火力发电厂热工控制系统简介共73页
火力发电厂热工过程控制系统
• 记交点a、b和c
• 起点到a的距离为τ；
Y
b
• a点到c点的距离为T；
Y∞
• K = y Δμ0
τ
T
t
c
基本过程控制系统
（2）确定
G(s)
=
Ke-τs Ts + 1
参数的两点法
• 将响应曲线标幺
y* t = y(t)
y()
0
t<τ
y*
t
=
1
-
exp
-
t-τ T
tτ
Y
Y∞
• 取y*(t1)=0.39，取y*(t2)=0.63，记t1和t2
t
T = 2(t2 - t1 )
Y*
τ = 2t1 - t2
0.39 0.63
1
• 取 t3 = 0.8T + τ 验证y * (t3 ) = 0.55
t4 = 2T + τ
y * (t4 ) = 0.87
t1 t2
t
基本过程控制系统
（3）确定
G(s)
=
(T1s
Ke-τs + 1)(T2s
， + 1)
响应速度ε = Κ Τ
（2）典型非自衡对象传递函数表达式
G(s) = 1 e-τs Ts
响应速度ε = 1 T
τ
T
τ
T
K
基本过程控制系统
§1-3 过程数学模型及其建立方法
一、过程数学模型的表达形式与对模型的要求 二、建立数学模型的两个基本方法
机理建模法 测试建模法
三、阶跃响应确定传递函数
1 阶跃响应获取应注意的问题 2 确定自衡对象传递函数 3 确定非自衡对象传递函数
火电厂热工简介
观察生产过程的运行情况 读出每一个过程变量的数值和状态 判断每个控制回路是否工作正常 随时进行手动/自动控制方式的切换，修 改给定值，调整控制量，操作现场设备 ，以实现对生产过程的干预
打印各种报表，拷贝屏幕上的画面和曲 线等。
控制工程师对分散控制进行配置、 组态、调试和维护。
对各种设计文件进行归类和整理， 形成各种设计文件，如各种图纸、表 格等。
（七）过程控制站
将各种现场产生的过程量（温度、压 力、流量等）进行数字化，并将数字化 后的量存储在存储器中；
将本站采集到的实时数据通过网络送 到操作员站（OS）、工程师站（EW） 和其他现场I/O控制站，以便实现全系统 范围内的监督和控制；
在本站实现局部自动控制、回路的计 算及闭环控制、顺序控制等。
7、汽轮机监视仪表 TSI turbine supervisory instrument
8、汽轮机紧急跳闸系统 ETS emergency trip system
9、电气监控系统
ECS
二. 自动检测
（一）自动检测的定义
通常把在人工最少参与的情况下，整个 测试过程，包括数据采集、数据分析处理以 及测试结果的显示、输出等，均可在计算机 的统一控制下自动完成的自动测试设备的总 体称为“自动检测系统”
完整的控制系统组成部分
（二）火电厂机组自动化主要功能 1、单元机组协调控制系统 CCS
coordination control system
2、锅炉炉膛安全监控系统 FSSS furnace safeguard supervisory system
3、顺序控制系统
SCS
sequence control system
火电厂热工简介
火电厂系统简介 ppt课件
ppt课件
1
火电厂的分类
按燃料分类：
–燃煤发电厂 (煤)
–燃油发电厂 (石油提取了汽油、煤油、柴油后的渣油)
–燃气发电厂 (天然气、煤气等)
–余热发电厂 (工业余热、垃圾或工业废料)
–生物发电厂 (桔杆、生物肥料)
按原动机分类：
–凝汽式汽轮机发电厂
–燃汽轮机发电厂
–内燃机发电厂
烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤器和空气预热器。
• 锅炉给水便经过省煤器、水冷壁、过热器变成过热蒸汽；并把汽轮机高压汽缸做功后抽回 的蒸汽变成再热蒸汽。
• 水在锅炉中，经过预热、蒸发、过热三个阶段变成过热蒸汽。汽轮机高压缸中蒸汽送回锅炉 加热，再送回汽轮机低压缸中继续做功，这是第四个阶段 - 再过热阶段
（燃烧结构）
CD二次风层 C煤粉层+一次风
BC二次风层 B煤粉层+一次风
AB二次风层 A煤粉层+一次风
•常见燃烧器： 油枪、 微量油枪、 等离子。
• 燃烧器分层设置
• 煤粉气流在炉内切圆燃烧
燃烧器
ppt课件
7
空预器结构示意
• 空气预热器分为：管式空气预热器、回转式空气预热器。
• 原理及作用： （安装在锅炉尾烟道中）利用省煤器后烟气的热量加热
• 省煤器：(economizer) 利用锅炉排烟加热给水的受热部件。
• 分为：铸铁式和钢管式；沸腾式和非沸腾式(大型锅炉常用)。
ppt课件
10
锅炉简介
锅炉容量：锅炉每小时所产生的蒸汽量． 锅炉分类：（几个术语）
按蒸汽参数分类：中压，高压，超高压，亚临界，超临界 按容量分类：（(＜220 t/h 小型锅炉), (220-410t/h中型锅炉)，（＞670t/h大型锅炉） 按燃烧方式分类：
600MW热工控制系统介绍
热工控制系统介绍一、综述火电厂自动化水平是通过控制方式、控制室布置、控制系统的配置及功能、电厂运行监控模式以及主辅机可控性等多方面的综合体现。
1．控制方式a. 机组控制为三机一控，采用分散控制系统（DCS）实现，按照炉机电单元机组集中控制的方式布置。
b. 烟气脱硫系统控制采用独立的分散控制系统（FG_DCS）实现，设置单独的脱硫控制室。
c. 辅助车间采用可编程控制器（PLC）实现控制功能，并将辅助车间分类集中，按水、灰、煤三类分别设置控制网络，在各控制网络的上层操作站上对相关车间的工艺过程进行监控。
水系统监控点设在锅炉补给水控制室，包括水系统和燃油泵房的监控；灰系统监控点设在脱硫控制室，包括除灰、除渣和电除尘的监控；输煤系统监控点设在输煤控制室。
2.机组监控方式a.采用炉、机、电、网集中监控方式，采用三机一控。
不单独设电气网络控制室，集中控制室内按机组操作员设岗。
b. 对于辅助车间，利用水、灰、煤系统控制网络对其相关车间的工艺过程进行集中监控。
在此方式下，水、煤控制室设值班员，灰系统操作员站设在脱硫控制室.烟气脱硫系统设置单独的控制室并设值班员。
c. 单元机组全部实现CRT监控。
运行人员在集中控制室内通过大屏幕显示器与CRT操作员站实现机组启/停的控制、正常运行的监视和调整以及机组运行异常与事故工况的处理。
d. 集中控制室内不设后备监控设备和常规显示仪表，仅保留DCS系统故障时安全停机的少数独立于DCS的硬接线紧急停机、停炉、停发电机等的控制开关。
设置炉膛火焰工业电视以及重要无人值班区域的闭路电视监视系统作为运行人员直观了解生产过程和生产现场的手段。
e. 在水、灰、煤控制室内通过辅助车间控制系统的CRT操作员站对各辅助车间进行监控。
在主要辅助车间的控制设备室内布置本地上位机，作为网络故障、设备调试等特殊情况下的操作手段。
3. 控制室及电子设备间布置a. 集中控制室布置三台机组及电气网控合设一个集中控制室。
热控专业简介基础系统介绍演示文稿
第26页，共104页。
压力仪表
单晶硅谐振式传感器：是一块单晶硅芯片上采用微电子机械 加工技术，在单晶硅芯片上制成两个完全一致的H形状的谐振梁，
分度号s 分度号B
一等 二等 0级 0级 一等 二等 0级
分度号K 0级
300~1300℃ 300~1300℃ 0～1600℃ 0～1600℃ 1200~1600℃ 1200~1600℃ 1200~1600℃
0～1300℃
R-005-308
标准铜-康铜热电偶 镍铬～康铜
分度号T 0级 分度号E 0级
PLC DCS FCS
第8页，共104页。
热控测量仪表
第9页，共104页。
温度仪表
1、双金属温度计
由于两种金属的热膨胀系数不 同，双金属片在温度改变时， 两面的热胀冷缩程度不同，因 此在不同的温度下，其弯曲程 度发生改变。利用这一原理， 制成温度计叫双金属温度计。
第10页，共104页。
温度仪表
P表
大气压力线
P绝
P真
P绝
绝对压力的零线
绝对压力、表压、（真空度）的关系
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第23页，共104页。
压力仪表
1、压力表
从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。从接口看最常 见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有法兰尺寸和耐压等级要求）
第24页，共104页。
第20页，共104页。
热电偶常见故障原因及处理
故障现象 温度示值偏低或不稳
温度示值偏高 显示不稳定 显示误差大 显示无穷大
可能原因
电极短路
接线柱处积灰 补偿导线与热偶极性接反 补偿导线与热偶极不配套 冷端补偿不符要求 热偶安装位置不当 补偿导线与热偶极不配套 有直流干扰信号进入 接线柱处接触不良 测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地 热偶安装不牢或有震动 热电偶电极将断未断 外界干扰 热电偶电极变质 热电偶安装位置不当 保护管表面积灰 接线断路 热电极断开或损坏
发电厂控制系统【精选】
5. 汽机数字电液调节系统（DEH）Digital Electricity drain Regulate System
6. 汽机安全保护系统（TSS）Turbine Safeguard System 7. 旁路控制系统（BCS）Bypass Control System 在变负荷时用 8. 数据采集系统（DAS）Data Access System
3、集散控制系统：
这里指火电厂生产过程实现最优控制与速度自动化相结合的多级计算机控制，60年至今， 国际上火电厂都朝着这一方向发展，近几年从国外引进的火电厂机组已达到这一水平。
N-90 天生港，利港，石洞口
Infi－90 ProcontrolP 合肥二电厂
Mod-300 北仑港 ，
WDPF 望亭 利港， MAX1000 外高桥电厂
有辅机的启停
5. 汽机数字电液调节系统（DEH）Digital Electricity drain Regulate System
6. 汽机安全保护系统（TSS）Turbine Safeguard System 7. 旁路控制系统（BCS）Bypass Control System 在变负荷时用 8. 数据采集系统（DAS）Data Access System
大型火电机组MCS系统主要有： (1) 主汽温控制系统、 (2) 主汽压控制系统 (3) 给水控制系统 (4) 除氧器水位控制系统 (5) 燃烧控制系统
八大控制系统
1. 协调控制系统（CCS）Coordinate Control System 2. 模拟量控制系统(MCS〕 Modulating Control System 3. 锅炉安全监控系统 （FSSS）Furnace Safeguard Supervisory
火电厂热控自动化概述
FSSS基本功能
• • • • • • • 1.炉膛吹扫 2.燃油投入许可及控制 3.煤粉投入许可及控制 4.持续运行监视 5.特殊工况监视 6.紧急跳闸 7.跳闸后炉膛吹扫
旁路控制系统
• 汽轮机旁路系统一般分为高压旁路和低压 旁路两级。高压旁路为过热器出口蒸汽经 减温减压后到再热器进口；低压旁路为再 热器出口蒸汽减温减压后去凝汽器。
• 在微型计算机的指令下，输入通道从生产过程采集 过程变量（模拟量、开关量信号等），并对采集的 信号数据进行初步的数据处理（滤波、隔离、A/D 转换、标度变换、线性化处理等），这称之为预处 理。必要时还要对测量值进行精确度补偿计算（如 温度补偿，蒸汽流量的压力补偿、给水流量、空气 流量的温度补偿，热电偶的冷端补偿及线性化等）。 然后将处理后的数据通过数据通信网络送到操作员 站。在操作员站对获取的数据进行复杂的数据处理， 最后通过显示器、打印机和硬盘拷贝机等设备实现 显示、打印制表和拷贝功能。同时，建立实时的分 布式数据库供运行人员随时调用所需的信息。
火电厂热控自动化概述
热工自动化的任务
• 自动检测、自动调节、程序控制、自动保 护
大型火电机组运行对热工自动化的 要求
• （1）机组正常运行时，自动化系统根据机组运行的要求，自动 将运行参数维持在所要求给定值上，以取得较高的运行效率和 较低的消耗。 • （2）机组在异常工况时，在参数超限，辅机跳闸时，自动化设 备能及时报警，并迅速、及时地按照预定的规律进行处理，以 保证机组设备安全，减少停运次数。 • （3）机组运行在危急情况时，即当危及设备或人身安全时，自 动采取措施进行处理，以保证设备和人身安全。 • （4）在机组启停过程中，根据设备的热状态进行相应的控制， 一避免机组产生不允许的热应力，而影响机组的寿命。 • （5）随电网的发展，对自动发电控制（AGC）的要求日益严格， 要求单元发电机组的基础自动化系统具有很高的稳定的投入率。
火力发电厂DCS控制系统
火力发电厂DCS控制系统摘要：发电领域中，DCS系统应用较为广泛，在发电工作效率与故障控制方面起到了一定的基本作用。
该系统在发展过程中受到诸多因素的影响，出现了很多不足，因此为了能够降低这些不足和问题发生的几率，需要有针对性地采取有效措施，从而发挥其自身作用。
关键词：火力发电厂；DCS控制系统1.DCS相关概述1.1 DCS定义DCS是分布式控制系统的英文缩写，国内一般习惯称之为集散控制系统。
这种集散控制系统的运行控制过程以及功能的实现需要以多组计算机为依托，通过4C技术的应用，实现控制、操作、管理等全过程的自动化，有效减少了人工作业量，受到各行各业的青睐，推动了我国社会经济的工业化发展进程。
1.2 DCS控制系统的工作原理DCS是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
目前DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。
操作站是DCS的重要组成部分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据，三者集中在一起使DCS系统通信功能增强，信息传输速度和吞吐量加快加大，为信息的综合管理提供了基础。
1.3 DCS控制系统应用优势1.3.1提升系统可靠性DCS系统通常是由信号控制，软件控制，硬件设备构成，通过采取有机控制模式进行离散环境的集中监管，从而对生产流程进行全面优化。
在此过程中，电路系统和相关硬件均能够实现全面控制，从而使多变量得到进一步优化，在某种情况下，单回路控制是DCS控制系统中不可或缺的一部分。
DCS控制系统应用过程中，在一定程度上改进信号传输形式，使用二进制数字信号代替传统的电子模型信号，在实现信号传输过程中，具有较为明显的优势。
不仅能够更为有效的抵抗外界干扰。
同时也在很大程度上提升信号传输精准度和传输质量，大大降低信号传输误差，确保实现更为准确的信号传输。
与此同时，DCS系统构架也随着传输信号的简洁化而简化，确保简化处理不必要线路及抗干扰器，大大提升DCS控制系统信号传输的可靠性和有效性。