关于常见电厂热工自动控制技术的研究

关于常见电厂热工自动控制技术的研究

摘要：随着经济的不断发展与社会的逐渐进步，我们国家的电力行业也得到空前的发展，现如今，电力行业的竞争非常的激烈。为适应新时期市场需求，我国电力行业进行了深入的体制改革，电网商业化越来越明显，竞价上网逐步施行。本文主要就是针对火电厂热工自动控制可靠性来阐述的。

关键词：火电厂；热工自动化控制；可靠性

引言

随着居民生活水平的提高，社会对电力的需求量也越来越大，同时对电能的质量要求也越来越高。火电厂热工系统直接关系到电力的运行和输送，因此必须改进技术，提高质量。在我国，火电是主要的电能来源，火电机组的可靠性直接关系到供电的稳定性和安全性，所以火电厂必须采取热工自动控制系统。

1、火电厂热工自动控制系统的概述

热工自动控制系统是现在火电厂的中枢部分，控制着电厂大型设备的运行。它主要是由机炉协调控制、锅炉燃料量、汽包水位、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度组成，另外现在大多数也包含送风控制、引风控制等调节系统。随着经济发展对电能的要求越来越高，热工自动控制系统开始向高速智能和一体化控制方向发展，电厂对系统的透明性也越来越关注。可以看出热工自动控制系统是一个复杂的系统，由多部分构成，维持它的可靠运行不是一项简单的工作。因为热工自动控制系统极其的复杂和庞大，由多个部分构成，必须保持设备和系统的稳定性。技术人员需要对设备进行定期进修，及时的发现设备中的故障和问题，每个系统都要进行检测。

2、热工自动控制系统的组成

热工自动控制系统主要由以下几个部分组成，分别是分散控制系统、辅助系统、监控系统和网络系统。

2.1、分散控制系统

分散控制系统又被称为DCS，这也是大多数火电厂采用的一种控制系统。每一个设备的系统都庞大而复杂，一般情况下，用数据线来桥接两台电脑和主机。为了提高安全性和可靠性，通常在传输数据的时候设立监控点。

2.2、辅助系统

辅助系统主要是可编程控制器、交换机、人机交互接口组成，辅助系统在各个部分都会有，表现形式也各不相同，各辅助系统主要是为可实现各部分的无人监控而设置，最终可以实现控制中心监控管理，实现无人值班的运行模式。

电厂热工自动化技术及其应用

电厂热工自动化技术及其应用分析 摘要:电力系统自动化是我国电力技术近年来的主要发展方向，本文针对电厂热工自动化技术及其应用情况展开了论述与探讨。文章首先就电厂热工自动化的概念及其在我国的发展现状进行了阐述，在此基础上就电厂热工自动化技术的构成及应用情况进行了论述与分析。?关键词:电力系统；热工自动化;自动化技术；技术应用??随着科学技术的发展,我国电力系统自动化程度越来越高。电厂热工自动化随火力发电技术的发展而不断进步，是我国的电力系统的重要组成部分。目前,我国电厂热动自动化已经得到了很大的发展。从自动装置看，组装仪表已经向现在的数字仪表发展,系统控制设备也提升到了新的档次,一些机组有专门的小型计算机进行监督和控制,配以ｃrt显示,监控水平较以前大大提高。??一、电厂热工自动化及其在我国的发展?（一)电厂热工自动化的概念?火力发电厂热工自动化的主要概念是以火力发电过程中数据的测量、信息的处理、设备的自动控制、报警和自动保护为基础,通过自动化系统的控制来达到无人操作的过程。在火力发电厂生产过程中为了使发电设备的安全有所保障,需要对设备进行自动化控制，以避免重大事故的发生，同时也减少了一定的人力资源。一般的火电自动化系统都分为四个子系统,其中以自检系统、控制系统、报警系统、保护系统为主。?（二）电厂热工自动化在我国的发展?我国火力发电厂的热工自动化技术近年来得到了非常迅猛的发展，其核心技术 distrｉｂuted cｏntrol ｓyｓtｅm（ｄｃs）更是被我国发电企

业所应用。dcs技术主要是通过设备的分散控制来达到数据和信息的自动化处理，在我国3５0ｍw以上的火电机组上应用较为广泛，其经济性和安全性被我国发电企业所认同。近年来随着计算机软件可视化效果的提高,ｄcｓ技术得到了极大的发展和应用,通讯接口的识别和管理系统数据的共享为火力发电厂的信息化处理提供了必要保障，同时dcｓ的分散控制也起到了非常好的效果。 二、电厂热工自动化技术构成?（一）热工测量技术方面 1、温度测量，火电厂热工测量控制系统中的温度测量传感器（s ｅnsｅr），采用热电偶热电阻,少数地方采用其他热敏元件如金属膜(双金属膜)水银温包等作为温度测量的一次元件; 2、压力（真空)测量，传感器为应变原理的膜片,弹簧管,变送器为位移检测原理或电阻电容检测原理,(4-２０mａ），二次仪表以数显为多； 3、流量测量,以采用标准节流件依据差压原理测量为主，少数地方采用齿轮流量计或涡轮流量计，如燃油流量的测量。大机组中的主蒸汽流量测量许多地方不用节流件，利用汽机调节级的压力通用公式计算得出;４、液位（料位)测量，液位测量以差压原理经压力补偿测量为主流，电接点，工业电视并用。料位测量以称重式或电容式传感器配４－20ｍa变送器测量,也有用浮子式或超声波原理。 ?（二）关于dcs??目前大机组的仪控系统大多选用dｃｓ系统。ｄcｓ系统在火电厂发电机组控制中的应用已有10多年的历史了,而且正在越来越多地得到应用。dcs系统是相对于计算机集中控制系统而言的计算机（或微机)控制系统,它是在对计算机局域网的研

热工过程及设备

目录 实验一流体力学综合实验 (2) 实验二燃料热值的测定（氧弹法） (7) 实验三球体法导热系数的测定. (12) 实验四套管换热器液-液换热实验 (16) 附录1 铜－康铜热电偶分度表 ...... 错误！未定义书签。附录2 精密数字温度温差仪使用方法 . (21)

实验一流体力学综合实验 流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。 图1 流体力学综合试验台结构示意图 1.储水箱 2.上、回水管 3.电源插座 4.恒压水箱 5.墨盒 6.实验管段组 7.支架 8.计量水箱 9.回水管10.实验桌 利用这种实验台可进行下列实验： 一、雷诺实验； 二、能量方程实验； 一、雷诺实验 1．实验目的 （1）观察流体在管道中的流动状态； （2）测定几种状态下的雷诺数； （3）了解流态与雷诺数的关系。 2．实验装置 在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。 3．实验前准备

（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。 （2）、用温度计测量水温。 4．实验方法 （1）、观察状态 打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。 （2）测定几种状态下的雷诺系数 全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。 实验数据处理举例： 设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ，雷诺实验管内径d=0.014m ，实验水温T=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m 2/s 。 流 速 s m F Q V /255.0014.04 10467.325 =??= =-π 雷诺数 207510519.1/225.0014.0/Re 6=??=?=-v d V 线

常见电厂热工自动控制技术研究

常见电厂热工自动控制技术研究 发表时间：2018-01-17T09:14:18.837Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：辛传龙彭军辉 [导读] 摘要：就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。 （山东电力建设第三工程公司山东青岛 266000） 摘要：就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。本文就对常见电厂热工自动控制技术进行分析和探讨。 关键词：电厂热工；自动控制；技术 1电厂热工自动化的含义 1.1电厂热工自动化的含义 电厂热工自动化的含义主要是指电厂在发电过程中的前期数据准备、发电过程中的数据处理、运行中仪器的自动操作、提醒和主动监测。依靠全自动仪器和自动控制装置来达到无人操作的过程。在发展过程中对操作系统进行自动化控制，使得发电设备的安全有所保障，可以避免重大事故的发生，同时减少人力资源，提高运行的工作效率。 1.2热工自动化发展的过程 热工自动化应用研究始于18世纪60年代。锅炉给水调节装置于1766年由波尔佐诺夫研制成功，并且在1784年瓦特制作成功蒸汽机离心摆调速技术。我国的独立发展和创新是从1950年开始，但受到技术落后、设备简陋等原因的影响，许多操作只能由简陋的机器完成，大部分要依靠人工，操作程序的自动化水平很低。直到20世纪70年代，我国首次引用集中控制的方式，将我国自主研发的用于生产的仪表广泛应用于不同机组中，虽然自动化水平发展依然不如西方，但已取得较大幅度的进步。随着自动化水平发展到20世纪70年代左右，DCS系统首次在国外研发出来并投入生产。我国也在20世纪80年代开始借鉴这种技术并将其应用于电厂。目前，DCS技术已成为我国电厂自动化控制的主要组成部分。 2热工自动化技术在火力发电中的应用 2.1DCS 热工自动化技术的主要代表是DCS，这种技术在火力发电厂的运行中具有成熟的运行经验。我们对DCS进行控制时，我们主要通过计算机的局域网络对发电机组行有效的控制，这样可以将控制系统形成一种网络化的的方式。中央处理器较多是DCS系统的主要特点，因此DCS系统才能为火力发电提供许多服务，而以对火力发电厂中所产生的各种问题进行处理，一个处理器产生问题不会对整个系统的运行造成影响。我们不需要进行设备的过多投入，因为DCS系统可以对热工自动化的水平进行提升，对其经济效益进行保证。 2.2自动控制 火力发电厂的调节系统中我们运用热工自动化技进行其自动的控制，可以实现对其进行温度与燃烧的调节，这样可以对火力发电厂的自动化控制进行促进，我们以某发电厂为例，火力发电厂通过使用热工自动化技术，将其内的自动控制应用到了内部的三个系统当中：汽包水位系统：对火力发电厂的电量负荷状态进行调节，实现单冲、三冲量的调节，可以对其汽包水位进行系统提供自动化的调节方式，这样可以保证在火力发电厂中实现热工自动化以后所进行的控制优势上的体现。燃烧系统：对于火力发电厂中的炉膛内的压力进行送风量的控制，对于送风量远论是增加或是对其负荷进行增减，都可以以一种自动化的方式进行，对于热工自动化的具体技术要求进行遵循。主汽压力系统：在火力发电厂的主汽压力系统中的水温调节方面可以实现自动的控制与温度上的调节，由于热工自动化技术对于模糊控制方法进行了引进，使其在主汽压力系统中提高也对主汽的调节的能力。 2.3热工测量 进行热工的自动化测量中应该使用标准的器件或是仪表，减少因设备原因所造成的流量测量时的产生的误差，对于精准度进行提高，遵循差压的原理对流量隐患问题进行消除。压力测量：对于压力测量的部进行控制时我们需要对其应变的原理进行遵循，与传感器结合使用，对于热工检测中的压力测量进行合理的分配与使用。温度测量：进行温度测量中其热工自动技术的主控对象是其传感器，根据热工系统中的实践对温度测量进行执行，保证测温性能的可靠性。液位测量：传感器的选择可以清准对火力发电厂中的液位变化进行精准的计量。 3火电厂热工自动化控制技术发展 3.1现场总线控制技术 现场总线控制系统简称FCS作为一种在工业控制以及企业的数据通信与传输的重要单元，在现代控制系统中起了不可缺少的作用。FCS在火力发电厂中刚刚兴起，其应用将逐渐取代传统的分散控制系统（DCS），相比于DCS，FCS的系统结构具有开放性、成本低以及结构优良等优势，FCS的应用将大大地提高了火电厂热工控制性能与效率。常见的FCS结构体系主要由生产管理层（MNET）、监控网络层（SNET）、控制网络层（CNET）等组成。操作员站以及工程师站主要对生产过程进行监视、系统维护、操作以及管理。监控网络层实现高级控制策略以及装置优化控制等，结合控制网络层实现对控制系统的数据通信与传输。 3.2智能控制技术 由于火电厂热工控制系统结构相对比较复杂，大型火力发电的设备种类以及结构较大，在控制过程中采用传统的控制方式将会出现延迟、误控以及强耦合等问题，因此一种能避免这些问题的智能控制将取代传统的控制方式。目前在火电厂热工自动化控制中智能控制主要应用以下几个方面：（1）锅炉燃烧过程控制；锅炉燃烧过程控制主要是通过监控层对锅炉的燃烧状态进行数据采集与监测，根据监测的数据采用智能算法进行智能分析，常用智能算法有人工神经网络、多级可拓、模糊控制、专家系统等，利用智能算法计算状态参数进行对PID 控制的参数调节，从而实现锅炉燃烧的智能控制，提高锅炉的控制效率与控制的可靠性。（2）温度智能控制；锅炉温度智能控制主要是对锅炉汽温的控制，锅炉的汽温时变性较强，传统的控制方法不能适应大型火力发电厂的发展，对大型的火力发电厂控制效果不理想。目前

热工仪表与自动装置安装工艺及技术.

热工仪表与自动装置安装工艺及技术 一．热控取源部件及敏感元件的安装 1．概述：包括温度、压力、差压、流量等仪表的取样点选择、取样孔开孔、取源部件安装等工作。 2．仪表测点的开孔和插座的安装 2.1测点开孔位置的选择 a测点开孔位置应以设计或制造厂的规定进行。如无规定时，可根据工艺流程 系统图中测点和设备、管道、阀门等的相对位置，依据《电力建设施工及验收规范》（热工仪表及控制装置篇）的规定按下列规则选择： b、测孔应选择在管道的直线段上。测孔应避开阀门、弯头、三通、大小头、挡板、人孔、手孔等对介质流速有影响或会造成泄漏的地方。 c、不宜在焊缝及其边缘上开孔及焊接。 d、取源部件之间的距离应大于管道外径，但不小于200mmo压力和温度在同一地点时，压力测孔必须选择在温度测孔的前面（按介质流动方向而言。下同），以避免因温度计阻挡使流体产生漩涡而影响测压。 e在同一处的压力或温度测孔中，用于自动控制系统的测点应选择在前面。 f、高压（＞6M P a管道的弯头处不允许开凿测孔，测孔距管道弯曲起点不得小于管子的外径，且不得小于100mm。 g、取源部件及敏感元件应安装在便于维护和检修的地方，若在高空处，应有便于维修的设施。 2.2测点开孔：测点开孔，一般在热力设备和管道正式安装前或封闭前进行，禁止在已冲洗完毕的设备和管道上开孔。如必须在已冲洗完毕的管道上开孔时，需证实其内没有介质，并应有防止异物掉入管内的措施。当有异物掉入时，必须设法取

出。测孔开孔后一般应立即焊上插座，否则应采取临时封闭措施，以防止异物掉入。 根据被测介质和参数的不同，在金属壁上开孔可用下述方法： 在压力管道和设备上开孔，应采用机械加工的方法； 风压管道上可用氧乙炔焰切割，但孔口应磨圆锉光。 使用不同的方法开孔时，应按下列步骤进行： 使用氧乙炔焰切割开孔的步骤：用划规按插座内径在选择好的开孔部位上划圆；在圆周线上打一圈冲头印；用氧乙炔焰沿冲头印内边割出测孔（为防止割下的块掉入本体内，可先用火焊条焊在要割下的铁块上，以便于取出割下的铁块）；用扁铲剔去溶渣，用圆锉或半圆锉修正测孔。 使用机械方法（如板钻或电钻）开孔的步骤：用冲头在开孔部位的测孔中心位置上打一冲头印；用与插座相符的钻头进行开孔，开孔时钻头中心线应保持与本体表面垂直；孔刚钻透，即移开钻头，清除孔壁上的铁片；用圆锉或半圆锉修去测孔四周的毛刺。 2.3插座的安装：测温元件插座在安装前，必须核对插座的形式、规格和材质，应与设计相符，丝扣应与测温元件相符。对于材质为合金钢的插座必须进行光谱分析并作记录和标识。 插座安装应遵照焊接与热处理的有关规定及下列要求进行： a插座应有焊接坡口，焊接前应把坡口及测孔的周围用锂或砂布打磨，并清除测孔内边的毛刺。 b、插座的安装步骤为找正、点焊、复查垂直度、施焊。焊接过程中禁止摇动焊 件。 c、合金钢插座点焊后，必须先预热方可施焊。焊接后的焊口必须进行热处理。

热工测量与自动控制重点总结

热工测量与自动控制重点总结 第一章测量与测量仪表的基本知识 1测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。 2测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。 3按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。 4测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道 和显示装置组成。 5测量误差的分类：1）系统误差 2）随机误差 3）粗大误差 6按测量误差产生来源:1）仪表误差或设备误差 ）人为误差 2 3）环境误差 4）方法误差或理论误差 5）装置误差 6）校验误差. 7测量精度：准确度、精密度、精确度。 8仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。

9精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。 10仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。 第二章 1产生误差的原因：1）测量方法不正确 2）测量仪表引起误差 3）环境条件引起误差 4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。 2函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差 2）按可能性调整误差 3）验算调整后的总误差。 第三章温度测量 1温标：是温度数值化的标尺。他规定了温度的读数起点和测量 温度的基本单位。

2热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。 3热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异 2 ）两接点温度相异. 4热电偶的基本定律：1 ）均质导体定律 2）中间导体定律 3）中间温度定律。 5补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。 6电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 7热电阻温度计测温度的特点:1）热电阻测温度精度高，测温 2 范围宽，在工业温度测量中， 得到了广泛的应用。 ）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现 性好，电阻与温度的关系接 3 近线性以及廉价。 ）当热电阻材料的电阻率大时，热电阻体积可做的小一些， 热容量和热惯性就小，响应快。 8热电偶的校验：通常采用比较法和定点法 热电偶的检定:是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检

热工自动控制B-总复习2016

热工自动控制B-总复习2016

在电站生产领域，自动化（自动控制）包含的内容有哪些？ 数据采集与管理；回路控制；顺序控制及联锁保护。 电站自动化的发展经历了几个阶段，各阶段的特点是什么？ 人工操作：劳动密集型；关键生产环节自动化：仪表密集型；机、炉、电整体自动化：信息密集型；企业级综合自动化：知识密集型； 比较开环控制系统和闭环控制系统优缺点。 开环：不设置测量变送装置，被控制量的测量值与给定值不再进行比较，克服扰动能力差，结构简单，成本低廉；闭环：将被控制量的测量值与给定值进行比较，自动修正被控制量出现的偏差，控制精度高，配备测量变送装置，克服扰动能力强； 定性判断自动控制系统性能的指标有哪些？它们之间的关系是什么？ 指标：稳定性、准确性、快速性。关系：同一控制系统，这三个方面相互制约，如果提高系统快速性，往往会引起系统的震荡，动态偏差增大，改善了稳定性，过渡过程又相对缓慢。 定性描述下面4 条曲线的性能特点，给出其衰减率的取值范围。 粉：等幅震荡过程，ψ=0；绿：衰减震荡过程，0<ψ<1；红：衰减震荡过程，0<ψ<1；蓝：不震荡过程，ψ=1； 在热工控制系统中，影响对象动态特性的特征参数主要有哪三个？容量系数，阻力系数，传递迟延 纯迟延与容积迟延在表现形式上有什么差别，容积迟延通常出现在什么类型的热工对象上？ 容积迟延：前置水箱的惯性使得主水箱的水位变化在时间上落后于扰动量。纯迟延：被调量变化的时刻，落后于扰动发生的时刻的现象。纯延迟是传输过程中因传输距离的存在而产生的，容积迟延因水箱惯性存在的有自平衡能力的双容对象 建立热工对象数学模型的方法有哪些？ 机理建模：根据对象或生产过程遵循的物理或化学规律，列写物质平衡、能量平衡、动量平衡及反映流体流动、传热等运动方程，从中获得数学模型。实验建模：根据过程的输入和输出实测数据进行数学处理后得到模型 了解由阶跃响应曲线求取被控对象数学模型的方法、步骤及注意事项，能对切线法、两点法做简单的区分。 注意事项：1实验前系统处于需要的稳定工况，留出变化裕量；2扰动量大小适当，既克服干扰又不影响运行；3采样间隔足够小，真实记录相应曲线的变化；4实验在主要工况下进行，每一工况重复几次试验；5进行正反两个方向的试验，减小非线性误差的影响。方法：有自平衡无延迟一阶对象：切线发和0.632法；有自平衡有延迟一阶对象：切线发和两点法；有自平衡高阶对象：切线发和两点法；无自平衡对象：一阶近似法和高阶近

常见电厂热工自动控制技术研究 崔保恒

常见电厂热工自动控制技术研究崔保恒 摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量越来越大，给电厂的产能提 出了更高要求，但就目前的电厂热工控制现状而言，其控制模式已经很难适应电 力工业控制单元机组的客观发展需求。文章概述了电厂热工自动化控制技术，分 析了电厂热工自动控制技术中存在的问题，并结合多年实际工作经验提出了确保 电厂热工自动控制技术可靠应用的策略。 关键词：电厂；热工自动化；控制技术 就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量 电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设 备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化 控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整 个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。 一、电厂热工自动化控制技术概述 1.1热工测量技术 1.1.1温度测量。热电偶热电阻是电厂热工测量时温度测量传感器主要采用的 元件，有些电厂也在使用金属膜水银温包等热敏元件，这些元件都属于温度测量 的一次元件。 1.1.2压力测量。应变原理膜片为主要的压力传感器元件，弹簧管、数显形式 的二次仪表是其主要用到的构件。 1.1.3流量测量。大多数电厂使用的标准节流件，采用的都是差压测量原理。 齿轮、涡轮等传统的流量计只有个别电厂仍在使用。 1.1.4液位测量。在测量液位时，大多数电厂采用的都是差压原理经压力补偿 测量法，共同使用电接点与工业电视。 1.2DCS系统 就目前的电厂大机组仪控系统的使用状况而言，DCS系统为大多数电厂主要 使用的是电厂大机组仪控系统。在电厂发电机组控制系统中该系统技术的作用优 势也越来越明显。 就DCS系统来说，其建立要以计算机局域网技术为基础。DCS系统要求建立 的网络型控制系统要更安全、更可靠、更实时，DCS系统在目前电厂热工控制系 统中的应用也必将越来越广泛。 二、电厂热工自动化控制技术问题分析 随着电厂热工自动化水平的不断提升，虽然自动化控制技术有其自身的优点，在实践应用中也所有创新和提升，但在具体的生产应用中，依然还存在着一些问题，总结之，主要表现在以下几个方面： 2.1电厂设备自动化水平。对于电厂热工控制系统的自动化水平而言，其主要决定于以下几个方面，即发电机组在整个电厂设备中的地位、电网对电厂发电机 组提出的要求；发电机组可控制性、可承受负荷能力；控制设备与测量仪表的种 类与质量；对电厂设备自动化控制设计能力和水平；同时，还包括安装与调试， 最终自动化控制系统能取得怎样的控制效果，很多程度上还决定于电厂自身的管 理机制即运行维护水平。 2.2单元机组控制、DCS一体化水平。实践中可以看到，炉机电融一体化是当 前电厂单元机组的主要技术特征，而且DCS技术应用以后，因该技术自身具有高 度的安全可靠性，所以可以与电厂热工自动化控制系统密切的联系在一起，形成

热工自动控制试题上课讲义

热工自动控制试题

1、实际应用中，调节器的参数整定方法有（临界比例带法、响应曲线法，经验法、衰减法）等4种。 2、在锅炉跟随的控制方式中，功率指令送到（汽轮机功率）调节器，以改变调节阀门开度，使机组尽快适应电网的负荷要求。 3、1151系列变送器进行正负迁移时对量程上限的影响（没有影响） 4、在燃煤锅炉中，由于进入炉膛的燃烧量很难准确测量，所以一般选用（热量）信号间接表示进炉膛的燃料量。 5、单元机组在启动过程中或机组承担变动负荷时，可采用（锅炉跟随）的负荷调节方式。 6、判断控制算法是否完善中，要看电源故障消除和系统恢复后，控制器的输出值有无（输出跟踪和抗积分饱和）等措施。 7、就地式水位计测量出的水位比汽包实际水位要（低） 8、DEH调节系统与自动同期装置连接可实现（自动并网）。 9、对于DCS软件闭环控制的气动调节执行机构，下列哪些方法不改变其行程特性（在允许范围内调节其供气压力）。 10、各种DCS系统其核心结构可归纳为“三点一线”结构，其中一线指计算机网络，三点分别指（现场控制站、操作员站、工程师站） 11、KMM调节器在异常工况有（连锁手动方式和后备方式）两种工作方式。 12、动态偏差是指调节过程中（被调量与给定值）之间的最大偏差 13、当 ＜0时，系统（不稳定）。衰减率 ＜0发散振荡， ＝0等幅振荡， >0稳定，通常 ＝0.75～0.9 14、调节对象在动态特性测试中，应用最多的一种典型输入信号是（阶跃函数）。 15、锅炉主蒸汽压力调节系统的作用是通过调节燃料量，使锅炉蒸汽量与（汽机耗汽量）相适应，以维持汽压的恒定。 16、热工调节过程中常用来表示动态特性的表示方法有三种其中（微分方程法，）是最原始，最基本的方法。 17、分散控制系统是（微型处理机、工业控制机、数据通信系统、CRT显示器，过程通道）。 18、深度反馈原理在调节仪表中得到了广泛应用，即调节仪表的动态特性仅决定于（反馈环节）。 19、在喷嘴挡板机构中，节流孔的直径比喷嘴直径（小）。 20、在给水自动调节系统中，在给水流量扰动下，汽包水位（不是立即变化，而要延迟一段时间） 21、汽包锅炉水位调节系统投入前应进行的实验有（汽包水位动态特性试验，给水调节阀特性试验，调速给水泵特性试验）。 22、INFI－90系统对电源质量有较高要求，其电压变化不超过额定电压的（±10％）。 23、滑压运行时滑主蒸汽质量流量、压力与机组功率成（正比例）变化。 24、锅炉燃烧自动调节的任务是（维持汽压恒定、保证燃烧过程的经济性，调节引风量，保证炉膛负压，） 25、霍尔压力变送器是利用霍尔效应把压力作用下的弹性元件位移信号转换成（电动势）信号，来反应压力的变化。 26、振弦式压力变送器通过测量钢弦的（谐振频率）来测量压力的变化。 27、锅炉负荷增加时，辐射过热器出口的蒸汽温度（降低） 28、锅炉负荷增加时，对流过热器出口的蒸汽温度（升高） 29、在串级汽温调节系统中，副调节器可选用（P或PD）动作规律，以使内回路有较高的工作频率。 30、汽包水位调节对象属于（无自平衡能力多容）对象。 23、检测信号波动，必然会引起变送器输出波动，消除检测信号波动的常见方法是采用（阻尼器） 24、为避免在“虚假水位”作用下调节器产生误动作，在给水控制系统中引入（蒸汽流量）信号作为补偿信号。 25、协调控制方式是为蓄热量小的大型单元机组的（自动控制）而设计的。 26、机组采用旁路启动时，在启动的初始阶段，ＤＥＨ系统采用（高压调节阀门或中压调节阀门）控制方式。 判断： 27、汽动给水泵在机组启动时即可投入运行（×） 28、发电厂热工调节过程多采用衰减振荡的调节过程。（√） 29、对于汽包锅炉给水调节系统，进行调节系统实验时，水位定值扰动量为10mm（×） 30、在蒸汽流量扰动下，给水调节对象出现水击现象（×） 31、单元机组协调控制系统中，为加快锅炉侧的负荷响应速度，可采用前馈信号（√） 32、运行中的调节系统应做定期试验（√） 33、多容对象在比例调节器的作用下，其调节过程为非周期的（×）。

《热工过程自动控制》课程设计

（注意：保持清洁，设计结束后装订在设计说明书正文的第1页） 《热工过程自动控制》课程设计任务书 专业方向：热能与动力工程 班级： 学生姓名： 指导教师： 周数：1 学分：1 一、设计题目 600MW单元机组直流锅炉给水控制系统的组态设计 二、原始资料 1. 控制对象 600MW超临界机组直流锅炉给水控制系统采用两台分别带50%负荷的汽动给水泵作为正常负荷下的供水，设置一台可带50%负荷的电动给水泵，作为启动及带低负荷或两台汽动泵中有一台故障时作备用泵使用。 2. 控制要求 直流锅炉必须使燃烧率和给水量随时保持适当的比例。 （1）给水流量控制回路仅当锅炉运行在纯直流工况下，才能对锅炉出口的主蒸汽温度起到粗调的作用。为保证锅炉本身的安全运行，要求任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR； （2）给水泵串级控制回路的副调节器根据给水流量偏差输出给水泵控制指令，调节各台泵的转速以满足机组负荷变化的需要； （3）为保证给水泵的运行安全，给水流量调节阀控制回路通过调节给水阀门的开度维持泵出口母管的压力在适当范围内； （4）汽动给水泵再循环阀调节回路需保证通过每台汽泵的流量不低于最小允许流量。 三、设计任务 1、了解大型单元机组控制系统概貌和集散控制系统概貌及其组态原理；

2、了解ABB贝利公司Symphony集散控制设备及其重要功能模块的作用； 3、掌握控制对象（包括工艺流程）及控制任务； 4、根据控制系统原理进行相应集散控制系统的组态设计； 给水控制系统包括三个部分：（1）给水流量指令形成回路（2）汽动给水泵转速控制回路（3）给水流量调节阀控制回路，可任选其中两部分做组态设计。 5、对所设计的部分进行组态分析。 四、建议时间安排 课程设计时间安排 序号内容时间 1 收集资料，学习相关理论知识1天 2.5天 2 进行集散控制系统的组态设计 并绘制组态图 3 整理报告1天 4 答辩0.5天 5 合计5天 五、成果要求 1、课程设计报告 （1）字数约5000左右，统一用A4纸手工书写，字迹工整。 （2）主要内容及装订顺序：封面、扉页、成绩考核表、课程设计任务书、目录、正文、参考文献、设计体会及附录。 （3）正文部分应该包括以下几项内容：大型单元机组控制系统概述、集散控制系统概述及其组态原理、Symphony集散控制设备简介及重要功能模块的作用、系统控制对象（包括工艺流程）及控制任务、所选定部分的组态设计和组态分析。（4）设计报告严禁抄袭，即使是同一小组也不允许雷同，否则按不及格论。 2、图纸要求：图纸要求手绘，以附录的形式放在报告最后。 六、成绩评定 设计成果主要由设计报告体现，成绩评定等级为优、良、中、及格、不及格五级制。设计成绩根据以下四个方面综合确定：（1）设计报告（40%）（2）设计期间表现（20%）（3）设计答辩（40%）。

火电厂热工自动控制技术及应用 张云龙

火电厂热工自动控制技术及应用张云龙 发表时间：2018-10-18T14:43:18.457Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：张云龙 [导读] 摘要：本书系统地阐述了过程控制系统的构成、问题，同时还介绍了火电厂热工自动控制技术的实际应用。 （内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市 025150） 摘要：本书系统地阐述了过程控制系统的构成、问题，同时还介绍了火电厂热工自动控制技术的实际应用。 关键词：火电厂；热工；自动化控制；能源 一、火电广热工自动化控制系统的构成 电厂热工自动化控制系统一般是由检测装置、执行设备和控制系统组成。由于火电厂热力生产过程复杂，多数设备长期处于高温、高压、易燃等恶劣环境下高速运行，现代热工控制系统往往还包括自动报警与保护、自动检测和顺序控制等内容。 1.1 DCS系统 (1)单元机组实现了集中控制，电气控制系统纳入了DCS技术。单元机组电气发变组和厂用高、低压电源系统实现DCS监控。烟气脱硝系统及汽机旁路系统的监控纳入机组Dl笃。 (2)两台机组的DCS之间设置公用网络。并通过网桥联接空压机房、燃油泵房等厂用电公用系统，公用网络可独立设置的操作员站，或通过单元机组操作员站对公用系统进行监控。 (3)机组操作台上设有DCS、DEH操作员站及安全操作控制按钮。当DCS发生通信故障或操作员站故障时，可通过后备控制手段实现安全停机或停炉，达到自动控制目的。 1.2 辅助系统集中监控网络 热力辅助系统的监控采用可编程控制器+交换机+人机接口方式，为满足安装、调试和初期运行过渡需要，按照水、煤、灰三点设置调试终端兼临时操作员站．正常运行后转移为集中控制室集中监控。 1.3烟气脱硫系统 烟气脱硫系统的控制点．可与除灰系统合并设置控制室。烟气脱硫控制系统采用PLC实现。烟气脱硫系统的状态监控与报警保护等联锁信号．通过硬接线与机组DCS系统连接。以保证机组的正常运行。 二、热工自动化控制技术存在的几个问题 虽然自动控制技术尤其多种优点，但是在生产及其应用过程中也是存在着问题的。 2.1自动化水平问题。火电厂设备的自动化水平，主要由以下几个条件决定：(1)发电机组在设备中占据的地位以及整个电网对发电机组所提出的要求；(2)发电机组本身的可控制性以及能够承受的负荷变化的能力；(3)测量仪表和控制装置的品种以及质量；(4)人类对于自动化控制系统的设计能力；(5)安装和调试。而且自动化控制系统在最终到底能否达到我们想要的效果，还取决于火电厂本身的管理体制和运行过程中的维护水平。 2.2单元机组的整体控制与DCS的一体化。炉机电融为一体是单元机组的技术特点，在采用DCS技术之后，由于DCS技术的高度可靠性，使其有条件的与自动化控制系统有机地结合在一起，使新的单元机组运行格局得以实现。 2.2.1炉机电整体控制。在过去国内的电站建设过程中，发电设备、变压器机组以及发电厂用电系统的监控是独自成为一条线路的，这么多年来，电厂的设备在集中控制方面都是要求与炉机是分开的。形成这种状态的主要原因是发电站在运行过程中实行了炉机电分开管理的体制。那么如今，如果我们能够将其河滨为一个整体来管理，不仅有助于我们对于电厂的管理，更加有助于我们对于机组设备的调度。 2.2.2DCS的功能覆盖面的一体化。DCS功能一体化，可以简单理解为以DCS为主体，通过网络通信来实现数据的传输与共享，进而达到使系统简化，减少对设备的操作，从而使值班人员的监视面减少，提高工作效率。 三、计算机在火电厂的应用 然而随着时代的进步，原有的分散控制系统技术也已渐渐不能满足社会发展的需要。众所周知，在80年代初期的时候，计算机制造业在我国还是处于基本的主机研发阶段，不能与国外的技术相提并论。因此，想要根据我们设备的实际情况开发出一套属于我们自己的自动化控制系统更是难上加难。但是，我们的工人不畏艰难，以总结外国电站应用计算机的经验的基础上，加上国产计算机研发工作的飞速发展，先后完成了PDP11系统以及其它几款以微机为主机的系统。随后我们又引进了美国Foxboro公司生产研发的FOX1/A计算机，实现了我国火电厂的数据采集和处理的功能。渐渐地，我国的计算机自动化控制系统日趋成熟起来，现在的智能化控制技术主要分为以下几个方法： （1）分层递阶的自动化控制方法；分层递阶的自动化控制是大系统控制一种非常重要的手段。对于那些较为复杂的系统来说，采用这种分层递阶的控制方式，能够化复杂为简单，这样能够使系统易于管理。分层递阶的架构按照自动化程度的高低分为三个等级：一、组织级；二、协调级；三、运行控制级。 （2）专家的自动化控制。其实所谓的专家系统，就是指专家的系统理论同控制理论的方法和技术的一种有机结合。并且使计算机能够在一种不确定的环境中，模仿专家的智能从而实现对发电机组设备的控制。专家控制系统亦可以分为两类：一是专家控制系统，另一种是专家式控制器。由于专家式控制器相较于专家控制系统来说拥有结构简单，造价又低的特点，因此，专家式控制器被广泛应用于电力事业当中。 （3）模糊控制。早在1965年，Zadeh教授就提出了模糊集理论，而后又由英国的Mamdani以其为基础，成功地将其应用于蒸汽机和锅炉上，进而使模糊理论集得到了实际的应用。随着时间的推移，模糊控制日渐精益的发展并被广泛的应用于火电厂发电设备。模糊控制系统，简而言之就是以比较模糊的数字、语言表示形式和模糊的逻辑思维规则，并且辅助于计算机而实施的一种自动化控制系统。模糊控制得以广泛应用主要是因为它具有很强的鲁棒性，这种特性使传统的控制方法中那种非线性和大延迟得到轻松解决。模糊控制系统采用的是不精确的推理过程，它仿照人类的思维方式，依据经验和数据，来处理一些较为复杂的问题。 （4）神经网络自动控制系统。神经网络，按照字面的理解就是使计算机模拟人的大脑神经的结构和相应的功能，通过模拟这些来处理和传递信息。 （5）智能复合自动控制系统。每一种自动控制系统都有其自身的利与弊，那么智能复合控制技术就是将这些自动控制系统的缺点摒

常见电厂热工自动控制技术研究吴博

常见电厂热工自动控制技术研究吴博 发表时间：2019-12-11T15:09:54.200Z 来源：《中国电业》2019年第16期作者：吴博 [导读] 经过研究数据表明，将大数据、云计算等新技术与传统电厂自动化系统进行有机的整合 摘要：经过研究数据表明，将大数据、云计算等新技术与传统电厂自动化系统进行有机的整合，进一步建设全层级、全过程的信息数据平台，全面构建生产、经营和管理的智能运作体系，促进产业的全面升级。 关键词：自动化控制；智能化；电厂热工 中图分类号：TM621文献标识码：A 1.热工自动化控制系统的组成 1.1DCS系统 DCS系统可以对电厂锅炉，发电机组等设备进行实时的控制和检测，如果遇见异常还会进行自动报警，这样能够有利于危险情况的及时发觉和处理，真正使得电厂的运行实现自动化控制。 1.2SIS系统 SIS系统完成生产过程的监控，性能计算和分析、生产调度、生产优化等业务过程，为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据和科学、准确的经济性指标。通过真实运行数据的分析和比较，方便提出科学、合理的决策方案，使电厂管理层的经营决策更具科学性。SIS系统实现了电厂的管控一体化，是实现电厂整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的基础。 1.3MIS系统 MIS系统是一个由人、计算机及其他外围设备组成的能进行信息的收集、传递、存贮、维护和使用的网络管理系统，主要用于管理需要的记录，并对记录数据进行相关处理，将处理信息及时反映给电厂管理者[1]。 2.热电自动化技术在电厂的应用 2.1DCS系统的应用 DCS系统的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。DCS系统的控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可更方便的加入所需的特殊控制算法[2]。我国的DCS产品和技术在高端工业自动化领域不断打破国外垄断，其控制核心技术，已在600/660/1000MW超临界机组获得广泛应用。“炉-机-电-辅-仿”一体化DCS控制使得电厂生产层数据流畅、监控便利、管理精细，检修维护方便；以非线性预测控制、状态重构、内模控制等先进算法为基础的超超临界机组协调控制方案，能够有效提高电厂机组控制与运行性能；通过先进控制与优化、生产过程优化，可以改善机组参数运行品质、优化运行方式与定值，提高机组效率，降低机组供电煤耗，减少排放生成，实现电厂节能减排。 2.2自动控制 自动控制是实现生产过程的自动启停、运行控制以及生产经营人员行为标准化的关键。智能化的控制技术可以提升电厂机组协调控制响应能力和精度，覆盖全过程各工况设备和工艺系统的自动投退，实现机组级全程自动控制、自启停和负荷切换，达到闭环优化、少人高效运行的目的。以其中几个智能控制算法为例。 （1）基于锅炉效率最优的风燃比优化。锅炉燃烧过程中保持最佳风燃比是提高锅炉效率和经济性的关键措施。优化氧量定值，以锅炉效率最高为优化目标，结合锅炉运行工况中热效率与空气系数的特定关系曲线，利用最优控制理论，寻求不同负荷状态下的最佳风燃比，实现锅炉经济稳定燃烧[3]。 （2）制粉系统预测控制。正压直吹式制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统。各控制量和被控量之间存在着严重的耦合关系，控制量扰动大，被控量滞后严重，基于经典PID设计的控制方案难以实现制粉系统的解耦控制。 （3）主蒸汽温度预测控制。应用主汽温预测控制功能，提高锅炉汽温控制的鲁棒性，提升汽温控制精度，实现锅炉变负荷情况下，减少汽温波动幅度，延长过热器设备寿命，降低锅炉爆管风险，节约机组运行维护费用。同时减少减温水喷量，提升锅炉运行效率，进一步降低机组供电煤耗。 2.3重要参数测量 （1）先进在线测量技术应用。烟气成分在线测量系统。将SCR入口和出口CEMS系统中的CO、NOx浓度、O2含量等参数的实时测量数据送到优化控制器系统，为智能控制提供可靠测量参数[4]。 （2）重要参数软测量。测量计算结果应用到相关控制回路中，可降低机组煤耗，提高运行效率。 （3）锅炉CT。锅炉CT技术根据声学测温原理，对炉膛温度进行非接触式测量，实现炉膛温度场的可视化和在线检测，声波测点布置对锅炉本体不造成任何破坏，充分利用锅炉现有的观火孔和短吹预留孔。 3.热工自动化技术发展 3.1机组APS控制 APS功能是实现电厂机组全过程自动启动和全过程自动停运的综合管理、控制系统。结合智能全程控制技术，在控制范围、智能化程度等方面进行完善，实现机组自动启停控制、管道注水到机组满负荷的给水全程智能控制、自动并退泵及出力自动平衡功能的送/引风机全程智能控制、给水/燃料/汽机旁路协调自动热态清洗智能控制、升温升压过程燃料自动智能控制、具有凝结水母管压力自适应能力的除氧器水位全程智能控制、凝结水辅助调频智能控制等全程自动控制。 3.2现场总线 现场总线（FCS）采用了智能设备，使现场设备具有通信能力，设备之间可直接传送信号，因而控制系统的功能可不依赖于控制室里的计算机或控制器，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制，是数字化电厂的重要组成。在工业应用方面，智能驾驶、智能制造，已进入到现代化工厂、无人工厂，大量的机械手和机器人已经比比皆是。智能安防、智能交通、智能医疗，已步入人民的生活。智能电力是未

热工过程控制系统

热工过程控制系统 第一章 过程控制系统概述 1.1过程控制定义及认识 1.2过程控制目的 *1.3过程控制系统的组成 1.4过程控制系统的特点 *1.5过程控制系统的分类 *1.6过程控制性能指标 1.7 过程控制仪表的发展 1.8 过程控制的地位 1.9 过程控制的任务 1.1过程控制定义及认识 过程控制定义 所谓过程控制（Process Control ）是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 1.3 过程控制系统组成 被控过程（Process ）， 指运行中的多种多样的工艺生产设备； 过程检测控制仪表（Instrumentation ）， 包括： 测量变送元件（Measurement ）； 控制器（Controller ）； 执行机构（Control Element ）; 显示记录仪表 1.5 过程控制系统的分类 按系统的结构特点来分:：反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统（前馈-反馈控制系统） 要求 观察 思考 调节变换显示记录调节给定值 执行 机构检测仪表 记录仪显示器调节器 控制器 测量变送 被控过程 执行器 r(t)e(t) u(t) q(t) f(t) y(t) z(t) -

按给定值信号的特点来分： 定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统 性能指标： 对自动控制系统性能指标的要求主要是稳、快、准。 最大超调量σ%反映系统的相对稳定性,稳态误差ess 反映系统的准确性，调整时间ts 反映系统的快速性。 第三章 过程执行器 主要内容 执行器 电动执行器 气动执行器 调节阀及其流量特性 变频器原理及应用 本节内容在本课程中的地位 执行器用于控制流入 或流出被控过程的物 料或能量，从而实现 对过程参数的自动控 制。 3.1 调节阀（调节机构）结构 调节阀是一个局部阻力可以改变的节流元件。由于阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被调介质的流量也就相应地改变，从而达到调节工艺参数的目的。 3.1 调节阀 功能：接受控制器输出的控制信号，转换成直线位移或角位移，来改变调节阀的流通截面积。 3.1.1 调节阀的组成 执行机构：执行机构是指根据控制器控制信号产生推力或位移的装置； 控制器 测量变送 被控过 程 执行器 r ( t ) e ( t ) u ( t ) q ( t ) f ( t ) y ( t ) z ( t ) -