电厂热工控制复习纲要(西安交大版)

(3) 图 3 是汽包锅炉串级三冲量给水控制系统基本结构。画出控制系统方框图，说明三个冲量 的意义以及在控制系统中的作用。
+ Σ
+∆
+ ∆
-
A
水位 给定
∫ K d dt
FT
∫ K d dt
PI∆1
∆
PI∆ 2
H
FT
LT
W
低温过热器
导前汽温
主汽温
TT
TT
θ1
高温过热器 θ ∆
∫ K d dt
∆
∫ K d dt
理解类
(1) 电厂自动化系统的基本内容有那些？ (2) DAS 系统的基本功能有那些？ (3) 电厂模拟量控制系统有那些？ (4) 电厂汽轮机控制的基本内容是什么？ (5) 什么是顺序控制系统？电厂顺序控制项目有那些？ (6) 什么是自动保护？举例说明电厂自动保护的应用？ (7) 与分散控制系统相比，现场总线系统有哪些优点？ (8) DCS 中，现场控制层的主要任务有那些？ (9) DCS 操作员站和工程师站有那些相同的功能？有哪些不同的功能？ (10) DCS 的通信网络有哪几种常用的拓扑结构？各有什么特点？ (11) 常用的通信网络介质有哪几种？各自有哪些特点？ (12) 与 DCS 相比 FCS 有哪些优点？ (13) SIS 与 DCS 有何关系？与 MCS 有什么区别？SIS 上主要进行那些工作？ (14) 协调控制系统的任务是什么？ (15) 画出单元机组汽轮机跟随、锅炉跟随、协调控制的负荷控制原理图，并说明各控制方案的
制器。
Ne - + N0 ∆
P0
Pt
+
-
∆
∫
-
×
d dt
d dt
Σ+∆
<
Kn
Σ
Kp
前馈控制通道
Nb
<
-K Σ
Gct K∫
Nt
图 7 能量间接平衡的协调控制原理图
(8) 图 8(a)是直吹式锅炉锅炉负荷指令/一次风量/燃料量控制原理图。图 8(b)是直吹式锅炉 锅炉负荷指令/燃料量/一次风量控制原理图。画出各系统的控制原理方框图。说明两种 控制方案的原理，并分析各自的优缺点。
D (t/h)
0
t H (mm)
H2
0
T2
t
H
H1
+
A
∆
-
∫ 水位
K
d dt
给定
Σ ++ -
FT
∆
H
FT
LT
W
图 1 D 阶跃扰动下， H 的响应曲线
图 2 三冲量给水控制系统基本结构
(2) 图 2 是汽包锅炉三冲量给水控制系统基本结构。画出控制系统方框图，说明三个冲量的意 义以及在控制系统中的作用。
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复习纲要
总体要求
了解网络信息系统、计算机控制系统，熟悉 SAMA 图常用符号的意义。 学习 DCS 系统的原理、功能及组成。 学习大型火电机组控制系统的内容、功能及各主要子系统的组成。
掌握热工过程被控对象的动态特性。
掌握电厂热工控制系统分析、设计的基本方法。
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TRL，Turbine Rated Load，能力工况 TSI，Turbine Supervisory Instrument, 汽轮机监控仪表
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SAMA 图常用符号
AT
氧量变送器
GW
功率变送器
FT
流量变送器
LT
液位变送器
(6) 图 6 是能量直接平衡的协调控制原理图。写出锅炉负荷指令信号、汽轮机主控制器的输入 信号表达式，分析动态过程各信号的作用，总结说明该控制系统的特点。画出锅炉主控回
路和汽轮机主控回路原理方框图。图中： Ne 为机组功率； N0 为功率指令， Nb 为锅炉负
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PDT 差压变送器
PT
压力变送器
ST
转速变送器
TT
温度变送器
ZT
位置变送器
中值选择 三选中值
均值选择 二选均值
f (x) 函数发生器
S
加法器
S/
求均值
D
差值器
×
乘法器
÷
除法器
开方器
K
比例器
∫
积分器
d
微分器
dt
D
实际微分
K ∫ 比例积分器
∫ K
d dt
PID控制器
f (t) 校正环节
>
高值选择
<
低值选择
优缺点。 (16) 单元机组的负荷控制系统中，锅炉、汽轮机对象有什么主要特点？ (17) 单元机组的负荷控制有哪几种方式？各自有什么特点？ (18) 为什么要保证机组输出功率与电网的负荷需求相一致？为什么要保证机前压力（或主蒸汽
压力）？ (19) 协调主控系统由那几部分组成，各部分的主要作用是什么？ (20) 汽包水位在蒸汽负荷扰动下的动态特性具有什么特点？ (21) 给水流量控制的方式一般有几种？汽包锅炉给水控制的任务是什么？ (22) 叙述单冲量给水控制与三冲量给水控制的原理，比较其优缺点。 (23) 什么是全程给水控制？ (24) 主蒸汽温度控制的任务是什么？主蒸汽温度控制对象有什么特点？一般采用什么控制方
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(36) 单元机组顺序控制分为那几级？各级又怎么划分？ (37) 旁路系统的主要作用是什么？旁路控制系统的主要任务是什么？和常规控制系统想必对旁
路控制系统执行机构有什么要求 (38) BMS 的主要任务是什么？FSSS 是如何工作的？
分析类
(1) 图 1 是蒸汽流量 D 阶跃扰动下，汽包水位 H 的动态响应曲线。分析说明虚假水位产生的原 因。写出蒸汽流量 D 对汽包水位 H 的传递函数。
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磨机进出口 风压差
PT ∆PM -
+ ∆
Σ
一次风 压差
PT ∆P1
其它 磨机 一次 风量
∆
∫ K d dt
锅 炉 负 荷 一次风 指
Σ 总量 令
V Nb
-+
∆
∫ K d dt
锅炉 燃 负荷 料 指令 量
+∆
∫ K d dt
<
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一次风 量指令
一次风 总量
+-
f (x)
∆
∫ K d dt
d dt
Σ
给煤机转速 指令
各台磨煤机 一次风量指令
图 8(a)锅炉负荷指令/一次风量/燃料量控制
给煤机转速 指令
各台磨煤机 一次风量指令
图 8(b)锅炉负荷指令/燃料量/一次风量控制
(9) 图 9(a)是高压旁路控制原理图。图 9(b)是低旁路控制原理图。说明各控制方案的原理。 画出各自压力、温度控制回路方框图，说明各自的被控量、给定值和控制作用量。
主汽温 给定值
减温水 MO 控制阀
图 3 串级三冲量给水控制系统
图 4 串级主汽温控制系统
(4) 图 4 是串级主汽温控制系统原理图。画出控制系统方框图，说明主、副控制控制器的主要 作用和选型原则。
(5) 图 5 是具有导前汽温微分信号的主汽温控制系统原理图。画出控制系统方框图，说明控制 系统的特点。
FT PT
主蒸汽
定值
处理器 +
Ps - ∆
压力 控制器
快开 执行器
至汽轮机
Ts -
+
∆
温度 控制器
执行器
快开 执行器
喷水
TT 至再热器
图 8(a)高压旁路控制原理图
主蒸汽
HP PT
P1
定值 处理器
PT
TT
PRH
+ -
∆
TRH
压力 控制器
温度 控制器
快开、快 关执行器
至汽轮机中压缸
快开、快 关执行器
凝 汽 器
P1
N0 Ne
÷
d
dt
P1 Pt
d dt
+∆
∫
K3
K2
++
×
Σ
++
前馈控
∆-
制通道 K ∫
Nt
图 6 能量直接平衡的协调控制原理图
(7) 图 7 是能量间接平衡的协调控制原理图。画出锅炉主控回路和汽轮机主控回路原理方框 图。写出汽轮机控制器的输入信号、锅炉负荷指令信号表达式，分析动态过程各信号的
作用，总结说明该控制系统的特点。图中： Ne 为机组功率； N0 为功率指令， Nb 为锅 炉负荷指令， Nt 为汽机负荷指令，P0 为主汽压给定，Pt 为机前压力，Gct 为汽轮机主控
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荷指令， Nt 为汽机负荷指令， P0 为主汽压给定， P1 为速度级压力， Pt 为机前压力，Gct 为
汽轮机主控制器。
低温过热器
减温水 控制阀
导前汽温
主汽温
TT
TT
高温过热器
θ1
θ
d dt
Σ
∆
∫ K d dt
+
主汽温 给定值
MO
图 5 主汽温控制系统原理图
P0 Pt
+∆
∫
K1 ++
Σ +
Nb
式？ (25) 再热蒸汽温度控制一般采用什么方式？ (26) 燃烧控制的任务是什么？燃烧控制系统包括几个子系统？ (27) 什么是热量信号，热量信号在燃烧控制中有什么作用？ (28) 直流锅炉控制对象具有什么特点？ (29) 炉膛安全监控系统的主要功能有哪些? (30) 什么叫开关量控制系统? (31) 锅炉爆燃的原因及必要条件是什么? (32) 为什么要进行炉膛吹扫，炉膛吹扫的基本过程是什么? (33) MFT 的主要功能是什么? (34) 中间再热汽轮机为什么要进行功率-频率控制? (35) 什么是顺序控制系统?
图 9(b)锅低压旁路控制原理图
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缩写和符号
ADS, Automatic Dispatch System, 自动化调度系统 AGC, Automatic Generation Control, 自动发电控制 AP, Application Processor, 应用处理器 APS，Automated Powered System, 机组自启停系统 BD，BLOCK DEC，闭锁减 BFPT, Boiler Feeder water Pump Turbine,锅炉给水泵汽轮机 BI，BLOCK INC，闭锁增 BMS, Burner Management System, 称燃烧器管理系统 BPS, Bypath Control System, 旁路控制系统 CCS, Coordination Control System, 协调控制系统 CIPS, Computer Integrated Processing Systems, 计算机综合处理系统 DAS, Data Acquisition System, 数据采集系统 DCS, Distributed Control System, 分布式控制系统 DDC, Direct Digital Control, 直接数字控制 DEH, Digital Electric Hydraulic Control, 数字电液控制 DPU, Distributed Processing Unit, 分散处理单元 ETS, Emergency Tripping System，紧急跳闸系统 FCB, FAST CUT BACK, 负荷快速切回或快速甩负荷 FCS, Fieldbus Control System, 现场总线控制系统 FDF, Forced Draft Fan, 送风机 FSSS, Furnace Safeguard Supervisory System, 炉膛安全监控系统 IDF, Induced Draft Fan, 引风机 LMCC，Load Management Control Center, 负荷管理控制中心 MCR, Maximum Continuous Revolution, 最大连续出力 MCS, Modulating control System, 模拟量控制系统 MEH, Mechanical Electric Hydraulic System, 机械电液控制系统 MEH, Micro-Electro-Hydraulic Control System，给水泵汽轮机电液控制系统 MFT, Master Fuel Trip, 主燃料跳闸 MIS, Management Information System, 管理信息系统 PAF, Primary Air Fan, 一 次风机 RPU, Remote Processing Unit, 远程处理单元 RB，RUNBACK,负荷返回 RD，RUNDOWN, 强减负荷 RU，RUNUP, 强增负荷 RTP, Real Time Processor, 实时处理器 SCS, Sequence Control System, 顺序控制系统 SIS，Supervisory Information System, 全厂信息管理系统 SLC, Single Loop Controller, 单回路调节器 TAS, Turbine Automatic System, 汽轮机自启动系统 THA，Turbine Heat Acceptance，额定工况
>
高值限幅
<
低值限幅
> < 高、低值限幅
V<
速度限制器
T
切换器
A
模拟信号发生器
Fra Baidu bibliotek
T
手操切换器
A
手操信号发生器
M/A 手、自动切换器
f (x) 执行器
H/
高值报警
/L
低值报警
H / L 高、低值报警
与门
或门
NOT 非门
脉冲
延时器
定时器
S R
RS触发器