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热工自动控制复习提纲

来源:好走旅游网
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CCS协调控制系统 DEH汽轮机数字电液控制系统 DCS分散控制系统 FSSS炉膛安全监控系统 BMS燃烧器管理系统 OA/OP操作员自动 ATC自动汽轮机控制 ADS调度系统控制 AS自动同步

CIV中压调节阀门快速关闭 ASL非汽轮机跳闸 GV高压调门控制 TV高压主汽门控制 FCS现场总线控制系统 SCS顺序控制系统

ETS危机遮断控制系统 LDA负荷下跌预测功能 LMCC负荷管理控制中心 RB负荷返回 FCB快速减负荷 APS机组自启停系统

1、顺序控制是按一定的条件和先后顺序对大型火电机组热力系统和辅机(电动机)阀门、挡板的启停的开关进行的自动控制。

控制级别:设备级、功能组级和功能子组级、机组级。例如:凝结水泵是设备级,送引风机是设备子组级,风烟系统是功能组。 送风机的顺控步骤:1)、启动送风机润滑油泵2)、关送风机A出口挡板3)、关送风机A动叶4)、启动送风机A5)、开送风机A出口电动挡板,释放动叶

2、连锁:根据控制对象之间的简单关系将控制对象的控制电路通过简单的连接相互联系在一起,形成连锁反应。 3、FSSS、BMS功能:①避免发生炉膛爆炸,保护炉膛安全②机组运行异常时应停机、停炉③管理气、油、煤的燃烧 4、炉膛爆燃的原因:①炉膛或烟弹内有一定浓度的燃料和助燃气体积存②积存的燃料与空气混合物达到爆炸的浓度范围③具有足够的点火能源

防爆的原则性措施:运行异常时,及时切除燃料,避免燃料积存

吹扫要求:吹扫时间5min;吹扫空气流量大于30%额定风量;保证锅炉换气量达到5倍炉膛空间。

吹扫步骤:判断吹扫条件具备“吹扫准备好”灯亮;按“吹扫启动钮”;5min吹扫计时,“进行”灯亮;时间到,复位MFT信号;MFT复位,发“吹扫完成”,“进行”灯灭,“吹扫完成”灯亮;5min吹扫,有条件不成立,计时清零,“中断”灯亮,“进行”灯灭 点火器、油枪、三用阀配合实现角启

启动条件具备,启动命令;油枪、点火器推进,到位后发到位信号;开三用阀,经吹扫位时进行蒸汽吹扫,吹扫残油,同时启动点火器打电子火花;三用阀开到“开”位,油枪向外喷油,被电火花点着;点火器打火10s,点火器缩回;火检判断有火,则点火成功,油枪保持伸进状态,加大投油量;火检判断无火,点火失败,三用阀关,残油吹扫,油枪缩回。 层启方式①油层控制要求

对角启动:1-3-2-4,

启动时间间隔:10s;停止时间间隔:30s ②煤层控制要求

启动:先开一次风门,再启动给粉机 停止:先停给粉机,再关一次风门

启动时间间隔:15s;停止时间间隔:15s

等离子点火原理:空气电离成等离子体,在点火燃烧器中形成T>5000K的梯度极大的局部高温火球,借助等离子体的高温电弧点燃煤粉。

火焰检测原理:可燃性燃料燃烧会发光(红外线、可见光和紫外线)。不同种类的燃料发出火焰的强度、闪烁频率分布是不相同的。煤粉火焰闪烁频率:20~70 Hz;油火焰闪烁频率:70~120 Hz。要求:(1)强度检测(2)频率检测 (3)检测设备无故障 2/4角有火焰→层有火焰 3/4角无火焰→层无火

全炉膛灭火:每层都无火;有燃料供应;运行 调节的专业术语:

被控系统:要控制的设备或系统 被控对象:要控制的物理量

给定值:被控量希望达到的目标值 扰动:影响被调量变化的因素

调节量:对被调量进行调节的物理量 调节机构:改变调节量的具体设备或机构

对象描述:常见对象:比例、积分、微分、迟延、惯性 热工对象:单/多容 有/ 无自平衡能力 特性参数:容量、阻力、迟延 PID控制: P(比例):调节器的输出和输入成比例关系 比例调节的特点:(1)动作迅速、方向正确(2)有差调节 I(积分):调节器的输出与偏差信号随时间的积分成比例关系 积分调节的特点:(1)无差调节(2)调节作用不及时(3)积分作用使系统稳定性变差 D(微分):调节器的输出与偏差信号的微分成比例关系

微分调节的特点:(1)具有导前性和预见性;(2)不能单独作为调节器,只能起辅助作用 4种调节方式:P、PI、PD、PID 控制系统品质:稳(最基本)、准、快 最基本控制系统(自动控制系统)

单回路控制系统是由调节器、执行器、调节机构、测量变送器和被控对象构成的,测量变送器对被控量进行测量并反馈到调节器输入端,形成了一个闭环回路。主要有两种工作状态,即稳态和动态。稳态是一个动态平衡状态,动态是一个动态过渡过程,是一个调节过程,系统处于稳态时,被控量稳定在某一具体数值而不是随时间发生变化;当有扰动进入系统,系统原先的平衡状态被破坏,被控量在扰动作用下偏离稳定值随时间大声变化,调节器输入端的偏差信号变化,导致调节器输出的调节信号发生变化,系统进入动态过渡过程,经过一定时间的调节,系统达到新的稳态,调节过程结束。 前馈控制也称为扰动补偿控制,是指在控制系统中,控制器根据扰动信号作用的大小和方向对被控量进行调节。在前馈系统中,扰动信号为测量信号,反馈系统中,被控量为测量信号。 汽包水位控制系统(维持汽包水位在允许范围内变化,同时保持给水流量的相对稳定) 扰动:给水流量D、蒸汽流量W、燃料量B 调节量:给水流量

调节机构:给水调节阀,电泵,气泵 汽包水位动态特性

蒸汽扰动D下的动态特性

D阶跃扰动增大时,汽包水位出现先增大后减小的变化。 虚假水位的原因:燃料补充不及时时,当负荷突然增加时,虽然锅炉的给水量小于蒸汽流量,但开始阶段的水位不仅不下降,反而上升,是由于负荷变化初期,汽包压力迅速下降,汽包水面下的气泡气体迅速增大,从而将水位抬高,当汽包容积与压力相适应而不再变化时,水位则随负荷增加而下降。燃料补充及时时,蒸发系统吸热增多,使水位抬高。 给水扰动W下得动态特性

W阶跃增加,H有较大迟延,再上升。

负荷增加时,单级三冲量控制系统(克服虚假水位应引入蒸汽流量补偿信号,即单机三冲量

前馈-反馈控制系统)

三个冲量是什么?给水流量(反馈信号);蒸汽流量(前馈信号);汽包水位(校正信号) 单级三冲量给水调节系统的分析

水位变化 H↑→IH↓→?I=IH-IH0+ID-IW↓→IT↓→μ↓→W↓→H↓ 蒸汽量扰动 D↑→H↑(虚假水位)→IH↓

→ID↑→?I=IH-IH0+ID-IW↑→?I 基本不变→μ不变→W不变 虚假水位过后,H↓→IH↑→?I↑→IT↑→μ↑→W↑→H↑ 克服蒸汽量扰动下虚假水位造成的误动作 给水量扰动W↑→H↑(有迟延)

→IW↑→?I↓→IT↓→μ↓→W↓→在水位还未变化前已克服了扰动 特点:

1、克服蒸汽量扰动下虚假水位造成的误动作 2、克服给水量扰动下的迟延 3、能进行水位调节

4)给水全程控制(在锅炉启动、停滞、正常运行时均可投入自动控制水位的系统) 0~14%负荷 单冲量控制旁路调节阀,电动泵控制旁路调节阀前后压差。 14%~25%负荷 单冲量控制电动泵。 25%~35%负荷 串级三冲量控制电动泵

35%~50%负荷 一台汽泵一台电泵串级三冲量 50%负荷以上 两台汽泵串级三冲量控制。 主、再热气温控制系统

导前气温:即减温水出口温度,当减温水量扰动时,导前气温比过热气温反应快很多,且它的变化可以预测过热气温的变化趋势,有明显导前作用,故作为导前信号反馈,加快调节气温。

主、再热汽温调节有迟延,有惯性,有自平衡能力 再热汽温的基本控制手段是改变烟气流量或烟温,常用的有烟气旁路挡板、摆动燃烧器角度等,还设置喷水减温系统作为辅助和事故控制手段。 燃烧控制系统

主要有燃烧量控制、送风量控制和引风量控制三个子系统组成。 被控量:主汽压、炉膛负压、烟气含氧量

广泛采用热量信号作为燃烧率的测量信号,它代表燃料量作为燃烧子系统的反馈信号。 DEH(汽轮机数字电液控制系统)

功能:自动启停、负荷自动控制、自动保护、汽轮发电机组的运行状态监视、可接受不同指令

目标值来源:操作员自动、中心调度所设定、厂级计算机、CCS遥控、AS自动同期、负荷返回、△f参与一次调频 阀门控制

TV转速控制 GV转速、负荷控制 IV转速、负荷控制

ETS:监控一些影响汽机安全稳定运行的参数,当其超过特定值时控制就地汽轮机遮断电磁阀动作,快速泄掉AST油管油压,实现紧急停机的一套独立系统。

1)4个AST阀门,串联防止误动作,并联防止拒动作,常带电。双通道控制方式。 2)触发条件:110%超速保护、低真空保护、EH油压低、润滑油压低 转速控制作用:将不同工作方式的目标值转变为机组能接受的实际目标值 负荷控制(高压调门阀门管理)

单阀控制(节流调节):所有高压阀门开启方式相同,各阀门开度一样,好比一个阀控制一样 特点:节流调节,全周进汽,有节流损失 适用场合:冷态启动,带基本符合(目标负荷不变运行),要求全周进汽 顺序阀控制(喷嘴控制):调门按预先给定的顺序,依次开启,各调门累加流量呈线性变化 特点:喷嘴调节,部分进汽 适用场合:带部分负荷运行,部分进汽 运行方式:全自动控制、操作员自动、远方控制 CCS(协调控制系统)

单元机组协调控制系统的功能:

根据机组运行情况选择目标负荷指令参与电网调峰调频 根据机组运行情况选择系统控制方式和运行方式 机组实际出力计算,实现负荷限制 负荷压力、速率限制

协调控制锅炉、汽轮机子控制系统,保证各运行参数在正常范围 在任何工况下保证机组安全运行(RB、FCB、FSSS等) 三种控制方式(机跟炉、炉跟机、机炉协调) 炉跟机BF

特点:机调负荷,负荷响应快,充分利用了锅炉蓄能。炉调压力,锅炉蓄能释放中锅炉压力下降,造成压力波动,机组运行稳定性差。

适用场合:锅炉设备运行正常,机组的输出功率因汽机设备故障受到限制时的工况。(直流炉蓄热能力小,BF方式不能适应大负荷变化) 机跟炉

特点:机调压力,有利于机组的安全稳定,炉调负荷,延迟较大,负荷响应能力差,不利于参与电网调峰。

适用场合:单元机组承担基本负荷的场合;当汽机设备运行正常,机组的输出功率因锅炉设备原因受到限制的工况,如锅炉设备故障RB 方式;新机组运行,经验不足时。 MFT(主燃料跳闸)

1、作用:1)它连续地监视预先确定的各种安全运行条件是否满足,一旦出现可能危及锅炉安全运行的危险情况,就快速切断进入炉膛的燃料,以防止锅炉熄灭后爆燃,避免发生设备损坏和人身伤亡事故,或者限制事故的进一步扩大,

2)同时显示跳闸原因,并将主燃料跳闸(MFT)状态维持到下次锅炉启动。 3)只有在下次启动前炉膛吹扫完成才会自动解除MFT状态的记忆。 2、MFT保护动作: 切除一切燃料

1、停所有给粉机,关一次风门2、关燃油主跳闸阀、油角阀3、辅助风、燃料风挡板开最 大4、汽轮机跳闸5、停除尘器、吹灰器6、送信号到CCS OPC(超速保护)

1、作用:避免汽轮机转速飞升值达到汽轮机打闸转速的方法称为超速限制。 1)中压调门快关CIV

2)负荷下跌预测LDA:30%以上甩负荷 3)OPC超速保护 2、中压调门快关CIV

目的:提高电力系统稳定性

故障:瞬间短路、并列运行线路部分故障 现象:发电机部分甩负荷

保护动作:IV阀迅速关闭0.3~1s,降低机组的瞬间负荷,若发电机未跳闸,再开启。

3、负荷下跌预测LDA:30%以上甩负荷 目的:负荷大幅下降时,避免机组超速

故障:发电机跳闸、油开关动作,汽轮机机械功率>30%额定功率(中压缸排汽压力 > 30%) 现象:发电机全部甩负荷

保护动作:GV、IV阀迅速关闭1~10s,若转速<103%额定转速,LDA复位,IV打开,GV接受DEH控制,系统切为转速控制,准备重新并网。 4、OPC超速保护

目的:103%保护(OPC) 保护动作:n > 103%→ OPC电磁阀动作(打开)→ 泄OPC油→ 关GV、IV调门→ n < 103%→ OPC电磁阀复位(关闭)

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