余热发电系统保护与控制原理总体介绍

目录

一、发电工艺简介

二、DCS/DEH 保护

三、非电量保护（保护屏）

四、发电DCS系统运行常见问题分析及解决办法

发电工艺简介

余热发电系统工艺流程

从余热发电的工艺流程图我们可以看出，整个系统的设置是：一台PH锅炉，一台AQC锅炉，一台闪蒸器及锅炉给水系统，一套汽轮机发电机及其冷却水系统

蒸气的工艺流程

1、进入AQC锅炉的汽包的水，由汽包底部的管道引入锅炉的蒸发器，蒸发出的饱和蒸汽再进入锅炉的汽包，经过汽水分离后送入锅炉的过热器，成为350℃过热蒸汽进入蒸汽主管道。

2、进入PH锅炉的汽包的水，由汽包底部的管道引入锅

炉循环泵，通过强制循环，将汽包的水送入蒸发器，蒸发出的饱和蒸汽再进入锅炉的汽包，经过汽水分离后送入锅炉的过热器，成为330℃过热蒸汽进入蒸汽主管道。

3、AQC锅炉的350℃过热蒸汽与PH锅炉的330℃过热蒸汽并汽后，进入汽轮机做功后，乏汽进入凝汽器冷凝成水，并进入汽轮机的热水井。

工艺流程方框图

DCS/DEH 保护

DCS系统概述

目前集团发电DCS系统主要采用英国欧陆公司生产的T2550控制器系列。上位机软件主要采用IFIX3.5，二者结合起来，主要实现以下功能：

1、数据及实时状态监视

2、设备控制及自动回路调节

3、

系统连锁及保护4、实时和历史报警显示5、历史趋势显示等功能6、报表采集及存储7、其它功能

DCS 系统保护主要组成

1、系统冗余保护

主要包括控制器、网络、电源、交换机等方面的冗余；

2、设备保护

主要包括设备自身保护及设备、工艺联锁保护；

3、油系统保护

主要包括调节系统、保护系统及系统润滑等。

操作站/工程师站

硬件设备采用的是工控机，操作系统为Windows 2000专业版，过程监控软件T3500/RT核心部分是通用的iFIX，通常情况下每台机组配置3台操作站和1台工程师站。操作站之间相互独立，互为备用。

Mbps 闸和直

流油泵

启动

控制器（CPU）

各种控制策略的执行者，是DCS系统的核心部分，采用的是英国欧陆T2550系列产品，每套控制器均有互为冗余的两个独立的DPU以及ELIN网络接口，DPU和I/O模件采用并行总线通讯，每个机架都是智能化的，可独立工作。

硬件状态（控制器冗余）

环形以太

网

100 Mbps

MIS

彩

色

打印

机

激

光

打印

机

手操按

钮

汽机跳闸

和直流油

泵启动

隔

离

网

关

OS3 OS2 OS1

ES

通讯网络

基于环形冗余Ethernet网，采用ELIN协议，令牌网方式，用于连接控制器与工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交换，传输速率100 Mbps。

环形以太网

100 Mbps MIS

彩色打印机

激光

打印机

手操按钮

汽机跳闸

和直流油

泵启动

隔离

网关

OS3 OS2 OS1

ES

系统供电

硬件状态（控制器冗余、I/O模块、电源冗余）

设备联锁

启动连锁：设备在启动时必须满足的启动条件，启动(运行)后可以不满足。

运行连锁：设备在运行时必须满足的条件，如设备之间的连锁关系。

安全连锁：设备在运行时必须满足的设备本身的保护条件，如设备的温度、振动等。

注：设备、工艺参数联锁关系参考总体设计联锁关系图。设备联锁图

发电系统中冷却水泵，凝结水泵、锅炉给水泵、PH锅炉强制循环泵、真空泵或射水泵等均为两用一备或一用一备的工作方式。

自动控制回路

余热发电自动控制回路有：AQC汽包水位控制（三冲量），PH汽包水位控制（三冲量），AQC锅炉省煤器出口温度控制，主蒸汽旁路压力控制，闪蒸器蒸汽旁路压力控制，冷凝器水位控制，冷凝器最小流量控制，闪蒸器水位控制，冷却塔补水控制。

单冲量系统：系统采用汽包水位控制锅炉汽包水位控制阀的开度以达到控制汽包水位的目的，这就是一个单冲量系统。缺点：调节作用缓慢；负荷突然增大，产生“假液位”时，调节不及时等。

三冲量系统：系统采用蒸汽流量、给水流量、汽包水位所组成一个带前馈作用的串级控制系统，控制锅炉汽包液位控制阀的开度以达到控制汽包水位的目的，这就构成了一个三冲量系统。汽包水位是被控参数,是主冲量信号,蒸汽流量和给水流量是辅助冲量信号。系统将蒸汽流量和给水流量前馈到汽包液位调节系统中,一旦蒸汽流量或给水流量发生波动,不是等到影响到液位才进行调节,而是在这两个流量改变之时就能通过运算立即去改变调节阀开度进行校正,故大大提高了水位这个被调参数的调节精度。

自动控制回路逻辑

废气挡板操作

油系统及其作用

1、减少轴承的摩擦损失,并带走因磨擦产生的热量和由转子传来的热量；

2、向调节系统和保护系统装置供油，以保证其正常工作；

3、供给传动机构的润滑用油

4、供油过程中对管道及轴承起到清洗和防腐蚀的作用。

油系统组成

余热发电油系统的组成：主油泵、高压交流油泵、润滑交流泵、直流油泵、注油器、过滤器、冷却器、过压阀、启动排油阀、油雾风扇、油箱、单向阀及相关的管道和阀门。

供油系统

由主油泵或高压交流油泵泵出的油被送到润滑油过滤器和油冷却器处，控制油压力调节阀将使油压保持在0. 8MPa以上，另外调整油冷却器入口冷却水量，控制油温度调节阀使汽机、发电机各处轴承入口处供油温度保持在35-45℃之间。

油路在润滑油过滤器入口处分为两条支路：

（1）一路到控制系统部分，控制油送到调节器主伺服电机，紧急停车阀及超速调节器导引阀等停车设施，为使控制油压波动最小，在管线上装有过压阀：注入润滑油压力为0.6MPa压力；

（2）另一路为润滑路线，0.8MPa高压油由双重孔板及润滑油压调节阀来降至0.1～0.13MPa左右，润滑油被送至汽机的每个轴承、减速机与发电机、减速啮合齿轮及盘车设施。