第七章 热力过程自动控制系统
集控运行培训班《热力过程自动化》教案
热力过程自动化
课程内容
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章
热工检测技术 自动控制基础 单元机组模拟量控制系统 单元机组的热工保护
热力过程自动化
绪论
一、概述
1.火电厂生产过程的特点 2.火电厂实现生产过程自动化的意义 3.火电机组热工过程自动化的内容
(1)自动化的功能 ；(2)自动化的内容； (3)大型火电机组控制系统功能构成示意图
(3)影响量所致(环境误差)：
除被测量外，测量系统中还有各种影响量(干扰)作用在被 测系统和仪器上。这些影响来自被测对象和环境，是不可避免的， 也是误差来源中较难处理的一类。尤其在生产现场更是如此。例 如：测温时对象压力作用在温度传感器上；仪器受到原子辐射作 用；大气温度、压力、湿度的作用等。
热力过程自动化
热工测量的基本知识
温度测量 压力测量 流量测量 汽包水位测量 炉烟分析 火电厂计算机监视系统
热力过程自动化
第一节 热工检测技术
一、热工测量的意义 二、测量的基本概念
三、测量误差的分析 与处理 四、仪表或测量系统 的静态性能指标
图1-1 热力生产过程控制系统组成框图
而并非是温差的函数，即：
EAB(t,t0)≠fAB(t－t0)
(4) 热电势与热电偶沿着热电极的温度分布无关。
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热电偶的基本定律
1．均质导体定律： P15 用途：检验热电极的材料是否均匀一致。 2．中间导体定律：P16 应用：P16 3．中间温度定律：P17 EAB(t,t0)＝ EAB(t,tn)＋EAB(tn ,t0) 应用：P18
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热电偶测温原理
(1)两种不同的金属结合在一起，要产生接触电 势。 (2)同一种金属，其两端温度不一样时，会产生 温差电势。 (3)热电势： P14图1-10
热力站机组供暖自动控制系统的操作指南
热力站机组供暖自动控制系统的操作指南热力站机组供暖自动控制系统的操作指南热力站机组供暖自动控制系统的操作指南：第一步：准备工作1. 确保热力站机组供暖自动控制系统的所有设备都处于正常工作状态。
2. 检查热力站机组供暖自动控制系统的电源是否正常，并确保电源连接牢固。
第二步：设置温度参数1. 根据建筑物的需求，设定室内温度参数。
这可以通过控制系统中的温度控制器来完成。
2. 根据室内温度参数，设定热力站机组的供暖温度。
这可以通过控制系统中的温度设定器来完成。
第三步：开启供暖系统1. 确保热力站机组供暖系统的水循环泵处于正常工作状态。
2. 打开煤气或其他燃料供应系统，确保供暖锅炉处于正常工作状态。
3. 确保热力站机组供暖系统的阀门处于开启状态，以确保热水能够流经供暖管道。
第四步：监控供暖系统运行状态1. 通过控制系统中的监测仪表，实时监测热力站机组供暖系统的运行状态，包括供暖温度、流量、压力等参数。
2. 如发现异常情况，例如温度过高或过低、压力异常等，立即采取措施进行调整或修复。
第五步：调整供暖参数1. 根据热量需求的变化，及时调整室内温度参数和供暖温度参数，以保持舒适的室内环境。
2. 如需调整供暖系统的运行模式，可通过控制系统中的模式选择器进行调整。
第六步：定期维护和保养1. 按照热力站机组供暖自动控制系统的操作手册，定期对系统进行维护和保养。
2. 包括清洁供暖锅炉、更换滤网、检查管道和阀门的密封情况等。
总结：热力站机组供暖自动控制系统的操作指南包括准备工作、设置温度参数、开启供暖系统、监控运行状态、调整供暖参数和定期维护等步骤。
正确操作和维护系统，可以保证供暖系统的正常运行，提供舒适的室内环境。
热控自动控制讲义
热控自动控制讲义1．自动控制系统结构2．燃烧控制2.1风煤曲线2.2总燃料量的计算：锅炉输入燃料量信号由总煤量与供油量信号相加而成，由于煤和油的单位发热量不同，为此将油流量按它与煤量的发热量之比2来计算，折算成相应的煤量，以折算后的值与燃煤量相加后作为总燃料量。
2.3给水控制给水控制设定值由以下几部分组成：●过热度校正调节器(范围±150T/H)校正范围，设定值跟据负荷产生4~20℃，同时根据负荷应对应的减温水量修正±3℃，运行可偏置-5~10℃在负荷小于130MW、给泵全手动、中间点温度坏时、非磨RB（RB结束20MIN）时不起作用。
●根据锅炉主控产生的煤水曲线●运行偏置±200T/H●省煤器防沸腾（35T/H）●过热度超过设定值10℃超驰加水23TH●一次调频修正回路给泵切手动条件：●泵未运行●给水指令与实际流量偏差超过150T/H（RB旁路）●勺管指令与反馈偏差超10%（RB旁路）2.4送风控制送风指令根据锅炉主控产生的煤风曲线乘以氧量校正调节器输出（±20%）形成，不低于387T/H送风机切手动条件：●风机停运●动叶指令与反馈偏差超15%（RB旁路）●润滑油泵全停●引风机均未投自动送风机动叶在自动时有以下限制：●开度根据负荷不超过以下如表开度，最高70%●风机电流超过85A闭锁增2.5减温水控制减温控制系统的组成是串级控制回路，主调节器采用比例积分调节规律，用于维持二级过热器出口温度等于给定值，付调节器分别是导前汽温调节器控制减温水流量，其均使用比例积分调节规律。
减温调节系统的设定值来自功率的函数，运行可以偏置。
主调节器的输出作为付调节器的设定值，输出上限受相应蒸汽压力下函数限制，防止超温与积分饱和，同时设置了减温后相应蒸汽压力下饱和温度+10℃的下限，减温器后温度上限如下：2.6注意事项●给水主控投自动后，应尽量保证偏置为0，偏置只为紧急时备用。
热力站机组供暖自动控制系统的实施
热力站机组供暖自动控制系统的实施热力站机组供暖自动控制系统的实施热力站机组供暖自动控制系统是现代化供暖系统的关键组成部分，它能够实现对供暖设备的自动控制和运行状态的监测，提高供暖效率和舒适度。
下面将介绍该系统的实施步骤。
第一步：需求分析在实施热力站机组供暖自动控制系统之前，需要进行需求分析。
这包括确定系统的功能和性能要求，了解用户的需求和对系统的期望，以及考虑到可行性和成本效益。
第二步：系统设计在系统设计阶段，需要确定系统的整体架构和各个组件之间的关系。
这包括选择合适的传感器和执行器，设计控制算法和逻辑，以及确定数据采集和通信方式。
第三步：硬件选型和安装根据系统设计的要求，选择合适的硬件设备，包括传感器、执行器、控制器等，并进行安装。
确保硬件设备能够正常工作并与系统其他部件连接。
第四步：软件开发根据系统设计的要求，进行软件开发。
这包括编写控制算法和逻辑，实现数据采集和处理，以及设计用户界面和报警系统等。
确保软件能够实现系统的各项功能和性能要求。
第五步：系统集成和调试将硬件设备与软件进行集成，并进行系统调试。
这包括测试各个传感器和执行器的工作状态和精度，验证控制算法和逻辑的正确性和稳定性，以及调整系统参数以达到最佳的供暖效果和能耗。
第六步：系统验收和运行在系统集成和调试完成后，进行系统的验收和运行。
这包括验证系统是否满足用户需求和性能要求，确保系统能够稳定可靠地运行，并对系统进行必要的维护和保养。
总结起来，热力站机组供暖自动控制系统的实施是一个复杂而关键的过程。
需要进行需求分析、系统设计、硬件选型和安装、软件开发、系统集成和调试，以及系统验收和运行。
只有通过科学的方法和严格的流程，才能实现供暖系统的自动化控制，提高供暖效率和舒适度。
《热工过程自动控制》课程教学大纲(本科)
热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码：02410069学分：3学时：48 （其中：课堂教学学时：44实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：能源与动力工程控制基础适用专业：能源与动力工程教材：《热工过程自动控制》（自编讲义）一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课，它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上，将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。
通过本课程的学习，使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力，为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。
课程目标2：能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题，选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定，并能够理解其局限性。
课程目标3：能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）1.毕业要求3：系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础，主要包括机械和力学理论（机械原理、机械设计、理论力学、材料力学）、能源动力工程理论、热流体理论（热力学、流体力学、传热学）、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。
2.毕业要求4：掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能，了解学科前沿及发展趋势，并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。
3.毕业要求5：具有设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
工程热力学热力循环的自动控制与优化
工程热力学热力循环的自动控制与优化工程热力学是研究能量转换和能量传递的一门学科，通过热力循环的优化和自动控制，能够提高能源利用效率，实现能源的可持续发展。
本文将探讨工程热力学热力循环的自动控制与优化，并介绍一些常用的方法和技术。
一、热力循环的基本原理热力循环是指能量在系统中的流动过程，根据热力学第一定律和第二定律，热力循环可以实现能量的转化和传递。
在工程中，常用的热力循环包括蒸汽动力循环、气体轮机循环和制冷循环等。
二、热力循环的自动控制热力循环的自动控制是指利用控制系统对热力循环进行监测和调节，以实现系统的稳定运行和效率的优化。
自动控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成。
1. 传感器：传感器用于感知热力循环中各个参数的变化，例如温度、压力和流量等。
常用的传感器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器等。
2. 执行器：执行器用于根据控制信号对热力循环进行调节，例如调节阀和控制阀等。
执行器可以根据控制器的输出信号，改变热力循环中的流体流量、温度或压力等。
3. 控制器：控制器是自动控制系统的核心部件，它负责接收传感器的输入信号，并根据设定的控制策略输出控制信号。
常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器等。
三、热力循环的优化热力循环的优化是指通过调整循环参数和运行策略，使得热力循环的效率最大化，能源的利用最优化。
常用的热力循环优化方法包括热力循环的热力分析和性能曲线优化等。
1. 热力分析：热力分析是通过建立热力循环的数学模型，分析循环中各个组件的热力性能，从而确定优化的方向和方法。
热力分析可以通过计算机模拟和实验验证来进行。
2. 性能曲线优化：性能曲线是热力循环的性能指标随着操作变量的变化而变化的曲线。
通过对性能曲线的优化，可以找到使热力循环效率最大化的操作变量。
常用的优化方法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
四、自动控制与优化的应用案例工程热力学的自动控制与优化在工业、能源等领域有着广泛的应用。
热工自动控制系统PPT课件
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五、再热汽温的控制
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第九章 燃烧过程自动控制系统
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一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证 锅炉燃烧过程安全经济地运行。 锅炉燃烧调节需 要包括下列几项内容：
G01 (s)
∙根据单回路整定方法来整定外回路。
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三．采用导前汽温微分信号的双回路汽温调节系统
导前汽温微分信号双回路系统为串级系统的方框图
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1．系统构成及工作原理 该系统可用等效串级系统整定和补偿法整定两种方法来整定。
2．等效串级系统整定方法
等效主调节器 （1）等效主调节器
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五、 变速给水泵的安全工作
设计变速泵最小流量控制系统：用一次测量元件和流量变送器对 各个给水泵的入口流量进行测量，通过各泵的再循环调节阀将泵出口 的部分给水流回除氧器，以保证通过给水泵的流量高于设计的最小流 量。
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第八章 汽温调节系统
The Steam Temperature Control System
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（1）内回路分析
设副调节器选用比例调节规律：
Gp
(s)
1
2
此时可将除G02(s)以外的部分视为等效调节器，则等效副调节器为:
G
* p
(s)
1
2
K u K z r 2
1
* 2
* 2
热工过程自动控制 课件 自动控制原理部分总结
复平面内
变量：实数变为复数
函数：原函数变为象函数
CH2 自动控制系统的数学描述
拉氏反变换:已知x(t)的拉氏变换X(s)求x(t),通常用 L1[] 表示,计算式为:
x(t) L-1[ X ( s)] 1 j st X ( s ) e ds j 2j 其中, x(t) 叫做原函数 , X(s)叫做像函数
B(s) B( s) X (s) A(s) ( s s1 )(s s2 ) ( s sn ) A1 A2 An ( s s1 ) ( s s2 ) ( s sn )
Ai X (s)( s s i ) s si
CH2 自动控制系统的数学描述
2.2 系统的动态特性
输入：x
系统
输出：y
物理模型
？
y=f（x）
数学模型 稳态时,该关系为系统的稳定特性,是一个代数函数. 动态时,该关系为系统的动态特性,是一个微分方程.
CH2 自动控制系统的数学描述
2.2 系统的动态特性-微分方程vs传递函数 2.2.1 数学模型的建立
已知：如右图所示的 RC 电路，已知电阻阻 值为 R，电容为C. 当输 入信号为 ur （ t ），输 出信号为 uc （ t ）时， 试写出系统的动态特 性方程。
L[ x(t - )] e- s X (s)
L[e-at x(t)] X (s a)
t L[ x( )] aX ( as ) a
④时标变换定理
CH2 自动控制系统的数学描述 ⑤微分定理 如果是在零初始条件下，则
n阶导数的拉氏变换
L[ x (t )] s X (s)
n n
热工过程经常讨论的是在零初始条件下的情况
绪论 热力自动化的概述
给水自动调节系统； （1）给水自动调节系统； 过热蒸汽（和再热蒸汽）温度自动调节系统； （2）过热蒸汽（和再热蒸汽）温度自动调节系统； 燃烧过程自动调节系统，包括燃料量调节、 （3）燃烧过程自动调节系统，包括燃料量调节、送风 量调节、引风量调节系统。 量调节、引风量调节系统。
2、汽机自动控制系统
汽轮机自控系统主要有功率 转速调节系统 功率—转速调节系统 功率 转速调节系统，由 于汽轮机的转速较高，生产对汽轮机维持一定的 转速和适应负荷变化的要求都很严格，人工操作 无法满足这样的要求，因此汽轮机功率—转速调 节系统以及超速保护成为汽轮机本体不可分割的 一部分，汽轮机的自控属于汽轮机专业的范畴。
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态的物理量、化学量以 自动检测：
及表征设备工作状况的参数自动地检查、测量和监视。 自动调节： （2）自动调节：为了保证热力设备安全经济运行，必须要求某些表 征热力设备正常工作的物理量始终维持在某一规定值或预定范围内、 按预定的规律来变化，但生产过程中经常受到各种外界或内部因素的 干扰，使被调量发生偏离规定值的倾向时，就需要进行相应的调节 ， 使之保持或恢复到规定的范围内，保证生产过程的稳定。自动调节就 是依靠自动调节设备来实现这种调节作用的，所以自动调节设备必须 具备检测、定值、运算、执行等功能。 自动保护： （3）自动保护：热力设备发生异常，导致工艺参数超过允许范围， 甚至发生事故时，为确保生产的安全，保证产品的质量，需要对某些 关键性参数设置信号、联锁装置，事故发生前，信号系统能发出声、 光信号，提醒操作人员采取措施。若工况已近危险状态时，联锁系统 采取紧急措施，以防事故发生或进一步扩大，或保证设备不受损坏， 是一种安全装置。 （4）自动操纵（包括远方控制、程序控制或顺序控制）：根据预先 规定的程序或条件自动地对生产设备进行某种周期性操作，把操作人 员从重复性劳动中解放出来。
燃烧过程自动控制系统ppt课件
图7-16 燃烧调节系统组合示意图
三、汽压调节对象的生产流程及其动态特性
汽压调节对象生产流程示意如图7-17(b)所示。燃 料与相应的送风量进入炉膛，燃料燃烧产生的热量被布 置在炉膛四周的蒸发受热面吸收而产生蒸汽，蒸汽流经 过热器加热成过热蒸汽，过热蒸汽由蒸汽管道送入汽轮 机做功。
§7-3燃烧过程自动控制系统分析
一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证锅 炉燃烧过程安全经济地运行。因此，当负荷改变时，锅 炉将需要进行燃烧的调整。
锅炉燃烧调节需要包括下列几项内容： 1、燃料量调节 2、送风量调节 3、引风量调节
汽压对象之所以有自平衡能 力是因为汽压升高后，汽机调门 开度不动，而汽机的进汽量DT相 应地增加，自发地限制了汽压的 升高。汽包压力Pd与主蒸汽压力 PT之差△P是随着蒸汽流量增加 而增大的，因此△P2＞△P1。
∆P1 ∆µB
∆P2
µB
0
t
DT
0 Pd,PT
T
t Pd PT
t 0
τB
图 9-5 燃烧率扰动时汽压的阶跃响应曲线 (µT)不变
2．负荷扰动下汽压控制对象的动态特性
⑴在μT扰动时：
在μT扰动下汽包压力控制对象为一阶惯性环节,主蒸汽压力控制对 象为比例环节和一阶惯性环节的并联环节，阶跃响应曲线：
⑵在DT扰动时：
第三节 燃烧过程控制信号的测取 The Collection of Control Signal
第七章 热力系统
→排挤低压抽汽→热经济性↓
2）由于疏水管中汽水两相流→对疏水阀及疏水管弯头产生严重 的冲蚀→影响安全
3）卧式：使疏水冷却段入口端露出水面→导致推动疏水通过该 段虹吸受破坏，且凝结段汽水同时冲向疏水冷却段→冲蚀 该段管子外壁
措施：检查疏水自动调节装置 ⑵传热端差；一般3 – 6℃，大机组采用蒸汽冷却段→传热端差
第七章 热力系统
回热加热器 除氧器 旁路系统 主蒸汽系统 给水与凝结水系统 原则性热力系统 全面性热力系统
回热加热器
经济性: 1.减少了冷源损失 2.提高了给水温度
类型: 1.按布置方式 卧式,传热效果好,大机组采用 立式,节省占地面积 2.按水侧压力:高加,低加
除氧器的运行方式
定压运行:抽汽管道上需装自动压力调节器, 节流损失大,系统复杂,低负荷时,还要切换到 高一级抽汽,损失更大
滑压运行:可以更好的作为一级回热抽汽器 使用,抽汽点布置得更加合理.经济性好.
但是,要注意：负荷增大时防除氧效果恶化； 负荷降低时防给水泵汽蚀。
五、除氧器运行 (一)除氧器的运行方式分： 1)定压运行-指除氧器在运行过程中其工作压力始终保持定值 2)滑压运行-指除氧器的运行压力不是恒定的,而是随机组负荷
无头除氧器
a)除氧效果好、运行平稳可靠。其出水含氧量<5μg/l；适 应负荷变化的能力较强，负荷的允许的变化范围为10～ 110%之间，在此范围均能保证上述除氧效果。
b)使用寿命长。由于取消了除氧头，因而避免了除氧水箱 支撑除氧头处产生的应力所产生的裂纹，增加了除氧器的 使用寿命。
3.按传热方式: 混合式---除氧器,热经济性好,需设置水泵 表面式---高低加,存在端差
热力站机组供暖自动控制系统的技术分析
热力站机组供暖自动控制系统的技术分析热力站机组供暖自动控制系统的技术分析热力站机组供暖自动控制系统是现代供暖系统中不可或缺的一部分。
该系统利用先进的技术，实现对供暖系统的自动化控制，提高供暖效率、减少能源浪费。
下面将从技术分析的角度，逐步介绍热力站机组供暖自动控制系统的工作原理和优势。
首先，热力站机组供暖自动控制系统利用传感器实时监测室内温度、室外温度、流体温度等关键参数。
这些传感器通过无线或有线方式与控制器相连，实现数据的传输。
控制器根据传感器的反馈信息，对供暖系统进行调节，确保室内温度始终保持在设定范围内。
其次，热力站机组供暖自动控制系统具备智能化的特点。
系统内置了先进的算法和逻辑，能够根据不同的工况和需求，自动调整供暖设备的运行状态。
例如，在天气转暖时，系统会自动减少供暖设备的运行时间，以节省能源。
而在寒冷的冬季，系统则会增加供暖设备的运行时间，确保室内温度的舒适度。
此外，热力站机组供暖自动控制系统还支持远程监控和控制功能。
用户可以通过手机、电脑等设备，远程查看和控制供暖系统的运行状态。
这一特点使得用户能够随时随地对供暖系统进行监控和调整，提高了便利性和实用性。
最后，热力站机组供暖自动控制系统具备良好的安全性能。
系统内置了各种安全保护措施，如过压保护、过流保护和防冻保护等。
这些保护措施能够及时发现和处理供暖系统中的异常情况，确保系统的安全运行。
总的来说，热力站机组供暖自动控制系统通过先进的技术手段，实现对供暖系统的智能化控制，提高供暖效率、降低能源浪费。
它的工作原理简单明了，具备智能化、远程控制、安全性能高等优势。
在现代社会中，这一系统的应用已经得到广泛推广，并取得了显著的效果。
供暖系统自动化控制方案
供暖系统自动化控制方案XXX供热管网自动控制系统方案XXX2010年6月目录1.大滞后控制对象自动化系统要点分析2.分时、分温、分区供暖自动控制模式3.供暖节能自动控制系统的构成3.1 供热自动控制系统总体架构供热自动控制系统是指通过自动化技术，实现对供热系统的监测、控制、调节和管理，以满足用户的供热需求，提高供热质量和效率。
3.2 节能自控系统的组成节能自控系统是指通过自动化技术，实现对供热系统的节能监测、控制、调节和管理，以达到节能降耗的目的。
3.3 监控中心的主要功能3.3.1 设备配置监控中心是供热自动控制系统的核心部分，其主要功能包括设备配置、监控管理软件、监控管理主机、系统组态功能和人机界面的特点等。
3.3.2 监控管理软件监控管理软件是监控中心的重要组成部分，它通过各种算法和规则，对供热系统的运行状态进行实时监测和分析，并根据监测结果进行控制和调节。
3.3.3 监控管理主机监控管理主机是监控中心的核心设备，它通过各种传感器和控制器，对供热系统的运行状态进行实时监测和控制，并将监测结果反馈给监控管理软件。
3.3.4 系统组态功能系统组态功能是指对供热自动控制系统进行参数设置和配置，以满足不同用户的需求和要求。
3.3.5 人机界面的特点人机界面是指供热自动控制系统与用户之间的交互界面，它采用图形化界面和语音提示等技术，使用户能够直观、方便地了解供热系统的运行状态和参数设置。
3.4 各换热站的设备功能3.4.1 数据采集各换热站的设备功能主要包括数据采集、DDC智能控制器和触摸式操作显示屏等。
数据采集是指通过各种传感器和仪表，对供热系统的运行状态进行实时监测和采集。
3.4.2 DDC智能控制器DDC智能控制器是指通过各种算法和规则，对供热系统的运行状态进行实时监测和分析，并根据监测结果进行控制和调节。
3.4.3 触摸式操作显示屏触摸式操作显示屏是指通过图形化界面和语音提示等技术，使用户能够直观、方便地了解供热系统的运行状态和参数设置。
热力站机组供暖自动控制系统的实践经验
热力站机组供暖自动控制系统的实践经验热力站机组供暖自动控制系统的实践经验热力站机组供暖自动控制系统在实践中起着至关重要的作用。
它能够监测和控制供暖系统的运行，确保供热设备高效运转，提供舒适的室内温度。
下面将根据实践经验逐步介绍该系统的工作原理。
首先，热力站机组供暖自动控制系统需要准确测量室内温度。
为此，我们可以安装温度传感器在供暖区域的不同位置，并将这些传感器连接到集中控制器。
集中控制器将收集到的温度数据与预设的目标温度进行比较，并根据差异调整供暖设备的运行。
其次，该系统需要监测供暖设备的运行状况。
我们可以通过安装压力传感器和流量计来实时监测供暖水的压力和流量。
这些传感器可以提供关键的数据，以便我们了解供暖设备的运行状态和性能。
此外，热力站机组供暖自动控制系统还需要控制供暖设备的启停和调节。
当室内温度低于预设目标温度时，系统将自动启动供暖设备。
一旦室内温度达到设定值，系统将停止供暖设备的运行。
在供暖设备运行过程中，系统还可以根据室内温度的变化来调节供暖水的流量和温度，以实现更精确的温控。
此外，为了确保供暖系统的可靠性，热力站机组供暖自动控制系统还可以设置报警功能。
当供暖设备发生故障或异常状态时，系统将发出警报，并将相关信息发送给运维人员，以便及时修复和维护。
最后，为了提高系统的能效和节能效果，我们可以使用优化算法来优化供暖设备的运行策略。
这些算法可以根据室内温度、室外温度和用户需求等因素，计算出最佳的供暖水流量和温度设定，以实现最佳的供暖效果。
总之，热力站机组供暖自动控制系统是现代供暖系统中不可或缺的一部分。
通过准确测量室内温度、监测供暖设备的运行状况、控制启停和调节供暖设备，以及设置报警功能和优化算法，该系统能够确保供暖设备高效运行，提供舒适的室内温度，并提升供暖系统的能效和节能效果。
热力控制系统
第一节 概述
常用术语
给定值 + _
调节器
执行器
阀门
扰动 控制对象 被调量
测量变送器
自动控制系统原理框图
1、被调量（被控制量） 2、给定值 3、控制对象（被控对象） 4、调节机构（调节器） 5、控制量（调节量） 6、扰动 7、控制过程（调节过程） 8、自动控制系统
λ 扰动机关 D
μ 调节机关 W
研究对象
以线性定常系统为主的 单输入单输出系统
多变量、时变系统、 航空、航天、制导与
控制领域
2、热工过程自动化
✓内容
自动检测 自动调节 远方控制及程序控制 自动保护
✓意义
提高机组运行的安全可靠性 提高机组运行的经济性 提高劳动生产率 改善劳动条件
✓发展
• 初级阶段—分散型计算机控制 • 仪表化阶段—集中型计算机控制 • 综合自动化阶段—计算机分散控制
第三节 控制系统的性能指标
λ 系统
H
H0
常用的典型输入信号
一、调节过程的基本形式
发散振荡 等幅振荡
不稳定、不允许
衰减振荡:理想
稳定
单调(非周期)过程
二、性能指标
稳定性：衰减率 、衰减比 n。(0 ≤1,n 1)
准确性：最大动态偏差 ym、静态偏差 y∞。 快速性：控制过程持续时间 ts 。
Thermal Process Automatic Adjustment
调节对象
y
自动调节装置
e
r
汽轮机 锅炉
绪论
➢ 自动控制概述 ➢ 热工过程自动化
内容 意义 发展
➢ 本课程要求
1、自动控制概述
控制理论
经典
自动控制系统在热力发电中的应用
自动控制系统在热力发电中的应用热力发电是指利用燃料燃烧产生的热能驱动发电机转动，进而产生电能的过程。
在热力发电中，自动控制系统发挥着重要的作用。
本文将探讨自动控制系统在热力发电中的应用，以及其对热力发电效率、可靠性和安全性的影响。
一、自动控制系统概述自动控制系统是由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成的系统。
其基本原理是通过传感器检测系统工作状态的变化，将信号传递给控制器，再由控制器对执行器进行控制，实现对系统运行状态的监测和调节。
二、自动控制系统在热力发电中的应用1. 温度控制在热力发电过程中，温度的控制是非常重要的。
自动控制系统可以实时监测锅炉内部的温度变化，并通过控制器对燃烧器的供气量进行调节，以达到预定的温度值。
这样可以保证发电系统的热能输出稳定，提高发电效率。
2. 压力控制热力发电中，锅炉内部的压力是需要进行控制的。
通过自动控制系统，我们可以实时监测锅炉的压力变化，并对给水泵和汽轮机进行控制，以保持锅炉内部压力在安全范围内。
这有助于提高热力发电的稳定性和可靠性。
3. 流量控制热力发电中，燃气和冷却水的流量控制也是必不可少的。
通过自动控制系统，我们可以根据发电负荷的变化，自动调节燃气和冷却水的流量，以保持系统的运行稳定和高效。
4. 燃料控制热力发电中，燃料的控制对于燃烧效率的提高至关重要。
自动控制系统可以通过监测和调节燃烧器的供气量、氧气含量等参数，实现对燃料的精确控制。
这有助于提高燃烧效率，减少排放，降低环境污染。
5. 发电机控制自动控制系统还可以对发电机进行监测和控制。
通过实时监测发电机的输出电压、电流等参数，自动控制系统可以及时发现并修正电力负载的变化，保持发电机的稳定运行。
三、自动控制系统对热力发电的影响自动控制系统的应用对热力发电有着积极的影响。
首先，自动控制系统能够提高发电效率。
通过对热力发电过程中各参数的实时监测和精确控制，自动控制系统可以帮助调整和优化系统的运行，从而提高热能的利用效率。
热力系统自动化控制系统的设计
科技创新热力系统自动化控制系统的设计陈 强（新疆锦龙电力集团有限公司，新疆 奎屯 833200）摘要：随着社会的发展，信息化技术在生活中的应用越来越广泛，不同行业都在应用自动化技术，与人们生活息息相关的热力系统领域也在积极完善自动化水平。
为了促进热力系统的发展，研究人员致力于将热力系统与计算机技术相结合，实现热力系统的自动化控制。
本文对自动化控制系统的优势及设计进行一定的分析，促进热力系统的自动化水平提升，提高供热效率。
关键词：热力系统；自动化控制系统；设计在城市化不断发展的今天，居民供热成为城市的重点发展项目。
目前的热力系统不能完全实现自动化控制，对整个供热系统的控制力不足。
为了促进热力系统的长远效益，并且保障城市供热的稳定性与可持续发展，热力工作人员正在致力于开发自动化控制系统，提升热力系统的自动化水平，减少供热产生的废弃物，起到环保的效果。
1 热力系统的概述在供热过程中，需要借助热力系统才能完成。
热力系统设备主要目的是利用高温热源的特性汲取能量以达到发热状态。
能量部分进入到设备中完成机械运行，另一部分则传递到低温热源。
在热力站的热力系统运转中，研究人员为了提升热力设备的效率，一般采用技术发展水平较好、运行较为稳定的换热机组。
在热力系统中，将水作为载体进行能源传递。
从热源厂进行水的导出，传送到热力站，在热力站完成加热工作，最后输送至居民家中。
在这一系列的过程中，如果排除输送过程中热量的损失，一次和二次的供热值是没有变化的。
在实际生活中，不同季节温度不同，用户所需要的室内温度自然也不尽相同。
而自动化控制系统的作用就是根据温度变化与不同用户的需求进行相应的调整，对热量供给设定一定的值，从而保证供热服务更加符合人们需求。
2 自动化控制系统在供热系统中的作用2.1 能够进行高精度的温度控制在实际应用中，加强热力系统自动化控制设备的质量能够使工作人员在线监测到运行状态，对装置运行过程能够起到有效的监督作用。
热力系统自动化控制系统的设计与应用初探
热力系统自动化控制系统的设计与应用初探摘要：热力系统是热力站主要设备组合，对于满足供热需求具有重要作用，因此为了促进热力系统自动化控制系统的有效应用，首先要做好设计具体工作，对各项设施进行科学规划和科学管理，不断地提升设计水平和设计质量。
但是一些设计单位，由于设计人员责任心不强或者设计能力相对较低，会导致设计内容过于单一化，因此结合热力站设计实现的基本情况，首先应结合热力站的具体情况，探讨其常见的问题和设计中存在的不足，并针对性的提出相关改进措施，期望能够给同领域技术人员提供一定理论参考。
关键词：热力站；自动化控制系统；设计；实现0引言热力站系统拥有复杂的管道线路，具有用户基数庞大，分布区域广等特点。
供热系统以来煤炭资源、电力资源，如何充分利用有限的资源发挥稳定、可靠的供热效果，达到节能减排的目标成为人们关注的话题。
1热力站热力系统简介为改进热力站热力系统设备，相应技术人员采用技术成熟、运行可靠的换热机组作为热系统的主要设备。
该热系统的主要结构为：一板式换热器安装在一体化底盘上，两台热网循环水泵，一常一备用，一备用，一电控，一调节阀。
此外，应安装相应的链接管道；最后，在电气控制柜内安装一台热网循环水泵和补水泵变流器，相互切换操作。
如图1所示：图1热力系统构成示意图众所周知，水是热能的载体，因此，在该系统中，水的主要运行过程是：将水从热源厂输送到热站，经过热站加热后输送给用户。
在这个过程中，一次和二次热值相等，不考虑热损害。
在室外温度变化的情况下，热量也不同。
热站自动控制系统的目的是自动调节供热率根据用户的需求，提供更加人性化的服务。
根据以上分析，调整措施包括：改变一次网流量、换热面积和二次网流量，使以加强对热站主、二次热网流量的控制。
2热力站自动化控制系统的实现控制系统结构包含了仪表模式、变频器、PLC以及人机界面等部分。
在这些结构中，人机界面是利用触摸屏与PLC之间的连接，通过触摸屏上的按钮对相关参数进行设置，对PID参数进行变更；对变频器、补水泵、循环泵、调节阀以及换热器等进行实时监测，呈现出压力信号与现场的温度；此外，内部设定的报警的极限值能够对光、声等进行报警，进而对整个工作进行控制、调节。
《热力过程自动化》教案
《热力过程自动化》绪论一、热力过程自动化的重要意义1．电能无法存储，要求连续调整和操作以适应外界负荷的变化。
2．机组容量增大，监视和操作项目迅速增加，人力无法完成，热力过程的操作与控制必须实现自动化。
例：300MW机组，监视项目950—1050个，操作项目400个。
二、现代电厂热力过程自动化的概况和发展趋势概况：电子管型—晶体管型—集成电路组装型—计算机控制。
例如：DDZ-Ⅰ型、DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型、QDZ-Ⅱ型组合仪表、巡回检测仪、数字仪表、组装仪表、分散控制系统（DCS）我国自动化仪表发展趋势:小型化、系列化、通用化、智能化及标准化三、热力过程自动化的组成1．热工检测例如：t、p、Δp、D、H、O2等参数的检测2．自动调节CCS系统，锅炉给水、汽温、燃烧自动调节，汽轮机DEH系统、除氧器压力、水位自动调节，凝汽器水位自动调节等。
3．远方操作（遥控）即手动远方操作，是自动调节的后备手段。
4．热工信号和热机保护运行异常或参数越限发出：灯光、音响、语音信号；如：AN－3100报警器参数偏离极限值：保护装置动作。
如：FSSS、TSI、OPC5．计算机集散控制系统DCS系统：DAS、CCS、SCS、FSSS、DEH、ATC、ETS、ECS、RB。
特点：信息集中，控制分散。
四、热工控制盘和控制台集控室：控制盘、控制台、DEH站、锅炉汽轮机DCS站、FSSS站、ECS 站等。
电力工业是技术密集型企业，生产过程复杂多变。
要求运行值班员：严密监视、冷静分析、准确判断、合理操作。
第一章 热工测量的基本知识§1－1热工测量系统的组成一、热工测量的目的及意义 目的：1．反映被测参数值，以便监视运行工况。
2．为自动调节设备提供测量信号，并监视其运行。
3．为经济核算提供数据，以寻求经济合理的运行方式。
4．记录、打印异常数据，为分析事故原因提供依据。
意义：为保证机组的安全、经济运行提供可靠、快速、准确的基本测量数据，是实现自动化的基石。
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二、 给水流量的调节方式
图7-4 蒸汽流量D扰动下水位变化的阶跃响应曲线
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二、 给水流量的调节方式
但从能量守恒看，先假定当锅炉蒸发量突然 增加时，燃料量能及时跟上，由于燃烧强度增加， 锅炉的蒸发强度增强，汽水混合物中的汽泡数量 增加，水容积也迅速增大，使得汽水混合物体积 膨胀，水位升高。
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二、 给水流量的调节方式
实际上，改变汽轮机的用汽量引起的蒸汽 流量的阶跃扰动，必定引起汽压的变化，汽压 变化也会影响到水面下汽泡的体积变化，所以 实际的虚假水位现象会更严重些。
虚假水位的变化幅值与锅炉负荷的大小有关， 根据100—230 t/h中高压锅炉的资料，当负荷阶 跃扰动10%时，虚假水位的变化幅值可达3040mm。可见，虚假水位的幅值是相当大的。
本节 内 容 给水自动调节的任务和调节对象特性 给水流量的调节方式 给水调节系统的方案
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一、给水自动调节的任务
给水自动调节系统的任务主要包括 两个方面：
一是使给水量适应锅炉的蒸发量，维 持汽包水位在规定的范围之内波动；
二是保持给水量的稳定。
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一、给水自动调节的任务
使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包 水位在规定的范围之内波动 。
汽包水位的高低反映了给水量和蒸发量之间 的物料平衡关系。汽包锅炉正常水位一般规 定在汽包中心线以下100—200mm处，允许 波动范围为±50mm。汽包水位的高低直接 影响锅炉的安全运行和蒸汽的品质。
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一、给水自动调节的任务
水位过高，会影响汽水分离装置的正常工作， 严重时导致蒸汽带水量增加，使过热器管壁 和汽轮机喷嘴、叶片结垢，甚至造成汽轮机 发生水冲击而损坏叶轮；
（3）以汽包水位为主调节信号，蒸汽流量 和给水流量为补充信号的给水自动调节系统，
称为三冲量给水自动调节系统。
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一、给水自动调节的任务
汽包锅炉给水自动调节系统，根据 使用厂家的要求和条件，可以选用电动 仪表、气动仪表，也可以选用组装仪表 或锅炉自控仪。
随着科学技术的发展，计算机控制 技术在汽包锅炉自动控制中的应用越来 越多。
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二、 给水流量的调节方式
因此，水位随汽泡体积的增大而上升，只 有当汽泡容积与负荷适应而不再变化时，水位 的变化就仅由物料的平衡关系来决定，这时水 位就随负荷的增大而下降，呈现无自平衡特性。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、 给水流量的调节方式
图7-5 汽包水位的动态特性
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二、 给水流量的调节方式
其输出信号去调节给水流量，其中汽包 水位是被调量，所以水位信号称为主信号。
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三、给水自动调节系统的方案
图7-6 单级三冲量给水系统
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三、给水自动调节系统的方案
（2）调节对象的静态特性
给水调节系统的静态特性是被调量H与锅 炉负荷D的静态关系。
对于单信号水位调节系统，只要采用比例 积分调节器，不管负荷如何变化，静态时的水 位H将始终等于其给定值，即被调入量没有静 态偏差，但当调节器接受多个输入信号时，H 和D之间关系就不这样简单了。
另一方面使温度较低的给水进入省煤器、 汽包及水循环系统，吸收了原有饱和水中的 一部分热量，致使水面下汽泡体积减小。
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二、 给水流量的调节方式
图7-2 给水流量扰动下的水位阶跃响应曲线
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二、 给水流量的调节方式
(1)图中曲线1为不考虑 水面下汽泡容积变 化，仅考虑物料不平衡时的水位反应曲线。由 于给水压力很高，汽包水位变化对给水流量的 自平衡作用可以忽略不计，所以反应曲线1可 以认为是无自平衡能力积分环节的特性。
蒸汽流量扰动下，汽包水位的动态特性可用图75方框图来表示，其传递函数为:
K (S) H (S)
2
G HD
D(S) 1 S S
T2
式中 T2—H2变化的时间常数；K2—H2变化的传 递函数；ε—H2的响应速度。
上面所讨论的蒸汽流量扰动下的水位调节对 象的动态特性，只是从蒸发强度变化对汽泡容 积的影响方面定性的说明水位变化的特点。
通过上面对水位调节对象在给水流量扰动 下的阶跃响应曲线分析，可以把水位调节对象 以方框图7-3（a）表示，即把对象看成为是一 个积分环节和一个惯性环节的并联。经过变换 也可把它看作为积分环节和惯性环节的串联如 图7-3（b）所示。
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二、 给水流量的调节方式
(a)积分环节和惯性环节并联 (b) 积分环节和惯性环节串联 图7-3 给水流量扰动时水位调节对象方框图
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三、给水自动调节系统的方案
现代电站锅炉水位调节对象动态特性的 特点，决定了采用单回路反馈系统不能满足生 产对调节品质的要求，所以电站汽包锅炉的给 水调节普遍采用三冲给水自动调节方案，如图
7-6所示。
1、单级三冲量给水调节系统
（1）系统的组成
图7-6为常用的单级三冲量给水调节系统示 意。给水调节器接受汽包水位H，蒸汽流量D 和给水流量W三个信号。
根据锅炉的容量、负荷变化的快慢以及调节 精度的要求，汽包水位调节系统可分为：
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一、给水自动调节的任务
（1）以汽包水位为唯一调节信号的给水自 动调节系统，称为单冲量给水自动调节系统； 调节 ；
（2）以汽包水位为主调节信号，蒸汽流量 为补充信号的给水自动调节系统，称为双冲量 给水自动调节系统；
给水流量信号是反馈信号，它是为稳定给 水流量而引入调节系统的，所以定为“-”号 （极性）。
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三、给水自动调节系统的方案
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二、 给水流量的调节方式
因此,给水流量扰动下的汽包水位的 动态特性可用传递函数表示为：
G (S) H (S)
HW
W (S) S 1 S S(1 S)
式中τ—迟延时间(S) ε—给水流量改变一个单位流量时,水位变化的响应速度[mm·S1/(t·h-1) ]。 τ和ε可由水位响应曲线上求得。
实际上水位变化曲线H如图7-4所示， 它是曲线H1和H2的合成。
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二、 给水流量的调节方式
由图中可以看出，当锅炉蒸汽负荷变化时， 汽包水位的变化具有特殊的形式：
a. 在负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量 小于蒸发流量，但开始阶段的水位不仅不下 降，反而迅速上升，过一段时间后再下降。
b. 反之，锅炉负荷下降时，水位反而先下降。 这种现象称为“虚假水位”现象。这是因为 在负荷变化的初始阶段，水面下汽泡的体积 变化很快，它对水位变化起着主要影响作用 的缘故。
水位过低，则破坏了正常水循环，以致烧坏 某些受热面，影响锅炉寿命，严重时会造成爆 炸事故，危及人身和设备的安全。
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一、给水自动调节的任务
所以，及时调整给水流量，维持给水 流量与蒸汽流量间的平衡关系，以适应 负荷变化的要求，实现汽包锅炉水位自 动调节十分必要。
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一、给水自动调节的任务
也就是说，当给水流量改变后水位并不立 即变化。动态特性参数τ和ε的数值将用来说 明水位响应迟延时间的长短和响应速度的快慢。
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二、 给水流量的调节方式
2、蒸汽流量扰动下水位对象的动态特性
在蒸汽流量D扰动下水位变化的阶跃 响应曲线如图7-4所示。
当蒸汽流量突然阶跃增加时，此时锅 炉蒸发量大于给水量，只从物料守恒考虑， 由于汽包水位对象是无自平衡能力的，这 时水位应按积分规律下降，如图中H1曲线 所示。
引起水位变化的扰动因素很多，但主要扰动是给水流 量和蒸汽流量的阶跃变化。调节器就是依据水位信号、 蒸汽流量和给水流量的信号来进行调节的。
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一、给水自动调节的任务
引起水位变化的扰动因素很多，但主要扰动 是给水流量和蒸汽流量的阶跃变化。调节器 就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的 信号来进行调节的。
如果负荷变化时，燃料量来不及增加，由于 蒸汽量的增加，使汽包内的汽压下降，相应地降 低了汽水混合物的饱和温度，汽化加快，同样使 汽水混合物体积膨胀，水位升高。所以不管燃烧 强度是否增加，都会使水面下汽泡容积增大导致 水位上升.
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二、 给水流量的调节方式
因蒸发强度的增加是有一定限度的， 当蒸发量满足负荷要求后，汽包压力不 再变化，容积增大速度减慢而达到稳定， 故汽泡容积的增大而引起的水位变化可 用惯性环节特性来描述，如图中曲线H2 所示。
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二、 给水流量的调节方式
目前，给水流量的调节方式主要有两种： 一种是依靠改变调节阀门开度来改变给水量的 节流调节方式，另一种是依靠改变给水泵的转 速来改变给水量的变速调节方式。
以往，由于受到变速水泵制造技术的限制， 锅炉大都采用定速水泵供水。锅炉给水量改变 是依靠改变调节阀门的开度来实现的，称为给 水流量的节流调节方式，其系统示意图和节流 调节原理图如图7-1所示：
(2)曲线3是不考虑物料不平衡关系，只考虑 给水流量变化时水面下汽泡体积变化所引起的 水位变化。给水流量增加时，汽泡体积收缩， 水位逐渐下降，直到汽泡体积不再变化，所以 曲线3可以看作为是惯性环节的特性。
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二、 给水流量的调节方式
在给水流量扰动下，实际的水位变化曲线2 可以认为是曲线1和3的合成。
为了讨论多信号时调节系统的静态特性 首先应确定送入调节器的各信号极性。图7-7 为单极三冲量给水调节系统，图中示出了极性 及其输入信号。