火电厂热工自动化

火电厂热工自动化一、概述（一）生产过程自动化的组成1、自动检测（数据采集）：对反映生产过程运行状态的物理量、化学量以及表征设备工作状态的参数自动地检查、测量和监视。2、自动调节：为了保证设备安全经济运行，必须要求某些表征设备正常工作的物理量始终维持在某一规定数值或预定范围内、按预定的规律来变化，但生产过程中经常受到各种外界或内部因素的干扰，使被调量发生偏离规定值的倾向时，就需要进行相应的调节，使之保持或恢复到规定的范围内，保证生产过程的稳定。自动调节就是依靠自动调节设备来实现这种调节作用的，所以自动调节设备必须具备检测、定值、运算、执行等功能。3、自动保护：设备发生异常，导致工艺参数超过允许范围，甚至发生事故时，为确保生产的安全，保证产品的质量，需要对某些关键性参数设置信号、联锁装置，事故发生前，信号系统能发出声、光信号，提醒操作人员采取措施。如果工况已接近危险状态时，联锁系统采取紧急措施，以防止事故发生或进一步扩大，或保证设备不受损坏，是一种安全装置。4、自动操作（包括远方控制、程序控制或顺序控制）:根据预先规定的程序或条件自动地对生产设备进行某种周期性操作，把操作人员从重复性劳动中解放出来。被控对象检测装置执行装置运算处理装置人机界面人控制设备控制算法设定值控制指令控制过程过程量测量值完整的控制系统组成部分（二）火电厂机组自动化主要功能1单元机组协调控制系统CCScoordinationcontrolsystem2锅炉炉膛安全监控系统FSSSfurnacesafeguardsupervisorysystem燃烧器管理BMSburnermanagementsystem3顺序控制系统SCSsequencecontrolsystem4数据采集系统DASdataacquisitionsystem5汽轮机数字电液控制系统DEHdigitalelectrichydraulicsystem6汽轮机自启停系统ATCautomaticturbinestartuporshutdowncontrolsystem7汽轮机监视仪表TSIturbinesupervisoryinstrument汽轮机紧急跳闸系统ETSemergencytripsystem8电气监控系统ＥＣＳ（三）热工自动化的意义1.在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动将运行参数维持在要求值，以期取得较高的效率（如热效率）和较低的消耗（如煤耗、厂用电率等）。2.在机组运行工况出现异常，如参数越限、辅机跳闸时，自动化设备除及时报警外，还能迅速、及时地按预定的规律进行处理。这样，既能保证机组设备的安全，又能保证机组尽快恢复正常运行，减少机组的停运次数。例如，RUNBACK（自动快速减负荷）、RUNUP（强增负荷），RUNDOWN（强减负荷）、FASTCUTBACK（FCB，负荷快速切回或称快速甩负荷）等功能。3.当机组从运行异常发展到可能危及设备安全或人身安全时，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。如锅炉主燃料跳闸（masterfueltrip，MFT）、汽轮机监测系统（TSI）和汽轮机紧急跳闸系统（ETS）等。4.在机组启停过程中，自动化设备又能根据机组启动时的热状态进行相应的控制，以避免机组产生不允许的热应力而影响机组的运行寿命，即延长机组的服役期。如汽轮机的计算机应力估算和寿命管理系统，汽轮机自启停系统(turbineautomaticsystem，TAS)。自动化技术对于提高机组的安全经济运行水平是行之有效的，大型火电机组离开了高度的自动化，就不可能做到安全经济运行。二、自动检测（一）自动检测的定义通常把在人工最少参与的情况下，整个测试过程，包括数据采集、数据分析处理以及测试结果的显示、输出等，均可在计算机的统一控制下自动完成的自动测试设备的总体称为“自动检测系统”（二）检测系统的组成检测系统构成传感器基本转换电路信号预处理电路显示输出部分微机处理测量电路（三）火电厂热工测量的主要参数火电厂中习惯把温度、压力、流量、料位、转速、振动和位移和等参数的测量，以及一部分在线成分分析（如烟气含氧量）也归于热工测量的范围。（四）火电厂主要的温度参数及测温仪表火电厂主要的温度参数有主汽温度、烟气温度、给水温度、各种金属壁温、主要辅机轴承温度、主要辅机电机线圈温度、汽轮机轴承回油温度等。双金属温度计热电偶热电阻（五）火电厂主要的压力参数及测压仪表火电厂主要的压力参数有主汽压力、炉膛压力、给水压力、汽包压力、一次风压、二次风压、汽轮机润滑油压力、EH油压、凝汽器真空等。压力表压力变送器（六）火电厂主要的流量参数及测量仪表火电厂主要的压力参数有主汽流量、给水流量、减温水流量、除盐水流量、燃油(燃气)流量等。流量表超声波流量表流量变送器（七）火电厂主要的料位参数及测量仪表火电厂主要的料位参数有汽包水位、除氧器水位、凝汽器水位、煤仓料位、各种水箱水位、油箱油位等。平衡容器与变送器配合测量水位三、自动调节执行机构执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。直行程电动执行机构角行程电动执行机构气动执行机构测量变送器控制器（PID)执行器水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽汽包炉汽水生产过程测量变送器控制器执行器调节阀对象-定值+被调量广义被控对象（广义过程）控制器广义被控对象给定值被调量1．生产过程（被控对象）生产设备以及所发生的物理和化学变化的过程。被置于控制系统中过程称为被控对象2．控制系统控制仪表和生产过程通过信号的传递互相联系起来就构成控制系统。3．被调量（被控制量）名词术语控制器广义被控对象给定值被调量4．给定值按生产要求被调量必须维持的希望值（简称给定值）。5．调节机构6．调节量（控制量）由操作者或调节机构(阀门、挡板等)改变的，生产过程的输入物理量，用以控制被调量的变化。称为调节量。7．扰动引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。测量变送器控制器执行器调节阀对象-给定值+被调量扰动1扰动28．控制过程（调节过程）原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，被调量偏离原来平衡状态，通过施加调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为控制（调节）过程。控制器广义被控对象给定值被调量原平衡状态新平衡状态控制过程（调节过程）四、自动保护五、集散控制系统(DCS)以微处理器为核心，采用了数据通讯技术和CRT显示技术的新型计算机控制系统。它集计算机（Computer)技术、控制（Control)技术、通信（Communication)技术、CRT技术（4C技术)于一体，对生产过程集中管理、分散控制的一种新型控制系统。操作员站观察生产过程的运行情况读出每一个过程变量的数值和状态判断每个控制回路是否工作正常随时进行手动／自动控制方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预打印各种报表，拷贝屏幕上的画面和曲线等。工程师站控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护。对各种设计文件进行归类和管理，形成各种设计文件，例如，各种图纸、表格等。DCS机柜过程控制站将各种现场产生的过程量（温度、压力、流量等）进行数字化，并将数字化后的量存储在存储器中；将本站采集到的实时数据通过网络送到操作员站（OS）、工程师站（EW）和其它现场I/O控制站，以便实现全系统范围内的监督和控制；在本站实现局部自动控制、回路的计算及闭环控制、顺序控制等。