令BD形成的给水流量基本指令进行校正,以控制锅炉中间点汽温在适当范围内.控制系统可分同负荷下的分离器出口焓值给定值.焓值给定值加上PID1输出的校正信号构成给定值SP2,由分离器出口压力和温度经焓值计算模块算出分离器出口焓值,该出口焓值与给定值SP2的偏差经调节器PID2 进行PID运算后,作为校正信号,对给水基本指令进行燃水比校正. 调节器PID3的给定值SP3是由,锅炉指令BD指令给出的给水流量基本指令加上调节器PID2输出的校正信号构成.调节器PID3根据锅炉总给水流最与流量给定值SP3的偏差进行PID运算,输出作为给水流量控制指令调节给水泵转速来满足机组负荷变化对锅炉总给水流量的需求.3. 采用焓增信号的给水控制方案在上图所示的给水控制系统中,由调节器PID3根据给定值SP3与省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)的偏差向给水泵控制回路发出给水流量控制指令,在给水泵控制回路中,通过调节给水泵转速来实现调节给水流量的要求.在此重点分析给水流量给定值SP3的形成.当锅炉负荷在35%~ 100%MCR范围内,没有循环水流量和省煤器入口最小流量限制时,省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)给定值SP3为水吸收的热量焓增焓增修正其中的水吸收的热量和焓增如图所示给出.。
电厂热控自动化技术应用研究

电厂热控自动化技术应用研究摘要:本文主要研究电厂热控自动化技术的应用,包括技术概述、应用研究分析、实施方法、质量评估以及发展趋势等方面。
通过对电厂热控自动化技术的深入研究,可以提高电厂的能源利用效率,降低运行成本,提高安全性和稳定性。
本文通过分析现有的研究成果和实践经验,探讨了电厂热控自动化技术的应用前景和发展趋势,并提出了一些实施方法和质量评估指标,以指导电厂在实施热控自动化技术时的具体操作。
关键词:电厂热控自动化技术;应用研究;实施方法引言电厂热控自动化技术是非常重要的技术,它能够提高电厂的效率和生产力。
目前,电厂热控自动化技术的应用在很多方面都进行了研究。
这些研究发现,电厂热控自动化技术的应用有利于提高电厂的热控效率和生产力。
电厂热控自动化技术是非常重要的技术,它能够提高电厂的效率和生产力。
目前,电厂热控自动化技术的应用在很多方面都进行了研究。
这些研究发现,电厂热控自动化技术的应用有利于提高电厂的热控效率和生产力。
但电厂热控自动化技术应用中的问题还是很多的,我们需要进一步的研究和实践来解决。
1、电厂热控自动化技术概述电厂热控自动化技术是对厂房热力的控制和调节,通过这种技术可以有效降低厂房热力的开发和使用成本。
这不仅有助于企业降低热量控制和管理的成本,还可以减少电厂的热能消耗。
电厂热控自动化技术在厂房热力开发和使用过程中发挥着重要的作用。
使用电厂热控自动化技术可以降低厂房热力的开发成本和使用成本,从而减少对环境的污染。
这些技术还可以帮助厂商实现低成本的厂房热力生产,为企业带来巨大的经济效益。
电厂热控自动化技术的应用可以提高厂房热力的效率和可靠性,帮助厂商扩大利润。
此外,这些技术还可以延长厂房的使用寿命,减少建筑费用的支出。
电厂热控自动化技术是推动经济发展和工业化进程的重要工具。
它有助于建立更好的经济管理体系,提高生产效率,减少工人的热工时间和环境污染。
这些都是经济发展中不可或缺的重要组成部分。
自动控制技术在火电厂中的应用

自动控制技术在现代大型火力发电厂中的应用综述自动控制技术在现代大型火力发电厂中的应用一.电厂自动化的现状与发展自动化随着电力事业的发展,机组容量的增大,火电厂热工自动化程度不断提高,热工监控范围不断扩大,使得热工自动化设备和系统在火电机组安全经济运行中的作用愈来愈显得重要。
本文简述了电厂热工自动化的基本内容,发展历程,浅析了分散控制系统的成就与现状和电厂热工自动化的发展趋势。
自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术,对热力学相关参数进行检测、控制,从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策,达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。
二、电厂自动化的基本内容火电厂自动化的范围极其广泛,包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化,大致可以分为五个基本内容。
1.自动检测(测量与显示)2.自动调节(模拟量控制)3.顺序控制(开关量控制)4.自动保护三、自动控制技术在现代大型火力发电厂中的应用1. 自动发电控制系统(automatic generation control System,AGC)由于调速器为有差调节,因此对于变化幅度较大、周期较长的变动负荷分量,需要通过改变汽轮发电机组的同步器来实现,即通过平移调速系统的调节静态特性,从而改变汽轮发电机组的出力来达到调频的目的,称为二次调整。
当二次调整由由电网调度中心的能量管理系统来实现遥控自动控制时,则称为自动发电控制(AGC)。
2. 厂级实时监控信息系统(Supervisory Information System in Plant Level,简称SIS)SIS是发电厂的生产过程自动化和电力市场交易信息网络化的中间环节,是发电企业实现发电生产到市场交易的中间控制层,是实现生产过程控制和生产信息管理一体化的核心,是承上启下实现信息网络的控制枢纽。
•实时处理全厂经济信息和成本核算•竞价上网处理系统•实现全厂生产过程监控•实现机组之间的经济负荷分配•机组运行经济评估及运行操作指导3. 单元机组协调控制系统(coordination control system,CCS)协调控制是基于机、炉的动态特性,应用多变量控制理论形成若干不同形式的控制策略,在机、炉控制系统基础上组织的高一级机、炉主控系统。
电厂热工自动化运行中智能控制的应用分析

电厂热工自动化运行中智能控制的应用分析随着科技的不断发展,电厂热工自动化运行已经成为了现代电厂必不可少的一种运行模式。
自动化运行不仅提高了电厂的生产效率,也提高了电厂的安全性和稳定性。
而在热工自动化运行中,智能控制的应用则是其中一个非常重要的方面。
一、智能控制的基本概念智能控制是指利用现代人工智能技术,建立电厂热力系统的数学模型,并将其作为控制对象,通过对控制对象的分析、建模、预测和控制,实现对电厂热力系统的自动化控制。
智能控制主要分为三个阶段:控制对象建模、控制算法设计和控制实现。
控制对象建模是将电厂热力系统的运行状态用数学模型进行抽象,控制算法设计是针对不同的控制对象建立相应的控制算法,控制实现则是将算法实现在控制器内部,并对电厂热力系统进行控制。
智能控制的主要优势是提高了电厂的运行效率和精度。
与传统的控制方法相比,智能控制可以更加精准地对电厂热力系统进行控制,实现更加稳定的运行状态,并且在控制过程中可以实时进行反馈和调整,从而避免了传统控制方法中不可避免的误差和延迟。
二、智能控制在电厂热工自动化运行中的应用1. 温度控制电厂热工系统中的温度分布对电厂的运行效率和安全性都有着非常重要的影响。
智能控制可以通过控制系统的温度控制器,自动对温度进行监测和调整。
在实践中,通过电厂热力系统的数学模型,结合先进的控制算法,智能控制可以更加准确地预测热力系统中的温度变化,并在预测到变化前进行调整,避免了传统控制方法中不可避免的误差和延迟。
2. 压力调节电厂热力系统中的压力调节对电厂的运行效率和安全性也有着非常重要的影响。
传统的压力控制方法主要依靠人工或经验来进行调整,难以准确地控制电厂的运行状态。
而智能控制通过建立电厂热力系统的数学模型,并结合先进的控制算法,可以更加准确地对电厂的压力进行监测和调整,从而实现更加稳定的运行状态。
3. 燃烧控制电厂热力系统中的燃烧控制对于电厂的安全性和稳定性也有着非常重要的影响。
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浅析电厂热工测量及自动控制的应用
[摘要]国家的经济快速发展,人民生活水平的维持与提高离不开电力能源的支持,如果没有了电力能源,人民无法生活,经济发展无法进步,整个国家将会陷入困境。
本文从电厂热工测量技术以及电厂热工自动化中的应用进行了简述。
这样电厂对自动控制、电厂热工测量需要有充分可靠的技术支持才可以良好地运作。
[关键词]电厂;热工测量;自动控制
中图分类号:tm621.4文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)21-0000-01
随着我国的经济的快速发展以及进步,使得我国人民的生活水平有了非常大的提升,从而在一定程度上导致他们用电量的提升,相关的政府工作人员需要实行相应的大电网才能够尽量的满足人民
大众的生活、工作以及学习需求。
提高电力设备的安全性,保证其稳定性和可靠性是非常有必要的。
而想要提高电力设备的安全性就需要提高热工测量技术的稳定性和可靠性。
然而由于大电网相关战略工作的实行,使得各个局部的相关电网以及正常的运行机组提出了部分更加高的标准或者要求。
在工作的过程中,电厂对自动控制工作进行了运用,电厂热工测量新技术需要有充分可靠的技术支持才可以良好地运作。
一、电厂热工测量技术
发电技术的发展,发电设备也在不断地更新完善,以此来满足人们对电力日益增长的需求。
热工测量系统也向着自动化的方向发
展。
我国电厂目前比较常用的热工测量系统主要是采用自动测量技术与热工仪表组合形成了具有良好监控能力的热工测量仪表系统。
这个系统通过热电偶及压力传感器等对热工测量需求进行测量,接着通过变送放大器将所测量的信号放大,然后将这个放大的信号传递给计算机。
计算机就可以对数据进行有效地监测,并根据相应的情况,发出不同的指令,进而保护整个发电机组的安全和稳定。
1、电厂热工测量仪表测量失准的原因是由于热工测量仪表系统长期接触水蒸气、热水等,使得系统非常不稳定。
加上系统长期使用,往往会带来测量失准的问题,从而使发电厂存在着巨大的隐患。
具体说来,热工测量仪表系测量失准的原因主要有以下两点:
测量仪器存在缺陷、测量方法不对,致使测量数据不准确当测量仪器存在缺陷时,就会出现测量数据不准确的情况发生。
甚至是一个毫不起眼的零部件,如果其质量不合格,也会带来测量数据不准确的情况发生的。
热工测量仪表系统的报警定值设置不合理引起的测量数据出现误差电力设备想要正常运行,想要第一时间发现问题,报警装置就需要可以准确地发出警报。
但是,当警报定值设置不当时,就会给警报工作带来很大的麻烦。
仪表没有得到充分可靠的维护,致使测量数据出现差错我国的电厂发电设备尚没有实现完全自动化。
因此,工作人员需要对仪表进行控制和维护。
当仪表没有得到有效的维护时,比如一些压力测量、应对仪表取样点与测量元件安装位置的高度差产生的压力没有得
到及时修正时,就会使测量的精度大打折扣。
环境的变化和差异可
以影响热工测量仪表系统的正常测量工作,致使测量数据存在误差当环境发生变化时,比如温度升高或降低、空气中产生振动干扰等因素都会影响到测量系统的测量工作。
2、热工测量新技术在电厂中的应用;通过将计算机的强大能力运用到测量工作中,让计算机充分发挥其准确性、稳定性,从而保证测量数据的精确度,达到虚拟热工测量的目的。
为了提高测量系统的精度,减少测量误差,对热工测量系统技术进行完善革新是非常必要的。
监测人员可以根据测量参数的不同,对系统采取不同的处理手段,保证系统的正常运行。
建立热工测量仪表库由于计算机需要一定的运行参数以及参考数据,还需要建立一个准确的热工测量仪表库。
想要达到方便控制的话则可以在用户软面板部分设置常用的控制开关、量程选择和数据显示等,从而可以更好地监测整个发电机组的运行状态并且当出现问题时可以自动处理,保证仪器的安全和稳定。
建立热工测量仪表校验技术及信号校验库采用虚拟热工监测技
术需要有良好的技术支持,需要对仪表进行常规化、多频率的校验,更要保证有充分的信号校验库。
以此来支持虚拟测量工作的良好运行。
虚拟热工监测技术改变了传统的只校验一种参数的模式,而对整个系统进行全面地监控。
二、电厂热工自动化中的应用
智能控制在工作上能够为处理相关的复杂性,相应的不确定性以
及高度非线性的系统等等其他的相关工作提供一套比较良好的理论以及方式方法,并且专家控制、神经网络专家控制等等很多相关的控制都是电厂热工过程自动控制的一种比较理想的策略。
1、自动控制的研究以及分析现状;对电厂的相关机组进行相应的控制工作的过程中,经常使用的控制方法或者控制规律就是pid,但是因为 pid 控制器在工作过程中所需要的各种参数的整定途径是不一样的,有些方法需要相关的理论计算工作,还有些方法需要工作人员的相关工作经验,加上对于那些比较常规的pid控制在一定程度上不能够取得良好的控制效果,这就使得相关的工作人员在工作的过程中,不断的研究或者分析相应的先进控制技术,从而能够取得比较良好的控制效果。
2、电厂热工自动化工作过程中的相关实际运用;智能控制中的模糊控制在汽轮机的电液控制工作中的实际运用介绍汽轮机电液的相关控制系统的一些比较基本的控制作用,主要包含三个功能,分别为转速控制功能,负荷控制功能以及阀门的管理功能。
与此同时对于转速控制功能来说,它主要就是指并网之前的机组转速控制工作;对于负荷控制工作来说,它主要就是指经过并网之后的机组负荷的控制工作;但是对于转速控制功能以及负荷控制功能的实现,都必须经过阀门的相关工作。
3、智能控制中在汽包锅炉进行燃烧控制工作中的实际运用概述在汽包锅炉进行相关的燃烧控制工作的时候,往往将汽压看做非常重要的被控量,与此同时在汽包锅炉的正常运行工作过程中,在一
定程度上能够保持汽压的稳定工作,是保障机炉进行经济以及安全工作的一个非常必要的条件。
相关的工作人员在进行工作的过程中,不仅仅需要做到上面所讲述的这些工作,同时还需要对汽包锅炉的相关燃烧工作进行一定的控制,具体来讲就是需要将对象特性的相关因素的作用或者影响进行避免或者克服,只有这样才能够在一定程度上实现比较准确的温度控制以及压力的控制。
4、电厂的一次调频技术工作过程中,对神经网络的实际运用过程的详述对于一次调频功能来说,它能够在很大程度上保持单元机组的稳定以及电网工作的稳定性。
如果电网在工作的过程中出现异常的现象或者状况,那么发电机组就需要充分的运用锅炉蓄热进行比较迅速的响应,这样做到的主要的目的就是为了在一定程度上降低电网负荷差距,同时在一定程度上稳定相关的电网工作频率。
三、结语
随着科学技术的不断进步,机器的自动化水平越来越高,提高热工测量系统的自动化就是必然的选择。
智能控制在本质上可以看做是传统控制理论以及知识的发展和进步,能够在一定程度上为处理或者解决复杂性、不确性以及高度非线性系统提供一个比较有效果的理论或者实践方法。
电厂的自动控制不仅仅需要对锅炉以及发电机等进行一系列的自动控制,并且还需要对其他的相关的辅助系统或者辅助操作进行一定的控制工作。
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