热工自动控制系统-风烟系统的顺序控制分析
第八章15热工顺序控制系统简介
某汽包锅炉定期排污的热力系统
定期排污操作说明
• 图中，1号门为排污总门，2-19号门为各下 联箱排污门。当汽包水位正常时，先开排 污总门，然后，按照每次只打开一个下联 箱排污门进行一定时间的排污，时间到则 关闭该打开的下联箱排污门的操作流程进 行操作。这样依次进行完了各个门的排污 后，则关闭总排污门，排污程序结束。当 发现汽包水位过低或排污门有故障时，必 须立即停止排污，并将所有排污门关闭。 其操作流程图如后图所示。
第八章 热工顺序控制系统
一、顺序控制系统功能、作用、项目 顺序控制系统功能、作用、 热工顺序控制组成、术语、 二、热工顺序控制组成、术语、应用 三、单元机组热工顺序控制的分级 四、顺序控制装置 五、联锁控制技术 P250-P252 六、联锁控制例 两台水泵联动控制 七、顺序控制例 锅炉定期排污顺控 八、某锅炉风烟系统图及其顺序控制 九、某电动给水泵系统图及顺序控制
思考题与习题
• 1.熟悉常见人工干预功能项目； • 2.熟悉常用顺控术语等； • 3.理解所举例
人工干预操作
• 对于人工干预，除了能启动/停止、中止/释 放、回退/继续等功能外，有的要能对某些 / 顺序步（如已知有故障的门）跳过，并继 续执行后面顺序控制，即能跳步 跳步设定。 跳步 • 有的顺序控制还要能选择要进行的顺序步， 即选程 选程设定。 选程
顺序控制与自动调节的关系
• 一种是调节从属于顺控 调节从属于顺控，根据顺控操作指令投入、 调节从属于顺控 切除或切换调节系统或改变其定值，待顺控完成 后，调节系统恢复其独立性。如制粉系统顺控启 动时，用其温度调节器实现暖管操作和维持磨煤 机出口温度为规定值。 • 另一种是顺控从属于调节 顺控从属于调节，主要是完善调节的范 顺控从属于调节 围和功能，如根据锅炉热负荷由调节系统发出指 令，通过顺控装置自动切、投相应的燃烧器。 • 因此，实际热控系统的实现是要根据运行工艺要 求综合应用调节、顺控、联锁保护等技术。
风烟系统
回料器用风由单独的高压流化风机负责，流化风机的高压 风通过底部风箱及阀体和立管上的几层充气口进入“U”
阀，每层充气管路的母管上都有各自的风量测点，能对各
层风量进行准确测量，还可以通过布置在各充气管路上的 风门对风量进行调节。“U”阀上升管上方还布置有启动 床料添加口。”U” 阀回料器下部设置了放灰口，用于检 修、紧急情况下回料器的放灰，其中每个回料器有一根放
暖风器的解列
• • • • • • • 关闭一（二）次风暖风器蒸汽进汽总门。 疏水完毕后关闭。 关闭一（二）次风暖风器疏水手动旁路阀。 关闭一（二）次风暖风器疏水调节阀。 关闭一（二）次风暖风器疏水调节阀前、后截阀。 关闭暖风器至排汽装置及定排扩容器疏水。 所有暖风器停运后关闭辅助蒸汽联箱至暖风器加热总门。
二次风机
（1）检查二次风机有关检修工作结束，工作票全部收回，现场清 洁，照明充足。 （2）设备标识牌齐全，指示正确，靠背轮连接牢固，保护罩完整， 地脚螺栓无松动现象。 （3）电机接地线良好，绝缘合格，事故按钮完整备用。 （4）风机电机油站油位正常，油质合格无乳化变质现象，油站各 阀门位置正确，冷却器冷却水已投入，压力正常，水温<35℃。 （5）风机轴承油位正常、油质合格，轴承冷却水投入。 （6）检查各热控测量装置完好、DCS测点无坏点，指示与就地表 计指示相同且在正常范围。 （7）检查二次风机风道完整，出口挡板、入口调节档板开关灵活， 限位校验正确，动作灵活。）
2、启动条件
引风机
无引风机跳闸条件存在。 任意高压流化风机运行。
电机线圈温度<110℃。
风机轴承温度<80℃。 空气通道建立。
电机轴承温度<85℃。
任意油冷风机运行。 任意轴冷风机运行。
炉膛压力大于-498Pa（开关量）。 油站任意油泵运行且油压>3.5MPa，润滑油流量正常 （开关量，>3L/min）。 入口挡板关。 出口挡板开。 动叶开度小于5%。
风烟系统ppt课件
03
致漏风而影响正常运行。
18
缺点： 01
回转式空气预热器结构较复杂，制造工艺要 求高。
回转式空气预热器漏风量较大，制造工 艺不良或维护不好时漏风率可达20%或更 高。漏风严重时，会影响锅炉出力。
02
19
因此
回转式空气预热器被广泛应用于大容量锅炉 上。 管式在较小的机组上常见。
20
空气预热器运行注意事项 低温腐蚀：发生在锅炉尾部受热面（省煤器、空预器）的硫酸腐蚀，
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比较 管式与回转式空气预热器
优缺点
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优点：
回转式预热器结构紧凑，占地面积小，除节约金
01
属耗量外，还简化了锅炉尾部受热面的布置。
回转式空气预热器中，烟气与空气不是同时与受热面接
02
触，烟气与受热面接触时温度较高，低温腐蚀的危险性
较小。
回转式空气预热器的受热面允许有较大的磨损量，即便个
别受热无件被磨穿孔，也不会像管式空气预热器那样，导
(一次风的流量取决与燃烧系统所需的一次风量和流经空气预热器 的漏风量。密封风机风源来自冷一次风，并最终通过磨煤机而构 成一次风的一部分。)
8
二次风系统
二次风系统的作用:
是供给燃料燃烧所需的氧气。
(每台空气预热器对应一组送风机和引风机。两个空气预热器的进、 出口风道都横向交叉联接在总风道上，用来向炉膛提供平衡的空气 流。)
＃3
器
炉
4
风烟系统 02
5
风烟系统
供风系统 一次风、二次风、三次风
烟气系统
6
供风系统
燃料燃烧所需要的二次风
1
4 给煤机、磨煤机的密封风， 由一次风机出口经密封风 机提供。
电厂热工自动控制系统
电厂热工自动控制系统电厂热工自动控制系统单元机组的自动调节系统¾ ¾ ¾ ¾ ¾机组功率－转速调节系统汽温控制系统（过热、再热）水位控制系统（凝汽器、除氧器、汽包）燃烧控制系统（燃料、风量、炉膛压力及一、二次风配比控制）其它单回路控制系统第一部分汽温控制系统一、过热汽温控制系统1. 任务温度过高，可能造成过热器、蒸气管道和汽轮机的高压部分金属损坏；温度过低，会引起电厂热耗上升，并使汽轮机轴向推力增大造成推力轴承过载，还会引起汽轮机末级叶片蒸汽湿度增加，降低汽轮机内效率，加剧对叶片的腐蚀控制要求：最大控制偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃规定要求：2. 静态特性过热器的传热形式、结构、布置将直接影响其静态特性。
大容量锅炉一般采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器交替串连布置。
过热器出口温度对流式3. 动态特性蒸汽流量变化、热烟气的热量变化、减温水流量变化相同点：均为有迟延的惯性环节辐射式不同点：特性参数有较大区别蒸汽流量变化扰动下，汽温的迟延和惯性较小烟气扰动与蒸汽流量扰动相似，汽温反映较快减温水流量扰动由于管道较长，汽温反应较慢4. 控制方案串级控制导前微分控制过热器减温器出口温度TE4001TE4025末级过热器出口温度TE4024LDC指令过热器减温水阀控制逻辑静态特性：纯对流特性动态特性：更容易受负荷、燃烧工况等干扰的影响，温度变化幅度较大调节手段：烟气再循环、尾部烟道挡板、喷燃器摆角、喷水减温烟气再循环：尾部烟道烟气抽至炉膛底部，降低炉膛温度，减少炉膛的辐射传热，从而提高炉膛出口烟气的温度和流速。
使再热器的对流传热加强，达到调温的目的。
优点：反应灵敏，调温幅度大。
缺点：系统结构复杂尾部烟道挡板：尾部烟道被分割为两部分，主烟道中布置低温再热器，旁路烟道中布置低温过热器，烟气挡板布置在温度较低的省煤器下面。
优点：结构简单，操作方便缺点:调温灵敏度差，幅度小，挡板开度与汽温不成线性关系。
热工保护与顺序控制
自动控制系统的功能热工自动控制系统的功能：在锅炉点火、汽轮机冲转直至机组正常运行及事故处理的全过程中进行数据采集、参数自动调节、局部系统或辅机的顺序控制、联锁及保护等。
一个完整的自动控制系统包括几个子系统：计算机监控系统CMS（数据采集系统DAS）；模拟量控制系统MCS（机组协调控制系统）；锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）；汽轮机控制系统TCS（数字电液调节系统DEH）；旁路控制系统BPC；顺序控制系统SCS；报警系统ANN和其它一些辅助控制系统。
计算机监控系统能对数百个、甚至上千个运行过程参数进行高速实时采样，具有屏幕显示、越限报警、制表打印、操作指导、经济性能分析、事故追忆、历史数据记忆和事故分析等功能。
模拟量控制系统的功能是协调锅炉和汽机在自动控制状态下的工作，给锅炉和汽机调节系统发出指令，以适应机组调频调峰的需要。
控制系统可接受自动负荷分配指令信号、手动给定指令信号和功率、频差信号，自动调节锅炉燃料量、空气量、给水量等，使锅炉主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、炉膛负压及汽包水位等被调量维持在规定值。
炉膛安全监控系统的功能是在锅炉运行的各个阶段（包括启动和停炉过程）提供一套安全联锁及顺序控制，防止炉膛爆炸事故的发生。
对燃烧设备、冷却风、密封风以及炉水循环泵等系统提供顺序控制和联锁保护，当设备有危险时发出主燃料跳闸指令，切断所有燃料及有关设备，并提供首次跳闸原因，便于故障分析和处理。
汽轮机控制系统的功能是对汽轮机在各种运行工况下进行监视和控制。
它作为汽轮机的唯一控制手段，用来对汽轮机组进行启动，对并网、带负荷过程中的转速和负荷控制，并具有阀门管理、监视保护功能，当配有汽轮机监视仪表时，还可监视汽轮机的机械参数。
旁路系统的主要功能是改善机组冷、热、温态的启动特性，能自动满足机组滑参数启动的要求；当电网故障时，能快速（2～3s内）开启旁路阀，使锅炉维持最低负荷下稳定运行，达到停机不停炉的目的，从而使损失减到最小。
火电厂热工知识讲解第五章顺序控制与热工保护
第五章火电机组顺序控制与热工保护第一节火电机组顺序控制系统一、火电机组顺序控制系统的功能和控制方式（一）火电机组顺序控制的功能顺序控制（Sequence Control）是指将生产过程中的工况和被控设备的状态，按照预先拟定的规则，自动地依次进行一系列操作，以实现设备和系统的工作目的。
顺序控制仅与设备的启、停、开、关有关。
在顺序控制系统中，检测、运算和控制所用的信息全部是“有”“无”，或“开”“关”这两种状态表示。
这种具有两种状态的信息称之为开关量信息，因此顺序控制属于开关量控制范畴。
顺序控制系统（简称SCS）在大型火电单元机组中的主要功能是对机组热力系统及其辅机设备的启、停和开、关进行自动控制。
顺序控制技术在火电厂应用的长期发展过程中逐渐形成了按工艺流程划分顺控范围、按功能分级设计顺控系统的原则。
将同锅炉、汽轮机和发电机密切相关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺控称为火电厂顺序控制系统，它相当于把热力系统和辅机运行规程用顺序控制系统来实现。
主要包括燃烧器管理系统（BMS）、锅炉顺序控制系统（BSCS）、汽轮机顺序控制系统（TSCS）和公用顺序控制系统；将相对独立的全厂辅助系统（车间）的控制对象，按相对完整的工艺流程划出各顺控系统，称为电厂辅助系统顺控，主要包括化学水处理系统、输煤系统、锅炉定期排污、锅炉吹灰、凝汽器胶球清洗、锅炉除灰等顺控系统。
随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和热力系统的复杂程度大大增加，一台600MW机组约有辅机、电动/气动门、电动/气动执行器300余台套，而机组的顺序控制系统有2000~3000多个输入信号、1000多个输出信号、800多个操作项目。
对如此众多而且相互间具有复杂联系的热力系统和辅机设备，仅靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，对热力系统和辅机实现顺序控制。
采用顺控后，运行人员只需启动一个或几个操作按钮，就能完成一个热力系统或辅助设备甚至整个机组的启、停任务，不仅能减轻了运行人员的劳动强度，更为重要的是在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全连锁条件，无论自动顺序操作，还是单台设备手动只要设备动作条件不满足，设备将被闭锁，从而避免了操作人员的误操作，保证了设备的安全。
热工顺序控制系统(SCS)
热工顺序控制系统（SCS）更新时间：2012-01-16 14:02:31来源: 工业360核心提示：1.SCS顺序控制系统中包括哪些主要的功能组？答：（1）锅炉风烟系统。
顺序控制各个空预器、引风机、送风机的启停，并开关相应风烟系统的阀门挡板。
（2）锅炉点火及燃烧系统。
顺序控制一次风机和制粉系统的投切。
（3）机组的汽水系统。
在锅炉启动时，控制水偱环和给水管路切换，控制主汽管道和疏水管道阀门的启闭和切换。
切能组包括：汽机疏水功能组、锅炉疏水功能组、循环水功能组、凝结水功能组等。
（4）汽轮机启动及凝汽器抽真空。
包括盘车、轴封供汽、轴真空及冲转过程中的所有有关设备阀门的控制。
功能组包括：汽轮机油回路功能组、汽轮机盘车功能组、凝汽器真空功能组、凝汽器清洗功能组等。
（5）汽轮机抽汽回热系统。
包括除氧器、低压加热器、高压加热器、疏水泵的自动投切以及加热器旁路门的自动开启和关闭。
功能组包括：高压抽汽功能组、低压抽汽功能组，高低压加热器旁路功能组。
（6）发电机冷却系统。
包括发电机定子水系统、氢气冷系统等。
（7）给水泵系统。
包括电动给水泵功能子组，给水系统阀门的投切等。
（8）辅助蒸汽系统。
（9）输煤系统。
（10）吹灰系统。
（11）定期排污。
（12）凝汽器胶球清洗。
2、功能组接受哪些控制指令？答：单元机组的各辅助系统和设备应按系统运行特点划分成若干个功能组。
功能组的控制切换应能从单元机组的自动启动/停止系统得到操作指令，也应能适应运行人员在CRT和键盘上进行人工干预，给出相应的指令，实现组相应的控制。
3、功能组一般有哪些输入信号？答：（1）CRT/键盘操作包括自动方式键、功能组启动键、功能组停止键、超驰（跳步）键、暂停或中断键、功能释放键。
（2）自动联锁启动信号。
（3）自动联锁停止信号。
（4）功能组已运行回报信号。
（5）功能组已停止回报信号。
4、功能组一般有哪些输出信号？答：（1）功能组启动命令。
（2）功能组已启动，状态指示灯为红色信号。
第4-5章热工自动控制系统
第四章采用导前微分的双回路系统4-1 系统结构一、主汽温对象分析影响过热器出口蒸汽温度的因素很多，主要有以下三种扰动：过热器分段喷水减温示意图1—锅炉汽包；2—一级喷水减温3—二级喷水减温1．蒸汽流量扰动2．烟气侧传热量的扰动燃料量增减，燃料种类的变化，送风量、吸风量的改变都将引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况，导致过热器出口温度的变化。
由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温变化的迟延很小，一般在10－20s之间。
它与蒸汽量扰动下的情况类似。
3．喷水量扰动过热汽温的响应曲线a)蒸汽量D减少或烟气传热量Q增加扰动；(b) 减温水w扰动应用喷水来控制蒸汽温度是目前广泛采用的一种方式。
对于这种控制方式，喷水量扰动就是基本扰动。
过热器具有分布参数的对象，可以把管内的蒸汽和金属管壁看作是无穷多个单容对象串联组成的多容对象。
当喷水量发生变化后，需要通过这些串联单容对象，最终引起出口蒸汽温度氏的变化。
因此，响应有很大的迟延。
减温器与过热器出口越远，迟延越大。
汽机负荷变化会引起蒸汽量的变化。
同时，燃烧率发生变化，改变过热蒸汽和烟气之间的传热条件，导致汽温变化。
引起的温度响应具有自平衡特性，而且惯性和迟延都比较小。
这是因为蒸汽量变化时，沿过热器管道长度方向的各点温度几乎同时变化。
二、控制结构：三、原理结构根据上图画出原理图（a ） 系统由两个回路组成 ；（b ） 微分器W D (S)取实际微分： ST ST K S W D D D D +=1)(（c ） 调节器Wa(S)取PI 或 PID ： )11(1)(TiSS W a +=δ问题：系统调节结束能否保证y=r? 为什么？ （能，因为结束后为零）4-2 系统分析系统主要特点：1）引入缩短了迟延导前微分信号时间，等效地改善了控制对象的动态特性。
不加微分回路 y 的迟延τ， 时间常数T C 。
加上微分 2*ττ=2*C C T T = 综合信号 *y dtdy y a=+2）引入导前微分信号能减少动态偏差，改善控制品质；μ阶跃减小后，要ya 上升后，y 才变化；y 变化后，调节μ才会开大，而μ开大后，又须经ya 上升后y 才能反映（调节作用）。
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温度和再热蒸汽温度、燃料自动增减控制、燃 烧器负荷全程控制。
三、风烟系统顺序控制
（一）风烟系统控制要求：
1、风烟系统投入运行，首先开通整个风烟通路 2：启停顺序 启：空预器→引风机→送风机 停：送风机→引风机→空预器 3、风机空载启动： 出入口挡板关闭，对于轴流风机，动叶位置应
二、顺序控制的实现方法
2）功能组级和功能子组级 按热力系统将辅机划分为若干功能组 （function group），功能组就是将属于同 一系统的相关连的设备组合在一起，一般是 以某一台重要辅机为中心。 一台600MW机组，一般包括40个左右的功 能组。
二、顺序控制的实现方法
风烟系统功能组： 包含8个子功能组，即空预器A、空预器B、引
给水处理、凝结水处理、锅炉吹灰、锅炉定期排 污等系统。（由可编程序控制器PLC实现）
二、顺序控制的实现方法
1、控制信号 开关量信息：设备的启/停、开/关这种具有 两位状态的信息。顺控属于开关量控制。
2、控制方式 数字逻辑关系：与、或、非、与非、或非、 R/S触发器、计时器等。
仿真实现：Electronics Workbench专用于电 子线路仿真的软件工具
2、顺序控制的作用： 1）减少了大量繁琐的操作，降低操作人员的劳
动强度。 2）保护设备安全
一、什么是顺序控制
3、顺序控制在电厂中的应用 1）锅炉侧：风烟系统、制粉系统（SCS在DCS中实现） 2）汽机侧：循环水、凝结水、油泵、电动给水泵、
抽汽、疏水等设备及系统；（SCS在DCS中实现） 3）相对独立的程控系统：如输煤、除灰、化学补
《热工自动控制系统》说课
项目一、 电厂辅助系统的顺序控制
任务2 风烟系统的顺序控制
一、什么是顺序控制
1、定义： 按一定的条件和先后顺序对大型火电单元机组 热力系统和辅机，包括电动机、阀门、挡板的 启、停和开、关进行自动控制。也叫程序控制 系统。Sequence Control System （SCS）
某1000MW机组引风机A自动启动步序：
步序 1
2
3
4 5
条件
引风机A停并且无FSSS自然通风 请求并且引风机B停或有送风机 运行。
引风机A冷却风机运行； 空气通道A已建立。
引风机A出口挡板已开； 引风机A入口挡板已关； 引风机A入口静叶位置最小。 引风机A运行； 延时15s。 引风机A入口挡板已开。
风机A、引风机B、送风机A、送风机B、一次 风机A和一次风机B。 引风机A功能子组： 包括引风机及其轴承冷却风机、风机和马达的 润滑油泵、引风机进／出口烟道挡板、除尘器 进口烟道挡板等。
二、顺序控制的实现方法
3）机组级——机组自启停系统APS Automated Powered System：实现整台机
指令 启动引风机A冷却风机； 建立空气通道A指令。
开引风机A出口挡板； 关引风机A入口挡板； 关引风机A入口静叶。 启动引风机A。
开B引风机A入口挡板。
引风机A投自动。
（三）引风机子功能组
3、停止控制
保证自然通风
（四）送风机子功能组
1、启动控制
闭锁
（四）送风机子功能组
2、停止控制
（二）、空预器子功能组
2、启动步骤： 1）润滑油泵启动，油压正常； 2）辅助电机启动 3）延时300s，启动主电机； 4）开空预器二次风进出口挡板； 5）开空预器一次风进出口挡板； 6）开烟气侧进口挡板； 7）开除尘器进口隔离挡板。
（三）引风机子功能组
1、启动流程
（三）引风机子功能组
2、启动控制
（EWB，现multiSIM）
二、顺序控制的实现方法
3、系统结构 1）开环系统
控制量
输出量 被控对象
2）程序控制系统（按控制系统给定值分）
二、顺序控制的实现方法
4、顺序控制系统控制级别 1）设备级
单一设备控制，一个启停操作指令对应一个 驱动装置。
操作人员通过CRT键盘对各台设备分别进行操 作，实现单台设备的启停。
调至0%位置，离心式风机进口调节挡板应关 闭。 4、轴流式风机，调整动叶（或静叶）改变风机 流量
（二）空预器子功能组
1、空预器功能子组： 轴承和支承轴承的润滑油泵、辅助电机、
主电机、二次风、一次风出口挡板、烟气进口 挡板。 2、每台空预器配有两套转子传动装置。
正常运转时由主电机驱动，转子从静止到 启动以及主电机发生故障时由辅助电机驱动。