单元机组的构成和特点
单元机组名词解释
单元机组名词解释
单元机组 (Unit 机组) 是指一种工业自动化控制系统中的组件，通常由多个单元构成，每个单元都具有独立的控制功能。
单元机组通常由以下组件构成:
1. 控制器：单元机组的控制器通常具有数字输入/输出接口、模拟输入/输出接口、时钟、存储等功能。
控制器可以通过通信接口与其他单元机组进行通信，实现对整个系统的控制和管理。
2. 执行器：执行器是单元机组中的重要组件，用于控制流体、气体、固体等介质的输送、混合、反应等过程。
常见的执行器包括阀门、泵、风机、压缩机等。
3. 传感器：传感器用于检测单元机组中各种物理量、化学量等参数，并将其转化为电信号传递给控制器进行数据处理和分析。
常见的传感器包括压力传感器、温度传感器、流量传感器等。
4. 通信网络：单元机组通常采用现场总线、以太网等通信网络进行数据传输和协调控制。
通信网络的构建可以使单元机组实现分布式控制，提高系统的可靠性和灵活性。
单元机组广泛应用于石油、化工、医药、食品、能源等行业的自动化控制系统中，可以实现对生产过程的自动控制和优化控制，提高生产效率和产品质量。
单元机组协调控制系统
单元机组协调控制系统作者：曹雪伟周爱强来源：《消费导刊·理论版》2009年第03期[摘要]单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
[关键词]协调控制系统一、单元机组协调控制系统的概述（一）协调控制系统的概念单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
1．协调控制系统的组成单元机组协调控制系统,它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心，它对负荷指令进行运算处理形成控制决策，给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机炉主指令下分工协调动作，完成给定的控制任务。
随着电网运行自动化水平的提高，以单元机组协调控制系统为基础，构成电网级协调控制与管理已成为电力生产过程自动化的发展趋势。
对单元机组协调控制系统功能上的基本要求有以下几个方面：（1）当外界负荷需求改变时，机炉协调动作使单元机组的输出功率尽快地满足外界负荷需求；与此同时保证机组主要运行参数在允许范围内变化。
（2）当部分主要辅机故障或其他原因造成机组处理不足时，应能自动按规定的速率将机组承担的负荷降低到适当水平继续运行。
在任意主要辅机工作到极限状态或主要运行参数的偏差超过允许范围时，应对负荷指令进行方向闭锁或迫降，以防止事故发生。
（3）具备多种运行方式可供选择，以适应机组的不同工况需要。
（4）系统要方便于运行人员的干预，如进行运行方式的切换，进行手动操作等。
以上要求由单元机组主控系统的功能来实现。
单元机组的概念和构成
电厂的运行方式
集中母管制（单母管制） 切换母管制
单元制
集中母管制（单母管制） 1、集中母管制（单母管制）
是指发电厂将所有锅炉 的蒸汽引至一根蒸汽母 管，再由母管分别引至 汽轮机和其他用汽处。
只有在锅炉和汽轮机容 量、台数不匹配的情况 下，才采用这种系统。
切换母管制 2、切换母管制
切换母管灵活性最好； 单母管制系统灵活性较好；
单元制系统系统中任一主要设备发生故障时，整个单元机组 都要被迫停止运行，而相邻单元之间不能互相支援；锅炉、 汽轮机、发电机之间不能切换运行，运行的灵活性较差；
三种系统的优劣比较
适应性
切换母管适应性最好； 单母管制系统适应性较好； 当机组负荷发生变化时，汽轮机调节阀门开度随之改变，单 元机组没有母管的蒸汽容积可以利用，而锅炉的调节迟缓较 大，必然引起汽轮机入口汽压的波动，使得单元机组对负荷 变化的适应性较差。
5、对于有中间再热式机组，由于自身管道复杂，且高 温管道价格昂贵，其主蒸汽系Байду номын сангаас应采用单元制比较合适。
三种系统的优劣比较
经济性
单元制机组系统简单，投资与运行费用均最小。
方便性
单元制机组系统简单，维修、安装等均很方便。
根据以上分析，结合综合技术实际，可有 以下规律：
1、我国单机容量6MW以下机组，其主蒸汽系统一般应为 单母管制；
2、热电厂根据自身特点，主蒸汽系统可采用母管制比 较好； 3、对装有高压供热式机组电厂，应采用切换母管制系 统以增加系统的灵活性； 4、对装有高压凝汽式机组的电厂，可采用单元制或单 母管制的主蒸汽系统；
1单元机组主控制系统概述
概述大中小一、单元机组主控制系统的概念大型汽包炉以及直流炉的机组通常都是以锅炉-汽轮机-发电机组成单元制运行方式, 单元制运行方式简化了热力系统, 也更有利于安全，并做到经济发电。
尤其是中间再热机组, 由于主蒸汽管道和再热蒸汽管道往返于锅炉和汽轮机之间, 各再热机组的再热蒸汽受负荷影响又不可能一致, 无法并列运行, 只能采用单元制运行方式。
单元机组的自动调节系统主要包括主控制系统和机炉调节系统。
这里机炉调节系统指的是燃料量、空气量、汽温、给水流量等调节系统和调速系统（或功频电液调节系统）等等。
大型机组负荷控制的首要任务是保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。
具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。
因此大型机组除应具备中小型机组那样的机炉调节系统外，还必须有一个自动调节系统，作用是接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指挥信号，称其为主控制系统（UNIT MASTERCONTROL SYSTE简称主控系统），也称负荷自动控制系统。
主控系统向机炉调节系统发出的指挥信号分别称为汽轮机主控制指令（或汽轮机负荷指令）MT和锅炉主控制指令（或锅炉负荷指令）MB机、炉主控制指令MT MB分别代表了汽轮机调门开度（或汽轮机功率）指令和锅炉燃烧率（及相应的给水流量）指令。
主控系统把锅炉和汽轮机组成一个联合调节对象，即作为一个整体，调节进入锅炉的能量以随时适应汽机负荷的需要。
由于锅炉和汽轮机动态特性差异较大，因此，主控系统在考虑适应负荷要求的同时，还须使机炉调节系统协调动作，使燃料量、空气量、给水流量等以及调节汽门开度协调变化，达到既尽快适应负荷变化要求，又使运行稳定的目的。
二、主控系统与机、炉调节系统的关系主控制系统相当于机炉调节系统的指挥机构，起上位控制作用；机炉调节系统对于主控制系统相当于伺服机构，起下位控制的作用，是主控制系统的基础，两者构成分层控制的结构。
协调控制系统的基本功能和组成简介
协调控制系统的基本功能和组成简介摘要：单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
关键词：协调、控制、系统一、单元机组协调控制系统的概述1、协调控制系统的概念单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统，既保证单元机组对外就有较快的功率响应和一定的调频能力，又保证对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。
2、协调控制系统的基本功能单元机组协调控制系统,它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心，它对负荷指令进行运算处理形成控制决策，给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机炉主指令下分工协调动作，完成给定的控制任务。
随着电网运行自动化水平的提高，以单元机组协调控制系统为基础，构成电网级协调控制与管理已成为电力生产过程自动化的发展趋势。
对单元机组协调控制系统功能上的基本要求有以下几个方面：（1）当外界负荷需求改变时，机炉协调动作使单元机组的输出功率尽快地满足外界负荷需求；与此同时保证机组主要运行参数在允许范围内变化。
（2）当部分主要辅机故障或其他原因造成机组处理不足时，应能自动按规定的速率将机组承担的负荷降低到适当水平继续运行。
在任意主要辅机工作到极限状态或主要运行参数的偏差超过允许范围时，应对负荷指令进行方向闭锁或迫降，以防止事故发生。
（3）协调锅炉和汽轮发电机的运行，在负荷变化率较大时，维持两者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力。
（4）具备多种运行方式可供选择，以适应机组的不同工况需要。
单元机组运行
单元机组运行1、单元制火电机组的des控制系统由以下子系统组成：模拟量控制系统及其单元机组协调控制系统；锅炉炉膛安全监控系统或称燃烧器管理系统；顺序控制系统；数据采集系统；汽轮机数字电液控制系统；旁路控制系统；发变组控制系统。
2、启动方式的分类及主要特点：1）冷启动。
停机72小时以上，汽轮机高、中压转子初始金属温度低于121°C时启动；2）热启动。
停机10-72小时后，汽轮机高压或中压转子初始金属温度大于或等于121C、小于260C时启动；3）热启动。
停机1-10小时后，汽轮机高、中压转子初始金属温度大于或等于260C、小于450C时启动；4）极热启动。
停机1小时内，汽轮机高压或中压转子初始金属温度大于450C时启动。
3、厂用电电压等级有两种，即为6kv和400v。
大于200kw的电动机由6kv高压厂用母线供电，200kv及以下容量的电动机由低压400v母线供电。
4.400V低压厂用电系统通常在一个单元中有多个由PC供电的电源中心（PC）和多个电机控制中心（MCC）。
通常，75-200kw和150-650kw之间的静态负载连接到电源中心（PC），容量小于75kW的电机和小功率加热器等杂散负载连接到电机控制中心（MCC）。
从电机控制中心，它可以连接到车间本地配电盘（PDP），用于车间的小容量杂散负载。
5、直流220v系统正常运行方式：1）直流220v系统由蓄电池和充电柜在直流母线上并列运行，充电柜除带正常220v母线上负荷外，同时对蓄电池组浮充电。
2）#4、#5机直流i、ii 母线联络开关在断开位置。
3）#1充电柜#1蓄电池组上i段直流母线，#2充电柜#2蓄电池组上的ii段直流母线，#3充电柜备用。
4）直流母线绝缘监测仪投入运行。
非正常运行方式：1）直流i（ii）段母线串带ii（i）段母线运行，#2（#1）充电柜停运，#2（#1）蓄电池组与母线隔离。
2）#1（#2）充电柜故障时，#1（#2）蓄电池及直流母线由#3充电柜带，#1（#2）充电柜退出运行。
单元机组运行第三版教学设计
单元机组运行第三版教学设计一、教学目标1.理解单元机组的构成和工作原理。
2.掌握单元机组的安全操作流程。
3.掌握单元机组的运行状态监测和故障排除方法。
4.培养学生团队合作和解决问题的能力。
二、教学内容2.1 单元机组概述1.单元机组的构成和分类。
2.单元机组的工作原理和特点。
3.单元机组的主要应用领域和发展趋势。
2.2 单元机组的安全操作流程1.单元机组的启动和停机操作流程。
2.单元机组的运行状态监测和安全控制。
3.单元机组的故障预防和排除方法。
2.3 单元机组的运行状态监测和故障排除1.单元机组的运行参数分析和监测方法。
2.单元机组常见故障的诊断和排除方法。
3.单元机组的维修和保养方法。
2.4 使用案例分析1.分析实际单元机组运行情况和问题。
2.制定解决方案并进行实际操作和演练。
3.总结分析教学案例和实践经验。
三、教学方式1.理论课授课，学生通过PPT和文字材料熟悉单元机组的构成和工作原理等基础知识。
2.实验室实践，每个小组分别操作单元机组完成基本运行操作，在教师的指导下完成启停机和检测等基本操作。
3.课堂讨论，通过分析实际案例提高学生分析和解决实际问题的能力，同时课堂上对学生的提问和互动，增强交流和合作意识。
4.现场参观，组织学生前往工厂进行现场参观，加深学生对单元机组的认识和理解。
四、教学评价1.教学成果，以学生实验成绩、理论考试成绩等为基础，通过教师自评和同行互评，评估本次教学的成果。
2.学生评价，以学生的满意度、建议反馈等为主要参考，改善教学方法和方式。
3.教学反思，对本次教学过程和内容进行反思和总结，分析教学成功因素和不足之处，为后续教学提供参考。
五、教学资源1.教学设备：单元机组模拟器、实验室设备等。
2.教学材料：PPT、文献资料、教学案例等。
3.教学人员：主讲老师、助理教师、技术指导等。
六、教学前提条件1.学生应具备基础的物理、电气、机械知识，掌握电气控制和仪表读数等基本操作技能。
第二章 单元机组协调控制系统
采取的办法是不使汽轮机调节汽门处于全开的位臵， 而是留出一定的调节余地。当外界负荷需求变更时，首先 通过调整汽轮机调节汽门的开度，改变进汽量，利用锅炉 内部的蓄热能量，较快地适应外界负荷的需求。与此同时， 调整进入锅炉的输入量，使燃烧率改变，与外界负荷需求 达到新的平衡。调节汽门的调节余地也为机组参与电网一 次调频创造了条件。
North China Electric Power University
第二章 单元机组协调控制系统
§2-1
概
述
2
North China Electric Power sity
第二章 单元机组协调控制系统
一、协调控制的基本概念
从大系统理论出发，协调控制是一种解决大系 统控制问题的基本策略。 所谓大系统可理解为由若干相互关联子系统组 成的复杂系统。应用大系统理论处理这类庞大而复 杂系统控制问题的基本方法就是分解——协调的方 法。所谓分解就是把大系统化为若干子系统，以便 进行分块的处理与控制，求得各子系统的局部最优 解；而协调则是从系统的全局出发，合理地调整各 子系统之间的关系，求得各子系统之间的和谐与统 一，进而得到整个大系统的最优解。
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第二章 单元机组协调控制系统
单元机组协调控制系统框图
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第二章 单元机组协调控制系统
单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶 控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元 机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部 控制级的子系统包括锅炉燃料控制系统，风量控制 系统，汽轮机功率/ 频率调节系统，以及直流锅炉 的给水控制系统。单元机组主控系统产生指挥机炉 控制器动作的锅炉指令和汽机指令。局部控制级的 控制器执行主控系统发出的指令，完成指定的控制 任务。
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单元机组的构成和特点
随着国民经济的不断发展，电力需求随之增长，电力系统也在不断的扩大，为获得较高的经济型、安全可靠性及满足电力负荷的快速增长，大容量、高参数、高自动化技术的大机组的采用已成为电力发展的必然。
(一)单元机组的构成
现代大容量机组一般均采用蒸汽中间再热方式，中间再热机组必须采用单元制。
即每台锅炉直接向所配合的一台汽轮机供汽，汽轮机驱动发电机，发电机发出的电功率直接经一台升压变压器送往电力系统，组成了炉－机－电纵向联系的独立单元。
各独立单元之间没有大的横向联系，在机组正常运行时，本单元所需要的蒸汽和厂用取自本单元。
这种独立单元系统的机组称为单元机组。
非中间再热机组除可采用母管系统外，也可以采用单元制系统，构成单元机组。
(二)单元机组的特点
与非单元制系统(母管制系统)相比，单元机组系统简单，管道短，发电机电压母线短，管道附件少，发电机电压回路的开关电器少，投资最为节省，系统本身事故的可能性也最少，操作方便，便于滑参数启、停，适合炉、机、电集中控制。
单元制系统的缺点是其中任意主要设备发生故障时，整个单元都要被迫停止运行，相邻单元之间不能互相支援，机炉之间也不能切换运行，运行的灵活性较差；当系统频率发生变化时，单元机组由于锅炉的热惯性大，故对负荷适应性较差。