火电厂热控自动化概述课件
火电厂热控自动化概述
通过自动化控制，降低污染物 排放，减轻对环境的负面影响
。
热控自动化技术的发展历程
初始阶段
早期的火电厂采用机械控制方式，如 液力偶合器和飞锤调节器等。
发展阶段
随着电子技术和计算机技术的进步， 火电厂开始采用模拟电路控制和计算 机监控系统。
成熟阶段
现代火电厂普遍采用分散控制系统 （DCS），实现对热力系统的全面监 控和自动化控制。
智能化发展
总结词
智能化发展是火电厂热控自动化的未来趋势之一，需要 加强智能化技术的研发和应用。
详细描述
随着人工智能、大数据等技术的不断发展，火电厂热控 自动化系统的智能化水平也在不断提高。为了顺应这一 趋势，火电厂需要加强智能化技术的研发和应用，建立 智能化监控系统和管理平台，实现自动化、智能化生产 和管理。这不仅可以提高生产效率和管理水平，还可以 为火电厂的可持续发展提供有力支持。
人机界面是操作员与系统交互的界面，操 作员可以通过人机界面实时监控系统运行 状态、设定控制参数等。
系统运行与管理
运行方式
火电厂热控自动化系统的运行方式包括自动控制、手动控制和就 地控制等方式，根据实际情况选择合适的运行方式。
维护管理
系统的维护管理包括定期检查、保养、维修等，确保系统正常运行， 提高设备的使用寿命和稳定性。
节能减排需求
总结词
节能减排是当前火电厂热控自动化面临的重 要挑战之一，需要采取有效的措施降低能耗 和减少排放。
详细描述
随着环保意识的不断提高，节能减排已经成 为火电厂热控自动化发展的重要趋势。为了 满足这一需求，火电厂需要积极推广节能技 术和设备，优化生产工艺和管理模式，降低 能耗和减少排放。同时，还需要加强与科研 机构和高校的合作，共同研发更加先进的节 能减排技术。
热控第一章_热工自动化基础
图1-3 汽包水位自动控制系统示意图
图1-4 汽包水位பைடு நூலகம்动控制原理框图
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自动控制系统可以由以下几个部分组成： 测量变送器： 用来测量被调量，并把被调量转换为与之
成比例的某种便于传递和综合的信号。 给定元件：用来设置被调量的给定值或与该给定值对应
的电信号。 调节器：接受被调量信号和给定值比较后的偏差信号，
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开环控制系统（也称前馈控制系统）： 控制设备和控制对象在信号关系上没有形成闭合回路 的控制系统，其被控量没有反馈到控制设备的输入端。 特点: 按扰动进行控制，结构简单，精度差，只能克服 单一扰动。
复合控制系统：开环控制和闭环控制组合的一种控 制系统。
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2．按闭合回路的数目分类 单回路控制系统：只有一个被控量信号反馈到控
[a0sna1sn1an1san]C(s) [b0smb1sm 1bm 1sam]R(s)
于是，由定义得系统传递函数为：
G (s ) C (s ) b 0 s m b 1 s m 1 b m 1 s b m M (s ) R (s ) a 0 s n a 1 s n 1 a n 1 s a n N (s )
a0d dtnnc(t)a1d dtnn 11c(t)an1d dtc(t)anc(t) b0d dtm mr(t)b1d dtm m 11r(t)bm1d dtr(t)bmr(t)
式中：c(t)是系统输出量，r(t)是系统输入量，a和b是与 系统结构和参数有关的常系数。
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设r(t)和c(t)及其各阶系数在t=0时的值均为零，即零 初始条件，则对上式中各项分别求拉氏变换，并令C(s)＝ L[c(t)]，R(s)=L[r(t)]，可得s的代数方程为：
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第7章火电厂热工控制讲义
蒸汽 LC
双冲量水位控制系统
双冲量水位控制标准方案
如果根据蒸汽流量的变化来校正虚假水位的误动作，就能使调节阀动 作准确及时，减少水位的波动，改善控制质量。也就是说，若将蒸汽流 量作为前馈信号，就构成了双冲量控制系统。
汽包水位的双冲量控制
汽 包
省 煤 器
给 水
蒸汽
PF
LC ∑
PC
R
C1PC +C2PF+C0
锅炉设备的控制问题
负 荷
给水量 减温水 燃料量 送风量 引风量
锅炉设备
水位 蒸汽温度 蒸汽压力 过剩空气 炉膛负压
系统分解：（1）锅炉汽包水位的控制； （2）锅炉燃烧系统的控制； （3）过热蒸汽系统的控制。
锅炉设备的主要控制要求
• 汽包的液位，蒸汽的压力：保持在一定 范围内，适应用户负荷的变化。
电厂锅炉的过程控制 一、火力发电厂的生产流程
在火力发电厂，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转， 进而带动发电机发电。
汽轮发电机组
火力发电厂外观
锅炉控制是火力发电生产过程自动化的重要组成部分。它的主要 任务是根据负荷设备（汽轮机）的需要，供应一定规格（压力、温度、 流量和纯度）的蒸汽。
二、单元机组生产流程示意图
• 过热蒸汽的温度下降 • 损坏蒸汽透平热轮片 • 过热器管壁结垢，传热效率下降
– 水位低：在用户负荷大时，会全部汽化，造成：
• 设备损坏 • 在急冷时，引发锅炉的爆炸
1、锅炉汽包水位的动态特性
Go (s)
H (s) W (s)
Ko s
es
• 给水流量W对汽包水位H的动态特性：
– 初始段，进入的冷水吸收水位以下饱和汽水中的热量，减 少了饱和汽水中的气泡容积，补充气泡的空间，水位上升 缓慢。
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。
热工自动控制课件
第一章概述1-1火电厂自动控制的发展控制方式大致经历了三个发展阶段：1．独立控制：机、炉、电各自独立地进行控制，机、炉、电及重要的辅机各自设置一套控制表盘，它们之间无联系。
调节仪表均为大尺寸的较笨重的基地式仪表，有运行人员进行监视与控制。
国外在20~40年代，我国50年代建造的火电厂属该类型。
2．集中控制：40年代以后，由于中间再热式汽轮机的出现，使锅炉和汽轮机之间的关系更加密切，为了便于机炉的协调运行和事故处理，将它们的控制盘集中安装在一起，对机、炉实行集中控制。
集中控制的初级阶段，调节仪表采用电动式气动单元组合仪表。
50年代后，采用组件组装仪表或以微处理机为核心的数字调节器，对机、炉进行集中控制。
目前电厂基本上都用这一控制方式。
3．集散控制系统：这是指火电厂生产过程实现最优控制与调度自动化相结合的分级计算机控制，60年代至今，国际上火电厂都朝着这一方向发展，近几年从国外引进的火电厂机组有的已达到这一水平。
N-90：天生港、利港、石洞口Mod-300：北仑港WDPF：望亭、利港MAX1000：外高桥电厂西门子DCS（Distributed Control System）控制分散、管理集中1-2火电厂的主要控制系统七大系统：1.协调控制系统（CCS）：Coordinate Control System包括各子系统（水位、汽温、燃烧）2.锅炉安全监控系统（FSSS）或称燃烧管理系统（BMS），FSSS即：Furnace Safeguard Supervisory System or Burner Management System包括吹扫、油、煤层启动，MFT（main fuel trip）3.顺序控制系统（SCS）：Sequence Control System负责电厂中所有辅机的启停4.汽机数字电液调节系统（DEH）：Digital Electric drain Regulate System根据外界对电厂的负荷要求，确定汽机调门的开度。
火电厂热控自动化概述
热工自动化的任务
自动检测、自动调节、程序控制、自动保护
大型火电机组运行对热工自动化的要求
（1）机组正常运行时，自动化系统根据机组运行的要求，自动 将运行参数维持在所要求给定值上，以取得较高的运行效率和较 低的消耗。
（2）机组在异常工况时，在参数超限，辅机跳闸时，自动化设 备能及时报警，并迅速、及时地按照预定的规律进行处理，以保 证机组设备安全，减少停运次数。
闭环控制
所谓闭环控制是指在受控过程中，将受控参 数变化的信号提取出来，经处理后作用于过 程的控制系统，使受控过程向着所期望的状 态变化。
闭环系统控制回路
执行器
给定值
被控对象
传感器 输出
协调控制的定义
所谓协调控制是指通过控制回路协调锅炉和 汽轮机的工作状态，同时给锅炉和汽轮机控 制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化 的要求，又稳定运行参数（主要是机前压力 ）的目的。
RUN BACK（简称RB）称为快速减负荷请求信号 。通常RB信号由重要辅机发生跳闸型故障而产生 的。机组主要选择送风机、引风机、一次风机、给 水泵、以及空预器、磨煤机作为监测对象进行监视 。当其中有的设备因故障跳闸则要发RB请求信号 ，同时计算RB的降速率。每种辅机计算出RB目标 值后，经过一定的函数变换得出相应的限速率。
在微型计算机的指令下，输入通道从生产过程采集 过程变量（模拟量、开关量信号等），并对采集的 信号数据进行初步的数据处理（滤波、隔离、A/D 转换、标度变换、线性化处理等），这称之为预处 理。必要时还要对测量值进行精确度补偿计算（如 温度补偿，蒸汽流量的压力补偿、给水流量、空气 流量的温度补偿，热电偶的冷端补偿及线性化等） 。然后将处理后的数据通过数据通信网络送到操作 员站。在操作员站对获取的数据进行复杂的数据处 理，最后通过显示器、打印机和硬盘拷贝机等设备 实现显示、打印制表和拷贝功能。同时，建立实时 的分布式数据库供运行人员随时调用所需的信息。
热控专业简介 ppt课件
热电阻构造
电厂专用热电阻和隔爆型热电阻
套管式热电阻
• 套管式热电阻作为温度测量和控制的传 感器与显示仪表配套，以直接测量和控 制生产过程中气体，液体和蒸汽的温度, 用于发电厂管道测温。
装配式热电阻
耐腐型、耐磨型热电阻
• 但在某些特殊场合，如制粉系统,烟风系 统等，用热电阻就极易损坏。因此，在 这些场合必须采用特殊材料及机构的热 电阻。
• 2)铜热电阻。
• 铜热电阻的价格便宜，线性度好，容易 提纯，工业上在-50～+150℃范围内使 用较多。铜热电阻怕潮湿，易被腐蚀。 常用的铜热电阻有cu50和cul00两种分 度，标称电阻值分别为R0=50Ω和 R0=100Ω。
3、热电阻的结构型式与热电偶相似，也 有普通型热电阻和铠装型热电阻之分。
• 7、按仪表的使用方式分类：有携带式和 固定式仪表等 8、按仪表的精度等级和使用条件分类： 有标准仪表、实验室用仪表和工业用仪 表等。
• 三、常用热工参数测量仪表
• 1、温度测量仪表 温度是表征物体冷热程度的物理量。温 度测量仪表是热工自动化仪表中最普遍 、最重要的一种。
• 温标是温度的标尺。1989年，27届国际 计量委员会(CIPM)通过“1990国际温标 (ITS一1990)”，1990年1月1日开始实施 。国际温标同时使用国际开尔文温度 (T90)和国际摄氏温度(t90)，它们的单 位分别为开尔文(K)和摄氏度(℃)，它们 之间的关系为 t90=T90一273.15
• 2、 按仪表的显示功能分类：有指示式 、记录式、积算式、信号报警式和调节 式仪表等。
3、按仪表采用的信号能源分类：有气动 式、液动式、电动式、电子式仪表等。
4、按仪表的结构情况分类：有基地式和 单元组合式仪表等。
电厂热工自动化技术
电厂热工自动化技术日期:目录•电厂热工自动化技术概述•电厂热工自动化系统组成及功能•电厂热工自动化设备及技术•电厂热工自动化系统设计与优化•电厂热工自动化技术面临的挑战与解决方案•电厂热工自动化技术发展趋势与展望电厂热工自动化技术概述电厂热工自动化技术是指利用自动化仪表、控制系统、计算机等设备和技术，对火力发电厂的热力系统进行监测、控制和优化，以提高发电效率、保障生产安全和降低运行成本。
定义自动化技术贯穿于电厂的整个生产过程中，具有复杂性、高精度性、高可靠性等特点。
通过对热力系统的实时监测和控制，能够实现电厂的节能减排、提高效率和降低成本等目标。
特点定义与特点第一阶段（20世纪初-20世纪60年代）初始发展阶段，主要特点是手工操作和简单仪表控制，生产过程以经验为主导。
电厂热工自动化技术的发展历程第二阶段（20世纪60年代-20世纪80年代）自动化技术开始进入快速发展阶段，出现了许多自动化设备和控制系统，如DCS、PLC等，生产过程逐渐实现半自动化。
第三阶段（20世纪80年代至今）自动化技术进入高级发展阶段，计算机技术、信息技术和人工智能等技术的广泛应用，使得电厂的自动化水平不断提高，生产过程实现高度自动化。
电厂热工自动化技术的应用场景包括锅炉、汽轮机、发电机等主要设备的监测和控制，以及燃烧系统、给水系统、蒸汽系统等辅助系统的控制。
火电厂的热力系统通过对单元机组的整体协调控制，实现锅炉和汽轮机的优化运行，提高机组整体效率。
单元机组协调控制系统包括燃烧自动控制、给水自动控制、蒸汽温度自动控制等，通过对锅炉各参数的控制，实现锅炉的高效运行。
锅炉自动控制系统包括转速自动控制、负荷自动控制、凝汽器真空度自动控制等，通过对汽轮机各参数的控制，保证汽轮机的稳定运行。
汽轮机自动控制系统电厂热工自动化系统组成及功能测量系统能够实现对电厂热工过程中各种温度的精确测量，包括热电偶、热电阻等温度传感器以及相应的数据采集装置。
热控培训 ppt课件
压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测 量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级，一般压力表的测量精确度等级分 别为1.0、1.6、2.5、4.0级。
压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表 及高压表。低压表用于测量0~6MPA压力值，中压表用于测量10~60MPA压力值 ，高压表用于测量100MPA以上压力值。
非接触式温度仪表包括红外测温仪表（红外法）、光学温度计（ 亮度法）、光电温度计（亮度法）、比色温度计（比色法）和辐射温度 计（辐射法）。
热控培训
（二）压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。对保证压力测量的准确性对于机组安
全，经济运行有重要意义。例如主蒸汽压力、凝汽器真空等，都是运行中需要连 续测量监视的重要参数。此外，差压测量还广泛应用在液位和流量测量中。
接触式即测温元件直接与被测介质接触，通过传导或对流 达到热平衡，反映被测对象热控的培温训 度。接触式温度仪表按其工作
（1）热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。热电阻感 温元件是用来感受温度的电阻器，它是热电阻的核心部分，由电 阻丝及绝缘骨架构成。
金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻 （测温范围为-200～＋850℃）、铜热电阻（-50～＋150℃）和 镍热电阻（-60～＋180℃）3种。
弹簧管压力表出现线性误差时热控，培训应调整拉杆的活动螺丝。
2、压力变送器 压力变送器是一种接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按
一定比例转换为标准输出信号的仪表。由测压元件传感器（也称作压力 传感器）、测量回路和过程连接件三部分制作而成。如图所示。
工作原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形 变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比 的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这 个电压信号转换为工业标准的4-20m热控A培电训流信号或者1-5V电压信号。
热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)
2.4.1液柱式压力计
测量原理
利用平衡时液柱高度差作 为检测信号。
常用的压力计
U形管压力计：工程上用于冷
、热态调试时风速的调平。
2.4.2弹性式压力表
测量原理
根据弹性元件受压后产生 与被测压力大小成比例的形变而 制成。
常用的压力计
隔膜式压力表 充油耐震式压力表
2.4.3压力变送器
2.5过程分析仪表（*） 2.6控制阀（*） 2.7吹灰器（*） 2.8电气材料（*）
注：（*）为公司项目常用的仪表，下同。
2.1温度测量仪表
2.1.1温度计 2.1.2热电阻（*） 2.1.3热电偶（*）
2.1.4温度变送器（*）
2.1.1温度计
压力式温度计
测量范围：-100~500℃
双金属温度计
2.5.2水分析仪
PH分析仪：是电位法测量酸 碱度的仪器。 电导仪：是测量物质导电能 力的仪器。 浊度仪：浊度，即水的混浊
程度，由水中含有微量不溶性悬
浮物质，胶体物质所致，ISO标 准所用的测量单位为FTU（浊度
单位），FTU与NTU（浊度测
定单位）一致。浊度仪就是根据 这个原理来测量水的浊度。
2.5.3环保安全检测仪表
可燃气体报警器
可燃气体报警器就是气体泄 露检测报警仪器。当工业环境中 可燃或有毒气体泄露时，当气体 报警器检测到气体浓度达到爆炸 或中毒报警器设置的临界点时， 可燃气体报警器就会发出报警信 号，以提醒工作采取安全措施， 并驱动排风、切断、喷淋系统， 防止发生爆炸、火灾、中毒事故， 从而保障安全生产。
2.3.4电气型液位测量仪表
射频导纳液位计基本 原理
由于电容电极在粘稠介质中使
火电厂热工自动化概述
第一章火电厂热工自动化概述第一节引言随着我国国民经济的高速发展，工、农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，使电力工业得到了迅速的发展。
随着单机发电容量的增大和电网容量的迅速扩大，我国已进入了大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。
由于300MW、600MW以及以上大容量、高参数机组的新技术发展迅速，装机数量日益增多，机组对热工自动化水平的要求越来越高。
另外由于微电子技术的迅猛发展，大型自动化装备的现代化程度快速提高，促使大型火力发电厂现代热工自动化技术发展迅猛。
其特点是上世纪70年代中期，以计算机技术（Computer）、通讯技术（Communication）、控制技术（Control）和显示技术（CRT）为基础的计算机分散控制系统（简称DCS-Distributed Control System）的问世和其技术的日臻完善。
分散控制系统广泛应用于大型发电机组的自动控制中，并将热工自动化水平推上了一个崭新的台阶，取得了十分显著的经济效益和社会效益。
与中、小容量火力发电机组相比，600MW及以上大容量机组的特点之一是监视点多、参数变化速度快和被控对象数量大，而且各个控制对象相互关联，操作稍有失误就会引起严重的后果。
因此，大型发电机组必须采用完善的自动化系统。
如果将大型发电机组的监视和操作任务仅交给运行人员去完成，不仅体力和脑力劳动强度大，而且很难做到及时调整和避免人为的误操作。
大量事实证明，自动化技术的运用对于提高大型发电机组的安全经济运行水平是行之有效的。
在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动维持运行参数在规定值的范围内，以取得较高的热效率和较低的消耗（煤耗和厂用电率等）。
当机组运行出现异常时，自动化系统能迅速按照预定的规律进行处理，以保证机组尽快恢复正常运行。
如辅机故障减负荷（简称RB- RunBack）、迫升/迫降（RUNUP/RUNDOWN）、机组快速甩负荷（简称FCB-Fast Cut Back）等功能。
电厂自动控制系统基础知识和技术特点PPT课件
t
τ
t1 t2
1
G(s)= Ts +1n
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热工自动控制系统组成与分类
• 自控系统一般由以下几部分组成： • 受控对象（过程）：在自动控制系统中，工艺变量
需要控制的生产过程、设备或机械等，如汽轮机、 过热器等； • 被控变量：表征其工作状态的物理量，如汽轮机转 速、主汽温度等； • 测量变送：对被控量进行测量（转换成标准信号） 的装置，例如压力变送器、热电阻、热电偶等； • 调节器：把测定值和设定值进行比较运算，并输出 控制指令的装置； • 执行器（调节阀）：把调节器的指令成比例地转换 为直线或角位移地装置；
(n > m）
选择哪种传递函数的形式，可依据以下两点：
对被控对象的验前知识的掌握
对建立数学模型准确性的要求
第28页/共121页
（1）确定
Ke-τs G(s) =
参数 K
T
Ts + 1
• t1/2处为扰动起点； • 在s型响应曲线找拐点，并作切线； • 记交点a、b和c
τ 的作图法
• 起点到a的距离为τ； • a点到c点的距离为T；
概述
• 1、自动控制的概念
• 在热力生产设备上配置一些自动化装置，代替人的部分直接劳动，使生产 在不同程度上自动地进行。这种在无人直接参与的情况下，由自动化仪表 和装置来控制生产过程的办法就称为热力过程自动化。
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• 2、热力生产过程自动化的组成 • 1）自动检测：对反映热力生产过程运行状
• 实现全厂生产过程监控 • 实时处理全厂经济信息和成本核算 • 竞价上网处理系统 • 实现机组之间的经济负荷分配 • 机组运行经济评估及运行操作指导