火电燃烧控制系统设计
DCS控制系统设计案例分析
实例2：
评判标准
实例3：
评判标准
实例4：
评判标准
实例5：
评判标准
测试8：20分
8）验证控制参数的整定能力，20分
将自动投入，改变控制定值置-80Pa，查看系统是否在45秒内能够控制0Pa～160Pa之间，得10分。
将 自 动 投 入 ， 改 变 控 制 定 值 置 - 8 0 Pa， 查 看 系 统 是 否 在 3 0 min 内 能 够 控 制 30Pa～-1300Pa之间，得20分。
实例1：
题目：
某600MW发电机组的锅炉是亚临界中间一次再热控制循环汽包炉，锅 炉采用平衡通风的方式。配备两台轴流式引风机，通过调节可调动叶 来控制锅炉的炉膛负压，控制策略采用负压偏差PI调节加送风指令做 前馈信号的单回路配前馈的控制模式。在某次机组期间，决定配套实 施脱硫工程（FGD），系统配置一台轴流式增压风机用来克服烟气流经 FGD系统的压力损失。通过调节增压风机动叶的开度，将增压风机入口 处的烟气静压控制在一定值（-180Pa），增压风机动叶自动控制策略 采用控制偏差PI调节加总风量做前馈信号的单回路配前馈的控制模式; 当引风机跳闸触发RB时，为确保系统的稳定，增压风机动叶自动控制 应设计相应的超弛逻辑，并撤出自动，投手动控制。请根据题意的要 求，设计增压风机动叶自动控制逻辑，并根据系统特性，整定相关控 制参数，使其控制性能能够满足控制要求。
PT0002 炉膛负压3：PT0003 相关开关量信号清单： 引风机RB触发ZS1001 叶开度信号坏质量：ZS1000 烟气静压1信号坏质量：ZS1002 烟气静压2信号坏质量：ZS1003 烟气静压3信号坏质量：ZS1004 引风机A电流信号坏质量：ZS1005 引风机B电流信号坏质量：ZS1006
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化近年来，随着能源需求的增加，火电厂作为传统能源的主要供应者，其运行效率和能源消耗问题也越来越引起人们的重视。
然而，火电厂锅炉燃烧控制系统作为影响火电厂运行效率和能源消耗的关键因素，其控制精度和稳定性问题也一直是值得关注和解决的难题。
本文将着重讨论基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化问题。
一、 PID控制的基本原理PID控制是一种通过比较设定值和实际值来调节输出变量，以达到控制误差最小、调节时间最短、稳定性最好的控制方式。
PID的全称是“Proportional-Integral-Derivative”，即比例、积分和微分控制。
PID控制器通过对系统误差的反馈控制作用，可以实现对系统稳态误差、系统瞬时响应和稳定性的控制。
比例控制通过反馈控制器输出信号的幅值和误差信号的幅值成比例的关系，来控制系统的稳定性和响应速度；积分控制通过去除系统误差的恒定偏置，来控制系统稳态误差；微分控制通过提高系统对瞬时干扰的抵抗力，来控制系统的瞬时响应。
PID控制器将上述三种控制模式集成在一个系统中，可以根据具体的参数进行调整。
</p>二、火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求火电厂锅炉燃烧控制系统作为现代火电厂的关键装置，其设计和优化一旦失误，将直接影响火电厂运行的效率和成本。
因此，我们需要对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求进行了解和掌握：1. 温度控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部温度的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
2. 水位控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部水位的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
3. 火焰控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部火焰的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
以上基本要求也是PID控制在设计和优化火电厂锅炉燃烧控制系统所要考虑的因素。
三、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用针对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求，PID控制器可以实现如下的应用：1.温度控制：PID控制器可以通过对锅炉内部传感器信号的反馈，实现锅炉内部温度的控制。
火电厂燃煤锅炉温度控制系统
火电厂锅炉温度控制系统锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故。
采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变量设计火电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在-5 C范围内。
工程控制是工业自动化的重要分支。
几十年来，工业过程控制获得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。
生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等，或者说生产过程表现为物流过变化的过程，伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息。
生产过程的总目标，应该是在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径，将原物料加工成预期的合格产品。
为了打到目标，必须对生产过程进行监视和控制。
因此，过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上，应用理论对系统进行分析与综合，以生产过程中物流变化信息量作为被控量，选用适宜的技术手段。
实现生产过程的控制目标。
生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。
(1)安全性在整个生产过程中，确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。
在过程控制系统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。
另外，在线故障预测与诊断、容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。
(2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。
变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。
在外部干扰下，过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小，以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。
(3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上，低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。
为了打到这个目标，不进需要对过程控制系统进行优化设计，还需要管控一体化，即一经济效益为目标的整体优化。
火电厂电气自动化控制系统设计
第17期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.17September,2023作者简介:杨耿涛(1994 ),男,河北隆尧人,助理工程师,本科;研究方向:火电运行㊂火电厂电气自动化控制系统设计杨耿涛(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台045000)摘要:文章依据火电厂运行需求,提出了一种火电厂电气自动化控制系统设计方案㊂系统以DCS 系统为基础,构建了检测保护层㊁通信管理层与上位机系统3个硬件层面的保护层级,并在单神经网络基础上进行了PID 智能控制模块设计㊂在系统功能实现上,文章提出了数据库系统㊁监控系统和应用PID 控制器的控制策略设计内容,并最终确定了火电厂控制策略的最佳应用流程,从而实现了对火电厂电气设备的智慧化控制管理,满足了系统自动化控制管理要求㊂关键词:火电厂;电气自动化;单神经网络;设计流程中图分类号:TM621;TP39㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国虽然大力发展绿色电力,但是仍然高度依赖火力发电的发电方式㊂2022年我国火力发电装机量仍然超过了50%,火力发电量占比虽有降低,但是仍然维持在70%以上㊂面对 双碳 目标的提出,火电行业如何推进火电产业转型升级,已经成为整个行业的重点关注话题[1]㊂鉴于此,火电厂采用自动化控制技术提高设备运行效率㊁降低能源消耗,普及与应用电气自动化控制系统已经成为促进火电产业整体良性发展的关键举措㊂1㊀需求分析㊀㊀目前,火电厂的分散控制系统(DSC 系统)主要侧重于汽机锅炉,而忽略了对电气系统的运行监控,且对电气系统运行控制的要求在已有DSC 系统中难以完全得到满足,通过硬接线将电气系统直接与DSC 相连,无法充分发挥出电气系统智能终端装置的测量㊁监控与通信作用,使得基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低[2]㊂鉴于此,火电厂需要采用分层分布式控制结构进行电气自动化控制系统设计,并采用PID 智能控制器模块实现对电气系统的智能化控制,充分发挥火电厂电气自动化控制系统的优势㊂2㊀火电厂电气自动化控制方案设计2.1㊀总体架构设计㊀㊀本文选用DCS 系统作为系统主站,形成以DCS系统为控制核心的电气自动化控制系统,总体架构如图1所示㊂PLC 与远程输入/输出设备利用远端控制模块实现通信,通过现场总线进行数据交换,PLC 根据远程站对地址设置的要求对远程分站进行地址设置,用于区分从站㊂DCS 系统可直接参与从站数据通信,且不会加剧编程工作量㊂系统中,DCS 系统为总站,远程分站有3个,分别为中间站㊁远程中心站与燃料仓站[3]㊂图1㊀总体架构现场总线为开放全数字化的㊁双向多站的计算机网络,利用该网络将智能终端设备㊁PLC 与现场设备相连,主要采用数字信号的传输模式,不同节点可以共用同一条物理传输介质㊂智能终端设备集成了CPU㊁存储器㊁A /D 转换器与I /O 回路,具体包括中压系统保护测控装置㊁低压系统自动保护装置等,通过智能终端设备进行电气设备运行数据的采集㊁处理与集中控制,将相关信息以数据信号的形式上传至DCS 等控制层,并接受来自控制层的控制指令[4]㊂2.2㊀系统功能层㊀㊀整个系统包括3个功能层,具体如下: (1)监测保护层㊂监测保护层由电气系统保护与自动装置构成,具体包括智能终端设备㊁发变组保护㊁自动励磁装置(AVR)㊁自动同步系统(ASS)等㊂所有保护装置的保护功能具有独立性,通过现场总线将各类设备直接与通信管理层相连,从而实现对这些设备的分散监测与控制㊂(2)通信管理层㊂通信管理层为现场总线,负责接收DCS对监测保护层下达的各项控制指令,以及后台工作站下达的修改定值指令等,并将接收到的指令分发至目标装置㊂同时,通信管理层还需要负责接收不同监测保护装置上传的电气设备运行信息,并反馈至DCS系统与后台工作站㊂通信管理层与DCS系统㊁后台工作站之间的连接采用以太网,通常需要配置通信管理单元,需要提供12个通信接口㊂(3)上位机系统㊂上位机系统包括DCS系统与后台工作站,DCS 系统为核心控制系统,后台工作站主要负责电气设备定值修改㊁管理维护等指令的下达工作㊂2.3㊀基于单神经网络的PID智能控制器模块㊀㊀为了提高系统的智能控制水平,系统在智能终端设备中加入了PID智能控制器模块㊂该模块采用单神经网络的PID智能控制器,有利于提高对电气设备控制的自我学习能力,提升电气设备控制的自适应性,具体结构如图2所示㊂转换器在输入过程中,通过对电气设备运行参数的分析,进一步优化电气设备的被控制过程,改善PID控制水平,以s(r)的设置为例,经过转换器的转换后,直接输出为状态数,其中,Y1(r)与ϕ(r)相同,在此基础上可求解出Y2(r),即ϕ(r)-ϕ(r-1),同理也可以求解出Y3(r)=ϕ(r)-ϕ(r-1)-ϕ(r-2)㊂S 为性能指标,R为神经元比例系数,神经元通过关联检索生成衍生信号H p㊁H i㊁H d,并通过路径优化混合控制策略进行调节,实现对电气设备的自动化控制目标㊂3㊀系统功能实现3.1㊀数据库系统的实现㊀㊀火电厂电气自动化控制系统中的数据库系统通图2㊀PID智能控制器过JdbcOdbc桥接方式实现系统功能,预先将数据库系统与本地Oracle数据库相连,其实现方式为数据源,实现在本地直接对数据库的调用功能㊂完成数据库连接后,系统界面设计中应明确数据库系统功能在火电厂电气自动化控制中的应用方向与管理需求,数据库系统运行管理涉及工作空间㊁台账管理㊁定期工作数据查询和状态管理等多项内容㊂因此,系统界面设计应包含功能定制㊁模型定制㊁角色管理与系统功能设定等内容㊂系统应用时,管理人员可通过导航栏电机相应的功能按钮实现相应的操作指令,如添加工作任务时,可通过数据库系统界面的台账管理㊁电气MIS报表㊁添加记录等模块完成㊂完成系统数据添加后,根据火电厂电气管理工作需要,管理人员可通过选择数据进行修改,但修改功能仅限于部分高等级权限人员,以保证系统数据信息安全㊂数据库系统实现中,管理人员首先需要在数据库建立类模型,类添加属性与字段进行一一对应,通过字段类型确定相应的精度与长度,从而编辑Web中类的属性,包括精度㊁长度㊁种类㊁名称㊁位置㊁项目与人员时间等,从而实现对属性的查看与修改,完成模型构建㊂3.2㊀监控系统的实现㊀㊀(1)电源切换㊂该功能模块可确保火电厂机组的安全运行,可以为机组运行提供备用电源,以保证在异常情况下能够迅速实现电源切换㊂火电厂电气自动化控制中所使用的电母线有工作分支与备用分支两种,工作分支在日常运行状态下接入系统,另外一条线路始终处于备用状态,当出现运行线路异常情况时,监控系统则会立即接入备用电源,从而实现备用线路的稳定供电,保障系统母线供电的稳定性㊂火电厂监控系统运行时有两条供电途径,其中备用电源处于断开状态,运行中两条线路相互备用,通过系统监测开关操作异常情况㊁断路器情况与接线方式进行电源切换操作㊂(2)低压电源切换㊂低压电源系统会根据系统逻辑指令进行自动切换,在低压电源切换中对汽机断路器和合跳闸逻辑指令如表1所示㊂表1㊀汽机断路器合跳闸逻辑指令内容逻辑指令信号名称状态允许合闸条件逻辑断路器分闸位置真断路器远方控制真无断路器控制电源消失非无断路器故障非PC1A段母线PT控制回路断线非PC1A段母线PT直流电源消失非PC1A段母线PT低电压动作非PC1A段母线PT熔断器熔断非侧断路器合闸状态非允许跳闸条件逻辑断路器远方控制真断路器合闸位置真㊀㊀(3)高低压用电控制原理㊂火电厂高低压用电控制均采用远程分合闸控制与就地手动分合闸控制相结合的方式,但高压控制的电气回路转换采用CK转换开关,而低压电气回路转换则采用LK转换开关㊂3.3㊀控制策略设计㊀㊀火电厂电气自动化控制中,设定PID控制器包含3个整定变量H p㊁H i㊁H d,且3个变量均存在5个有效数位㊂之后,将3个参数值抽象化于平面坐标中,并绘制出等间距和等长度的15条垂直x轴的线段,分别为A1,A2,...,A15㊂将所有线段进行九等分,从每条垂直线段上获取相应的10个节点,以此描述线段的数位值㊂此时,平面坐标系中存在15ˑ10个节点,将平面中的节点设定为a(x j,y j,i),其中x j为线段A j 的衡坐标,y j,i为A j上节点i的纵坐标,其数值和节点的纵坐标值相对应㊂在蚁群算法中从坐标原点O出发,其爬行路线可描述为:B={O,a(x1,y1,i),a(x2,y2,i),...,a(x j,y j,i)}在火电厂电气自动化控制中,按照如下流程实现有效控制㊂步骤1:依据参数整定方法(Z-N法),运算PID 参数为H p,s-M㊁H i,s-M㊁H d,s-M㊂步骤2:蚁群种群数目为n,存在15个用于保存途经节点的纵坐标和路径属性信息㊂步骤3:运用混合算法进行参数初始化㊂步骤4:设定变量j的初始值为1,当参数p<p0则计算蚂蚁在线段A j中各个节点转移的概率Q h ji(t),反之,使用赌轮选取方法确定后续节点,并记录数值㊂其计算方法如下:Q h ji(t)=[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2ðhɪallowed h[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2,iɪallowed h0,elseìîíïïïï式中,allowed h为h下一步可选取的节点; [Ψji(t)]1为描述信息素轨迹强度重要性;[ϑji(t)]2为描述能见度因素的重要性㊂步骤5:当所有蚂蚁走完一个节点后进行局部刷新㊂步骤6:设定j=j+1,若jɤ15,则返回步骤3,反之继续㊂步骤7:根据蚂蚁爬过路径,运算分析此路径所对应的PID参数H h p㊁H h i㊁H h d,通过仿真计算,获取火电厂电气自动控制系统性能指标S h z㊁稳态误差d h和超调量e h,计算其所对应的目标函数㊂步骤8:刷新全部信息素,并自适应调整全体信息发挥系数,刷新方式如下所示:Ψjiѳ(1-∂)㊃Ψji+∂㊃ΔΨji步骤9:运用单点交叉策略实施杂交,衍生出新的个体㊂步骤10:通过基本位变异方法再次计算每个参数值㊂步骤11:若控制策略中全部蚁群没有收敛至相同路径,则需再次将所有蚂蚁放置于起点位置并跳至步骤4㊂反之停止运算,输出最佳路径与相应参数㊂4 结语㊀㊀火电厂电气自动化控制系统的构建仍然以采用DCS系统作为首选,该系统在工业自动化控制方面具有其他控制系统难以比拟的应用优势,在现场总线技术出现以后,DSC系统在火电厂电气自动化控制方面的应用也可以得到进一步发展,以现场总线实现DSC 系统同智能终端设备的连接,可以有效解决基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低的问题,并通过智能终端设备的优化,可以实现对电气设备的智慧化控制,真正发挥出火电厂电气自动化控制系统的控制作用㊂参考文献[1]刘放.探究大型火电厂电气自动化控制技术[J].电气技术与经济,2023(3):84-87.[2]吴燕峰.智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究[J].设备监理,2023(2):1-3,8. [3]田野.大型火电厂电气自动化控制技术研究[J].现代工业经济和信息化,2021(10):135-136,139. [4]乔建平,杨志荣,郭芬.解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用[J].中国新技术新产品,2020 (9):43-44.(编辑㊀李春燕)Design of electrical automation control system for thermal power plantsYang GengtaoHebei Xingtai Power Generation Co. Ltd. Xingtai045000 ChinaAbstract This article proposes a design scheme for the electrical automation control system of thermal power plants based on their operational requirements.The system construction is still based on the DCS system with three hardware level protection layers detection protection layer communication management layer and upper computer system.PID intelligent control module design is also carried out on the basis of a single neural network.In terms of system function implementation the design content of control strategies for database systems monitoring systems and application PID controllers was proposed and the optimal application process of control strategies for thermal power plants was ultimately determined thus achieving intelligent control and management of electrical equipment in thermal power plants and meeting the requirements of system automation control management.Key words thermal power plant electrical automation single neural network design process。
火电厂锅炉自动化控制系统设计
火电厂锅炉自动化控制系统设计火电厂锅炉是电力发电的核心设备，其重要性不言而喻。
自动化控制系统是保证锅炉正常运行和安全稳定的关键。
本文将一步步介绍火电厂锅炉自动化控制系统的设计过程。
一、控制目标及原理选型在设计火电厂锅炉自动化控制系统时，首先需要确定控制目标和原理选型。
常见的控制目标有以下几种：1.温度控制：对于锅炉来说，温度控制是非常重要的一个控制目标。
通过控制来保证锅炉内部温度在一定范围内，避免高温烧毁设备或者低温影响发电效率。
2.压力控制：锅炉内部压力高低控制也是控制目标之一。
通过控制压力来实现热水流动速度和水蒸气压力的平衡。
3.流量控制：锅炉内部热水流速控制也是一个非常重要的控制目标。
4.阀门控制：对于火电厂锅炉来说，阀门控制是一个比较重要的控制策略。
通过控制阀门开合，可以实现流量调控和压力平衡等。
在选择控制原理时，需要考虑控制系统的响应速度，稳态精度，以及设备成本。
常见的控制原理有PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
二、运行状态识别在设计火电厂锅炉自动化控制系统时，需要考虑锅炉的各种运行状态，对不同的运行状态进行识别和分类，以便针对不同状态采取不同的控制策略。
常见的运行状态分类有以下几种：1.启动状态：在锅炉启动阶段，需要通过控制热水流入速度和阀门开合来调节内部的压力和温度；2.稳态状态：当锅炉运行稳定时，需要通过控制温度、压力和流量等参数来保证锅炉的正常运行；3.冷却状态：当锅炉停止运行时，需要关掉热水流入阀门，开始进行冷却。
针对不同的运行状态，需要设计不同的控制模型和控制参数。
三、系统架构设计在确定好控制目标和运行状态识别后，需要进行系统架构设计，包括控制系统的硬件和软件两个方面。
1.硬件设计：硬件设计主要包括传感器、执行器、控制器等方面。
对于火电厂锅炉自动化控制系统，传感器主要用于测量锅炉内部的温度、压力、流量等参数；执行器主要用于控制阀门的开合和水泵的开关；控制器主要用于控制系统的数据传输和控制逻辑等。
火电厂自动控制系统
火电厂自动控制系统火电厂控制系统总体分为两部分：第一部分是主控部分，第二部分是副控部分。
下面就这两部分具体内容做个介绍。
一、火电厂主控系统火电厂主控系统是保证火电厂安全、稳定生产的关键，随着控制技术、网络技术、计算机技术和Web技术的飞跃发展，火电厂主控系统的控制水平和工程方案也在不断进步，火电厂的管理信息系统和主控系统的一体化无缝连接必将成为未来火电厂管控系统的发展趋势，传统火电厂的DCS系统也必将向这一趋势靠拢。
火电厂主控系统以控制方式分类可分为：DAS、MCS、SCS、BMS及DEH等系统。
下面分别加以阐述：1.数据采集系统-DAS：火电厂的主控系统中的DAS(数据采集系统)主要是连续采集和处理机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号，并实时监视,保证机组安全可靠地运行。
■ 数据采集：对现场的模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。
■ 信息显示：包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。
■ 事件记录和报表制作/ 打印：包括SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。
■ 历史数据存储和检索■ 设备故障诊断2.模拟量调节系统-MCS系统：■ 机、炉协调控制系统(CCS)● 送风控制，引风控制● 主汽温度控制● 给水控制● 主蒸汽母管压力控制● 除氧器水位控制，除氧器压力控制● 磨煤机入口负压自动调节，磨煤机出口温度自动调节■ 高加水位控制，低加水位控制■ 轴封压力控制■ 凝汽器水位控制■ 消防水泵出口母管压力控制■ 快减压力调节，快减温度调节■ 汽包水位自动调节3.炉膛安全保护监控系统-BMS系统：BMS（炉膛安全保护监控系统）保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全起停、切投，并能在危急情况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料，保证锅炉安全。
包括BCS（燃烧器控制系统）和FSSS（炉膛安全系统）。
■ 锅炉点火前和MFT 后的炉膛吹扫■ 油系统和油层的启停控制■ 制粉系统和煤层的启停控制■ 炉膛火焰监测■ 辅机（一次风机、密封风机、冷却风机、循环泵等）启、停和联锁保护■ 主燃料跳闸（MFT）■ 油燃料跳闸（OFT）■ 机组快速甩负荷（FCB）■ 辅机故障减负荷（RB）■ 机组运行监视和自动报警4.顺序控制系统—SCS：■ 制粉系统顺控■ 锅炉二次风门顺控■ 锅炉定排顺控■ 射水泵顺控■ 给水程控■ 励磁开关■ 整流装置开关■ 发电机灭磁开关■ 发电机感应调压器■ 备用励磁机手动调节励磁■ 发电机组断路器同期回路■ 其他设备起停顺控5.电液调节系统—DEH：该系统完成对汽机的转速调节、功率调节和机炉协调控制。
火力发电厂电气控制系统设计及探讨
火力发电厂电气控制系统设计及探讨摘要：随着中国经济化的不断开展，以及在电源系统和家庭用电领域的持续发展，中国居民的用电需要也在不断扩大，因此火力发电厂的建设规模也日益增多，在现阶段，火力发电厂建设规模已成为我国经济增长的主要驱动力之一。
为进一步适应电力的发展要求，政府有关单位和施工企业都必须加大对电力管理系统的研究，并应用最先进的电力管理系统。
关键词：发电厂；电气控制；设计系统；探讨整个火力发电厂的安全供电和动力装置本身的布设密不可分，为了达到有效提高发电质量、保证发电装置的平稳运转，在进行火力发电厂电气控制系统设计前，对电力装置的选型、布置情况、有关装置的协调等方面都必须加以仔细筛选。
1控制和测量系统由于电气控制系统的不同应用，在控制区域内的工作环境上也有很大的差异。
目前对于火电厂的控制方式，通常分为中央主控制和单元控制两种，而中央控制室和单元控制室的主要分别是中央控制系统，其中单元控制室一般包含了多个网络控制单元。
有一个单独的单元控制部分。
在实际电厂中，主控制式以及单元控制室均需与单机容量相结合。
如果机组容量在300～600MW范围内，则一般选用主控方式。
当单机应用容量大于六百MW时，则通常使用单元控制室模式。
从电气专业的方面考虑，单机单控方法与双机一体的方式各有其各自的利弊。
采取单机单控制模式，系统配置控制更简单，运行与控制的稳定性更高。
在故障处理过程中，无干扰，且操作条件简单易于控制。
然而，由于这两台机器都需要二个控制，因此维修管理并不方便，对操作维护人员的工作强度影响也很大。
因此如果选用了二级控制方式和一种控制方法，则就能够进行统一控制，并合理安排了调试单元，从而能够集中二台计算机的通用设备，也因此减少了对不同情况的故障控制，并增加了布线的方便性。
相对较少的乘务员数量为运行和维修部门提供了便利，而当出现一项故障后，又可能对另一台机产生影响。
因此，二级一控法有着巨大的优势。
在外部条件的前提下，在网络控制室中也可以完全不设网络控制室，将所有的网络单元控制设备都集成到单元控制室，从而减少了操作和维护人员数量，也降低了控制室的建筑面积，从而节约了工程成本。
自动控制在火电厂中的燃烧控制
自动控制在火电厂中的燃烧控制燃烧控制是火电厂运行的关键环节之一，合理的燃烧控制可以保障锅炉的安全、高效运行。
随着科技的进步和自动化技术的应用，自动控制系统在火电厂的燃烧控制中扮演着越来越重要的角色。
本文将以火电厂燃烧控制为背景，介绍自动控制在火电厂中的应用及其优势。
一、自动控制系统的构成火电厂燃烧控制的自动控制系统主要包括传感器、执行机构、控制器和监控系统等组成部分。
1. 传感器：传感器是自动控制系统中的输入设备，用于感知燃烧过程中的关键参数，如燃烧温度、压力、燃料流量等。
传感器将这些参数转化为电信号，以供控制器进行处理和判断。
2. 执行机构：执行机构是自动控制系统中的输出设备，用于根据控制器的指令对燃料供给、空气调节等进行控制。
执行机构包括阀门、调节器等，通过改变燃料和空气的流量，实现燃烧的自动调节。
3. 控制器：控制器是自动控制系统中的核心部分，负责接收传感器信号、分析处理数据，并根据设定的控制策略产生相应的控制指令。
控制器可以采用模拟控制或数字控制，根据具体情况选择合适的控制算法，从而实现对燃烧过程的精确控制。
4. 监控系统：监控系统是自动控制系统中的重要组成部分，用于实时监测和记录燃烧过程中的各项参数，并将其显示到操作界面上。
监控系统可以提供火电厂运行状态的实时反馈，便于运行人员及时了解燃烧过程的情况，及时调整控制策略。
二、自动控制系统的优势相比手动控制，自动控制系统在火电厂的燃烧控制中具有以下优势：1. 精确性：自动控制系统可以根据丰富的传感器数据和精确的控制算法，实时调整燃烧参数，确保燃烧过程处于最佳状态。
相比人工操作，自动控制系统的精确性更高，可以更好地满足锅炉的燃烧需求。
2. 稳定性：自动控制系统能够实时对燃烧过程进行监测和调节，根据实际情况调整燃料供给和空气调节，保持燃烧负荷的平稳运行。
采用自动控制系统可以有效地减少燃烧波动，提高火电厂的稳定性和可靠性。
3. 安全性：火电厂的燃烧过程涉及到高温、高压等危险因素，采用自动控制系统可以避免操作人员直接接触到危险环境，减少操作风险。
火电厂常规的自动控制系统介绍 课程设计
HANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 课程设计（论文）题目：火电厂常规的自动控制系统介绍学生姓名：钟雨珂学号：2012550102256班级: 1202班专业：热能动力设备与应用指导教师：刘可可2014 年5 月火电厂常规的自动控制系统介绍学生姓名：钟雨珂学号：2012550102256班级：1202班所在系部: 冶金材料系指导教师：刘可可完成日期: 2014年5月16日火电厂常规的自动控制系统介绍摘要由于计算机技术的飞速发展和火电厂为安全可靠发电的技术要求，在国家的产业政策的积极推动下，通过多层次的组织试点和技术推广应用工作，自动控制系统在我国火电厂的工作中已获得大规模的应用。
本课题对火电厂自动控制系统层次结构进行了分析，并对自动化技术的应用与发展进行了简要探讨。
关键词：火电厂；自动控制系统；层次结构；自动化技术的应用AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE CONVENTIONAL IN POWER PIANTS IS INTRODUCEDABSTRACTDue to the rapid development of computer technology and technical requirements for safe and reliable electricity, thermal power plants under the national industrial policy to actively promote, through multi-level organization pilot work and technology popularization and application, automatic control system in thermal power plants in our country has obtained large-scale application. This topic hierarchy of coal-fired power plant automatic control system are analyzed, and the application and development of automation technology has carried on the brief discussion.Key words: Coal-fired power plants；Automatic control system；Hierarchical structure；The application of automation technology目录1 绪论 (1)1.1 电厂自动化的研究背景和目的 (1)1.2 电厂自动化的研究现状和发展 (2)1.3 自动化研究方法 .................................................................... 错误！未定义书签。
300MW火电机组协调控制系统的设计说明
目录1．选题背景 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计任务 (1)2．方案论证 (1)2.1 协调控制系统的功能 (1)2.2 单元机组的运行方式 (2)2.2.1 定压运行方式 (2)2.2.2 滑压运行方式 (2)2.2.3 联合运行方式 (2)2.3 单元机组负荷控制方式 (3)2.3.1 以锅炉跟随为基础的协调控制方式 (3)2.3.2以汽轮机跟随为基础的协调控制方式 (4)2.3.3 综合型协调控制方式 (5)3．过程论述 (5)3.1负荷指令管理部分 (6)3.1.1负荷指令运算回路 (6)3.1.2负荷指令限制回路 (7)3.1.3 负荷增／减闭锁BLOCK I/D (10)3.1.4 负荷迫升／迫降 RUN UP/DOWP (11)3..2机炉负荷控制部分 (12)3.2.1 锅炉主控制器 (12)3.2.2 汽轮机主控制器 (13)4．结果分析 (14)5．总结 (14)6．心得体会 (14)7．参考文献 (15)1．选题背景1.1 设计背景随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。
大容量机组的汽轮发电机和锅炉都是采用单元制运行方式。
所谓单元制就是由一台汽轮发电机组和一台锅炉所组成的相对独立的系统。
单元制运行方式与以往的母管制运行方式相比，机组的热力系统得到了简化，而且使蒸汽经过中间再热处理成为可能，从而提高了机组的热效率。
单元机组的协调控制系统（Coordinated Control Systen简称CCS）是根据单元机组的负荷控制特点，为解决负荷控制中的外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控制系统。
从广义上讲，这是单元机组的负荷控制系统。
它把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷需求指令和部主要运行参数的偏差要求协调运行，即保证单元机组对外具有较快的功率响应和一定的调频能力，对维持主蒸汽压力偏差在允许围。
1.2 设计任务本设计要求通过运用过程控制的基本概念、基础理论与方法，根据大型火电机组的实际生产，对火电机组的过程控制系统进行分析，设计出原理正确，功能较为全面的300MW火电机组协调控制系统。
控制系统(MCS)
二、协调控制系统的定义 单元机组的协调控制系统(Coordinated Control System，简称CCS)是根据单元机 组的负荷控制特点，为解决负荷控制中的内 外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控 制系统。
协调控制系统是单元机组的负荷控制系统。
协调控制系统把锅炉和汽轮发电机作为一个 整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷 需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协 调运行，既保证单元机组对外具有较快的功 率响应和一定的调频能力，又保证对内维持 主蒸汽压力偏差在允许范围内。
为了调节锅炉和汽轮机以适应机组输出功率 的变化和保持主蒸汽压力稳定，就产生了单 元机组的不同的运行方式。运行方式的管理 是单元机组主控制器的任务。
为了适应不同的机组、不同的运行工况和要 求，单元机组主控制器应当能使机组具备多 种运行方式，并能根据需要选择相应的运行 方式。因此，机组运行方式的管理是必不可 少的。
在机组正常运行工况下，电网调度来的负荷 分配指令(ADS)或机组运行人员设定的负荷 指令，通过负荷变化速率限制器、电网频率 校正(如果机组参与电网调频)最小最大负荷 限制回路，即产生实际负荷要求指令。
如果机组主、辅机发生故障或事故而产生快 速返回(RB)、快速切回(FCB)、迫升(RU)、 迫降(RD)、主燃料跳闸(MFT)等信号时，机 组将自动地切换到手动方式运行，这时实际 负荷要求指令将跟踪锅炉实际负荷指令μB。 2．负荷的增加和减少
机组在不同的运行情况下对负荷变化速率的 限制有不同的要求，为避免负荷变化太快引 起机组故障，LMCC设置了负荷指令变化速 度限制回路，它可根据机组当前变负荷的能 力，对负荷指令的变化速率进行限制。运行 人员通过分散控制系统的人机接口设定负荷 变化速率的限制值。
基于PLC的火电厂输煤控制系统设计
基于PLC的火电厂输煤控制系统设计摘要:火电厂的规模越来越大，规模越大，对输煤控制系统的要求也越来越严格。
本文主要以PLC为基础对火电厂输煤控制系统进行一系列的研究，探讨系统的设计原理和硬件以及软件的设计过程，然后研究出一套可行的控制措施，让输煤系统的运行逐渐往自动化发展，从而让火电厂的工作环境更加安全。
关键词:PLC；火电厂；输煤控制系统引言:随着全球能源需求的不断增长，火电厂作为主要的能源供应方式之一，其规模和技术水平不断提升。
火电厂的生产过程中，输煤系统起着至关重要的作用，它负责将燃料从储煤场输送至锅炉燃烧室，以保证火电厂的正常运行。
然而，传统的输煤系统存在运行效率低、安全隐患大、人工操作繁琐等问题，难以满足现代火电厂的需求。
1 火电厂的输煤系统具有什么作用可编程逻辑控制器（PLC）是一种比较自动化的设备，可以用于许多工厂的生产系统，有一定的抗干扰能力，并且编程的效率也更高。
所以PLC是可以应用在火电厂的输煤控制系统的设计过程中的，这样就可以让整个系统更加自动化，系统运行也会减少劳动力的应用，同时也会让整个系统的生产过程更加安全。
本来以PLC技术为基础进行研究，对输煤控制系统的各个方面进行深入的探讨。
2 系统设计原理的阐述一般情况下，输煤系统主要包括六部分，比如储煤场，输送装置，破碎装置，筛分装置等。
系统的主要任务是将储煤场的煤炭经过一系列的输送、处理和分配，最终将燃料送入锅炉燃烧室进行燃烧。
工厂需要按照实际的规模对系统进行严格的控制，这样才能够选择更合适的PLC型号。
配置足够数量的输入/输出（I/O）模块、通信模块以及其他辅助模块，以实现对整个输煤系统的实时监控和控制。
根据火电厂输煤系统的实际运行情况，选用合适类型的传感器（如温度、压力、流量等）和执行器（如变频器、电机、阀门等）。
要将传感器安装在系统上的特殊部位，这样可以对输煤系统的整个情况进行监测；将执行器安装在输煤设备上，根据PLC发送的控制信号进行相应的操作。
火电厂燃料管理一体化系统功能设计及应用
火电厂燃料管理一体化系统功能设计及应用本文从火电厂燃料管理一体化系统功能的设计及应用方面进行了详细地论述，在燃料管理方面，建立了一套安全，可靠，开放，先进，业务管理科学化、规范化的信息系统，具有很好的推广应用价值。
标签：燃料管理系统功能设计应用本文以火电厂燃料管理一体化系统为研究背景，论述了燃料进厂过衡计量，质量检验，审核校对，自动结算，统计报表管理，煤场、油罐管理，实时指标计算，自动考核，经济活动分析，综合查询等功能，实现企业内部燃料管理的联网运行，通过企业内部与其他系统(财务，生产，计划等)之间的横向集成，建立了一套安全，可靠，开放，先进，业务管理科学化、规范化的燃料管理信息系统；同时针对新建电厂人员少、设备多的特点，加强了控制系统运行管理和跟踪分析的能力，充分发挥了计算机监控技术的优越性。
1 燃料管理一体化系统简介1.1 系统平台及网络现代应用软件系统往往是超大规模的，无论从覆盖的管理范围上，还是包含的各种高新技术上，都是前所未有的。
为了保证应用软件系统开发、应用的成功率，确保系统的功能性、可靠性，必须严格遵循系统工程和软件工程的规则实施应用软件系统的开发；必须尽可能地采用新型开发技术。
1.2 系统功能燃料管理信息系统由计量、化验、托收、调度、统计、计划、查询等子系统构成。
每个子系统都是从最原始的数据录入开始，经过系统的处理加工，得到各种表格、查询结果，并为下一步的处理准备数据。
其中，统计子系统包括计量、化验、综合统计几个主要功能，主要数据由各子系统输入，经网络传送至统计子系统。
输入查询条件，自动生成各种报表。
查询子系统按照权限设置可直接查询各单位来煤的数量、质量及汇总情况，历年、历月来煤的化验值变化情况、质价不符情况、耗煤情况等。
1.3 系统特点系统可维护性强，系统结构性强，系统运行安全可靠。
1.4 本课题的主要任务本课题的主要任务是根据火电厂燃料管理一体化系统的要求，提出具体实施方案，包括硬件的选择和软件开发，并进行现场调试工作。
火电厂电气控制系统的设计和实现
火电厂电气控制系统的设计和实现摘要：火电厂是电力生产的主要方式之一，电气控制系统与火电厂的运行密切相关。
基于此，本文首先介绍了火电厂电气控制系统，分析了电气控制系统的配置，并从火电厂电气控制系统的设计和实现方面展开论述，以供借鉴。
关键词：火电厂；电气控制系统；设计；实现1.火电厂电气控制系统概述1.1火电厂电气控制系统特点火电厂电气控制系统只有基于稳定的电气设备基础之上，才可以保障其安全效能高，因为电气设备具有结构复杂的特征，对此在实践中要加强对过渡信心控制与处理，保障其满足实际的运行需求，这样才可以保障各项工作的有效开展。
1.2火电厂电气控制系统的构成1.2.1硬件设备火电厂电气控制系统是系统随机配置的，通过少量通信以及硬接线燃机一汽机控制系统以及分散控制系统开展工作，这样就可以形成一个完整的控制系统。
1.2.2网络结构在电气的电气控制系统的网络结构中较为重要的就是实时监控网络以及厂级监控信息网络，在实践中可以对生产过程中生成的各种信息数据进行处理与保持。
同时在时间还能中，通信结构可以将厂级的信息监控网络以及机组的控制网络进行系统的链接，可以获得各种实时数据信息，产生双向的数据通信内容。
2.火电厂电气控制系统的配置2.1火电厂电气控制站的配置火电气控制站就是基于单元机组对其进行设置，设置统一的控制室，可以保障电气以及热工合作的电气控制系统，可以加强对模拟量的控制系统、数据采集以及处理系统、顺序控制系统的监督与管理，基于机组单元进行电气控制系统的设置，可以在根本上保障整个电气控制站的稳定、有效应用。
在进行火电厂电气控制站的设置过程中，必须要加强对每两台机组设置的重视，通过公用控制网系统的设置，加强对每个机组状况的有效控制，保障在机组出现故障的时候，不给整个系统产生不良影响；在两个机组中构建完善的公共系统，即便其中一个机组出现故障问题，公共系统也会凸显作用卖包子系统的稳定运行。
另外，机组工作人员是工作整个系统稳定运行的基础，对此在实践中必须要规范要求，合理设置，这样才可以保障整个系统的安全性、稳定性以及有效性。
中小型火电厂分布式控制系统的研究设计
１引 富
电力系 统 要 向用 户提 供 优质 电能 必须 依赖 两 大 自动 控 制 系统 。一个 是 Ａ ｃ 自动 发 电控 制 ）它保 证 电能频率 质量 和 电网交换 有 功功率 偏 差在 允许 范 Ｇ（ ， 围内 ： 另一个 是 Ａ Ｃ（ 自动 电压控 制） 它是 保证 电能电 压质 量所 必 需的 。实 Ｖ ， 施 Ａ Ｃ 可 以提 高 电网 的安全 、优质 、经 济运 行 水平 ， Ｖ， 减轻 运 行 人员 的劳 动 强度 。 大唐 石 门 电厂 电厂有 ４台 ２ ０ Ｗ机 组和 ２台 Ｉ ０ Ｗ机组 。分 布式 控 ｉ Ｍ Ｏ Ｍ 制 系统 （ｅ Ｄ ｓ系统 ） 采用 某公 司 的 Ｅ Ｐ 一 ０ ０系统 。２ ０ Ｍ 机组 Ｉ Ｓ系统 包 ＤＦ２０ Ｗ ｉ ） Ｃ 括２ ６对 Ｄ Ｕ、５个操 作 员站 、Ｉ Ｐ ３个 Ｄ Ｕ柜 、６个 继 电器 柜 、 ｉ个 电源柜 、 Ｐ １ 网络 柜 。功 能上 包 括 ： Ａ 个 Ｄ Ｓ数 据 采集 系统 、Ｍ Ｓ模 拟 量控 制 系统 、Ｃ Ｓ ｃ Ｃ 协 调控 制系 统 、ｓ ｓ顺序 控 制系 统 、Ｆ ｓ ｃ ｓ ｓ锅 炉 安全监 控 系统 、Ｄ Ｈ汽 轮 机 Ｅ 数 字 电液 控 制 系 统 。 由于其 ＤＳ Ｃ 系统 部分 功能 的不完 善 以及系 统 自身缺 陷等原 因， 在多 次机组 非停 中， Ｄ ｓ 因引起 的非 停 占很大 比例， 成 很大损 失 。本文 通过 对 以往 因 ｅ 原 造 Ｄ Ｓ 统故障 现象 ， Ｃ系 以及 实 际应用 经验 分析， 出Ｄ Ｓ 得 Ｃ 系统 软硬 件方 面存 在 以下 问题， 并针对 这些 问题， 探讨如何 解决 该火 电厂分布 式控 制系统 （Ｃ ） Ｄ Ｓ 存在 的 问 题， 并提 出相 应 的设计方 案 ， 而中 小型 火电厂 分布 式控 制系 统 的研究 设计 提 从 供一些参考 。 ２硬 件 设计 存 在隐 患 ２ ０ 年， ０ ７ 由于ｉ Ｏ Ｖ ｌ ｋ 系统 电压波 动，导致 ｌ 号机组 厂用 屯波 动， 而影 响 了 从 ｉ 号机 组 Ｄ Ｓ 统 电源 电压波动 ， Ｃ系 致使 ｌ 号机 组 Ｄ Ｓ系统失 电， 生停机 事 故 。 Ｃ 发 事 后经查 ， 于给操 作 员站供 电回路 的电 源切 换继 电器 烧毁 ， 由 造成 Ｄ Ｓ系统 ２ Ｃ 路 总 电源 开关跳 闸， Ｄ Ｓ系 统 失电 。 使 Ｃ ２ １原 电源 回路 设计方 案 ． ＤＳ Ｃ 系统 是 由独 立 ２ 路冗 余 电源供 电， ２ 冗余 电源 之 间的切 换方 式， 而 Ｎ 就 有可 能成 为产 生 问题 的根 源， 这也 往往 是被 忽 略 的地 方 。因为 一 的 电源切 般 换 电路是 由 ２ 个继 电器 组成 ， 每个继 电器 分别 带 一半 负荷 。其切 换原 理是 ： 由 切换 继 电器 的动 、静 触点 分别 接至 ２路 电源 。 当 Ｌ． ． 切换 继 电器 所在 的第 ２ 路 电源有 电时 ，Ｉ切 换继 电器 的 ２ 对动 触 点闭合 ， Ｒ Ｊ 将第 ２ 电源 送 至负载 ： 路 当 第 ２ 电源 失 去时 ，Ｌ 切 换继 电器 失 电， ２ 路 Ｒ２ 其 对静 触 点闭合 ， 将第 ｉ 电源送 路 至 负载 ， 一路 的 切 换原 理 相 同 。 另 ２ ２ 对原 电源 回路设 计方 案 的分析 在 此需要 特别 说 明的是 这个 切换 回路 存在 着隐 患， 比方 在第 ２ 电源发 路 生 电压 波动 时， 换继 电器 Ｒ ２将发 生切 换 （可能 是多 次切 换） 如 果 Ｒ ２的 切 Ｌ ， Ｌ 特 性差， 切换速 度慢 ， 通过 切换 继 电器 Ｒ ２的动 、静触 点和 触 点切换 时产 生 的 Ｌ 弧 光形 成回 路， 电源 电压高 的一 路 向电压 低 的一路 电源 供 电， 使 ２路 电源 之 间 出现 环流 ， 续 的环流 造成 继 电器 Ｒ ２过热 ， 持 Ｌ 导致其烧 毁 ， 、静 触 点彻底 短 动 路 ， ２路 总 电源开 关顶 掉 ， Ｄ Ｓ系统 失 电 。 将 使 Ｃ ２ ３ 设 计方 案 ． 对于 电源 切 换 问题 ， 以通 过 以下 改进 的切 换 回路 进 行 更可 靠 的切 换 。 可 改进 的 电源 切 换原理 是 ： １ 电源作 为本 路 负载 的主 供 电电源 ， ２ 电源 第 路 第 路 作 为本路 负载 的辅助 供 电 电源 ， 电器 Ｊ ｔ ｃ 分 别是 ２路 电源 的切 换继 电 继 ｃ 、Ｊ ２ 器， 而继 电器 Ｊ Ａ则是启 闭 锁辅 助供 电 电源 的作用 。任一 时刻 只要 主 供 电电 源存 在时 ， 都将 以主 电为主 进行 供 电， 样 的 电源 切 换回路 比较可靠 。另 一路 这 负载 切换 回路 原理 与 此相 同， 只是 第 ２路 电源 作 为主 供 电源 。 ４ 号机 组 Ｄ ｓ ｅ 电源切 换 回路改进 后 ， 行 了多 次切换 试验 和 一段 时问 的运 进 行 ， 明４号机组 Ｉ Ｓ 证 ） 电源 切换 改进 方案 可靠 ， Ｃ 这一 改进 方案 在其 它机 组上 推 广应用 。 ３ 自动 调节 系统 功 能不 完 善
300MW火电机组协调控制系统的设计(东北电力大学)
目录1．选题背景 1设计背景 1设计任务 12．方案论证 1协调控制系统的功能 1单元机组的运行方式 2定压运行方式 2滑压运行方式 2联合运行方式 2单元机组负荷控制方式 3以锅炉跟随为基础的协调控制方式 3以汽轮机跟随为基础的协调控制方式 4综合型协调控制方式 53．过程论述 5负荷指令管理部分 6负荷指令运算回路 6负荷指令限制回路 7负荷增／减闭锁BLOCK I/D 10负荷迫升／迫降 RUN UP/DOWP 113..2机炉负荷控制部分 12锅炉主控制器 12汽轮机主控制器 134．结果分析 145．总结 146．心得体会 147．参考文献 151．选题背景设计背景随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。
大容量机组的汽轮发电机和锅炉都是采用单元制运行方式。
所谓单元制就是由一台汽轮发电机组和一台锅炉所组成的相对独立的系统。
单元制运行方式与以往的母管制运行方式相比，机组的热力系统得到了简化，而且使蒸汽经过中间再热处理成为可能，从而提高了机组的热效率。
单元机组的协调控制系统（Coordinated Control Systen简称CCS）是根据单元机组的负荷控制特点，为解决负荷控制中的内外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控制系统。
从广义上讲，这是单元机组的负荷控制系统。
它把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协调运行，即保证单元机组对外具有较快的功率响应和一定的调频能力，对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。
设计任务本设计要求通过运用过程控制的基本概念、基础理论与方法，根据大型火电机组的实际生产，对火电机组的过程控制系统进行分析，设计出原理正确，功能较为全面的300MW火电机组协调控制系统。
2．方案论证协调控制系统的功能现代大型锅炉——汽轮机单元机组属于多变量控制对象。
机、炉相互影响，且机、炉的动态特性差异很大。
火电厂自动发电控制系统的优化设计
４号机 组在 ２ ０ ０ ４年 １ ２月投 产 时 通 过 了 电 网 自
动 发 电 控 制 系 统 ＡＧ ｌ （ ｔｍａｉ Ｇｅ ｅａｉｎ Ｃ 】 Ａｕｏ ｔ ｎ ｒｔ ＿ ］ ｃ ｏ
Ｃ ｎｒ １ 的调度 测 试 ，但 由于 制 粉 系 统 的 特殊 设 ｏｔ ） ｏ
计 ，加之 机组 煤 质 差 及 部 分 设 备 性 能 原 因 ，导 致
ＡＧ Ｃ和 机 组 协 调 控 制 系 统 时 常 退 出 自动 。 由 于 ２ ０ 年 初 山西 电 网 公 司 要 求 长 期 投 入 ＡＧＣ系统 ， ０９ 经 过前 期 进行 的协 调 系 列 改进 和 ＡＧＣ系统 的优 化
特殊 布 置 。助燃 油 枪 采 用 ｌ ２支 出力 为 １ ８ ｔｈ的 ． ／
油 枪 ，分 ３层 布 置 。给 水 系 统 采 用 ３台 ５ 的 电 ０ 动 变速 给水 泵 。 热工控制系统采用上 海爱默 生公 司的 Ｏｖｔ ｗｘ ａｉ ｐ ｏ 控 制系 统 。分散 控制 系统 控制 内容包 含有 ：数 据采 集 系统 ＤＡＳ （ ａａＡｃｕｓ ｉｎ Ｓ ｓｅ ，模 拟 量 Ｄ ｔ ｑ ｉ ｔ ｙ ｔｍ） ｉｏ 控 制系统 ＭＣ （ ｄ ｌｔ ｎ Ｃ ｎ ｒｌ ｙ ｔｍ） Ｓ Ｍｏ ｕａｉ ｏ ｔｏ Ｓ ｓｅ ，顺 ｏ
荷 （ ＭＷ ） ，最小 允 许负荷 （ ＭＷ ） 。
体 化配 置 。
收 稿 日期 ：２ ０ — ８ ２ ，修 回 日期 ：２ ０ —２ １ ０ ９０ — ６ ０ ９１—２
作 者 简 介 ：张
琦 （ ９ ７） １７ 一 ，男 ， 山 西 永 济 人 ， １ ９ ９ ９年 毕 业 于 华
北 电力 大 学 自动 控 制 专 业 ， 工 程 师 ，从 事 热 控 专业 技术
火电厂控制系统
火电厂控制系统————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：火电厂控制系统总体分为两部分：第一部分是主控部分，第二部分是副控部分。
下面就这两部分具体内容做个介绍。
第一部分火电厂主控系统火电厂主控系统以控制方式分类可分为:ＤAS、ＭＣS、SＣS、FSＳS及DEＨ等系统。
ﻫ一.数据采集系统-ＤAＳ火电厂的主控系统中的DＡＳ(数据采集系统)主要是连续采集和处理机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号,并实时监视,保证机组安全可靠地运行。
DＡS系统的主要功能如下：数据采集:对现场的模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。
信息显示:包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。
事件记录和报表制作/ 打印:包括ＳOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。
事件记录和报表制作/ 打印：包括SＯE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。
历史数据存储和检索。
设备故障诊断。
二．模拟量调节系统-MCＳ系统模拟量控制系统(Moｄulａtｉng Control Syｓteｍ，简写ＭCS)MＣS的根本任务是进行负荷控制以适应电网的需要。
在单元机组中,负荷的变化会导致主汽压力的变化，这样需要调整燃料量、风量，进而使燃烧经济性和炉膛负压发生变化;主汽压力变化在另一方面又需调整给水流量和减温水量，这又使汽包水位和蒸汽温度发生变化。
这些模拟量参数的变化都有一个迟延过程，如果采用常规的单变量控制系统；上述参数变化后重新调整到正常值是非常困难的，往往需要一个较长的过程。
而模拟量控制系统把锅炉和汽轮发电机看成是一个不可分割的整体，并采用以前馈－反馈控制为主的多变量协调控制策略，较好地解决了过去常规单变量控制系统存在的问题。
模拟量控制系统使整个机组(包括主辅机设备),都能协调地根据统一的负荷指令，及时、同步地控制到适应负荷指令的状态。
火电厂控制系统
火电厂控制系统总体分为两部分：第一部分是主控部分，第二部分是刚控部分。
下面就这两册分具体容做个介给。
第一部分火电厂主控系筑火电「王控系统以控制方艮分类可分为：DAS、MCS、SCS、FSSS g DEH等系轨一•数据采集系统-DAS火电厂的主控系貌中的DAS(数稠采集系筑)主要是连镇采集和他理机组工艺模抓量18号和设备狀态的开关量信号,并实时监视,保证机组安全可靠地iifioDAS系统的15»能如下:数摒采集：对现场的模抓量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。
信息显示：色牯工艺系统的模抓图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报兽显示等。
事件记录利报表制作/打印:SfiSOESlf事件记录、工艺数据倩息记录、设备运行记录、报警记录与査询等。
事件记录和报表和作/打印：aesoESff事件记录、工艺数据信息记录、设备isfifi录、报警记录与査询等。
历史数齬存储和检索。
设备故障诊断。
二•模扱量调节系统-MCS系统模81 量控制系统(Modulating Control System,简写MCS)MCS的根本任务是进行负荷控制WiO电网的需要。
在单元IH组中，负荷的变化僉导致主汽压力的变化，迪样需要讯整燃料量、风量，进而使熔烧经济性和炉膛负压发生变化；主汽压力变化在另一方面Q需闕整给水说量和騷温水量，迪乂使汽包水位相蒸汽温度发生变化。
这些模扭量参数的变化那有一个迟SilfL ftD果采用常规的单变量控制系统；上述参数变化后巫新调整到正常值是非常困难的，往往需要一个较长的过程。
而模拥量控科系筑把錯炉和汽轮发电机看戒是一个不可分割的整体，并采用以前债■反淡控制力壬的多变量林嗚控制報BL较好地解决了过去常规单变量控制系统存在的问題。
模抓量控制糸统便整ftll组(包括主捕机设备)，都能协関地根据筑一的负荷指令，及时、同步地控闕到适应负荷指令的状态。
U迪彳、恿义来说，模抓量控制系统是大里火力发电机组安全、经济运行的亜耍技术保障。
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火电机组燃烧控制系统
14
燃烧控制系统的任务 （2）保证燃烧过程的经济性
过量空气系数 （氧量）
保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率
的重要方面，它是通过维持进入炉膛的燃料
量与送风量之间的最佳比值来实现，即在有
足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时，尽
可能减少排烟造成的热损失。（如何获得最
大燃烧效率？无法直接测量）
火电机组燃烧控制系统
20
2 燃烧过程控制对象的动态特性
➢主蒸汽压力的动态特性 主蒸汽压力pT受到的主要扰动有二个，其
一是燃烧率μB扰动称为基本扰动或内部扰动；
其二是汽轮机耗汽量D的扰动，称为外部扰动。
火电机组燃烧控制系统
21
2 燃烧过程控制对象的动态特性
(1)内扰（燃烧率）下主蒸汽压力源自动态特性火电机组燃烧控制系统
32
2 燃烧过程控制对象的动态特性
火电机组燃烧控制系统
33
2 燃烧过程控制对象的动态特性
火电机组燃烧控制系统
34
5
单元机组过程控制系统简介 ➢负荷控制
6
单元机组过程控制系统简介
➢ 负荷控制系统可接受AGC指令、运行人员的手动负荷指令 (MAN)和频差指令△f；
➢ 对于幅度较小、变动周期短的电网频差，可由汽轮发电机组自 身的调节系统完成，频差指令称为一次调频指令；响应速度快， 但属于有差调节（原动机调速器）；
➢ 锅炉控制
主要参数：主汽压力、温度，汽包水位，炉膛负压， 烟气含氧量等。
锅炉汽包水位的控制：给水调节门开度、给水泵转速； 锅炉蒸汽温度的控制
– 过热蒸汽：燃烧器摆角、喷水减温 – 再热蒸汽：分隔烟道挡板法、改变燃烧器倾角、喷水减温(不
经济)
锅炉的燃烧过程控制：燃料量的控制，送风、引风的控 制。炉膛负压(稳定性)，烟气含氧量(经济性)。
主蒸汽压力 pT 的动态特性与汽 轮机的调节装置有 关，下图为汽轮机 功率不变时，锅炉 燃烧率μB扰动下主 蒸汽压力pT 变化的 阶跃响应曲线：
火电机组燃烧控制系统
22
2 燃烧过程控制对象的动态特性
➢ 汽轮机调节阀门开度不变时，锅炉燃烧率μB扰动下主蒸汽压力pT 变化
的阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个
火电机组燃烧控制系统设计
王玮
Email：wwang@
1 单元机组基本流程
2
1 单元机组基本流程
燃料系统
灰渣系统
风烟系统
发配电系统
汽水系统
循环水系统
3
1 单元机组基本流程 ➢汽水循环
4
燃烧控制系统
➢问题： 一个稳态运行的机组，因何要调整燃烧
控制系统？诱因是什么？
火电机组燃烧控制系统
正常运行时，可靠地完全关闭，截断流量特性； 汽轮机甩负荷时，旁路系统迅速打开，泄压、
保护再热器、维持锅炉正常运行。
11
单元机组过程控制系统简介
➢辅机控制
磨煤机控制：
给煤机转速→给煤率→磨煤机负荷 一次风压、一次风流量调整 热风门、冷风门挡板开度→出口温度
除氧器控制：
压力控制：抽汽进汽阀门； 水箱水位：进入除氧器的凝结水。
9
单元机组过程控制系统简介 ➢汽轮机控制
目的：使汽轮发电机组尽快满足外界负荷的变 化，同时保持转速恒定。
控制方案：转速为控制信号，以汽门开度为调 节手段改变汽轮机功率，使汽轮机的主动力力 矩与发电机的发力矩相平衡。
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单元机组过程控制系统简介 ➢旁路系统
机组启停过程中和机组事故状态下起调节和保 护作用，保安系统。
有自平衡能力的被控对象。汽
包压力pb与主蒸汽压力pT 之差 Δp2随燃料量和进入汽轮机的
蒸汽流量的增加而增加。
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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➢ 对于变化幅度较大、周期较长的变动负荷，则需改变汽轮发电 机的同步器来实现，称为二次调频。
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单元机组过程控制系统简介
➢ 负荷控制
基本控制方式 汽轮机跟随控制方式 锅炉跟随控制方式 机炉负荷协调控制方式
注：一般都有上述四种控制方式，可根据需要通过 逻辑开关切换到任意一种方式。
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单元机组过程控制系统简介
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燃烧控制系统的任务
➢锅炉燃烧过程是将燃料化学能转变为蒸汽 热能的转换过程。燃烧过程控制的任务是 使燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的 需要，并保证锅炉安全经济运行。
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燃烧控制系统的任务
（1）维持蒸汽压力稳定 锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料
燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平 衡关系，汽压的变化表示两者间失衡，此时 必须相应地调整燃料供应量，以适应变化了 的蒸汽负荷的需要。
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燃烧控制系统的组成
燃料量控制系统
锅
炉
燃
烧 控
送风控制系统
制
系
统
以燃料量为调节变量，主蒸汽 压力为被调量，通过调节进入 炉膛的燃料量，维持主蒸汽压 力的稳定。
以送风量为调节变量，烟气含 氧量为被调量，通过调节进入 炉膛的送风量，使烟气含氧量 达到设定的最佳值，保证燃料 燃烧所需的空气量和燃烧过程 的经济性。
引风控制系统
以引风量为调节变量，炉膛压 力为被调量，通过调节引风量 维持炉膛压力的稳定。
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燃烧控制系统
锅炉燃烧控制系统 燃料量控制系统 送风控制系统 引风控制系统
调节变量 燃料量B
被控对象
被调量 主蒸汽压力pT
送风量V
烟气含氧量O2
引风量G
炉膛压力plt
锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的非线性多变量强耦合 控制系统。
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
➢ 锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机
组运行过程中各种扰动引起的各被调量变
化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的
动态特性主要有以下三个：
主蒸汽压力pT 在内、外扰动下的动态特性； 烟气含氧量O2在送风量扰动下的动态特性； 炉膛压力plt 在引风量扰动下的动态特性。
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燃烧控制系统的任务
锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可 分开的，它的三个被控参数（被调量）（即 蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉 膛压力）与三个调节量（即燃料量、送风量、 引风量）间存在着关联。因此燃烧控制系统 内的各子系统应协调动作，共同完成其控制 任务。
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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燃烧控制系统的任务
（3）维持炉膛压力稳定 锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛
的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。若 送风量大于引风量，炉膛压力升高，太高的压力会造 成炉膛向外喷火；反之，送风量小于引风量炉膛压力 下降，过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度，影响 炉内燃烧工况，经济性下降。所以说，炉膛压力是否 在允许范围内变化，关系到锅炉的安全经济运行。