热工自动化介绍
《热工自动化》课件
2
PID控制技术
学习PID控制技术的原理和应用，掌握如何稳定和优化热工过程的控制。
3
控制阀的基本原理
了解控制阀的基本工作原理和类型，并学习如何正确选择和调节控制阀，实现热 工过程的精确控制。
热工自动化的应用案例
电站锅炉自动化控制
通过热工自动化控制，电站锅炉 在运行中可以实现精确的温度和 压力控制，提高燃烧效率和安全 性。
物联网技术在热工自 动化中的应用
通过物联网技术的应用，实现 设备之间的互联互通，提高热 工自动化系统的整体效能。
热工自动化系统的集 成化
热工自动化系统逐渐向集成化 发展，不仅要考虑单个设备的 控制，还要考虑系统之间的数 据交互和协同工作。
总结
1 热工自动化的未来发展方向
随着技术的发展，热工自动化将朝着更高的 智能化、集成化和自主化方向发展。
钢铁冶炼热工流程控制
热工自动化控制可以优化钢铁冶 炼过程中的热工流程，提高炉温 控制和冶炼效率。
石油化工自动化生产线控制
通过热工自动化控制系统，可以 实现石油化工生产线的自动化控 制，提高生产效率和安全性。
热工自动化的发展趋势
人工智能在热工自动 化中的应用
人工智能技术的发展使得热工 自动化具备了更高的智能化和 自主决策能力。
2 热工自动化的重要性及应用范围
热工自动化在工业生产中具有重要的应用价 值，涉及到电力、冶金、石油化工等众多领 域。
《热工自动化》PPT课件
热工自动化是一门关于利用先进技术实现工业过程的自动化控制的学科。本 课程将介绍热工自动化的基础知识、应用案例和发展趋势。
什么是热工自动化
热工自动化是利用先进的控制技术和设备，对热工过程进行自动化调控和监测的领域。它涉及到温度、压力、 流量和控制阀等关键参数的测量和控制。
对热工自动化技术在火力发电中的创新与应用措施
对热工自动化技术在火力发电中的创新与应用措施热工自动化技术的定义热工自动化技术是指将计算机技术、自动控制技术应用到热工领域，实现火力发电过程的自动化、信息化、智能化。
它是热工工程自动化理论与技术的总称，主要包括火力发电控制、监测、检测等方面的技术。
热工自动化技术的创新随着科技的进步，热工自动化技术的创新不断推进。
在火力发电中，热工自动化技术的创新主要体现在以下几个方面：热力控制系统的创新热力控制系统是指对锅炉、汽轮机等设备进行热力控制和保护的自动化系统。
在过去，热力控制系统主要采用PID控制算法，但随着计算机技术的快速发展以及控制理论的不断完善，现代热力控制系统逐渐采用模型预测控制（MPC）、优化控制等先进控制算法，以实现更为精确的控制效果。
智能诊断系统的创新智能诊断系统是指通过监测系统、数据采集、诊断分析等手段，对发电过程中的故障进行自动诊断和修复。
随着人工智能技术的发展，现代智能诊断系统已经成为火力发电系统中不可或缺的一部分。
目前，智能诊断系统主要包括故障诊断、预测维护、数据挖掘等功能，能够提高火力发电系统的安全性、稳定性和可靠性。
数据共享平台的创新数据共享平台是指通过互联网、云计算等先进技术，实现数据共享和协同工作的平台。
在火力发电中，数据共享平台主要用于设备状态的实时监测、运维管理等方面。
随着数据分析技术的不断发展，现代数据共享平台已经成为火力发电管理的重要手段之一，可以提高管理效率，降低成本，提高火力发电的可持续性。
热工自动化技术在火力发电中的应用热工自动化技术已经成为现代火力发电不可或缺的一部分。
在火力发电中，热工自动化技术主要用于以下方面：火力控制热工自动化技术通过对锅炉、汽轮机、发电机等设备进行自动化控制，实现炉温、排放等参数的自动调控，从而确保火力发电的安全、高效运行。
设备监测热工自动化技术通过实时监测设备运行状态，诊断设备的故障，并及时进行维修，以保障火力发电设备的长期、稳定运行。
探讨火电厂热工自动化及控制
探讨火电厂热工自动化及控制一.热工自动化的内容热工过程自动化主要包含自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护4个主要方面。
自動地检查和测量反映生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态，以监视生产过程的进行情况和趋势，称为自动检测。
锅炉汽轮机装有大量的热工检测仪表，包括测量仪表、变送器、显示仪表和记录仪表等，它们随时显示、记录、积算和变送机组运行的各种参数，如温度、压力、流量、水位、转速等，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全、经济地运行。
目前，大型汽轮机的自动检测项目包括：蒸汽压力和温度、真空度、监视段抽汽压力、润滑油压、调速油压、转速、转子轴向位移、转子与汽缸的相对热膨胀、汽轮机振动、主轴挠度、轴承温度与润滑油温度、推力瓦温度等许多项目。
在建新机组均设置汽机本体安全监视系统，配备完整的汽轮机监视仪表。
汽机监视仪表能连续测量汽轮发电机组轴承及汽轮机本体的运行机械参数，显示机组运行状态；当参数超出定值时，输出信号作为记录和报警；重要参数超限时输出停机信号至汽轮机紧急跳闸系统装置，立即关闭汽机自动主汽门实现紧急停机。
自动维持生产过程在规定的工况下进行，称为自动调节。
电力用户要求汽轮机发电设备提供足够数量的电力和保证供电质量。
电的频率是供电质量的主要指标之一。
为了使电频率维持在一定的精度范围内，就要求汽轮机具备高性能的转速自动调节系统。
锅炉运行中，必须使一些能够反映锅炉工作状况的重要参数维持在规定范围内或按一定的规律变化，如维持汽包水位给定值和保证锅炉的出力满足外界的要求。
根据预先拟定的步骤和条件，自动地对设备进行一系列的操作，称为顺序控制。
顺序控制主要用于机组启停、运行和事故处理。
每项顺序控制的内容和步骤是根据生产设备的具体情况和运行要求决定的，而顺序控制的流程则是根据操作次序和条件编制出来，并用自动装置来实现，这种装置称为顺序控制装置。
顺序控制装置必须具备逻辑判断能力和联锁保护功能；在进行每一项操作后，必须判明这一步操作已实现，并为下一步操作创造好条件，方可自动进入下一步操作，否则，应中断顺序，同时进行报警。
热工自动化系统概述
● 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源自制时，则称为自动发电控制（AGC）。
顺序控制系统（sequence control system，SCS ）
按照生产过程工艺要求预先拟定的顺序，有计划、有步骤、自动地对生产过程进行一系列操作的系统，称 之为顺序控制系统。
顺序控制也称程序控制，在发电厂中主要用于主机或辅机的自动启停程序控制，以及辅助系统的程序控制 。如汽轮机的自动启停程序控制、磨煤机自动启停程序控制、定期排污和定期吹灰的程序控制等。
热工自动化系统概述
一、自动化领域发生了革命性的变化
01 芯片技术：促进了自动化技术由“模拟”向“数字”时代 的飞跃；
02 网络信息技术：分布式工业自动控制系统（DCS: Distributed Control System）为实现先 进的工业自动化系统提供了强有力的硬件、软件平台。
自动控制理论：自动化技术由基于微分方程、传递函
汽轮机数字电液控制系统是汽轮发电机组的重要组成部分，除完成汽轮机转速、功率及机前压力的控制 外，还可实现机组启停过程及故障时的控制和保护。
旁路控制系统（bypass control system，BPS）
大型中间再热式机组一般都设置旁路热力系统，其目的是在机组启、停过程中协 调机、炉的动作，回收工质，保护再热器等。完备的旁路控制系统是充分发挥旁
数的古典理论阶段进入基于状态空间 法和最优化方法的现代理论阶段，进而，逐步发展到基于专家系统 、模糊控制和人工神经网络的智能时代。
火电厂热工自动化
测量值
过程量
控制算法
被控 对象
控制过程
检测装置
执行装置 控制指令
运算 处理 装置
人
机 界
人
面
设定值
控制设备
完整的控制系统组成部分
（二）火电厂机组自动化主要功能
火电厂主要的温度参数有主汽温度、烟 气温度、给水温度、各种金属壁温、主要 辅机轴承温度、主要辅机电机线圈温度、 汽轮机轴承回油温度等。
双金属温度计
热电偶
热电阻
（五）火电厂主要的压力参数及测压仪表
火电厂主要的压力参数有主汽压力、炉 膛压力、给水压力、汽包压力、一次风压、 二次风压、汽轮机润滑油压力、EH油压、 凝汽器真空等。
调量的变化。称为调节量。 7．扰动
引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。
给定值
控制器
广义被控对象
被调量
8．控制过程（调节过程） 原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，被调量偏离原来平衡状态，
通过施加调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为控制（调节）过程。
原平衡状态
控制过程 （调节过程）
DCS机柜
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）和其它现 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。
火电厂热工自动化
热工自动化技术在火力发电中的应用与创新
热工自动化技术在火力发电中的应用与创新热工自动化技术是指将自动化技术应用于热工领域，通过计算机控制和监控系统，实现对热力设备的自动控制和运行管理。
在火力发电中，热工自动化技术发挥着重要的作用，提高了火力发电的效率和安全性。
下面将详细介绍热工自动化技术在火力发电中的应用与创新。
第一，自动控制系统的应用。
自动控制系统是热工自动化技术的核心，主要用于对发电厂的各种设备进行监控和控制。
通过自动控制系统，可以实现对锅炉、汽轮机、发电机等设备的自动控制，减少人为操作的干预，提高运行效率。
第二，故障监测与诊断系统的应用。
火力发电中设备故障是难以避免的，而及时发现和解决故障对保障发电机组的正常运行至关重要。
热工自动化技术可以通过故障监测与诊断系统，对各项设备的运行状态进行监测，并及时发出警报和故障诊断结果，以便工作人员及时采取措施。
数据采集与处理系统的应用。
火力发电中涉及大量的数据采集和处理工作，热工自动化技术可以通过数据采集与处理系统，对各种参数进行实时监测和数据分析，为发电厂提供可靠的数据支持，帮助工作人员进行决策和调整。
第四，能耗监测与管理系统的应用。
火力发电是一种消耗大量能源的过程，合理的能耗监测和管理对提高效益和降低排放具有重要意义。
热工自动化技术可以通过能耗监测与管理系统，对发电过程中的能源消耗情况进行实时监测和分析，帮助企业优化发电过程，降低能耗成本。
人工智能技术与热工自动化技术的结合。
人工智能技术在火力发电中的应用可以通过机器学习、深度学习等方式，对大量的数据进行分析和预测，提高发电厂的智能化程度。
通过人工智能技术可以对发电设备的运行情况进行预测，提前发现设备故障，并做相应的修复和调整。
绿色能源的应用。
随着环保理念的普及和可再生能源的发展，火力发电中开始引入绿色能源，如生物质能等。
热工自动化技术可以帮助发电企业优化绿色能源的使用和管理，提高可再生能源的利用效率，减少对环境的影响。
大数据和云计算技术的应用。
电厂热工自动化技术专业简介
电厂热工自动化技术专业简介专业代码530206专业名称电厂热工自动化技术基本修业年限三年培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握热工检测技术和自动控制理论，以及其他工业过程控制基本知识，具备热工仪表和自动控制装置的选型、安装、调校与维护，以及小型控制系统设计、安装与调试能力，从事发电厂过程检测和自动装置安装、调试与检修，热工自动控制系统投运、维护、安装和调试等工作的高素质技术技能人才。
就业面向主要面向发电企业和电力建设及检修、控制仪表或系统企业，在热工仪表及自动装置运行维护、自动控制系统维护开发岗位群，从事热工测控设备及系统的安装、调试、维护、检修和技术管理等工作。
主要职业能力1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；2.具有热工仪表和控制装置的选型、安装、调试、校验和检定能力；3.具备热工自动控制系统的安装、组态、调试与运行维护能力；4.具备PLC 的控制技术应用和运行维护能力；5.具备小型控制系统设计、安装与调试能力；6.具备中等复杂程度的DCS 系统组态调试能力；7.具备基础的热力设备运行能力；8.具备电气、电子、控制系统线路原理图识读，电气、电子线路、控制设备一般故障的检测和处理能力。
核心课程与实习实训1.核心课程热工检测及仪表、热工自动装置维护与检修、热工自动控制系统、分散控制系统（DCS）组态与维护、PLC 应用技术、热工保护与程序控制设计与调试、热力设备及运行等。
2.实习实训在校内进行金工、电工技术、热工仪表维护与检修、控制系统、自动控制装置维护与检修、DCS 控制系统、火电机组仿真运行等实训。
在发电厂，电力检修、安装等企业进行实习。
职业资格证书举例热工仪表检修工热工自动装置检修工热工程控保护工热工仪表及控制装置安装工热工仪表及控制装置试验工衔接中职专业举例火电厂热工仪表安装与检修工业自动化仪表及应用接续本科专业举例能源与动力工程自动化测控技术与仪器。
【精品】火电厂热工自动化的发展、新技术和方向
火电厂热工自动化的发展、新技术和方向1热工自动化概述热工自动化专业和机、炉、电、化学专业是电力生产主体（发电厂）最重要的专业，其工作内容由过去简单的测量仪表而发展成目前以仪表、自动、保护、基础管理为主要内容,贯穿于整个电力生产设计、安装、调试、生产及技术改造等全过程。
热工技术作为发电厂生产技术重要的一部分，它的重要性体现在热工仪表及控制装置是保障机组安全启停、正常运行和故障处理的重要技术装置,是促进安全经济运行、文明生产和提高劳动生产率的不可缺少的手段。
随着电力工业的快速发展，大容量、高参数超临界、超超临界机组的不断投产，且已成为目前电网运行的主力机组，热工测量、控制技术也在飞跃发展。
一方面,机组对热工测量和控制技术的要求越来越高；另一方面，国外先进的测量和控制技术的引进，也加深了热工技术和热控设备的复杂程度。
对热工参数进行检测的仪表称为热工仪表，包括温度、压力、流量、转速、振动、物位、火焰、氧量、煤量等检测量；对热力设备及系统的工艺过程进行调节、控制、保护与连锁系统称为热工控制系统，包括数据采集系统（DAS），模拟量控制系统(MCS)，锅炉安全监控系统（FSSS)或锅炉燃烧器管理系统(BMS）,开关量控制系统(OCS），数字式电液控制系统（DEH）,给水泵汽轮机电液控制系统（MEH)、汽轮机紧急跳闸系统（ETS),汽轮机安全监视仪表（TSI)，高低压旁路控制系统(BPS）等，分散控制系统（DCS）是构成上述热工控制系统的装置。
为适应发电厂热工自动化技术的发展和变化，电力行业标准将热工仪表及热工控制系统统称为热工仪表及控制系统，简称为热控系统.火电厂热工自动化简介。
ppt2火电广热工自动化的发展概况高参数、大容量火电机组已成为我国电力工业的主力机组，火电站的热工自动化技术也随着火电机组单机容量的增加和控制仪表的进步而达到崭新的水平。
自动控制系统作为实现机组安全经济运行目标的有效手段，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，已从辅助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、过程控制和联锁保护的综合体系，成为大型火电机组运行必不可少的组成部分.这个进步标志着我国电站的主、辅机设备的可控性、监控仪表的功能、性能和可靠性以及工程的规划、系统设计、安装调试和运行维护的总体水平有了质的提高。
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被调量
给定值
控制器
广义被控对象
8．控制过程（调节过程） 原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，被调量偏离原来平衡状态， 通过施加调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为控制（调节）过程。
新平衡状态
原平衡状态
控制过程 （调节过程）
五、集散控制系统(DCS)
以微处理器为核心，采用了数据通 讯技术和CRT显示技术的新型计算机控 制系统。它集计算机（ Computer )技 术、控制（Control )技术、通信 （ Communication )技术、CRT技术 （4C技术)于一体，对生产过程集中管 理、分散控制的一种新型控制系统。
双金属温度计
热电偶
热电阻
（五）火电厂主要的压力参数及测压仪表 火电厂主要的压力参数有主汽压力、炉 膛压力、给水压力、汽包压力、一次风压、 二次风压、汽轮机润滑油压力、EH油压、 凝汽器真空等。
压力表
压力变送器
（六）火电厂主要的流量参数及测量仪表 火电厂主要的压力参数有主汽流量、给 水流量、减温水流量、除盐水流量、燃油 (燃气)流量等。
FSSS
furnace safeguard supervisory system
燃烧器管理 BMS burner management system
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
顺序控制系统 SCS sequence control system 数据采集系统 DAS data acquisition system
4
5 汽轮机数字电液控制系统DEH digital electric hydraulic system
扰动1 被调量
按生产要求被调量必须维持的希望值（简称给定值）。 5．调节机构 可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置。 6．调节量（控制量） 由操作者或调节机构(阀门、挡板等)改变的，生产过程的输入物理量，用以控制被 调量的变化。称为调节量。 7．扰动
引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。
6
7
汽轮机自启停系统 ATC automatic turbine startup or shutdown control system 汽轮机监视仪表 TSI turbine supervisory instrument 汽轮机紧急跳闸系统 电气监控系统 ETS ECS
8 9
emergency trip system
（三）火电厂热工测量的主要参数 火电厂中习惯把温度、压力、流量、料 位、转速、振动和位移和等参数的测量， 以及一部分在线成分分析（如烟气含氧量） 也归于热工测量的范围。
（四）火电厂主要的温度参数及测温仪表 火电厂主要的温度参数有主汽温度、烟 气温度、给水温度、各种金属壁温、主要 辅机轴承温度、主要辅机电机线圈温度、 汽轮机轴承回油温度等。
火电厂热工自动化
测量值 过程量 控制算法
检测装置
被控 对象 控制过程 执行装置 控制指令 设定值 运算 处理 装置
人 机 界 面
人
控制设备
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
分散控制系统(DCS)
现场总线控制系统(FCS)
1.2 火力发电机组及控制的发展历程
从分散就地控制到管控一体的集散控制控制 软硬件
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DCS机柜
流量表
超声波流量表
流量变送器
（七）火电厂主要的料位参数及测量仪表 火电厂主要的料位参数有汽包水位、除 氧器水位、凝汽器水位、煤仓料位、各种 水箱水位、油箱油位等。
平衡容器与变送器配合测量水位
三、自动调节
执行机构
执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并 通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。 基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的 位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门 走到任何位置。
角行程电动执行机构
直行程电动执行机构
气动执行机构
汽包炉汽水生产过程
饱和蒸汽 过热蒸汽 广义被控对象 （广义过程）
测量
变送器 控制器 水位H
被 调 量 控制器 执行器 调节阀 对象
定值+
-
（PID)
执行器
测量变送器
给水 流量
被调量
控制器 广义被控对象
给定值
名词术语
被调量
给定值
控制器
广义被控对象
1．生产过程（被控对象）
生产设备以及所发生的物理和化学变化的过程。
被置于控制系统中过程称为被控对象 2．控制系统 控制仪表和生产过程通过信号的传递互相联系起来就构成控制系统。 3．被调量（被控制量） 表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量。
扰动2 给定值+ 控制器 4．给定值 测量变送器 执行器 调节阀 对象