火力发电厂锅炉自动控制系统
火电厂APS介绍
Fuel control
Air control
Load control
FGD FGD
Auxiliary
Electrical ECS
Boiler BMS Data Acquisition System (DAS) Sequence Control System (SCS) Modulating Control System (MCS) DEH
Turbine ETS BPC
2/ 2011-3-17
APS应用目的及现状
为什么要应用APS 为什么要应用
• • • 大型火力发电机组的运行对操作人员的要求 机组安全、稳定运行的需求 现代化的发电厂运营管理上的需求
国内燃煤机组实现APS的技术难点 的技术难点 国内燃煤机组实现
1. 燃煤机组工艺过程复杂，各工艺系统的配合要求高，且运行方式多变，对于自动控 制系统的设计要求较高 2. 3. 设备的可用性、可靠性要求高 从机组自动启/停的控制需求考虑，要求纳入自动控制系统的仪控设备较多，新建机 组从控制项目投资的角度考虑，往往有所保留
• • • • • • • 步序阶段化 基于断点的程序设计 逻辑模块化 判据条理有序化 程序重定位 不同工况下的选择跳转 系统接口规范化 便于独立组态、调试 必要的人工干预点 事故处理及报警 断点1 断点
功能组1 功能组 功能组2 功能组
APS LEVEL 1
断点2 断点 断点n 断点
子组1 子组 子组2 子组 子组n 子组
APS提供的主要控制功能
• • 分阶段的全程机组启/停，运行操作指导 机组启停过程监控及实时异常报警
断点允许条件
本断点 功能组
功能组监控
断点操作 APS操作指令提示 APS操作指令提示 断点功能组报警信息
火力发电厂分布式控制系统(DCS)技术导则
ｂ 系统操作员站技术导则． ， …，．．． ． ＤＳ Ｃ … …， ，．．……，…… ，．．． ．．． ． ．．．． ．．．……
ｚ 系统 ｒ ｎｓ ｃ ＿ 程师站技术导则… 卜．．…… ， ． ． ． ．．． ．．．．． ……，． ． ． ．．．…… ．． ． ． ．．．
…… １ ０ …… ｉ ２
一个子网，但必须要求 Ｄ Ｓ供应商提供 Ｃ ＭＡＣ 总线网在异常工况或重网络负荷下的 Ｃ Ｓ ／Ｄ
网络负荷率、有效数据传输率等参考数据，以确定该网络配置是否能保证 Ｄ Ｓ的实时性 Ｃ
和稳定性。
４ Ｓ ． Ｄ 通信网络性能指标 ２ Ｃ ４ ． 通信网络系统的最大规模 ．１ ２ 该指标包括三个参数：①通信网络所能覆盖的最大距离； ②通信网络所能连接的最 大节点数； ③两相邻节点的 最大距离。 Ｃ 通信网络所覆盖的最大距离应不小于４ｍ所 ＤＳ ｋ，
目
次
门 ．．．． … Ｕ舀 ．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．． ．．．．… ．．．．．．．．．…
１范围．．．．．．……二 ．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ．．．． ．． ．．．． ． ． ．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ． ． ．． ．．． ．． ．．．．．．…… ２引用标准．．．．……， …，．．．．． ．．．． ．．．． ． ．．．．． …… ，……，…‘ …，． ． ．．．．． ． ． ． ． ． … ．…… ．
３ 定义
３ ＤＳ ． Ｃ ，是指分布式控制系统，或称分散控制系统。 １ ３２系统级 （ ． 单元机组级）网络，是指用于连接操作员 站、 「 程师站等节点的网络系统，
主要为便于 集中管理、操作单元机组。
３３控制级 〔 ． 设备级）网络，是指用于连接控制站、可编程控制器等控制设备的网络系
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。
浅谈分散控制系统(DCS)与可编程控制系统(PLC)在火力发电厂中的应用与区别
浅谈分散控制系统(DCS)与可编程控制系统(PLC)在火力发电厂中
的应用与区别
随着科技的发展，越来越多的火力发电厂开始引入先进的自动化控制系统，以提高生
产效率和能源利用率。
在这些控制系统中，分散控制系统（DCS）和可编程控制系统（PLC）是两种常见的选择。
本文将就这两种控制系统在火力发电厂中的应用和区别进行进一步的
探讨。
一、 DCS在火力发电厂中的应用
分散控制系统（DCS）是一种集成化的控制系统，它由一台或多台中央计算机及多个分布在整个工厂各个控制部位的控制单元组成。
在火力发电厂中，DCS通常被用来控制整个
发电过程，包括锅炉、汽轮机、发电机等设备。
DCS系统可以实现对发电设备的远程监控、参数调节、故障诊断等功能，大大提高了生产效率和安全性。
可编程控制系统（PLC）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
在火力发电厂中，PLC通常被用来控制一些具体的过程，如煤粉输送系统、给水泵系统等。
PLC系统具有编程灵活性强、响应速度快、可靠性高等特点，因此在火力发电厂的一些特定场合中
得到广泛应用。
1. 系统结构不同
DCS系统通常采用集中式的结构，所有的控制单元都连接到中央控制器，而PLC系统
则通常采用分散式的结构，各个控制单元相互独立。
2. 应用场合不同
DCS系统通常被用来控制整个生产过程，而PLC系统通常被用来控制一些具体的过程
或设备。
3. 编程方式不同
DCS系统的编程通常采用图形化编程工具，如函数图、块图等，而PLC系统通常采用
逻辑编程语言，如LD、ST等。
火力发电厂辅助设备及系统
火力发电厂辅助设备及系统首先是给水系统，这个系统主要包括水处理设备、给水泵、给水加热装置等设备，用于将原水经过处理后送入锅炉内产生蒸汽。
其次是除灰系统，燃煤发电厂燃烧过程中会产生大量的灰渣，这些灰渣需要及时清除，避免对设备造成损坏。
为此，发电厂需要配备除灰设备，包括除灰器、输灰管道等设备。
第三是烟气处理系统，燃煤发电厂烟气中含有大量的有害气体和颗粒物，为保护环境及人体健康，需要配置烟气脱硫、脱硝、除尘等设备，对烟气进行净化处理。
另外，还需要配备通风与空调系统、冷却系统、发电厂自动化控制系统等设备，以确保发电厂设施的安全、高效运行。
这些辅助设备及系统在火力发电厂中同样扮演着重要的角色，虽然不如锅炉、汽轮机等主要设备那样引人注目，但却是保障发电厂正常运行的重要组成部分。
只有这些设备和系统发挥作用，才能确保火力发电厂能够持续稳定地向电网输送电能，为人们的生产生活提供充足的电力支持。
火力发电厂作为重要的能源供应设施，辅助设备及系统的作用不可忽视。
除了以上提到的给水系统、除灰系统、烟气处理系统、通风与空调系统、冷却系统和自动化控制系统外，火力发电厂还需要配备其他辅助设备及系统来确保其正常运行。
其中一个重要的辅助设备是燃料供给系统。
火力发电厂需要长期稳定的燃料供应，因此需要配备专门的煤、天然气或石油供给系统。
这些系统包括燃料输送带、燃料储存设备、燃料加工设备等，确保燃料源源不断地供给到锅炉内进行燃烧。
另一个重要的设备是电力变压器站。
发电厂通过汽轮机的发电产生的电能需要通过变压器提高电压才能输送到输电网上。
电力变压器站负责将发电厂产生的电能升压至适合长距离输送的高压水平，然后接入输电网中。
火力发电厂还需要配备给排水系统，这是为了处理锅炉和汽轮机产生的废水和废热。
给排水系统包括冷却塔、冷却水循环系统、废水处理系统等设备，用于处理发电过程中产生的废水和废热，防止对周围环境造成污染。
另外，发电厂还需要配备压缩空气系统。
锅炉燃烧系统的控制系统设计毕业论文
锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。
运行。
关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。
锅炉蒸汽温度自动控制系统——模糊控制
锅炉蒸汽温度自动控制系统摘要：电厂实现热力过程自动化，能使机组安全、可靠、经济地运行。
锅炉是火力发电厂最重要的生产设备，过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。
在实现过程控制中，由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟，大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性，无法建立准确的数学模型，对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。
在这种情况下，先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。
本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象，对其进行了计算机控制系统的改造。
考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点，本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID控制器，对两种控制系统对比研究，同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点，在此基础之上给出了一种改进算法，通过在线调整参数，实现模糊-自调整比例常数PID控制。
在此算法中，比例常数随着偏差大小而变化，有效地解决了在小偏差范围内，一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题，提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。
关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制随着我国经济的高速发展，对重要能源“电”的要求快速增长，大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设，以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成，电力系统的不断扩大，对其自动控制技术水平的要求也越来越高。
同时，地方性的自备热电厂亦有长足发展，随着新建及改造工程的进行，其生产过程自动控制与时俱进，小容量机组“麻雀虽小，五脏俱全”，自备热电厂其自身特点：自供电、与主电网的关系疏及相互影响小，供热及采暖季节性等，可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。
这样做的重要目标是提高和保证电力，热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。
为了适应发展并实现上述目标，必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。
火力发电厂DCS顺序控制系统SCS调试全套
火力发电厂DCS顺序控制系统SCS调试全套1设备概况神华国华宁东发电厂二期2×660MW扩建工程是超超临界空冷机组,本工程装设2χ660MW超超临界间接空冷燃煤机组酒己两台超超临界、一次中间再热、平衡通风、固态排渣直流锅炉，采用定一滑一定方式运行。
每台锅炉配1台100%容量的动叶可调轴流式一次风机，酉己1台100%容量的动叶可调轴流式送风机，酉己1台100%容量的动叶可调轴流式引风机，引风机设计裕量同时必须满足烟气脱硫、脱硝系统的要求,烟气经过脱硫塔后至湿式除尘器然后排至间冷塔内。
本工程2X660MW汽轮机为超超临界、一次中间再热、单轴、三缸二排汽间接空冷凝汽式汽轮机，机组能以定——滑——定方式运行，滑压运行的范围暂按40〜90%额定负荷，汽轮机采用高中压联合启动方式，可带基本负荷并调峰运行，凝汽器为干式空冷凝汽器。
本工程发电机为2×660MW水氢氢冷却的汽轮发电机组，以发电机、变压器组单元接线接入厂内75OkV配电装置发电机出口不设断路器，750kV配电装置采用3/2断路器接线，2回750kV出线，启动/备用变高压电源直接由一期的330kV升压站引接。
机组J顺序控制系统功能由DCS分散控制系统实现，其主要功能是完成二进制控制对象的远方操作控制功能、重要辅机及阀门的联锁保护功能以及相应系统的顺序控制功能。
主要的顺序控制系统包括以下部分：1.1锅炉烟风系统子组项：空预器子组项，包括主、副电机等；送风机子组项,包括送风机、润滑油泵、风机动叶等；引风机子组项，包括引风机、润滑油泵、风机动叶等；一次风机子组项，包括一次风机、变频控制等。
1.2制粉系统功能组项：磨煤机子组项：包括磨煤机、有关风门挡板、煤粉挡板；给煤机子组项：包括给煤机、煤闸门挡板。
给水泵子组项：包括给水泵、给水泵润滑油泵、出口阀门、最小流量阀等；凝汽器反冲洗子组项，：包括凝汽器循环水进、出口阀门等；低压加热器子组项：包括低加进、出水阀、旁路阀等；高压加热器子组项：包括高加进、出水阀、旁路阀等;过热蒸汽及再热蒸汽疏水功能组；汽机抽汽功能组；除氧器给水功能组；凝汽器真空功能组；汽机油系统功能组；汽机轴封系统功能组；发电机氢油水系统功能组；工业水系统功能组；循环水系统功能组。
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火力发电厂锅炉给水自动控制系统
工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件，锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多，使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁管供水不足而烧坏。
1.串级三冲量给水控制
如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统（DCS）来实现的，而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主，单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制，如今已很少采用，串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号，对快速消除，平衡水位有着明显的效果，因此被广泛采用。
1.1 串级三冲量给水控制系统工作原理
如图 4.1 所示，串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2（控制器2）串联构成。
主调节器接受水位信号H f为主控信号，其输出去控制副调节器。
副调节器接受主调节器信号I H外，还接受给水量信号I W和蒸汽流量信号I D。
副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D 和给水流量W 的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。
主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值。
串级三冲量给水控制系统有以下特点：两个调节器任务不同，参数整定相对独立。
主调节器的任务是校正水位，副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动，保持给水和蒸汽量平衡。
给各整定值的整定带来很大的便利条件。
在负荷变化时，可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度，更好的消除虚假水位的影响，改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。
给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的，这也使整定工作更加方便自由。
1.2 信号的静态配合问题
在副调节器的入口W=I H+I D-I W-I O。
但在不少工程中副条的入口并不设计I O偏置信号，即W=I H+I D-I W。
在这种情况下若有关参数设置不适当，就会破坏系统正常工作。
在静态条件下，W=I H+I D-I W=0，即I H = I W - I D，如果设置αD、αW使得I W = I D，并设置I H的变化范围为0%～100%，就会出现控制信号的单边阻塞问题，既静态时I H=0，这时I H 只有一个方向可以变化，另一个方向上I H失去对副调节器的控制作用。
解决这个问题实际上有三种方法：一是增加偏置信号I O，设置其30%～50%；二是将IH 的变化范围设置为±100%；三是设置αD、α 使得I D> I W，比如I D/ I W=2。
一般采用第一种方法。
控制信号单边堵塞问题是串级三冲量给水自动控制系统的一个特殊问题，在调试工作中要给予特别注意。
1.3 数字信号的百分化处理问题
现场物理量经变送器转化为标准电量信号。
在分散控制系统中，从变送器来的电量信号被数字化了，并带有量纲进入各控制系统。
在控制系统的调试中，要注意这些数字的百分化，妥当地进行这种标准化处理，保证信号在控制系统中正确的传递和运算。
串级三冲量给水自动控制系统中的主要信号有六个：H g、H f、D f、W f、I H、I Z。
前四个信号为有量纲单位：H g、H f量纲为mm，D f、W f量纲为t/ h。
后两个信号为无量纲单位：I H、I Z单位为1%。
在外回路中，H g、H f可以百分化，也可以不百分化，只要适当地改变比例积分参数，就不会影响运算结果的准确性，比如：H g、H f不百分化时量程为±350mm，主调节器
比例系数若为0.2，H g和H f百分化后量程为0%～100%，主调节器比例系数该为1.4 即可。
对于内贿赂，由于主调节器的I H输出百分化了，必
须D f、W f百分化，若不进行百分比则D f、W f的变化率可能会比I H的变化率大10 倍，这样比例积分参数很难设置，会直接影响系统的控制性能和稳定性。
虽然H g和H f不百分化也是可以的，但考虑到主条参数整定的方便性，还是先百分化处理为好。