1、热控培训热控培训第一部分 概述第二部分 热控设备第三部分 热控DCS基本概念第四部分 热控新技术在数字化电厂中的应用热控培训第一部分 概述 一、热控专业在电力行业的发展前景 近年来，发电机组正朝着高参数、大容量的方向发展，对机组自动化的要求日益提高，以“4C”（计算机、控制、通信、CRT）技术为基础的现代火电机组热工自动化技术也得到了迅速发展，热工专业在电厂的地位也变得更加重要。热控培训二、热控专业主要作用1、保证所有监视点的准确性。2、满足电厂自动化控制的要求。3、在机组运行工况出现异常时，除及时报警外，还能迅速及时地 按预定的规律进行处理，保证机组尽快恢复正常运行。4、在机组从运行异常发展
2、到危急情况时，自动化设备能适时采取果断措施进行处理，以保证设备及人身的安全。5、在机组的启停过程中，自动化设备又可根据热状态进行相应的控制。热控培训三、热工控制系统的组成热控培训 如上图所示，热工控制系统由控制对象和热工控制设备组成。热工控制设备是指从被控参数到控制机构的总称。其中，变送器对被控参数进行测量的信号转换。控制器发出控制指令，使执行器和控制机构动作，最终使生产过程自动地按照预定的规律进行。 在控制系统中，变送器是信息的源头，控制器是信息的处理器，执行器是信息的终端。 （下面将分别介绍组成热工控制系统的各个部分） 热控培训第二部分 热控设备 一、热控设备的分类 热控过程控制设备是实现
3、热工过程控制的工具，其种类繁多，功能不同，结构各异。按功能不同，可分为检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行器。 （1）检测仪表：包括各种变量的检测元件、传感器等。 （2）显示仪表：包括刻度、曲线和数字等显示。 （3）控制系统：PLC、DCS系统等。 （4）执行机构包括气动、电动、液动等类型。热控培训 二、热工测量和测量过程 研究热工测量是了解自动控制的第一步，离开检测数据运行人员将无法正确监视、操作，离开检测数据就无法实现自动控制被控对象。 下面选几个典型测量元件及测量原理分别作简单的介绍：热控培训 （一）温度 在电厂热力生产过程中，温度是保证安全、经济发电的一个重要参数。温度控制不好，可能导致
4、锅炉效率降低，影响发电厂的经济效益。 温度测量仪表的分类：按照温度测量方式的不同，温度仪表可分为接触式和非接触式两种类型。 1、接触式温度仪表 接触式即测温元件直接与被测介质接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。接触式温度仪表按其工作原理可分为膨胀式、压力式、电阻式和热电式四种。热控培训 （1）热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。热电阻感温元件是用来感受温度的电阻器，它是热电阻的核心部分，由电阻丝及绝缘骨架构成。 金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻（测温范围为-200850）、铜热电阻（-50150）和镍热电阻（-60180）3种。热控培训 （
5、2）热电偶 热电偶测温的基本原理是热电效应。把任意两种性质不同的导体或半导体连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。 热电偶就是用两种性质不同的金属材料一端焊接而成的。焊接的一端叫做热端（测量端），未焊接的一端叫做冷端（参考端）。如果冷端（参考端）温度恒定不变，则热电势的大小和方向只于两种材料的特性和热端（测量端）有关，且热电势与温度之间有一固定的函数关系，利用这个关系及相关显示仪表即可测量出温度。 热电偶的结构如图：通常由1-热电极; 2-绝缘管; 3-保护套管; 4-接线盒等主要部分构成， 热电偶是应用最普遍、最广泛的温度测量元件。在火电
6、厂中，主蒸汽、过热器管壁等的温度都是采用热电偶测量的。热电偶一般用于测量1001600范围内温度，用特殊材料制成的热电偶还可测更高或更低的温度。热控培训 2、非接触式温度仪表 非接触式温度仪表即感温元件不与被测介质相接触，而是通过辐射或者对流实现热交换来达到测温目的的仪表。不仅可以测量移动或者转动物体的温度，而且可以通过扫描的方法测得物体表面的温度分布，但是辐射式测温一般只能测得亮度温度或辐射温度，为了求得真实温度，还必须根据被测对象的温度对测量值进行修正，可能受到辐射、距离、烟尘等影响，故测温的准确性一般不高，通过常仅用于高温测量。 非接触式温度仪表包括红外测温仪表（红外法）、光学温度计（亮
7、度法）、光电温度计（亮度法）、比色温度计（比色法）和辐射温度计（辐射法）。热控培训 （二）压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。对保证压力测量的准确性对于机组安全，经济运行有重要意义。例如主蒸汽压力、凝汽器真空等，都是运行中需要连续测量监视的重要参数。此外，差压测量还广泛应用在液位和流量测量中。 1、压力表 压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级，一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。 压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。低压表用于测量06MP
8、A压力值，中压表用于测量1060MPA压力值，高压表用于测量100MPA以上压力值。 压力表按其显示方式分：指针压力表、数字压力表。热控培训 最常用的的指针压力表是弹簧管压力表，结构如图 1弹簧管 2游丝 3指针 4小齿轮 5扇形齿轮6自由端 7连接杠杆 8支点 9固定端 弹簧弯管是由金属管(无缝铜管或无缝钢管)制成的。管子截面呈扁圆形或椭圆形，它的一端固定在支撑座上，并与汽水介质相通；另一端是封闭的自由端，与杠杆连接。压力越高，自由端向上翘起的幅度越大。这一动作经过杠杆、扇形齿轮、小齿轮的传动，使指针偏转一个角度，在刻度盘上指示出压力高低。当被测介质压力降低时，弹簧管要恢复原状，指针退回到相
9、应刻度处。 弹簧管压力表出现线性误差时，应调整拉杆的活动螺丝。热控培训 2、压力变送器 压力变送器是一种接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按一定比例转换为标准输出信号的仪表。由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量回路和过程连接件三部分制作而成。如图所示。 工作原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。热控培训 (三)流量 流量是指单位时间内流经管道有效截面的流体数量。测量管道或明沟
10、中液体、气体或蒸汽等流体流量的工业自动化仪表，又称流量计。差压式流量计是目前火电厂使用最多的流量测量方法。 差压式流量计是利用流体在节流元件前后的压力变化情况来测量流量的流量计。流体充满管道的流动称为管流，在管流中放置一特制的中间有孔的节流件，流体流经节流件时，其压力和流速都发生了变化，变化情况如图所示(图中以孔板为例)。常见的节流件有孔板、喷嘴和长径喷嘴。 差压式流量计的工作原理：如图所示，在截面1处，流体还未受到节流件的影响，流束充满管道。流体流经节流件时，流束收缩、速度加快、静压降低，至截面2时流束收缩到最小。 由于流体的性质所决定，节流装置测得的差压与流量的关系是平方及平方根的关系，即
11、 （q2p）热控培训流体经节流件时压力和流速的变化情况(标准节流装置适用于截面形状为圆形的管道，单相流体且充满管道）热控培训 （四）液位 在电厂热力生产过程中，液位是一个很重要的参数。随着自动化水平的不断提高，生产过程中对汽包水位、凝汽器水位、润滑油箱油位等液位测量精度的要求越来越高。准确地测量容器液位并加以控制，对保证发电厂的安全稳定运行十分重要的。 根据液位计的工作原理，可分为直读式、浮力式、电容式、静压式、声学式、射线式、光纤式和核辐射式。 1、汽包水位 汽包水位测量在液位测量中最为重要，为防止锅炉汽包满水和缺水事故，防止电力生产重大事故的二十五项重点要求有很多明确要求。下面重点介绍汽包
12、水位测量的原理：热控培训 汽包差压式水位测量装置主要由连通管、平衡容器、引压管、变送器组成。 汽包内的饱和蒸汽在凝结球（平衡容器）内不断散热凝结，平衡容器内的液面总是保持恒定，所以正压管内的水柱高度是恒定的，负压管的水柱高度则随着水位H而变化。热控培训 由正负压引入口得到的差压信号为： P = P+ - P- = L1g Hg+ (L-H) g = Lg(1 -)- Hg(-)式中 H为容器水位； 1 -平衡容器中水的密度； -汽包压力下饱和水的密度； -汽包压力下饱和汽的密度。 由上式可知，当平衡容器的安装结构一定（即L确定）、汽包压力一定（、确定）及1一定的条件下，正负压管的差压输出P与汽
13、包水位H呈反向线性关系，即水位越低，差压越大。热控培训 2、导波雷达液位计 导波雷达液位计是依据时域反射原理为基础的雷达 液位计。 雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播， 当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。 导波雷达液位计的技术优势：测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。 雷达液位计的精度为5mm，量程60米，耐250度高温、40公斤高压，雷达液位计适用于爆炸危险区域。 其他还有转速测量、振动测量、氧量测量等不再赘述。热控培训三、执
14、行机构 1、作用：生产过程的信息从变送器引入，经控制器或DCS运算处理后，输出操作指令给执行器的控制生产过程，或有操作员站发出的人工操作指令给执行机构控制生产过程。 如果选择或使用不当，可能会导致自动控制系统的调节品质下降，控制失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒，而造成严重的生产事故。 2、对于执行机构最广泛的定义是：一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。 执行机构按使用能源可分为气动、电动和液动三大类。气动执行机构是使用压缩空气作为能源，电动执行机构使用电能作为能源，液动执行机构使用高压液体（如抗燃油）作为能源。 下面对三种执行机构的工作原理、优缺
15、点等分别予以介绍。热控培训 （一）气动执行机构 气动执行机构的分类： 1、按执行机构工作方式分为：直行程和角行程。 2、按执行机构作用形式分为：单作用和双作用。 3、按执行机构调节形式分为：调节型和开关型。 气动执行机构可以分为单作用和双作用两种类型。执行器的开关动作都通过气源来驱动执行的叫做双作用。单作用的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作是弹簧复位。热控培训 气动执行机构优点： 1、接受连续的气信号，可输出直线位移，也可输出角位移。 2、移动速度、输出功率较大。 3、检修维护简单，对环境的适应性好。 4、具有防爆功能。 5、其他 气动执行机构缺点： 控制精度较低。热控培训（二）电动执行
16、机构 工作原理：电动执行器由两相伺服电动机、减速器和位置变送器三部分组成。两相电动机接受伺服放大器或者电动操作器送入的信号而转动，经减速器减速后，输出力矩和转角去控制阀门动作；与此同时，位置变送器根据阀门的位置，输出角位移转换成位置反馈电流（420mA DC）热控培训 电动执行机构优点： 1、高度的稳定和用户可应用的恒定的推力。最大执行器产生的推力可高达225000kgf，能达到这么大推力的只有液动执行器，但液动执行器造价要比电动高很多。 2、输出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介质的不平衡力，达到对工艺参数的准确控制，所以控制精度比气动执行器要高。 3、通过配用伺服放大器很容易实现
17、正反作用及三断保护。而气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。 电动执行机构缺点： 1、结构较复杂，更容易发生故障。 2、电机如果调节太频繁，容易造成电机过热。 3、运行较慢，不如气动、液动执行器速度快。热控培训 （三）液动执行机构 液动执行机构由错油门、油动机和反馈杠杆组成。 因为液压执行机构的响应速度快，输出推力大，是其他类型执行机构所无法取代的，所以数字电液调节控制系统（DEH）的执行机构仍采用液压调速系统的油动机-液动执行结构。由于DEH液动执行机构的功能是把电信号转换为油动机活塞的机械位移，所以也称其为电液伺服执行结构。热控培训 液动执行机构优点： 1、当需要异常的抗偏离能力
18、和高的推力以及快的行程速度时，我们往往选用液动或电液执行机构。因为液体的不可压缩性，采用液动执行器的优点就是较优的抗偏离能力，这对于调节工况是很重要的，因为当调节元件接近阀座时节流工况是不稳定的，越是压差大，这种情况越厉害。 2、液动执行机构运行起来非常平稳，响应快，能实现高精度的控制。 液动执行机构缺点：就是造价昂贵，体检庞大笨重，特别复杂和需要专门工程，所以大多数用在一些诸如电厂比较特殊的场合。热控培训（四）三种执行机构的特点比较项目气动执行机构电动执行机构液动执行机构构造简单复杂简单体积中小大配管配线较复杂简单复杂推力中小大惯性大小小检修维护简单复杂简单价格低高高频率影响窄宽窄温度影响较
19、小较大较大热控培训第三部分 DCS基本概念 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。 整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一、人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散，操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。热控培训 一、DCS系统的
20、硬件构成 工程师站：提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。 操作员站：提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。 历史站：保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。 热控培训运行员操作站运行员操作站优 化计算站通 信接 口基 本控制单元基 本控制单元Snet管理级计算机管理级计算机工程师工作站MnetCnet通 信接 口基 本控制单元基 本控制单元过 程控制站通 信接 口 数据输入 输出单元数据输入 输出单元数据采集站过 程控制站分散控制
21、系统的结构热控培训操作员站操作员站1C2COPCMC-11C2C1C2C1C2C1C2CLaser colorPrinterLasePrinter1C2CSS/EWS1C2CHSRLOCAL REMOTE I/O1x Large Sscreens Ethernet Switch2C2C2C2C2CEthernet Switch 1C1C1C1C1CTO IP SWITCH1UTO IP SWITCH1UEthernet Switch2C2C2C2C2CEthernet Switch1C1C1C1C1CTO IP SWITCH1UTO IP SWITCH1UTO SWITCHDAS1C2CLas
22、ePrinterLasePrinter1C2C1C2CSCS1C2C1C2C1C2C1C2C1C2C1C2C1C2CMCS1C2C1C2C1C2C1C2CFSSS1C2CECS1C2CIP SWITCH分散控制系统的结构热控培训二、DCS系统功能组成部分1、数据采集系统（DAS）2、模拟量控制系统（MCS）3、汽机及锅炉侧顺序控制系统(SCS)4、电气侧顺序控制系统(ECS)5、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）6、汽轮机控制系统（DEH）7、小汽轮机控制系统（MEH）热控培训 （一）数据采集系统（DAS） 1、 数据采集系统（DAS），是指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态
23、进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提出运行指导的监视系统。热控培训2、DAS有下列功能：（1）显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、 报警显示、趋势显示等（2）制表记录：包括定期记录、报警记录、事故顺序（SOE）记录、操作记录等（3）历史数据存储和检索（4）性能计算热控培训 （二）模拟量控制系统（MCS） 1、模拟量控制系统（MCS）指通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路。通过前馈和反馈作用对机炉及辅助系统的过程参数进行连续自动调节的控制系统总称。 包含过程参数的自动补偿和计算、自动调节、控制方式无扰动切换、以及偏差报警等功能。 热控培训2
24、、自动控制基础理论（1）被调量：控制过程被调节的物理量。（2）设定值：在控制过程中被调量需要达到的数值。（3） 控制对象：过热减温水调门（4）偏差=设定值-被调量（5）闭环控制：即反馈控制系统，被调量反馈回来与设定值形成偏差输入到PID，PID根据偏差进行调节。一般的控制系统均为闭环控制系统。（6）开环控制：控制指令直接输入PID（只有比例作用）被调量不参与调节热控培训（7）PID及前馈： Y=Ke + 1/T1*edt + Td*de/dt + D 比例作用Ke ：根据相应的偏差乘以比例系数进行调节，比例作用太大会超调，但不会振荡。 积分作用1/T1*edt ：相应的偏差在积分时间内调为零，
25、太大的话会引起振荡。 前馈D ：作用是补偿调节对象动态特性的迟延和惯性，加快被调量的响应，在调节过程中起到粗调的作用。热控培训（8）控制系统的品质指标：l 动态品质指标l 稳态品质指标 l 过渡过程衰减率（=1-y3/y1）l 稳定时间l 实际功率变化速率l 负荷响应时间（负荷响应纯迟延 时间） 以下是电力行业的具体相关标准。热控培训热控培训 3、协调控制(CCS) CCS协调控制系统指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组的调频、调峰的能力，它直接作用的执行级是锅炉燃料
26、控制系统和汽轮机控制系统。热控培训3.1.1协调控制系统运行方式机跟炉控制方式(TF) 锅炉主控在手动控制方式，汽机主控在自动控制方式（自动调压方式）炉跟机控制方式(BF) 汽机主控在手动控制方式，锅炉主控在自动控制方式（自动调压方式）炉跟机为主的协调控制方式(CCS) 汽机主控和锅炉主控都在自动控制方式。锅炉主控自动调压，且接受目标负荷导前信号；汽机主控自动调功，且参与电网调频，同时参与压力限制调节热控培训3.1.2 CCS控制系统能平稳地实现下列功能： 频率协调：汽机转速控制用于维持系统频率的稳定。机组负荷指令自动跟踪实际测得的发电机负荷，以避免产生扰动。 限制：当被控容量或允许出力达到最
27、大最小限值时应发出闭锁增、闭锁减。 快速减负荷（RUNBACK）： 是针对机组主要辅机故障采取的控制措施，即当主要辅机（如给水泵、送风机、引风机）发生故障机组不能带满负荷时，快速降低机组负荷的一种措施。所有的RUNBACK自动完成。当发生RUNBACK时，控制系统自动转换到机跟随TF运行方式。热控培训3.1.3协调控制系统组成协调控制系统组成l 机组负荷指令处理回路l RUN BACK回路l 一次调频回路l 压力设定回路l 锅炉主控l 汽机主控l 热值校正回路l 燃料主控热控培训热控培训()机组负荷指令处理回路 机组负荷指令处理回路的主要功能是：接受电网调度中心给出的负荷指令或者机组运行人员要
28、求改变负荷的指令，根据机组运行情况，将其处理成与机、炉当前运行状态相适应的机组实际负荷指令，分别送到锅炉主控系统和汽机主控系统，作为机炉动作的指挥信号。()RB 在机组主机运行正常的情况下，单元机组所能带的最大负荷的数值，完全取决于机组主要辅机的工作状态，由于主要辅机跳闸而引起的快速减负荷就称为RB。 ()一次调频回路 一次调频回路是将DEH送来的频率偏差信号转换成负荷偏差，然后进过限幅和和限速后送至锅炉主控系统和汽机主控系统，以快速响应一次调频信号，根据电网频率的变化而相应的增减负荷。热控培训() 锅炉主控 锅炉主控系统的主要功能是接受功率回路的实际负荷指令，经过PID调节运算后将指令送至燃
29、料主控系统与风量控制回路，调节锅炉的出力，使锅炉出力与实际负荷指令相匹配。(5)汽机主控 汽机主控主要包括两个控制回路，一个是以压力控制器为中心的机前压力控制回路，一个是以功率控制器为中心的负荷控制回路。前者运行在汽机跟随方式，后者对应于机组的协调控制方式。在自动方式下，汽机主控的输出作用于DEH，控制汽轮机调节汽门的开度，以实现压力或负荷的控制.热控培训(6)热值校正回路 自动校正煤的发热量，使燃料量迅速响应煤质的变化。 (7)燃料主控 燃料主控系统将锅炉主控输出作为燃料量指令，此燃料量指令与总燃料量的偏差送至燃料调节器进行运算，自动产生燃料主控输出指令，燃料主控输出分配给各台处于运行中的给
30、煤机转速控制系统，作为给煤机煤量目标值。热控培训以下介绍机炉侧其他主要控制回路 给水控制 一次风压力控制 炉膛压力的控制控制 送风机控制和氧量校正 主蒸汽温度、再热汽温控制 除氧器水位控制热控培训3.2 给水控制 在启动和低负荷时，单冲量汽包水位控制应调节电动给水泵转速及给水管道上的启动调节阀。在蒸汽参数稳定、给水流量允许的情况，控制系统可自动切换到三冲量汽包水位控制。热控培训热控培训3.3主蒸汽温度、再热汽温控制过热器汽温调节主要为喷水减温，分二级喷水减温。控制第一级和第二级过热器的出口温度。在低负荷、汽机跳闸及MFT时应将喷水阀关闭严密。应设计与喷水截止阀（闭锁阀）的联锁，以防止汽机进水，
31、并在低负荷工况时防止阀门的阀芯磨蚀。在规定的锅炉运行范围内，控制末级再热汽温。再热汽温控制是采用摆动喷嘴的方法控制再热蒸汽温度。如果再热汽温度与设定值有偏差，改变摆动喷嘴的角度。在摆动喷嘴调温超过定值一定温度时，再投喷水调节。以确保再热蒸汽温度。热控培训热控培训热控培训3.4炉膛压力的控制 平衡负压运行，通过控制引风机叶片位置，维持炉膛压力恒定在设定值。 系统应将风量指令信号作为超前变化的前馈信号，使炉膛负压的波动最小。 在发生MFT时，应在压力控制系统中产生一个超驰控制信号，使引风机快速关小。该信号（MFT火焰丧失）应随时间而衰减（时间可调），直至恢复正常的档板控制。不需要运行人员干预，并且
32、对控制系统不产生扰动。热控培训热控培训3.5送风机控制和氧量校正 通过调节送风机叶片的位置，来控制锅炉二次风量，达到最佳燃烧工况。 通过两个总风道上的一次元件，分别测得锅炉送风风量，该测量结果应是经温度补偿的双重化测量，各测量值的总和（加上磨煤机总一次风风量）形成一个总的锅炉总风量信号，该信号可用来限制总负荷指令和总燃料量。 当总风量降低到比吹扫值低5%时（满容积风量百分比），触发MFT动作。 锅炉总风量由氧量校正回路进行修正，氧量是在省煤器后的烟道中测得。热控培训热控培训3.6一次风压力控制 一次风压力的设定值是负荷的函数。通过调节一次风机变频器（转速）来控制一次热风母管的压力。热控培训3.
33、7除氧器水位控制 除氧器水位控制的任务首先是维持规定的正常水位，保证给水泵不汽蚀，如果水位过低，会使给水泵人口静压头减少，影响给水泵安全工作，如果水位过高，会使给水经汽轮机抽汽管倒流至汽轮机，引起水击事故或给水箱满水、 除氧器振动、排气带水等。 热控培训（三）顺序控制系统(SCS) SCS顺序控制系统指对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律规定的顺序（输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序）实现启动或停止过程的自动控制系统。 顺序控制系统（SCS）包括锅炉、汽机（包括发电机）的主要辅机设备及系统的控制、联锁、保护功能。SCS设计为功能组级、功能子组级和驱动级三级控制的层次性结构。热控培训热控培
34、训 1、顺控步序设计 1）顺序启动和顺序停止的投入（启动） 2）启动和停止步序的中止（停止） 3）步序失败 4）步序完成热控培训 2、主/备用设备的预选和联锁启/停 1）顺控设备预选及联锁 对于双冗余的设备，在顺控步序可预选某台为主启设备。在顺控投入过程中自动启动主启设备，如主启设备启动失败，则自动联锁启动另一台设备。 2）备用联锁 当备用联锁功能投入后，主设备的运行受到监视，当主设备事故跳闸或出现联动条件时，备用设备自动启动。热控培训3、驱动级功能设计 驱动级设备由运行员在操作画面上操作，并有如下的功能：1)启动（开）允许。2)停止（关）允许。3)保护联锁：具有最高优先级。4)自动启动（开）
35、和自动停止（关）。5)状态反馈。热控培训（四）电气侧顺序控制系统(ECS) 电气控制系统担负厂用6KV及380V以及发变组励磁系统的主要量的监视及设备的操作。 主要有对发变组、励磁系统，高压变有载调压开关及6KV公用厂用变，汽机锅炉厂变，380V汽机锅炉MCC电源，脱硫变，除灰变，化水变，电除尘变，输煤变，机锅炉照明及检修变，110V直流系统，220V直流系统，UPS系统，保安电源等功能组的控制。热控培训热控培训(五)锅炉炉膛安全监控系统（FSSS） FSSS炉膛安全监控系统指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸（内爆或外爆）而采取的监视和控制措施
36、的自动系统。其包括燃烧器控制系统BCS和炉膛安全系统FSS。 1、燃烧器控制系统（BCS）：对油燃烧器和给煤机的安全点火、投运和切除。热控培训热控培训热控培训2、炉膛安全系统（FSS） 监视锅炉和汽轮发电机组的运行工况，并在检测到危害人员和设备安全的工况时，发出主燃料跳闸（MFT）信号、锅炉跳闸（BT）信号。 MFT（BT）继电器柜（独立于DCS设置，由FSSS的输出激励，或者由辅控台上的MFT/BT手操按钮的触点激励） 3、FSSS的功能l炉膛吹扫l油燃料系统泄漏试验l燃料跳闸热控培训2.1 MFT总燃料跳闸 MFT总燃料跳闸指保护信号指令动作或由人工操作后，快速切断进入炉膛的所有燃料而采取
37、的措施。主燃料跳闸（MFT）油燃料跳闸（OFT）2.2 BT锅炉跳闸 锅炉主要辅机跳闸（一次风机、二次风机、引风机等），联动MFT。热控培训热控培训 （六）汽轮机控制系统（DEH） DEH汽轮机数字式电液控制系统，是按电气原理设计的敏感元件、数字电路以及按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统。 热控培训1、DEH的基本工作过程：DEH系统接受外界输入的转速和负荷目标值信号，以及转速和负荷变化率信号，通过DEH数字系统的设定值形成逻辑（计算程序），按运行方式确定汽轮发电机可以接受的转速设定值或负荷设定值。 在转速控制阶段，转速设定值与机组实际转速信号进行比较，求偏差，在转速控
38、制回路中经过比例积分运算，形成流量请求信号，送至阀门管理程序。阀门管理程序根据流量请求信号计算出阀位开度请求信号（阀位给定值）送入执行机构。热控培训在负荷控制阶段，若DEH遥控未投，负荷设定值输入到负荷控制回路，经一次调频修正后再与功率反馈信号进行比较，经调节运算形成功率（流量）请求值，必要时该值还与调节级压力进行比较运算，输出流量请求信号送给阀门管理程序；若DEH遥控投入，则负荷设定值经标度转换后直接作为流量请求信号输入到阀门管理程序。 在执行机构中，阀位给定值数字量信号送入DEH的模拟系统，经数模转换后，送入伺服放大器与阀位反馈比较，求偏差，放大后的电流信号送至电液转换器线圈，电流在线圈上
39、产生磁力（有方向），该磁力的方向控制电液转换器与油动机之间的进、泄油。最终控制阀门开度，以实现汽轮发电机组的转速控制和负荷控制。热控培训热控培训BR转速调节器负荷调节器执行机构T2TLVDT运行人员运行人员手动来手动来阀位给定DEH的工作方式示意图TOAVMPCCS来T1汽轮发电机组TATCAS遥控？热控培训调节器伺服系统阀门汽轮机阀门管理程序给定值选择处理回路TPCRBCCSOAATCASOPC和ETST手动LVDT检测回路nN转速、功率反馈ASL;BR;WS3090DEH的系统构成简图热控培训2、调节系统功能介绍 升速控制： 根据机组热状态，可控制机组按经验曲线完成升速率设置、暖机、过临界
40、转速区，直到3000r/min定速。 同期并网：可与自动准同期装置配合，将机组转速调整到电网同步转速，以便迅速完成并网操作。并网时，自动使发电机带上初负荷。 阀控方式： 司机通过CRT设置目标阀位或按增、减按钮改变总阀位给定值（单位为%），来调整机组负荷。热控培训功控方式： 根据司机设置的目标负荷（单位为MW），自动调整机组负荷。压控方式：根据司机设置的目标主汽压力（单位为MPa），自动调整主汽压力。CCS方式: 接受CCS主控器负荷管理中心来的负荷指令信号，自动调整机组负荷。一次调频: 不调频死区在030r/min内连续可调,初值为12r/min。不等率在3%6%内连续可调，初值为4.5%。
41、功控、阀控均具有一次调频能力。热控培训3、限制保护功能紧急手动 伺服单元在紧急手动方式下，操作员通过备用手操盘的增、减按钮直接控制油动机。增、减速率为30%/min。 高负荷限制 负荷大于限制值时，高负荷限制动作，总阀位给定以6%/min的速率下降。 超速限制 转速超过3090r/min时，OPC动作，关调门。当转速小于3060r/min时，控制恢复正常。油开关跳闸时，目标给定等于3000r/min，调门立即关2秒后控制恢复正常。热控培训阀位限制 总阀位给定小于阀位限制值。当改变阀位限制值后，总阀位给定以6%/min的速率减到此限制值。主汽压力低限制 主汽压力低于主汽压力限制值时，主汽压力低限
42、制动作，总阀位给定以6%/min的速率下降。快卸负荷 锅炉系统主、辅机故障时，汽机负荷以规定速率减到规定的下限值。低真空负荷限制 当真空对应的负荷限制值小于实际负荷时，真空保护动作。总阀位给定以12%/min的速率下降。热控培训4、超速保护机械超速保护。TSI电气超速保护。软件组态超速保护。DEH测速板硬件超速保护。热控培训试验系统功能超速保护试验 用于检验各超速保护的动作转速。做机械超速试验时，超速保护动作转速自动改为3390r/min，作后备保护。阀门严密性试验：可分别进行调门、主汽门严密性试验，并记录转子惰走时间。飞锤喷油试验：可在线进行喷油试验，活动危急遮断器飞锤。阀门活动试验： 可分
43、别对MSV1、MSV2、RSV1、RSV2、ICV油动机进行试验。油动机活动范围从100%到85%。遮断模块试验： 可在线进行试验，用于检验遮断模块动作是否灵活。热控培训5、汽机主跳闸（ETS） ETS汽轮机的紧急跳闸系统，是在汽轮机的运行过程中，机组要在以下参数越限等异常工况下，实现紧急停止汽轮机运行的控制系统。l润滑油压39.2kPa，三取二l真空低19.7kPa，三取二lDEH超速3300r/min，三取二l抗燃油压7.8Mpa，三取二l抗燃油安全油压7.8Mpa，三取二l中压缸排汽压力150kPa，三取二l中压缸排汽压力650kPa，三取二l发电机定子线圈冷却水流量低，三取二l轴位移1
44、.2mm或1.65mm，三取二l任一轴承的X相Y相振动0.25mml高中压缸或低压缸胀差大l瓦振大停机l手动打闸停机l发电机跳闸lDEH系统主故障l手动紧急跳闸按钮热控培训热控培训热控培训（七） DCS系统紧急处理措施（二十五项反措）1、已配备分散控制系统的电厂，应根据机组的具体情况，建立分散控制系统故障时的应急处理机制，制订在各种情况下切实可操作的分散控制系统故障应急处理预案，并定期进行反事故演习。2、当全部操作员站出现故障时（所有上位机“黑屏”或“死机”），若主要后备硬手操及监视仪表可用且暂时能够维持机组正常运行，则转用后备操作方式运行，同时排除故障并恢复操作员站运行方式，否则应立即执行停
45、机、停炉预案。若无可靠的后备操作监视手段，应执行停机、停炉预案。3、当部分操作员站出现故障时，应由可用操作员站继续承担机组监控任务，停止重大操作，同时迅速排除故障，若故障无法排除，则应根据具体情况启动相应应急预案。热控培训4、当系统中的控制器或相应电源故障时，应采取以下对策：4.1辅机控制器或相应电源故障时，可切至后备手动方式运行并迅速处理系统故障，若条件不允许则应将该辅机退出运行。4.2调节回路控制器或相应电源故障时，应将执行器切至就地或本机运行方式，保持机组运行稳定，根据处理情况采取相应措施，同时应立即更换或修复控制器模件。4.3涉及机炉保护的控制器故障时应立即更换或修复控制器模件，涉及机
46、炉保护电源故障时则应采用强送措施，此时应做好防止控制器初始化的措施。若恢复失败则应紧急停机停炉。5、冗余控制器（包括电源）故障和故障后复位时，应采取必要措施，确认保护和控制信号的输出处于安全位置。6、加强对分散控制系统的监视检查，当发现中央处理器、网络、电源等故障时，应及时通知运行人员并启动相应应急预案。7、规范分散控制系统软件和应用软件的管理，软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及责任人制度。在修改、更新、升级软件前，应对软件进行备份。拟安装到分散控制系统中使用的软件必须严格履行测试和审批程序，必须建立有针对性的分散控制系统防病毒措施。8、加强分散控制系统网络通信管理，运行期间严禁在控制器
47、、人机接口网络上进行不符合相关规定许可的较大数据包的存取，防止通信阻塞。热控培训第四部分 热工新技术在数字化电厂中的应用热控培训一、概述 为确保京能集团燃气电厂机组长周期、安全、稳定、经济、环保运行。京能集团提出加强燃气电厂数字化建设工作，并于2012年6月20日召开专题会进行了相关部署，包括通过实施APS一键启停提高机组自动化水平，提高燃气电厂安全监控水平，提高整体生产管理水平。 热控培训二、数字化电厂的定义 数字化的概念：是把模拟形式的数据转换为计算机可以读取的数字形式。 普遍认为数字化电厂六类数据应该数字化： 第一，电厂的对象应该是数字化的，包括三维模型，以及设备和材料属性。 第二，电厂
48、在设计过程中应是一个数字化的过程，并能及时地向后续工作环节移交所需数据。 第三，是电厂过程控制和实时信息的数字化，包括主机和辅机的实时控制和状态信息。 第四，是事物处理的数字化，也就是各种业务的处理和运行操作的数字化。 第五，是生产和经营的数字化，也就是各种业务的处理和运行操作的数字化。 第六，是经营决策的数字化。热控培训二、数字化电厂的定义 总而言之，所谓“数字化电厂”就是将所有信号数字化，然后利用网络技术，实现可靠而准确的数字化信息交换，跨平台的资源实时共享，进而利用智能专家系统提供各种优化的决策建设，为机组的操作提供科学指导。其作用是可以降低发电成本，提高上网电量、较少设备故障，最终实现
49、电厂的安全经济运行和节能增效。热控培训数字化电厂发展现状 2000年卢强院士首先提出数字化电力系统的概念，“它是指某一实际运行的电力系统的物理结构、物理特性、经济管理、环境指标、人员状况、科技活动的数字地、形象地、实时地描述与再现。”目前数字化变电站已十分普遍，基本实现了无人值班。但电厂因工艺系统、控制系统等繁杂，尚无非常成熟的数字化电厂。 目前，虽然国内许多新建电厂提出了建设数字化电厂的口号，并且完成了DCS、SIS、MIS网络框架，同时配置了不少设备故障诊断、管理软件，但从实施效果来看，没有实现应有的数字化管理功能，不能算的上是真正意义的数字化电厂。热控培训 其中几个主要的原因： 一、信息
50、层：受DCS信息量所限，没有实施现场总线。 二、控制层：自动化水平不高，如APS一键启停 等功能未实现。 三、管理层：没有利用专家软件进行数据的二次开发，没有发挥总线的优势。热控培训现场总线优势应用现场总线优势： 现场总线为DCS提供更为丰富的数据信息 提高系统的设备参数准确性、可靠性 节省安装费用，电缆、槽盒用量减少 结构简化，减少设计、组态 、安装、调试工作量 I/O模件减少，系统设备扩充简便 更为丰富的设备参数、自诊断信息，提高运行人员工作效率 自诊断功能信息便于检修人员快速、准确查出系统、设备故障点热控培训现场总线DCS画面信息:热控培训三、数字化电厂的基本框架数字化电厂的基本框架分为
