電廠熱工控制系統(tǒng)

1、自動(dòng)控制理論自動(dòng)控制理論與熱工控制系統(tǒng)與熱工控制系統(tǒng) Tel：mail : lxz_山西大學(xué)工程學(xué)院太原電力高等?？茖W(xué)校張麗香 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要內(nèi)容 蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng) 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要內(nèi)容 蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成1

2、1、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：熱工調(diào)節(jié)對(duì)象包括：熱工調(diào)節(jié)對(duì)象 測(cè)量變送器測(cè)量變送器 自動(dòng)調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)器 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）1 1、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取特性的獲取 1 1、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理 通過手動(dòng)操作使工作在所需測(cè)試的負(fù)荷下，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，通過手動(dòng)操作使工作在所需測(cè)試的負(fù)荷下，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，快速改變過程的輸入量，記錄過程的輸入快速改變過程的輸入量，記錄過程的輸入/ /輸出的變化曲線。經(jīng)過一段時(shí)輸出的變化曲線。經(jīng)過一段

3、時(shí)間后，過程進(jìn)入新的穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)就可結(jié)束，得到的記錄曲線就是過程程間后，過程進(jìn)入新的穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)就可結(jié)束，得到的記錄曲線就是過程程的階躍響應(yīng)曲線。的階躍響應(yīng)曲線。 熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取 熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取 1 1合理選擇階躍擾動(dòng)信號(hào)的幅值。過小的階躍擾動(dòng)幅度不能保證測(cè)試合理選擇階躍擾動(dòng)信號(hào)的幅值。過小的階躍擾動(dòng)幅度不能保證測(cè)試結(jié)果的可靠性，而過大的擾動(dòng)幅度則會(huì)使正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重干擾甚至危及結(jié)果的可靠性，而過大的擾動(dòng)幅度則會(huì)使正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重干擾甚至危及生產(chǎn)安全。一般是取通過控制閥門流入量最大值的生產(chǎn)安全。一般是取通過控制閥門流入量最大值的10%左右

4、為宜。當(dāng)生產(chǎn)左右為宜。當(dāng)生產(chǎn)上限制較嚴(yán)時(shí)應(yīng)降到上限制較嚴(yán)時(shí)應(yīng)降到5%，相反也可提高到，相反也可提高到20%20%，以不影響生產(chǎn)為準(zhǔn)。，以不影響生產(chǎn)為準(zhǔn)。 2 2試驗(yàn)開始前確保被測(cè)過程處于某一選定的穩(wěn)定工況。試驗(yàn)期間應(yīng)設(shè)試驗(yàn)開始前確保被測(cè)過程處于某一選定的穩(wěn)定工況。試驗(yàn)期間應(yīng)設(shè)法避免發(fā)生偶然性的其它擾動(dòng)。通常同一實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)進(jìn)行幾次，至少要獲法避免發(fā)生偶然性的其它擾動(dòng)。通常同一實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)進(jìn)行幾次，至少要獲得兩次基本相同的響應(yīng)曲線，以排除偶然性干擾的影響。得兩次基本相同的響應(yīng)曲線，以排除偶然性干擾的影響。 3 3考慮到實(shí)際被測(cè)對(duì)象的非線性，擾動(dòng)要正反方向變化，分別測(cè)出正考慮到實(shí)際被測(cè)對(duì)象的非線性，擾

5、動(dòng)要正反方向變化，分別測(cè)出正反方向變化的階躍響應(yīng)曲線。反方向變化的階躍響應(yīng)曲線?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng) 熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取 脈沖響應(yīng)曲線與階躍響應(yīng)曲線脈沖響應(yīng)曲線與階躍響應(yīng)曲線熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取 有自平衡能力被控對(duì)象無自平衡能力被控對(duì)象熱工對(duì)象的典型動(dòng)態(tài)特性熱工對(duì)象的典型動(dòng)態(tài)特性aT1tanCTKtan熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取切線法求取對(duì)象的近似傳遞函數(shù) 1）0)(xyK2）求出 / Tc的數(shù)值；3）查下表，即可得到與 / Tc 值相對(duì)應(yīng)的 n 值和 / T0 的數(shù)值，同時(shí)可求得T0。n0s1

6、 (s）（TKW熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的獲取兩點(diǎn)法求取對(duì)象的近似傳遞函數(shù) n0s1 (s）（TKW0 x)(yKnttT16. 2210式中： n 的數(shù)值可以從下表求得。 影響控制系統(tǒng)性能的因素影響控制系統(tǒng)性能的因素 被控對(duì)象調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)特性被控對(duì)象調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)特性 放大系數(shù)，遲延，慣性等放大系數(shù)，遲延，慣性等 影響控制系統(tǒng)性能的因素影響控制系統(tǒng)性能的因素調(diào)節(jié)閥的理想流量特性調(diào)節(jié)閥的理想流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性及管路條件調(diào)節(jié)閥的流量特性及管路條件 S0.30.5X0.8tQQX1tonppS 影響控制系統(tǒng)性能的因素影響控制系統(tǒng)性能的因素 調(diào)節(jié)器動(dòng)作規(guī)律及參數(shù)調(diào)節(jié)器動(dòng)作規(guī)律

7、及參數(shù) 影響控制系統(tǒng)性能的因素影響控制系統(tǒng)性能的因素 PID PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)Kd=0Kd=2Kd=4Kd=6Kd=8PIPI調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法 圖表法無自平衡能力對(duì)象的整定參數(shù) 圖表法有自平衡能力對(duì)象的整定參數(shù) 單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法 臨界比例帶法臨界比例帶法 (1) 使調(diào)節(jié)器只具有比例作用,將積分時(shí)間 調(diào)至無窮大,微分時(shí)間 調(diào)至零。然后，將調(diào)節(jié)器的比例帶放至比較大的位置，將閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入運(yùn)行。 (2) 逐漸改變調(diào)節(jié)器的比例帶值,由大逐漸變小,觀察不同值下的調(diào)節(jié)過程，直到調(diào)節(jié)過程出現(xiàn)等幅振蕩為止。

8、待閉環(huán)系統(tǒng)處在臨界穩(wěn)定狀態(tài)，記下此時(shí)的調(diào)節(jié)器比例帶數(shù)值 和振蕩周期 。 (3) 調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)可按下表計(jì)算。 KKTiTdTdT衰減曲線法衰減曲線法 (1) 使調(diào)節(jié)器只具有比例作用,將積分時(shí)間調(diào)至無窮大,微分時(shí)間調(diào)至零。然后，將調(diào)節(jié)器的比例帶放至比較大的位置，將閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入運(yùn)行。 (2) 逐漸改變調(diào)節(jié)器的比例帶值,由大逐漸變小,觀察不同值下的調(diào)節(jié)過程(可以人為加入擾動(dòng)),直到調(diào)節(jié)過程處于（4:1）衰減振蕩過程時(shí)，記下此時(shí)的調(diào)節(jié)器比例帶數(shù)值 和衰減振蕩周期 。 (3) 調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)可按下表計(jì)算。 ssT單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程整定方法 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要內(nèi)容

9、蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)2 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合 串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)適用于對(duì)象調(diào)節(jié)通道動(dòng)態(tài)特性具有較大的遲延和慣性，同時(shí)該調(diào)節(jié)對(duì)象可以劃分為導(dǎo)前區(qū)動(dòng)態(tài)特性和惰性區(qū)動(dòng)態(tài)特性時(shí)使用。 電廠中的給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、煙氣含氧量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)）等，經(jīng)常采用串級(jí)控制方案。2 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合 前饋前饋- -反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)反

10、饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 前饋調(diào)節(jié)適用于系統(tǒng)外部干擾頻繁出現(xiàn)，且擾動(dòng)幅度較大的場(chǎng)合。 電廠中的負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，經(jīng)常采用前饋-反饋控制方案。前饋調(diào)節(jié)補(bǔ)償控制原理。前饋調(diào)節(jié)與反饋調(diào)節(jié)的差別： (1)調(diào)節(jié)的依據(jù)不同； (2)調(diào)節(jié)的效果不同； (3)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同； (4)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性和可能性不同。2 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合 比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)比值調(diào)節(jié)系統(tǒng) 比值調(diào)節(jié)適用于生產(chǎn)過程中要求兩種物料保持比值關(guān)系的場(chǎng)合。電廠中的燃料量和送風(fēng)量就采用了比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)不同被控變量的選擇可以實(shí)現(xiàn)“軟保護(hù)” 可以實(shí)現(xiàn)

11、非線性規(guī)律 2 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合 Smith Smith預(yù)估補(bǔ)償方案預(yù)估補(bǔ)償方案 Smith預(yù)估補(bǔ)償控制方案預(yù)估補(bǔ)償控制方案適用于具有大遲延特點(diǎn)的固定參數(shù)被控對(duì)象。設(shè)Smith預(yù)估補(bǔ)償器為：得：)1)()(0sesWSWsasaeSWsWeSWsW)()(1)()(R(s)Y(s)W(s)00saaeSWsWSWsW)()(1)()(R(s)Y(s)002 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合 模糊控制系統(tǒng) 模糊-PID控制系統(tǒng) 模糊-Smith控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng) 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

12、主要內(nèi)容 蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合3 3、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 鍋鍋 爐爐 汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)鍋 爐控制子系統(tǒng)汽輪機(jī)控制子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制級(jí)基本控制級(jí)單元機(jī)組單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)AGC鍋爐側(cè)負(fù)荷指令調(diào)汽門調(diào)汽門給水給水風(fēng)量風(fēng)量燃料燃料DCS系統(tǒng)汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷指令MAN f .單單元元機(jī)機(jī)組組自自動(dòng)動(dòng)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)3 3、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)鍋爐燃燒率B發(fā)電機(jī)去電網(wǎng)汽輪機(jī)TpDENT 圖11-1 單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象方框圖KpK)

13、(sWp)(sWpBTBTpEP)(sWT)(sWP)(sWp)(sWpBTBTpEP)(sWPB( (a a) )( (b b) )(a) 原理方框圖； (b)等效變換方框圖 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制的任務(wù)單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制的任務(wù)1、保證機(jī)組輸出功率迅速滿足電網(wǎng)的要求；2、迅速協(xié)調(diào)鍋爐、汽輪機(jī)之間的能量供求平衡關(guān)系， 使輸入機(jī)組的熱量 盡快與機(jī)組輸出功率相適應(yīng)；3、在各種運(yùn)行工況下，均能保證機(jī)組安全運(yùn)行 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能1、參加電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻 ；2、穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行 ；3、機(jī)組出力與主機(jī)和輔機(jī)實(shí)際能力的協(xié)調(diào)； 4、具有多種可選擇的運(yùn)行方式； 5、完善的與

14、其他控制系統(tǒng)間的通訊接口 負(fù)荷控制的特點(diǎn)1、單元機(jī)組是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的多輸入多輸出的控制對(duì) 象，必須將鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)視為一個(gè)整體來考慮。2、鍋爐和汽輪機(jī)在適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化上存在差異。從動(dòng)態(tài)特 性上看，鍋爐具有較大的慣性，從燃燒率的改變到機(jī)前壓 力的變化有較大的時(shí)間常數(shù)和遲延時(shí)間。3、電網(wǎng)供電質(zhì)量對(duì)單元機(jī)組參加調(diào)頻的能力要求日益提高。4、電網(wǎng)自動(dòng)化水平的提高對(duì)單元機(jī)組負(fù)荷控制提出了更高的 要求。3 3、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式鍋爐跟隨控制方式汽機(jī)跟隨控制方式特點(diǎn)：特點(diǎn)： 適應(yīng)負(fù)荷的能力強(qiáng)適應(yīng)負(fù)荷的能力強(qiáng) 機(jī)組運(yùn)

15、行的穩(wěn)定性差機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性差特點(diǎn)：特點(diǎn)： 適應(yīng)負(fù)荷的能力差適應(yīng)負(fù)荷的能力差 機(jī)組運(yùn)行特別穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行特別穩(wěn)定 機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式特點(diǎn)：特點(diǎn)： 適應(yīng)負(fù)荷的能力較強(qiáng)適應(yīng)負(fù)荷的能力較強(qiáng) 機(jī)組運(yùn)行較穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行較穩(wěn)定單元機(jī)組負(fù)荷控制的四種方式： 1.基本控制方式 鍋爐主控和汽機(jī)主控都處于手動(dòng)或跟蹤方式鍋爐主控和汽機(jī)主控都處于手動(dòng)或跟蹤方式 2.鍋爐跟隨控制方式 鍋爐主控自動(dòng)，汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤方式鍋爐主控自動(dòng)，汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤方式 3.汽機(jī)跟隨控制方式 汽機(jī)主控自動(dòng)，鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤方式汽機(jī)主控自動(dòng)，鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤方式 4.協(xié)調(diào)控制方式 鍋爐

16、主控和汽機(jī)主控都處于自動(dòng)方式鍋爐主控和汽機(jī)主控都處于自動(dòng)方式 機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四種運(yùn)行方式：四種運(yùn)行方式： 1.基本方式：鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤 汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤 2.鍋爐跟隨方式：鍋爐主控自動(dòng)鍋爐主控自動(dòng) 汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤汽機(jī)主控手動(dòng)或跟蹤 3.汽機(jī)跟隨方式：汽機(jī)主控自動(dòng)汽機(jī)主控自動(dòng) 鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤鍋爐主控手動(dòng)或跟蹤 4.協(xié)調(diào)控制方式：鍋爐主控自動(dòng)鍋爐主控自動(dòng) 汽機(jī)主控自動(dòng)汽機(jī)主控自動(dòng)外部負(fù)荷指令： AGC，MAN，f內(nèi)部負(fù)荷指令： RB，BI/BD，RU/RD，TRACK1）、以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系

17、統(tǒng)的典型方案負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案2）、以汽輪機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案3）、機(jī)爐綜合協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案4）、直接能量平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案 熱量信號(hào)與能量平衡信號(hào)的概念熱量信號(hào)與能量平衡信號(hào)的概念能量平衡信號(hào)的概念熱量信號(hào)的概念 是汽輪機(jī)對(duì)鍋爐的能量需求 是鍋爐所具有的能量 能量 汽輪機(jī)調(diào)門開度 靜態(tài)：熱量 = 蒸汽流量 動(dòng)態(tài)：熱量 汽包壓力的變化Tppp01dtdpCDQbk 能量只反映汽輪機(jī)對(duì)蒸汽量的需求，不應(yīng)受燃料量變化的影響 熱量只

18、反映燃料的實(shí)際發(fā)熱量，不應(yīng)該受負(fù)荷側(cè)的擾動(dòng)影響 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例3 3、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 某600MW機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)DG2060/17.6-II1型亞臨界自然循環(huán)汽包爐，前后墻對(duì)沖燃燒，一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)結(jié)構(gòu)。過熱器二級(jí)噴水減溫，煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫加事故噴水。鍋爐最大連續(xù)出力時(shí)，過熱器蒸汽流量2060 t/h，過熱器蒸汽壓力17.6Mpa，過熱器蒸汽溫度541。 汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)NZK600-16.7/538/538型亞臨界、中間再熱、四缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，額定主蒸汽壓力16.67Mpa、額定蒸汽流

19、量1842.92t/h、額定主蒸汽溫度538。發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠提供的QFSN-600-2YHG發(fā)電機(jī)。 配置有正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)，配備了6臺(tái)ZGM型中速磨，5臺(tái)正常運(yùn)行，一臺(tái)備用。DCS系統(tǒng)采用ABB公司的SYMPHONY分散控制系統(tǒng)。 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例3 3、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)、單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷形成回路頻差校正信號(hào)的形成原理頻差校正信號(hào)的形成原理 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 鍋爐鍋爐 BI 指令指令機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 鍋爐鍋爐 BD 指令指令機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生

20、機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 汽輪機(jī)汽輪機(jī) BI/BD 指令指令機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 BI/BDBI/BD指令指令機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 RD RD 指令指令RB RB 指指令令激激活活機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 RB RB 目標(biāo)值目標(biāo)值機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生機(jī)組內(nèi)部負(fù)荷指令的產(chǎn)生 主汽壓力設(shè)定值主汽壓力設(shè)定值 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例主汽壓力設(shè)定值形成回路主汽壓力設(shè)定值形成回路 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例鍋爐主控制系統(tǒng)鍋爐主控制系統(tǒng) 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例汽輪機(jī)主控制系統(tǒng)汽輪機(jī)主控制系統(tǒng) 負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)例負(fù)荷控

21、制系統(tǒng)實(shí)例自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng) 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要內(nèi)容 蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合4 4、燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制任務(wù)控制任務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 維持汽壓的穩(wěn)定維持汽壓的穩(wěn)定 保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性 維持爐膛內(nèi)壓力的穩(wěn)定維持爐膛內(nèi)壓力的穩(wěn)定機(jī)跟爐機(jī)跟爐運(yùn)行方式運(yùn)行方式 爐跟機(jī)爐跟機(jī)運(yùn)行方式運(yùn)行方式 KZK PIPI-PTP0BPIPI-O20%O2% ZVPI-PfPf0-ZG P0 - - 主汽壓設(shè)定值；主汽壓設(shè)定值； PT 主汽

22、壓測(cè)量值；主汽壓測(cè)量值； O2%- - 煙氣含氧量；煙氣含氧量； O20%- - 含氧量設(shè)定值；含氧量設(shè)定值； P Pf f 爐膛壓力測(cè)量值；爐膛壓力測(cè)量值； P Pf0f0 爐膛壓力設(shè)定值爐膛壓力設(shè)定值 B 燃料量；燃料量； V 送風(fēng)量；送風(fēng)量； G 引風(fēng)量引風(fēng)量鍋爐燃燒控制系統(tǒng)原則性方案鍋爐燃燒控制系統(tǒng)原則性方案爐跟機(jī)爐跟機(jī)運(yùn)行方式運(yùn)行方式 鍋爐燃料量子系統(tǒng)的基本方案鍋爐燃料量子系統(tǒng)的基本方案采用熱量信號(hào)作反饋采用熱量信號(hào)作反饋采用給粉機(jī)轉(zhuǎn)速作反饋信號(hào)采用給粉機(jī)轉(zhuǎn)速作反饋信號(hào) 鍋爐燃料量子系統(tǒng)的基本方案鍋爐燃料量子系統(tǒng)的基本方案以一次風(fēng)量作反饋信號(hào)以一次風(fēng)量作反饋信號(hào)以給煤機(jī)轉(zhuǎn)速作反饋信號(hào)

23、以給煤機(jī)轉(zhuǎn)速作反饋信號(hào) 鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案帶氧量校正的串級(jí)送風(fēng)系統(tǒng)帶氧量校正的串級(jí)送風(fēng)系統(tǒng) 最佳含氧量與負(fù)荷的關(guān)系最佳含氧量與負(fù)荷的關(guān)系 鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案氧量校正送風(fēng)量反饋信號(hào)的送風(fēng)系統(tǒng)氧量校正送風(fēng)量反饋信號(hào)的送風(fēng)系統(tǒng) 鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案鍋爐送風(fēng)量子系統(tǒng)的基本方案氧量信號(hào)校正送風(fēng)指令的方案氧量信號(hào)校正送風(fēng)指令的方案 燃料與風(fēng)量交叉限制燃料與風(fēng)量交叉限制 實(shí)現(xiàn)了增加負(fù)荷時(shí)先加風(fēng)、后加燃料；減負(fù)荷時(shí)先減燃料、后減風(fēng)的調(diào)節(jié)過程。保證變負(fù)荷過程中有一定的送風(fēng)裕量，不致發(fā)生冒黑煙現(xiàn)象。 燃燒控制系統(tǒng)實(shí)例燃燒控制系統(tǒng)實(shí)例某某30

24、0MW300MW機(jī)組燃燒系統(tǒng)工藝流程簡圖機(jī)組燃燒系統(tǒng)工藝流程簡圖 300MW機(jī)組燃燒系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)機(jī)組燃燒系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 燃料主控制系統(tǒng)燃料主控制系統(tǒng) 燃油壓力與燃油流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)燃油壓力與燃油流量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 磨煤機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)磨煤機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng) 磨煤機(jī)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)磨煤機(jī)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng) 超馳信號(hào)超馳信號(hào) 當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)，由于爐膛內(nèi)煙氣質(zhì)量和溫度突然降低，則導(dǎo)致爐膛壓力急劇下降。為了避免這種危險(xiǎn)發(fā)生，在引風(fēng)機(jī)控制指令中反方向加入了一個(gè)超馳信號(hào)，該信號(hào)在MFT發(fā)生時(shí)產(chǎn)生，其幅值與MFT發(fā)生前一刻的總風(fēng)

25、量信號(hào)成正比，隨著時(shí)間的延續(xù)，逐漸減少到0。自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論及熱工控制系統(tǒng) 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要內(nèi)容 蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及應(yīng)用場(chǎng)合5 5、蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過熱器與再熱器過熱器與再熱器工藝流程簡介工藝流程簡介汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性控制任務(wù)控制任務(wù) 維持主蒸汽溫度在額度溫度維持主蒸汽溫度在額度溫度55范圍內(nèi)范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)，同時(shí)對(duì)過熱器受熱面起保護(hù)作用。過熱器受熱面起保護(hù)作用。 汽溫過高會(huì)使鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕汽溫過高會(huì)使

26、鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕 變速度加快變速度加快, ,影響使用壽命。影響使用壽命。汽溫降低汽溫降低, ,將會(huì)使機(jī)組循環(huán)熱效率降低將會(huì)使機(jī)組循環(huán)熱效率降低, ,煤耗增大。煤耗增大。過熱汽溫變化過大，除使管材及有關(guān)部件產(chǎn)生疲勞過熱汽溫變化過大，除使管材及有關(guān)部件產(chǎn)生疲勞 外外, ,還將引起汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)子與汽缸的脹差變化還將引起汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)子與汽缸的脹差變化, ,甚甚 至產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，危及機(jī)組安全運(yùn)行。至產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，危及機(jī)組安全運(yùn)行。對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有極大的作用對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有極大的作用靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性 汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性

27、汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性汽溫控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性過熱汽溫控制策略過熱汽溫控制策略串級(jí)汽溫串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 過熱汽溫控制策略過熱汽溫控制策略導(dǎo)前汽溫微分信號(hào)的雙回路汽溫控制系統(tǒng)導(dǎo)前汽溫微分信號(hào)的雙回路汽溫控制系統(tǒng) 過熱汽溫控制策略過熱汽溫控制策略汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)過熱汽溫控制策略過熱汽溫控制策略汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng) )( )(1 )()()(2*11*2sKWsWKsWsWsWWKW過熱汽溫控制策略過熱汽溫控制策略汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)汽溫自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)(n)(n)e(n)1101)e(ne(n)ec(n)e e、ecec的模糊子集：的模糊子集：負(fù)大負(fù)大NB、負(fù)小、負(fù)小NS、零零ZO、正小正小PS、正大、正大PB；KpKp的模糊子集：的模糊子集：很小很小VS、小、小S、中中M、大大B、很大、很大VB 過熱汽溫控制系統(tǒng)實(shí)例過熱汽溫控制系統(tǒng)實(shí)例過熱器一級(jí)噴水過熱器一級(jí)噴水減溫控制系統(tǒng)減溫控制系統(tǒng)末級(jí)過熱器噴水減溫控