火力发电厂热工控制系统简介
火电厂热工控制系统的优化整定及应用
火电厂热工控制系统的优化整定及应用火电厂是利用燃煤、燃油、燃气等能源进行发电的重要设施，在火电厂的运行过程中，热工控制系统起着至关重要的作用。
热工控制系统的优化整定及应用对于提高火电厂的效率、降低运行成本、减少污染排放具有重要意义。
本文将探讨火电厂热工控制系统的优化整定及应用。
一、火电厂热工控制系统的功能火电厂的热工控制系统是保证燃料燃烧和热能转换效率的关键部分。
热工控制系统的主要功能包括：1. 燃料供给控制：根据燃烧炉的负荷情况和燃料特性，控制燃料的供给量，保证燃料的燃烧效率和热值。
2. 空气供给控制：控制燃烧炉内空气的供给量和分布，保证燃料完全燃烧，减少烟气中的氧化物排放。
3. 热量回收控制：控制余热锅炉、除尘器等设备的运行，提高余热的回收利用率，降低能耗。
4. 热网调度控制：根据用户需求和系统运行情况，控制锅炉、燃气轮机等发电设备的运行模式，保证电网的稳定供电。
5. 烟气排放控制：监测和控制烟气中的污染物排放，保证排放达标。
1. 控制参数优化：通过对锅炉、燃烧器等设备的控制参数进行优化整定，提高燃料的燃烧效率和热能转化效率。
2. 控制策略优化：设计和实施合理的控制策略，如模糊控制、PID控制等，以适应不同负荷运行条件下的控制需求。
3. 故障诊断优化：建立健全的故障诊断系统，及时发现设备故障，并采取有效措施进行处理，保证系统安全稳定运行。
4. 能耗优化：通过对热工系统能耗进行分析，优化燃料、空气和热量的利用，降低能耗，减少成本。
5. 排放优化：采用先进的烟气净化设备，降低烟气中的污染物排放，保护环境。
1. 提高发电效率：通过优化整定热工控制系统，提高火电厂的发电效率，降低燃料消耗量，降低成本。
2. 降低排放：优化整定热工控制系统可以有效降低燃烧排放中的二氧化硫、氮氧化物等污染物排放，达到环保要求。
3. 提高运行稳定性：合理的控制策略和优化整定能够提高火电厂的运行稳定性，减少设备故障和停机时间，提高生产运行效率。
火力发电厂的热控保护技术及实施要点分析
火力发电厂的热控保护技术及实施要点分析摘要：热电厂火电设备自动化技术水平的不断稳步提高，是加快实现当前我国现代电力工业生产设备现代化的必要技术保障。
但由于热工设备自动化工程设备生产管理及其他相关热工技术的操作复杂性，在日常热工设备的生产使用中难免会容易出现各种安全事故。
安全性和连续性都会产生不利影响。
因此，对火力发电厂热控保护技术进行了研究，提出了实施要点，以保证火力发电厂的良好运行和经济效益。
关键词：火电厂；热工自动化；控制1热工自动化控制系统概述热工运行自控传动系统控制是我国火电厂大型锅炉设备热工运行过程控制的一个核心技术环节。
包括加热锅炉、锅炉供热协调控制、锅炉蒸汽燃料总热量、汽包压和水位、过热量和蒸汽燃烧温度、再热量和蒸汽燃烧温度。
在事故发生时，自动控制系统能够自动切断线路，确保线路和设备的安全。
（1）分散控制管理系统（Dcs）。
Dcs软件是现代计算机操作系统的一个核心部件。
发电厂的各个部门都需要有一个大的分布式控制管理系统。
电厂两台通信机组之间的互联数据线一般定义为通过公网通信系统与供电线路间的连接，实现各电台机组间的数据互联，保证数据的正常传输连接。
在每台机器的每个操作台上方有设置机器Dcs和机器Deh两个操作台的按钮，方便系统管理员正常进行工作，缩短了机器系统日常故障上报处理工作时间，保证了系统集散式微控制器在系统发生故障时的自动正常运行。
（2）辅助过程控制管理系统。
这不仅是同时保证系统正常运行工作的重要物理条件，也是同时实现监控系统无人运行的重要技术条件。
一般系统采用视频受控式微编程器自动完成设定集中控制，通过视频数据信号切换等多种数据传输接口，保证系统平稳运行，数据信号传输全面，中控室自动完成对系统的集中控制，最终实现系统自动化运行。
（3）远程监测系统。
当火电厂设备发生重大故障时，实时故障监控管理系统通常能够自动停止运行并及时进行故障报告。
本监控系统主要功能包括两种实时自动监控系统信息采集管理控制系统。
火电厂热工自动控制技术及应用 2015版
火电厂热工自动控制技术及应用2015版1.概述火电厂是发电行业中常见的一种发电方式，其主要通过燃烧煤炭、天然气等燃料产生的热能驱动汽轮机进行发电。
在发电过程中，热工自动控制技术被广泛应用，它能够有效地提高发电效率、保证设备安全运行和降低排放。
本文将对2015版火电厂热工自动控制技术及其应用进行全面介绍和分析。
2.火电厂热工自动控制技术介绍火电厂热工自动控制技术是指利用现代控制理论和技术手段，对火电厂生产过程中的热力流程和设备进行自动控制和监控的一种技术。
它包括了对锅炉、汽轮机、烟气脱硫、脱硝等多个环节的控制和监测。
热工自动控制技术主要包括了自动调节系统、数据采集系统、报警系统等多个方面。
3.火电厂热工自动控制技术的应用1）自动调节系统自动调节系统是火电厂热工自动控制技术中的核心部分，它能够根据生产过程中的实际情况，自动调节燃烧、汽轮机转速、给水温度等参数，以保证生产过程的稳定性和安全性。
2）数据采集系统数据采集系统通过传感器等设备采集生产过程中的各项参数，如温度、压力、流量等，并将这些数据传输至控制系统，以便分析和决策。
3）报警系统报警系统通过监测各项设备工况，一旦发现异常情况会立即报警，并采取相应的措施，以避免设备损坏或安全事故的发生。
4.2015版火电厂热工自动控制技术的特点2015版火电厂热工自动控制技术相比之前有了很大的改进和提高，主要体现在以下几个方面：1）智能化2015版火电厂热工自动控制技术采用了更加先进的控制算法和技术手段，使得控制系统更加智能化、精确化，能够更好地适应复杂多变的生产环境。
2）集成化2015版火电厂热工自动控制技术整合了更多的功能和模块，实现了对多个环节的集中控制和管理，大大提高了设备的整体运行效率和生产效果。
3）信息化2015版火电厂热工自动控制技术更加注重数据的收集、分析和利用，能够及时地提供生产过程中的各项参数和指标，帮助管理人员做出科学的决策。
5.2015版火电厂热工自动控制技术的应用效果2015版火电厂热工自动控制技术已经在多个火电厂得到了广泛的应用，取得了较好的效果，主要体现在以下几个方面：1）提高了发电效率通过热工自动控制技术的应用，能够更加有效地调节和控制锅炉、汽轮机等设备，提高了发电的效率，减少了能源的浪费。
600MW热工控制系统介绍
热工控制系统介绍一、综述火电厂自动化水平是通过控制方式、控制室布置、控制系统的配置及功能、电厂运行监控模式以及主辅机可控性等多方面的综合体现。
1．控制方式a. 机组控制为三机一控，采用分散控制系统（DCS）实现，按照炉机电单元机组集中控制的方式布置。
b. 烟气脱硫系统控制采用独立的分散控制系统（FG_DCS）实现，设置单独的脱硫控制室。
c. 辅助车间采用可编程控制器（PLC）实现控制功能，并将辅助车间分类集中，按水、灰、煤三类分别设置控制网络，在各控制网络的上层操作站上对相关车间的工艺过程进行监控。
水系统监控点设在锅炉补给水控制室，包括水系统和燃油泵房的监控；灰系统监控点设在脱硫控制室，包括除灰、除渣和电除尘的监控；输煤系统监控点设在输煤控制室。
2.机组监控方式a.采用炉、机、电、网集中监控方式，采用三机一控。
不单独设电气网络控制室，集中控制室内按机组操作员设岗。
b. 对于辅助车间，利用水、灰、煤系统控制网络对其相关车间的工艺过程进行集中监控。
在此方式下，水、煤控制室设值班员，灰系统操作员站设在脱硫控制室.烟气脱硫系统设置单独的控制室并设值班员。
c. 单元机组全部实现CRT监控。
运行人员在集中控制室内通过大屏幕显示器与CRT操作员站实现机组启/停的控制、正常运行的监视和调整以及机组运行异常与事故工况的处理。
d. 集中控制室内不设后备监控设备和常规显示仪表，仅保留DCS系统故障时安全停机的少数独立于DCS的硬接线紧急停机、停炉、停发电机等的控制开关。
设置炉膛火焰工业电视以及重要无人值班区域的闭路电视监视系统作为运行人员直观了解生产过程和生产现场的手段。
e. 在水、灰、煤控制室内通过辅助车间控制系统的CRT操作员站对各辅助车间进行监控。
在主要辅助车间的控制设备室内布置本地上位机，作为网络故障、设备调试等特殊情况下的操作手段。
3. 控制室及电子设备间布置a. 集中控制室布置三台机组及电气网控合设一个集中控制室。
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。
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。
从这个意义来说，模拟量控制系统是大型火力发电机组安全、经济运行的重要技术保障。
MCS的构成及简介MCS主要由协调、锅炉、汽机和辅机等四个控制系统构成。
火力发电厂DCS控制系统
火力发电厂DCS控制系统摘要：发电领域中，DCS系统应用较为广泛，在发电工作效率与故障控制方面起到了一定的基本作用。
该系统在发展过程中受到诸多因素的影响，出现了很多不足，因此为了能够降低这些不足和问题发生的几率，需要有针对性地采取有效措施，从而发挥其自身作用。
关键词：火力发电厂；DCS控制系统1.DCS相关概述1.1 DCS定义DCS是分布式控制系统的英文缩写，国内一般习惯称之为集散控制系统。
这种集散控制系统的运行控制过程以及功能的实现需要以多组计算机为依托，通过4C技术的应用，实现控制、操作、管理等全过程的自动化，有效减少了人工作业量，受到各行各业的青睐，推动了我国社会经济的工业化发展进程。
1.2 DCS控制系统的工作原理DCS是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
目前DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。
操作站是DCS的重要组成部分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据，三者集中在一起使DCS系统通信功能增强，信息传输速度和吞吐量加快加大，为信息的综合管理提供了基础。
1.3 DCS控制系统应用优势1.3.1提升系统可靠性DCS系统通常是由信号控制，软件控制，硬件设备构成，通过采取有机控制模式进行离散环境的集中监管，从而对生产流程进行全面优化。
在此过程中，电路系统和相关硬件均能够实现全面控制，从而使多变量得到进一步优化，在某种情况下，单回路控制是DCS控制系统中不可或缺的一部分。
DCS控制系统应用过程中，在一定程度上改进信号传输形式，使用二进制数字信号代替传统的电子模型信号，在实现信号传输过程中，具有较为明显的优势。
不仅能够更为有效的抵抗外界干扰。
同时也在很大程度上提升信号传输精准度和传输质量，大大降低信号传输误差，确保实现更为准确的信号传输。
与此同时，DCS系统构架也随着传输信号的简洁化而简化，确保简化处理不必要线路及抗干扰器，大大提升DCS控制系统信号传输的可靠性和有效性。
火力发电厂热控自动调节系统一(经典终极版)
前言由于用户对电能在质上的提高和量上的增加，电能做为特殊商品，发、供、用电必须同时进行，发电机组的稳定运行越来越重要；由于用户的用电结构也在变化，使得电网负荷的峰谷差加大，发电机组要求有调峰能力，对这种电网负荷指令的随时变化要求能够快速稳定地响应；由于单元机组容量的逐步增大，机组的热工参数的提高，热工被控对象变得越来越复杂；所有的这些，都对火力发电厂热工自动控制提出了更新更高的要求。
本书在介绍了自动调节系统控制理论的基础上，以300MW火力发电单元机组为控制对象，重点对机组的协调控制系统、燃烧控制系统、给水控制系统以及蒸汽温度控制系统进行了讨论，内容包括的被控设备的工艺流程、控制系统的任务、被控对象的动态特性和燃煤机组常用的几种控制策略，并对控制方案中的一些细节进行了剖析。
本书注重它的实用性和可操作性。
在自动调节系统基本控制理论的内容里，介绍的主要是从事热工控制专业工作人员所必须要掌握的内容，而重点放在自动调节系统的现场试验方法上，如被控对象动态特性的试验获得方法、阀门及风门挡板的特性试验方法、自动调节系统的现场投运和整定方法等等，有些试验方法是根据我们长年在现场进行相关试验时的试验措施编写而成，具有很强的可操作性。
在介绍协调、燃烧、给水和汽温控制系统的章节里，所列举的系统结构、控制逻辑、直至系数设置和参数整定，大多是在运行机组上的实例，具有参考价值。
本书注意了所述内容的通用性。
对同一控制对象而使用较为普偏的多种控制策略都作了介绍和讨论，并分析了各种控制策略的特点。
比如协调控制系统中的直接能量平衡控制策略和间接能量平衡控制策略、燃料控制系统中的燃料控制器指令调节磨煤机一次风量和调节磨煤机的给煤机转速等等。
本书还注意到编写依据的实时性和先进性，以电力行业最新的标准、规程、导则、要求和法规规定为依据编写而成。
例如，在给水调节系统信号测量这一节中，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要点》国电发[2000]589号和《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行）》【国电发（2001）795号】作为汽包水位补偿运算的依据；又如，在模拟量控制系统性能指标中，编写依据是2001年国家经贸委颁布执行的《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》【DL/T774－2001】，该导则针对单机容量300MW及以上采用分散控制系统（DCS）的火力发电机组而制定，是目前热控专业对分散控制系统进行检修和维护的最新导则。
发电厂控制系统课件
数据存储与备份
确保数据的安全性和完整性，便于后续的分析和故障诊断。
人机界面设计
用户友好性
01
界面设计应简单直观，方便操作人员快速掌握。
信息展示
02
实时显示发电厂各系统的运行状态、参数等信息，便于操作人
员监控。
交互功能
03
提供丰富的交互功能，如菜单、按钮、对话框等，方便操作人
历史
发电厂控制系统的历史可以追溯到20世纪初，随着 技术的发展，发电厂控制系统的功能和性能不断提 升。
发展
未来发电厂控制系统的发展将更加注重智能化、自 动化和信息化，以提高发电厂的效率和可靠性。同 时，随着可再生能源的普及，分布式控制系统将成 为未来发电厂控制系统的重要发展方向。
02
发电厂控制系统的硬件设备
环保与节能控制技术
总结词
环保与节能控制技术是发电厂控制系统未来的必然趋 势，通过引入清洁能源和节能技术，降低发电厂的排 放和能耗，提高其环保和节能性能。
详细描述
随着全球环保意识的不断提高，发电厂作为能源消耗和 排放大户，其环保和节能性能备受关注。因此，引入清 洁能源和节能技术是发电厂控制系统未来的必然趋势。 例如，利用风能、太阳能等可再生能源进行发电，减少 化石能源的使用；采用高效汽轮机、燃气轮机等节能设 备，提高能源利用效率；同时，引入废热回收、烟气处 理等环保技术，降低发电厂的排放和能耗，提高其环保 和节能性能。
火电厂控制系统的功能
火电厂控制系统具有数据采集、数据处理、控制调节、安全保护等功能 ，能够实现自动化控制和优化管理，提高火电厂的运行效率和安全性。
水电厂控制系统案例
水电厂控制系统概述
火电厂热控系统的构成
火电厂热控系统的构成火电厂的热控系统主要是指DCS系统控制下的各类自动化仪表、以及调节控制的阀门装置。
其中DCS系统可以看作是由多个微处理机以控制功能分散、管理集中统一的控制逻辑，对整个火电厂设备系统进行自动化参数控制的微机保护系统。
在火电厂的实际应用中，这种DCS系统往往采用分级子系统的形式对下级锅炉装置、泵组、调压阀门的断通、开合动作与运行参数进行灵活调控，整个系统中子系统以“金字塔”的形式进行排列分布，每一个分支子系统都被分配固定的管理目标任务，而这些大大小小的子系统，主要构成了热控系统的两个主体部分：一是现场控制单元，也就是指设备实际生产工作的现场，DCS热控系统采用的微机化集成芯片先要与配套的电子元件结合成插板形式，然后按照设备线路的性质特点，以一定接线顺序逻辑安置在设备的插板箱内。
通过插板箱，各个控制支路就可以与总线完成物理对接，这就实现了各个子系统与控制枢纽之间的信息互通功能了。
那么在这样的组线方案下，现场控制单元显然还需要下列硬件设备与电子元件来完成对热工动力设备的自动监测控制功能。
首先是现场控制单元的微机保护系统构成，应当根据火电厂设备运行情况，分析系统的控制需求与配置标准，在设备集成化控制单元中配置可供微机运行的CPU插件、二次回路电源、I/O输入输出接口插件以及用于生成信息传递的通信插件等。
因此在DCS系统在火电厂热控系统中的应用，就是指按照设备运行的现场控制单元结构模式，采用微机化的集成插件来实现控制单元与主机之间的信息与指令的生成、传递和运算的，这种过程控制级逻辑的热控系统，它与工业中使用的模块化PLC硬件配置情况具有许多共通之处。
二是操作站单元，也就是电厂的主控制室中设置的热控单元分区信息系统，在整个热控系统中，它主要有两方面的作用：提供人机信息交互的操作接口，例如控制台的异常工况预警、设备运行功率参数的调节以及设备工况报表打印等，均需要在操作站完成；二是显示处理各个子级控制系统单元设备的运行记录，形成可视化的运行过程数据。
发电厂控制系统【精选】
5. 汽机数字电液调节系统（DEH）Digital Electricity drain Regulate System
6. 汽机安全保护系统（TSS）Turbine Safeguard System 7. 旁路控制系统（BCS）Bypass Control System 在变负荷时用 8. 数据采集系统（DAS）Data Access System
3、集散控制系统：
这里指火电厂生产过程实现最优控制与速度自动化相结合的多级计算机控制，60年至今， 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已达到这一水平。
N-90 天生港，利港，石洞口
Infi－90 ProcontrolP 合肥二电厂
Mod-300 北仑港 ，
WDPF 望亭 利港， MAX1000 外高桥电厂
有辅机的启停
5. 汽机数字电液调节系统（DEH）Digital Electricity drain Regulate System
6. 汽机安全保护系统（TSS）Turbine Safeguard System 7. 旁路控制系统（BCS）Bypass Control System 在变负荷时用 8. 数据采集系统（DAS）Data Access System
大型火电机组MCS系统主要有： (1) 主汽温控制系统、 (2) 主汽压控制系统 (3) 给水控制系统 (4) 除氧器水位控制系统 (5) 燃烧控制系统
八大控制系统
1. 协调控制系统（CCS）Coordinate Control System 2. 模拟量控制系统(MCS〕 Modulating Control System 3. 锅炉安全监控系统 （FSSS）Furnace Safeguard Supervisory
火电厂热控自动化概述
FSSS基本功能
• • • • • • • 1.炉膛吹扫 2.燃油投入许可及控制 3.煤粉投入许可及控制 4.持续运行监视 5.特殊工况监视 6.紧急跳闸 7.跳闸后炉膛吹扫
旁路控制系统
• 汽轮机旁路系统一般分为高压旁路和低压 旁路两级。高压旁路为过热器出口蒸汽经 减温减压后到再热器进口；低压旁路为再 热器出口蒸汽减温减压后去凝汽器。
• 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。
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。 • （3）机组运行在危急情况时，即当危及设备或人身安全时，自 动采取措施进行处理，以保证设备和人身安全。 • （4）在机组启停过程中，根据设备的热状态进行相应的控制， 一避免机组产生不允许的热应力，而影响机组的寿命。 • （5）随电网的发展，对自动发电控制（AGC）的要求日益严格， 要求单元发电机组的基础自动化系统具有很高的稳定的投入率。
火电厂热工保护系统简析
火电厂热工保护系统简析一、前言热工保护系统作为火力发电厂热力生产过程中十分重要的组成部分，它最基本的任务就是在发电设备正常启停和运行过程中，当相关参数超过预期规定值时能够及时采取紧急措施，自动停止相关设备的运行，制止危险工况的发展，为设备安全提供根本保障。
火力发电厂热工保护系统主要包括锅炉锅炉炉膛安全保护FSSS、主蒸汽（再热蒸汽）压力和温度高保护、汽包水位高低保护、汽机紧急跳闸系统ETS、汽机防进水保护、辅机故障保护等。
二、热工保护系统结构热工保护系统由以下部分构成：1、保护测量元件：主要包括压力（差压）开关、温度开关、液位开关、行程开关等。
2、就地驱动装置：主要包括电动（气动）阀门及挡板、油枪、电动机等。
3、控制电源4、控制装置：主要由分散控制系统DCS或可编程控制器PLC或现场总线控制系统FCS等实现。
设备主要包括机柜、卡件、控制元器件等。
5、电缆线路、取样管路、气源管路等。
三、热工保护系统故障原因分析火电厂热控系统运行受多方面因素影响，电气元件故障、电缆接线故障、系统故障是常见的影响因素，此外，还有设计安装故障与人为故障等。
火电厂热控系统运行必须及时排除以上故障，这就有必要分析这些故障的发生原因。
1、控制装置故障分析控制装置主要包括分散控制系统DCS、可编程控制器PLC以及现场总线控制系统FCS等，是一项综合性较强的系统，其主要包括计算机技术、网络技术、过程控制技术、LED显示技术等。
可以实现热工保护、数据采集与记录、模拟量控制、顺序控制等功能。
随着计算机技术的快速发展，控制装置的可靠性也有明显提高。
但由于计算机或元件质量造成的系统故障也时有发生。
诱发其故障的原因主要包括操作站问题、主DPU死机、辅助DPU切换失败、服务器死机、控制卡件故障以及外部环境不能满足控制系统要求等因素，是影响机组安全运行的重大隐患之一。
2、就地控制设备故障分析就地控制设备包括检测仪表、行程开关等就地保护测量元件及阀门挡板、电动机等就地驱动装置，因就地控制设备故障引起的事故很多，主要是指元件信号失真，设备拒绝动作或误动作。
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用浅析
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用浅析摘要：目前，国内新建大型火力发电厂均采用“主辅一体化”的设计理念，越来越多的辅助车间采用DCS控制系统进行控制。
火力发电厂的辅助车间应用DCS取代可编程逻辑控制器（PLC），简化了备品备件库，为日常维护带来了极大的便利。
本文章从火电厂热工自动化内涵入手，分析了火电厂热工自动化DCS控制系统的应用，以期为业内相关工作人员提供一定的参考。
关键词：火电厂；热工自动化；DCS控制系统；应用浅析引言当前火电厂的热控系统主要是利用DCS系统对汽轮机、各类仪表、锅炉装置，以及相关的介质管道等进行自动控制。
DCS系统根据机组实际运行要求，采用分级子系统的形式对火电厂的设备进行自动化控制，确保火电机组安全运行，其主要分为现场控制单元和操作站单元。
在现场控制单元中，各个支路和总线的物理连接是通过插板箱来实现的，这样也就实现了子系统和控制中心的信息通信。
现场控制单元中的微机保护系统根据火电厂设备运行的实际需求，配置相应的CPU插件、二次回路电源、I/0输入输出接口插件、通信插件等。
操作站单元主要用来提供人机交互操作接口和显示子系统单元设备的运行状况，并显示其运行数据。
设备运行参数的调整、设备工况报表的打印，以及异常工况的预警等都需要利用操作站来完成。
1火电厂热工自动化内涵火力发电厂分散控制系统(DistributedControlSystem,简称DCS)是一种基于计算机网络技术的工业自动化控制系统。
它将整个火力发电厂的各个子系统(如锅炉、汽轮机、发电机等)进行集中管理和控制,实现对生产过程的全面监控和调度。
DCS系统具有系统可靠性高、功能强大、灵活性好等特点,被广泛应用于火力发电厂的自动化控制领域。
火力发电厂分散控制系统是指由多个控制单元组成的分布式控制系统,用于协调和管理火力发电厂各个子系统的运行。
火力发电厂分散控制系统是一个大型的自动化控制系统,其主要特征包括:1)分布式结构:火力发电厂分散控制系统是由多个控制单元组成的,这些控制单元通过网络连接起来,形成了一个分布式的控制系统。
火力发电厂热控自动调节系统一
前言由于用户对电能在质上的提高和量上的增加，电能做为特殊商品，发、供、用电必须同时进行，发电机组的稳定运行越来越重要；由于用户的用电结构也在变化，使得电网负荷的峰谷差加大，发电机组要求有调峰能力，对这种电网负荷指令的随时变化要求能够快速稳定地响应；由于单元机组容量的逐步增大，机组的热工参数的提高，热工被控对象变得越来越复杂；所有的这些，都对火力发电厂热工自动控制提出了更新更高的要求。
本书在介绍了自动调节系统控制理论的基础上，以300MW火力发电单元机组为控制对象，重点对机组的协调控制系统、燃烧控制系统、给水控制系统以及蒸汽温度控制系统进行了讨论，内容包括的被控设备的工艺流程、控制系统的任务、被控对象的动态特性和燃煤机组常用的几种控制策略，并对控制方案中的一些细节进行了剖析。
本书注重它的实用性和可操作性。
在自动调节系统基本控制理论的内容里，介绍的主要是从事热工控制专业工作人员所必须要掌握的内容，而重点放在自动调节系统的现场试验方法上，如被控对象动态特性的试验获得方法、阀门及风门挡板的特性试验方法、自动调节系统的现场投运和整定方法等等，有些试验方法是根据我们长年在现场进行相关试验时的试验措施编写而成，具有很强的可操作性。
在介绍协调、燃烧、给水和汽温控制系统的章节里，所列举的系统结构、控制逻辑、直至系数设置和参数整定，大多是在运行机组上的实例，具有参考价值。
本书注意了所述内容的通用性。
对同一控制对象而使用较为普偏的多种控制策略都作了介绍和讨论，并分析了各种控制策略的特点。
比如协调控制系统中的直接能量平衡控制策略和间接能量平衡控制策略、燃料控制系统中的燃料控制器指令调节磨煤机一次风量和调节磨煤机的给煤机转速等等。
本书还注意到编写依据的实时性和先进性，以电力行业最新的标准、规程、导则、要求和法规规定为依据编写而成。
例如，在给水调节系统信号测量这一节中，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要点》国电发[2000]589号和《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行）》【国电发（2001）795号】作为汽包水位补偿运算的依据；又如，在模拟量控制系统性能指标中，编写依据是2001年国家经贸委颁布执行的《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》【DL/T774－2001】，该导则针对单机容量300MW及以上采用分散控制系统（DCS）的火力发电机组而制定，是目前热控专业对分散控制系统进行检修和维护的最新导则。
火力发电厂送、引风机控制系统介绍
执行器负责执行控制系统的输 出信号，如调节阀、控制阀、 变频器等。
此外，控制系统还包括电源、 通讯接口等辅助设备。
03
送、引风机控制系统的功能
送风机控制系统的功能
01
02
03
维持炉膛压力稳定
通过调节送风机的送风量， 确保炉膛压力在设定范围 内波动，保证燃烧过程的 稳定。
控制燃烧空气量
根据燃料量及所需燃烧效 率，调节送风机送入炉膛 的空气量，确保燃料充分 燃烧。
大气中。
控制系统通过调节引风机的转速、 风量等参数，确保炉膛负压的稳 定，同时降低烟气中的污染物排
放。
引风机控制系统通常由变频器、 电机、传感器和执行器等设备组
成。
控制系统设备与组件
控制系统的核心设备是可编程逻 辑控制器（PLC），它负责接收 传感器信号、执行控制算法、输
出控制信号等任务。
传感器用于检测送、引风机的 运行参数，如风量、风压、转
02
送、引风机控制系统组成
送风机控制系统
送风机控制系统负责对燃烧所需空气 进行输送和分配，确保燃料充分燃烧， 同时将燃烧产生的烟气排出。
送风机控制系统通常由调节阀、控制 阀、传感器和执行器等设备组成。
控制系统通过调节送风机的风量、风 压等参数，确保锅炉燃烧的稳定性和 经济性。
引风机控制系统
引风机控制系统主要负责将烟气 从炉膛中抽出，通过烟囱排放到
火力发电厂送、引风机控 制系统介绍
• 引言 • 送、引风机控制系统组成 • 送、引风机控制系统的功能 • 送、引风机控制系统的运行与维护 • 送、引风机控制系统的未来发展
01
引言
火力发电厂的重要性
能源供应
火力发电厂作为传统的能源供应 方式，为全球提供了大量的电力 ，保障了社会和经济的稳定运行 。
火力发电厂热控自动调节系统之一 【基本概念】
1
按给定值变化规律区分，有定值调节系统、程序调节系统和随动调节系统。
定值调节系统的给定值在系统工作过程中是恒定的。扰动作用会使被调量偏离给定值， 在调节过程结束后被调量能回到（或接近）给定值。锅炉的汽包水位等调节系统都属于 这类系统，在任何负荷下，在任何时间，汽包水位的定值都是不变化的。 按调节过程结束后被调量与给定值之间偏差的情况， 定值调节系统又分为有差调节系统 和无差调节。有差调节系统在调节过程结束后，被调量与给定值之间存在静差。具有比 例调节规律的调节系统属于有差调节系统。 无差调节系统在调节过程结束后， 被调量与 给定值之间不存在静差。 通常， 采用比例积分调节器的调节系统就是一种无差调节系统。 程序调节系统的给定值是根据生产过程的工艺要求， 按预先确定的时间函数变化的。 例 如在锅炉按升温、升压曲线启动的过程中，汽温汽压调节系统属于程序调节系统。 随动调节系统的给定值既不恒定又不按预定的规律变化， 而是决定于某些外来因素。 系 统的输出跟着给定值变化， 所以又称为跟踪系统。 例如锅炉烟气含氧量调节系统属于随 动调节系统，含氧量的定值随负荷变化而变化。 按调节系统的结构来分，有闭环调节系统、开环调节系统和复合调节系统。 输出量和输入量之间存在反馈回路的系统叫做闭环系统， 大多的调节系统都是闭环调节 系统， 如高低加水位等定值调节系统。 输出量和输入量之间不存在反馈回路的系统叫做 开环系统，如某 300MW 机组的燃料风调节系统（FUEL AIR DAMPER CONTROL）和燃烬风 调节系统(OVERFIRE AIR DAMPER CONTROL)都是开环调节系统。 既有开环调节作用又有闭环调节作用的系统复合调节系统， 其调节效果比一般闭环调节 系统的更好，如采用前馈信号的闭环调节系统都属于复合调节系统，其中的前馈调节， 是开环调节， 如引入蒸汽流量作为前馈信号的汽包水位调节系统， 引入总风量作为前馈 信号的炉膛负压调节系统等等。 2 按调节系统内闭环回路的数量来分，有单回路调节系统和多回路调节系统。
火力发电厂常见热控保护技术
火力发电厂常见热控保护技术火力发电厂是目前世界上最常见的发电方式之一，它利用燃料燃烧产生热能，再将热能转化为电能供给用户。
由于火力发电厂运行环境复杂，热控保护技术的应用至关重要。
下面我们来了解一下火力发电厂常见的热控保护技术。
1. 燃烧控制系统燃烧控制系统是火力发电厂的核心设备之一，它通过调节燃烧设备的运行参数，确保燃烧过程稳定、高效。
在燃烧过程中，如若燃烧不充分或者温度过高，都可能导致热控问题。
燃烧控制系统在火力发电厂中扮演着至关重要的角色。
热力控制系统主要用于监控锅炉、汽轮机等主要热能设备的运行状态，确保其在安全、稳定的工况下运行。
该系统通常包括温度、压力、流量等参数的监测以及相关的控制设备。
一旦温度、压力等参数超出设定范围，热力控制系统将及时启动保护措施，避免发生热控问题。
3. 冷却系统火力发电厂中的热能设备需要大量的冷却水来散热，以保证设备在正常工作温度下运行。
冷却系统的设计和运行对于热控保护至关重要。
冷却系统通常包括冷却水泵、冷却塔、冷却水循环系统等部分，其稳定、高效的运行对于火力发电厂的安全运行起着至关重要的作用。
4. 热重联动保护热重联动保护是一种常见的火力发电厂热控保护技术，它通过将锅炉、汽轮机、发电机等热能设备的关键参数进行联动监测，并根据设定的逻辑关系进行保护和控制。
一旦其中的任何一个设备发生异常，热重联动保护系统将自动启动相应的保护措施，最大限度地避免了热控问题的发生。
燃烧过程控制是火力发电厂热控保护技术中的关键环节。
燃烧过程中，燃烧设备的运行参数直接影响热能的产生以及设备的安全性。
燃烧过程控制系统通常包括燃烧控制器、氧量控制器、燃烧风机控制器等设备，通过对燃烧过程进行精准控制，保证燃烧过程的稳定和热能的高效产生。
6. 温度监测与控制火力发电厂中的各种设备在运行过程中都会受到温度的影响，因此温度的监测与控制显得尤为重要。
温度监测与控制系统通常包括温度传感器、温度控制器、温度调节阀等设备，通过对设备温度的实时监测与控制，保证设备在正常的温度工作范围内运行。
热工控制系统简介
紧急跳闸系统，是汽轮机在紧急情况下的保护系统。 当汽轮机运行时，被监测的各项参数有任意一项或多 项达到跳闸条件时，将使危急遮断电磁阀动作，迫使 汽轮机安全油(AST油压)泄压，从而在最短的时间内关 闭各个进汽阀门，使汽轮机紧急停机，保护汽轮机的 安全。
2.1 ETS 停机信号
1 EH油压低
8 9
图-1
汽轮机转速探头
3.3 键相：
键相装在汽机机头，键相位又叫相位参考。本厂键相有一个探
头，安装在汽轮机机头主油泵一侧。 键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽称为键相标记。当 这个凹槽转到探头位置时，相当于探头与被测面间距突变，传 感器会产生一个脉冲，轴每转一周，就会产生一个脉冲信号， 产生的时刻表明了轴在每转周期的位置。因此通过对脉冲计数， 可以测量轴的转速，通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确 定出振动的相位角，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析 与诊断等方面。键相位的作用有4个： 第1个作用是测量转速，主要是用在变频驱动的设备上； 第2个作用，设备启动时或停止时，都要过临界转速（刚性轴除 外），使用键相位配合轴振动探头，可以完美的捕捉到启动/停 止时的振动趋势； 第3个是正常使用时检测转轴的轴向扭曲，因为这种异常会导致 转轴彻底报废，虽然很少发生！但是由于这种变形根本无法在 普通的轴振动探头单独体现出来，这个叫相位角测量； 第4个作用是可以配合轴振动探头获取，转轴的实时轴心位置， 分析轴承扰动或涡流。 在TSI中键相主要用作测量机组偏心使用。
设备检修部 赵甲
1、DEH系统简介
DEH全称为汽轮机数字电液控制系统 (Digital Electric
Hydraulic control system)。 汽轮机数字电液调节系统的主要任务就是调节汽轮发电机 组的转速、功率，使其满足电网的要求。汽轮机控制系统 的控制对象为汽轮发电机组，它通过控制汽轮机进汽阀门 的开度来改变进汽流量，从而控制汽轮发电机组的转速和 功率。在紧急情况下，其保安系统迅速关闭进汽阀门，以 保护机组的安全。汽轮机数字电液控制系统DEH分为电子 控制部分和液压调节保安部分。
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火力发电厂 热工控制系统简介
xx项目部
热工控制系统范围
• • • • • (1).锅炉部分的控制。 (2).汽轮发电机组的控制。 (3).除氧给水系统的控制。 (4).空冷系统控制。 (5).水系统，包括：补给水处理、凝结水 精处理及汽水取样、综合水泵房、生活 污水及工业废水处理站、制氢站系统的 控制。
电子设备间布置
• 采用机炉电集中控制方式，两台机组及 电气网控共设一个集中控制室。控制室 及电子设备间布置在主厂房内运转层 (13.7米)两台机组之间的位置。 • 锅炉电子设备间（13.7米层） • 汽机电子设备间（13.7米层） • 空冷电子设备间（０米，空冷平台下） • 循环水泵房远程站（循环水泵） • 燃油泵房远程站（燃油泵房）
Ovation 网络结构
主交换机 备交换机
Root 级
Primary
Backup
Primary
Backup
IP Traffic
…...….
………..
Controllers Workstations
………..
FanOut
Controllers
Workstations
最小配制
最小配制
Unit1 or CT1
Personality Module特性模块
Spare Fuse Holders
备用保险丝孔
Terminal block support single 12 AWG cable two 14 AWG cable down to 22 AWG
Automatic Interconnection of I/O Bases
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
• • • • • • • • • • • • • • • • • 主燃料跳闸(MFT)条件 (1)、两台送风机均停。 (2)、两台引风机均停。 (3)、两台一次风机均停。 (4)、两台空预器均停。 (5)、三台炉水循环泵均停。 (6)、锅炉总风量＜30% 。 (7)、汽包水位高三值(2/3)。 (8)、汽包水位低三值(2/3) 。 (9)、炉膛压力高二值(2/3) 。 (10)、炉膛压力低二值(2/3) 。 (11)、丧失燃料。 (12)、全炉膛灭火。 (13)、冷却风、炉膛差压低(2/3) 。 (14)、点火三次失败。 (15)、汽机跳闸。 (16)、手动紧急停炉。
DCS系统概述
• DCS系统为西屋公司OVATION XP分散控制系统。 • OVATION分散控制系统由Westinghouse Process Control.Inc(WPC)西屋公司推出具有多任务、开放式 网络设计，是工业中较为可靠、能实时响应的监控系 统。全局分布式数据库将功能分散到多个可并行运行 的独立站点，而非集中到一个中央处理器上，可集中 在指定的功能上不断运行，不因其他事件的干扰而影 响系统性能。
锅炉部分的控制（二）
协调控制系统(CCS)
• 基本概念 • 协调控制系统是单元机组的负荷控制系 统，由早期的锅炉跟随汽机或汽机跟随 锅炉的负荷控制系统发展而来，它是由 汽机和锅炉协调动作，共同实现机组的 负荷控制：一方面，控制机组输出功率， 满足电网负荷要求；另一方面协调汽机 及锅炉各子系统，控制机前压力，使机 组得以稳定运行。
热工控制系统范围
• (6).灰系统，包括：除灰系统、除渣系统、 全厂空压站系统的控制。 • (7).输煤系统的控制。 • (8).烟气脱硫系统的控制。 • (9).启动锅炉房的控制。 • (10).暖通空调系统的控制。 • (11).全厂数字化工业闭路电视监控系统。
主要内容
• • • • • DCS系统概述 。 锅炉部分的控制。 汽轮发电机组的控制。 其它独立控制系统。 就地设备介绍。
switch
冗余控制器对
CNTRL 1
CNTRL 51
CNTRL 2
CNTRL 52
冗余控制器对 实时控制器，扫描、刻度变换、 监测全部的过程输入，输出控制 信息给过程。在OVATION网或 以太网上广播点信息。
PROCESS
( Power plants, Blast Furnaces, Waste Treatment plants, etc.)
• 在OVATION系统中全部项的数据库管理
– 控制器参数设置、I/O卡件定义 – 输入点、输出点 – 控制回路 – 流程图 – 系统组态
Ovation Developer Studio工具窗
锅炉部分的控制（一）
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
• • • • • • • • • • 炉膛安全监控系统的主要功能： ——炉膛吹扫 ——油燃烧器管理 ——煤燃烧器管理 ——主燃料跳闸（MFT） ——油燃料跳闸（OFT） ——火焰检测 ——有关辅机的启停和保护 ——联锁和报警 ——首次跳闸（MFT和OFT）原因显示
自动互连I/O总线
I/O 类型
• AI (模拟量输入)
4～20mA RTD 拟量输出) DI (开关量输入) DO(开关量输出) PI (脉冲量输入)
I/O 点数
一台机组及公用部分（电气厂用电、燃油泵房、循环水泵房）现 场I/O点数量：
信号类型 汽机 RTD 410 TC 270 AI 330 AO 117 DI 926 DO 450 PI 5 总数 2508 锅炉 282 270 760 137 1750 890 10 空冷 电气 机组实用点数 146 838 540 158 135 1383 64 318 374 300 3350 258 75 1673 15 8117 机组公用 电气公用 机组公用点 数 150 150 60 2 220 180 610 50 180 50 280 110 2 400 230 890
4099 1000 510
17124
I/O 模件部分类型
• • • • • 16 Channel Digital Input 16 Channel Digital Output 4 Channel Analog Output 8 Channel Analog Input 4 Channel 3 and 4 wire RTD Input • 16 Channel Sequence of Events • Speed Sensor • Valve Positioner
锅炉部分的控制（一）
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
• 主燃料跳闸（MFT） • 锅炉跳闸指令通过跳闸所有的磨煤机、 给煤机、一次风机，关闭进回油阀和所 有的油角阀等来切除进入炉膛的所有燃 料。 • 锅炉跳闸指令将确立一个“主燃料跳闸” （MFT）记忆及报警信号并在CRT上显 示。
锅炉部分的控制（一）
Unitn or CTn
24 口 以太网交换机
OCR400控制器的结构
控制器主要功能：数据采集，回路调节，顺序控制。
OCR400控制器
控制器的通讯接口
•电源分配模件
I/0 模块
Wire Strip Gauge信号端
I/O基座 Base/Termination Unit
每个基座有2个I/O卡槽 I/O卡支持热插拔 无组态跳线 模块电源和辅助电源由 总线连接 模件有电子ID号 电子模块和特性模块都 有代号
OVATION系统的基本结构
服务器/工程师站
编程中心（建立数据库， 控制逻辑） Power Tools 服务器 Oracle 数据库服务器
历史/记录服务器
长期点数据的存储（周、月、年） 检索操作站/报警站的历史趋势 历史站
操作员站
监视和控制过程的 操作员接口 操作员站
其它工作站
服务器/工程师站
switch
工作流程
入厂煤机械采样装置系统包含采样设备、制样设备、余 料返回设备及电器控制设备，由采样机，不锈钢落煤 管，埋刮板机，破碎机，提升机，电器控制部分及钢 架平台构成。采样机在皮带机中部采样，在PLC控制 下采样机自动连续的完成煤流截断面采样。采制样煤 始终封闭在采制设备和输送燃煤的不锈钢管道中，进 入分筛式埋刮板机，样煤逐级送入鄂式破碎机、锤式 破碎机、辊式破碎机完成三级破碎，然后经不锈钢落 煤管进入刮板式缩分器进行缩分，得到燃煤样品由左 轮式子样桶收集。余煤由斗式提升机提升到上置埋刮 板机返回到运行中输煤皮带中。
锅炉部分的控制（一）
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • 炉膛吹扫 在任何燃料进入炉膛之前，必须完成一个炉膛吹扫周期（300秒）。 在炉膛吹扫周期内，下列所有条件必须满足： （1）所有吹扫阀全关。 （2）所有磨煤机均停。 （3）两台空予器均已投运。 （4）任意送风机和引风机运行。 （5）风量 > 30%。 （6）汽包水位正常。 （7）炉膛压力正常。 （8）燃油进油阀全关。 （9）燃油回油阀全关。 （10）所有墨出口门全关。 （11）所有给煤机停。 （12）所有油角阀全关。 （13）所有火检无火。 （14）两台一次风机均停。 （15）无锅炉跳闸条件。 当上述所有条件都满足后，“吹扫条件具备” 信号建立且在CRT上显示，此时在按下“开 始吹扫”按键，则开始5分钟的锅炉吹扫计时，“正在吹扫”信号马上建立且显示。完成吹扫 时显示“吹扫完成”。
OVATION系统中的工作站
• 操作员站 － 完成系统的日常操作
• 服务器/工程师站 － 数据库及组态工具
• 历史/报表站 － 历史数据收集及报表组态和生成 • OPC站 － 第三方系统数据连接
OVATION 操作员站
OVATION操作员站
NIC
输入设备
RAM
输出设备
CPU
S A M
I/O
Optional
Hard Disk
操作站的主要功能
• • • • • • 操作员接口 OPERATOR INTERFACE 报警管理 ALARM MANAGEMENT 流程图 PROCESS GRAPHICS 点信息 POINT INFO 点查询 POINT REVIEW 趋势 TRENDS