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。

包括：转速和功率控制；阀门试验和阀门管理；运行参数监视；超速保护；手动控制等功能。

■转速和负荷的自动控制
■汽轮机自启动（ATC）
■主汽压力控制（TPC）
■自动减负荷（RB）
■超速保护（OPC）
■阀门测试
下图为火电厂生产过程示意图:
二、火电厂公用辅助系统：
火电厂公用辅助系统是火电厂正常稳定运行的关键组成环节，它包括输煤系统、化学水处理系统、除灰/ 除渣/电除尘系统、锅炉的吹灰/定排和脱硫系统等。

下面就火电厂公用辅助系统分类加以阐述：
1.输煤系统
煤是火力发电厂的一次能源，火电厂内的输煤系统主要完成卸煤、贮存、分配、筛选、破碎等工作，同时进行燃料计量、计算出正品和煤耗、取样分析和去除杂物等。

主要控制对象有斗轮堆取料机、皮带机、碎煤机、除铁器、取样装置、犁煤器、滚轴筛、电子皮带秤等设备。

输煤系统存在控制设备多、工艺流程复杂、现场环境恶劣（粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰严重）、系统设备分散、分布面宽、距离远等特点。

一般在煤控室设模拟屏或CRT/TFT，同时采用工业电视监视现场运行情况，而且要求与电厂管理信息系统连结。

该系统的主要功能如下：
■分炉、分时计量，煤场入场、出场计量
■煤源给煤、上煤、配煤程控
● 煤位、设备电流等模拟量动态显示
● 历史数据采集、事故记录、趋势图显示
● 运行报表自动生成，实时、定时打印
■故障诊断
■工业电视跟踪、报警
■与厂级MIS联网
2. 化学水处理系统
1）锅炉补给水处理
其主要目的是将天然水在进入汽水系统之前除去水中的杂质,一般流程为:
天然水→混凝沉淀→过滤→离子交换→补给水。

主要的控制过程如下：
混凝沉淀：除去水中的小颗粒悬浮物和胶质体物质，有化学混凝和电混凝两种方式。

过滤处理：除去混凝处理后的水中残留的少量悬浮物，常采用石英砂或无烟煤或直接过滤。

化学除盐：脱除清水含盐(金属离子和酸根)，使之成为可供锅炉使用的无盐水。

包括阳离子交换，去CO2，阴离子交换，混合离子交换等。

主要控制：滤池、澄清池、加药设备、过滤器、阳床、阴床、混床、水箱、泵、风机、酸碱储存和计量设备等。

2）凝结水处理
凝结水处理系统包括凝结水精处理系统和体外再生系统。

一般由高速混床、阳树脂再生罐、阴树脂再
生罐、再循环泵、树脂存储罐、混脂罐、酸碱设备、冲洗水泵、风机等组成。

凝结水处理系统中的设备大都是周期性工作的，要求定时进行还原和再生
3. 除灰/ 除渣/ 电除尘系统
燃煤电厂产生的大量灰、渣，除少量灰分排入大气外, 余者都以灰、渣形式由电除灰系统收集送至灰场。

除灰系统分机械除灰(适于小电厂的链条炉), 气力除灰和水力除灰三种，又可分为灰、渣混除和灰、渣分除两种。

除灰系统包括除尘器下的灰斗、输送风机、液态化风机、灰库及灰库附属设备、输送设备、管道、泵、阀门等。

除渣系统包括底渣、碎渣机、捞渣机、公用水设备(高，低压水泵)、缓冲池、蓄水池等。

4. 吹灰/ 定排系统
锅炉吹灰器主要用来定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰，当其不工作时退出炉外，大型锅炉一般配备多台吹灰器，采用PLC可实现依据锅炉具体运行经验、燃烧煤种和锅炉状况编制和调整各个吹灰器的操作时间和顺序。

大型锅炉的定期排污系统阀门多，手动操作费力费事, 采用程序控制后可以大大减轻劳动强度、提高
效率，目前已广泛采用。

5.脱硫系统
烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，将之转化为较为稳定且易
机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。

FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分
为两类：①湿法，即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或浆液)等洗涤以除去二氧化硫。

②干法，用粉状或
粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。

按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。

按照吸收二
氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法（抛弃法）。

目前工业化的主要技术有：
①湿式石灰/石灰石—石膏法该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2，生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。

其技术成熟程度高，脱硫效率稳定，达90%以上，是目前国内外的主要方法。

②喷雾干燥法该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内，经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出，属半干
法脱硫，脱硫效率85%左右，投资比湿式石灰石-石膏法低。

目前主要应用在美国。

③吸收再生法主要有氨法、氧化镁法、双碱法、W-L法。

脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。

④炉内喷钙—增湿活化脱硫法该法是一种将粉状钙质脱硫剂(石灰石)直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术，适用于中、低硫煤锅炉，脱硫效率约85%。