第1-3热工自动控制系统

热工自动控制系统

一、教材

热工控制系统华北电力大学边立秀等编中国电力出版社

http:〃61.155.6.178/zyf

密码：200803Y

二、主要参考书

0:超超临界机组控制设备及系统肖大雏主编化学工业出版社2007年

1.陈来九：热工过程自动调节原理与应用第三章第七章

2 .电子书：热工过程自动控制杨献勇主编清华大学出版社

3.《热工自动控制系统》华北电力大学李遵基

4.《热工自动控制系统》东北电院张玉铎、王满稼

三、课程主要内容

1 •简单介绍单回路反馈系统(复习)

(1)基本调节作用

(2)工业调节器

(3)调节器参数的整定

2.重点介绍电厂热工过程自动控制系统，包括汽温、给水、燃烧自动控制

3•介绍单元机组负荷(协调)控制系统(直流锅炉自动控制系统以及单元机组给水全程控制系统) 三、考核方法

1.期末考试+平时成绩。

2.平时成绩包括：作业，回答问题，出勤，平时答疑，约占10%

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，由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，调节仪表采用电动或汽动单元组合仪表。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。

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已达到这一水平。 N-90 天生港，利港，石洞口

Infi — 90

Proco ntrolP 合肥二电厂 Mod-300 北仑港 WDPF 望亭利港 MAX1000 外高桥电厂

TDC3000 是霍尼维尔(Honey wel)公司的产品。 西门子、 日立的DCS 等

r 水位

汽温：过热，再热 燃烧：煤，风

§ 1-2火电厂的主要控制系统

八大系统 1)

协调控制系统 (CCS )Coordinate Control System

基本功能：接受各类负荷指令，根据设备运行的健康状况，发出机炉主控指令，协调机炉工作，使机 组满足外界负荷的需要，同时确保自身参数的稳定。 包括各个子系统(水位，汽温，) 2)

模拟量控制系统(MCS 〕

模拟量控制系统属于闭环控制，是保证机组经济运行、最大限度地减轻运行人员的劳 动强度、机组投入协调控制的重要组成部分。

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

DPU : distributed process unit 完成各控制任务

分散处理单元

（5）燃烧控制系统

3）锅炉安全监控系统（FSSS）Furnace Safeguard Supervisory System

或称燃烧器管理系统（BMS ）Burner Management System 包括吹扫，油，燃层启停，MFT （main fuel trip ）

燃烧器管理系统又称为炉膛安全监控系统，BMS 可以连续监视锅炉在各种运行工况下的状态，随时进行逻辑判断，通过一系列连锁条件，按预定的逻辑顺序对燃烧设备进行操作和控制，异常时发出报警信号乃至停炉。

BMS 包括锅炉保护和燃烧系统顺序控制两部分，其主要功能有：炉膛火焰监视、炉膛自动吹扫、锅炉点火及燃油控制、锅炉投煤和磨煤机组控制、主燃料跳闸（MR）。4）顺序控制系统（SCS）Sequence Control System 负责电厂中所有辅机的启停。

顺序控制系统又称为开关量控制或二进制控制系统。主要任务是单元机组的主要辅机或功能组进行启停控制和连锁保护，以简化运行人员的操作．确保机组启停和运行安全。

主要辅机：送风机、引风机、给水泵、磨煤机等，某一辅机的启停都有一定的顺序和逻辑条件。功能组: 为了实现机组自启停，一般按生产流程将机组的附属设备和系统划分为若干个执行某一特定功能的组，称为功能组。

大型火电机组scs 主要有：送风机系统、引风机系统、一次风机系统* ，给水泵系统、循环水系统、汽机疏水系统、冷凝器真空系统、汽机油系统等。

5）汽机数字电液调节系统（DEH ）Digital Electricity drain Regulate System 根据外界对电厂的负

荷要求，确定汽机调门的开度。

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

要实现上述八大系统，特别是CCS ，其基础就是锅炉汽机各自的调节系统要完善，因此，本课程主要介绍锅炉的各个子系统，汽温，给水和燃烧系统。另外，还介绍协调控制系统CCS。

§ 1-3 火电厂自动控制的主要内容和分类

一、内容

1、自动监测：自动的检查和测量反映生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态，以监视生产过程的情

况和趋势。

2、顺序控制：根据预先拟定的程序和条件，自动的对设备进行一系列的操作。在火电厂中主要是主机和辅机的启动和停止。

3、自动保护：在发生事故时，自动采取保护措施，以防止事故的扩大。

4、自动调节：自动维持生产过程在规定的工况下进行。在火电厂中即保证有关参数和流量不超过允许的范围。

本课程主要讨论自动调节问题，它是属于自动控制内容的一部分，对生产过程的正常进行有很大影响，只要生产过程中受到各种因素的干扰和影响，使工况偏离正常，自动调节就会发挥其功能，以迅速消除干扰，使生产过程恢复正常运行。

二、组成