热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)
热工过程自动控制
热工过程自动控制
1. 什么是热工过程自动控制
热工过程自动控制是指利用自动控制系统来监测和调整热工过程中的参数，以达到预定的目标。这些参数可能包括温度、压力、流量等。通过自动控制，可以提高热工过程的效率、稳定性和安全性。
2. 热工过程自动控制的原理是什么
热工过程自动控制的原理基于控制系统的闭环反馈原理。首先，通过传感器获取热工过程中的参数信息，如温度传感器可以测量温度值。然后，将这些参数信息与预定的目标值进行比较，得到误差。接下来，根据误差，控制器会采取相应的控制策略，如调整阀门开度或启动/停止加热器等，来实现热工过程的控制。最后，通过执行器将控制信号转换为实际的操作，如控制阀门的开闭或调节加热器的功率。
3. 热工过程自动控制的优势是什么
热工过程自动控制具有以下优势：
- 提高效率：通过自动控制热工过程中的参数，可以优化操作条件，提高能源利用效率。例如，根据实时需求调整加热器功率，避免能源的浪费。
- 提高稳定性：自动控制系统能够实时监测和调整热工过程中的参数，使其保持在预定的范围内。这有助于防止过程变量的偏离和不稳定，提高过程的稳定性。
- 提高安全性：自动控制系统可以及时响应异常情况，并采取相应的措施来保护设备和人员的安全。例如，在温度超过设定范围时，自动控制系统可以自动关闭加热器或启动冷却装置。
- 提高生产质量：通过自动控制热工过程，可以减少人为操作的误差，提高产品的一致性和质量。
4. 热工过程自动控制中常用的控制策略有哪些
在热工过程自动控制中，常用的控制策略包括：
- 比例控制：根据误差的大小，按比例调整控制信号。这种控制策略适用于线性响应的系统，但可能会导致超调和稳定性问题。
- 积分控制：根据误差的累积值，进行控制信号的调整。积分控制可以消除稳态误差，但可能导致系统的迟滞和震荡。
- 微分控制：根据误差的变化率，调整控制信号。微分控制可以提高系统的响应速度，但对测量噪声敏感，可能引入噪声放大问题。
热动专业《热工过程自动调节》
热工要点复习题
Q、什么是被调对象、被调量、给定值、扰动、调节作用量、调节机关？
答：被调对象：被调节的生产设备或生产过程。
被调量：通过调节需要维持的物理量。
给定值：根据生产要求，被调量的规定数值。
扰动：引起被调量变化的各种原因。
调节机关：在调节作用下，用来改变进入被调对象的物质或能量的装置。
调节作用量：在调节作用下，控制被调量变化的物理量
Q、自动调节系统按给定值如何分类？按结构又如何分类？
答：按给定值：恒值调节系统、程序调节系统、随机调节系统
按结构： 反馈调节系统、前馈调节系统、复合调节系统
Q、调节系统的性能指标有哪些？
答：稳定性、准确性、快速性
Q、什么是静态特性、动态特性、传递函数？
答：静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
传递函数：线性定常系统在零初始条件下，系统（或环节）输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。
Q、什么是有自平衡能力对象？无自平衡能力对象？内扰？外扰？
答：（1）有自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不需要经过外加调节作用，对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态。
（2）无自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不经过外加调节作用，对象的输出量不能自己稳定在一个新的平衡状态。
（3）内扰：经过调节通道作用到对象上的扰动
（4）外扰：经过干扰通道作用到对象上的扰动
Q、工程上常用的调节系统的分析方法有哪两种？
答：时域分析法和频域分析法
Q、分析比例带δ、积分时间Ti、微分时间TD,对调节质量的影响（静态指标、动态指标、衰减率）？
答：（1）比例带δ对调节质量的影响
1、减小比例带可以获得较小的静态偏差和动态偏差；
2、比例带减小，调节作用越强，会使系统震荡剧烈，衰减率减小，降低稳定型。
（2）积分时间Ti 对调节质量的影响
试析常见电厂热工自动控制技术要点
试析常见电厂热工自动控制技术要点
电厂热工自动控制技术是保障电厂安全稳定运行的重要一环，它的主要任务是对发电过程中热力参数进行自动、精确、安全控制。常见电厂热工自动控制技术要点包括调节系统、保护系统、监测系统以及信息系统等四个方面。
1.调节系统
电厂热工自动调节系统是整个电厂自动化的核心，主要负责控制锅炉温度、汽轮机转速、蒸汽压力、给水流量等参数。它涉及压力、温度、流量、液位、水位等多项技术，具有很高的自动化程度，对于保障发电的持续、稳定运行具有至关重要的作用。
2.保护系统
电厂保护系统是防止在发电过程中出现突发故障和事故的关键，包括机组保护和人员保护两部分。机组保护主要应对机械故障、电气故障、输电线路故障等，在关键时刻快速切断发电机组运行，避免二次事故的发生；人员保护则是针对操作员的安全进行保障，通过对设备、工艺、环境等方面进行监测和预警，并及时传递信息，保障人员的安全。
3.监测系统
电厂热工监测系统主要是对发电机房内各类设备参数进行监测、检测和传输，并及时的反馈到维护人员手中，以便对故障进行快速判断和处理。该系统包括机组监测系统、机房环境监测系统、油气系统监测系统、给水泵监测系统等多方面内容。
4.信息系统
电厂信息化系统是支撑电厂热工自动化运行的重要技术，它涉及到各个子系统之间的信息传递和处理。该系统主要由服务器、数据库、通讯设备、控制终端组成，可以实现充分的集中化信息管理，提高系统的整体管理水平。
总之，电厂热工自动控制技术贯穿于整个电厂发电的过程中，保障电厂的安全运行和高效发电，具有重要的意义。上述所述的四个要点，是当前电厂热工自动化技术中必要的关键技术，并且也是未来电厂技术升级的重要方向。
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
TE4001
TE4025
末级过热器出口温度
TE4024
LDC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。
热工过程自动控制
1、精度为0.5级的温度表,测量范围为50~800°C,该表的允许基本误差是
A、±3.75°℃
B、±4°C
C、±4.25℃
D、±0.35°C
正确答案:A
2、标准化节流装置是()。
A、文丘利管
B、偏心孔板
C、翼形动压管
D、毕托管
正确答案:A
3、火电厂中,燃油流量的测量普遍地使用
A、耙式流量计
B、标准孔板
C、转子流量计
D、恒压降式流量计
正确答案:A
4、在计算机控制系统中主机与外设备是()。
A、硬件部分
B、软件部分 C、中间部分
D、控制部分
正确答案:A
5、用孔板测量流量,孔板应装在调节阀()。
A、前
B、后
C、进口处
D、任意位置
正确答案:A
6、在DDZⅢ型仪表中,现场与控制室之间用()的信号。
A、4~20mA
B、0~10Ma
C、0~10Ma
D、0~20V。
正确答案:A
7、汽轮机润涓油低油压保护应在()投入
A、盘车前
B、满速后
C、冲转前
D、带负荷后
正确答案:A 8、电接点水位计是利用锅水与蒸汽()的差别而设计的,它克服了汽包压力变化对水位的影响,可在锅炉启停及变参数运行时使用。
A、电导率
B、密度
C、热容量
D、电阻
正确答案:A
9、采用按控制功能划分的设计原则时,分散控制系统可分为DAS、MCS、SCS、FSSS等子系统,其中MCS的中文含义是()
A、模拟量控制系统
B、数据采集系统
C、顺序控制系统
D、炉膛燃烧安全监控系统
正确答案:A
10、锅炉过热蒸汽温度调节系统中,被调量是()
A、过热器出口汽温
B、减温水量
C、减温阀开度
D、过热器进口汽温
正确答案:A
11、主厂房内架空电缆与热体管道应保持足够的距离，控制电缆不小于（）m A、0.5
B、1
C、0.8
D、0.3
正确答案:A
12、数字式电液控制系统用作协调控制系統中的()部分。
A、汽轮机执行器
B、锅炉执行器
C、发电机执行器
D、协调指示执行器
热工过程与自动调节知识点(1212)
第一章 自动调节的基本概念
1、基本概念：
被调对象： 被调节的生产设备和生产过程
被调量： 通过调节需要维持的物理量
给定值： 根据生产要求，被调量的规定数值
扰动： 引起被调量变化的各种原因
调节作用量： 在调节作用下，控制被调量变化的物理量
调节机关： 在调节作用下，用来改变调节作用量的装置
系统方框图：将实际的生产设备以及它们相互间的连接关系用抽象的形式表示，是一种对调节系统进行描述或分析的有力工具和非常直观的表达方式，主要由环节方框和信号线组成。
环节：每一个方框代表一个能完成一定职能的元件
同类环节：物理系统不同，数学模型的形式完全相同，两个环节的因果关系类同
注：不能说一个元件只能用一个方框表示，同一个元件在反映两个或多个不同特性时，应该用两个或多个方框来表示它们不同的因果关系
信号线：连接各个环节且带有方向箭头的线，信号线只表示信号的传递关系和方向，而不是代表物料是从水槽中向外流出的，信号的流向不能逆行。
2、自动调节系统的分类：
（1）按给定值信号的特点分类：1、恒值调节系统2、程序调节系统3、随机调节系统
（2）按调节系统的结构分类:
2.1、反馈调节系统（也称闭环调节系统）：把被调量信号经过反馈回路送到调节器的输入端和给定信号进行比较，比较后的偏差信号作为调节器的调节依据。
特点：①在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；②当调节系统收到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，调节的速度相对比较缓慢
2.2、前馈调节系统（也称开环调节系统）：调节器接受了被调对象受到的扰动信号，按预定的调节规律立即对被调对象产生一个调节作用，以抵消扰动信号对被调量的影响。不存在反馈回路。
特点：①由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；②由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值
2.3、复合调节系统：前馈+反馈