《熱工過(guò)程自動(dòng)控制技術(shù)》課件第四章

第四章單元機(jī)組的熱工保護(hù)概述熱工開關(guān)量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件熱工信號(hào)和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)單元機(jī)組的熱工自動(dòng)保護(hù)鍋爐機(jī)組的熱工保護(hù)汽輪機(jī)組的熱工保護(hù)單元機(jī)組的旁路控制系統(tǒng)1/13/20231§4-1概述

一、常用術(shù)語(yǔ)：二、主要技術(shù)要求：1.動(dòng)作的穩(wěn)定性2.動(dòng)作的可靠性3.切換差(死區(qū))

三、開關(guān)量信號(hào)的攝取方法： 開關(guān)量控制系統(tǒng)的完好狀態(tài)是由正確“動(dòng)作”和正確“不動(dòng)作”兩部分組成，相對(duì)于這兩種完好狀態(tài)，有兩種故障狀態(tài)，即“不正確動(dòng)作”和“不正確不動(dòng)作”。

1/13/20232開關(guān)量信號(hào)的攝取方法1 誤動(dòng)作：系統(tǒng)不應(yīng)該動(dòng)作而動(dòng)作； 拒動(dòng)作：系統(tǒng)應(yīng)該動(dòng)作而不動(dòng)作。式中，實(shí)際動(dòng)作次數(shù)為正確動(dòng)作次數(shù)與誤動(dòng)作次數(shù)之和；應(yīng)當(dāng)動(dòng)作次數(shù)為實(shí)際動(dòng)作次數(shù)與拒動(dòng)作次數(shù)之和，再扣除誤動(dòng)作的次數(shù)。1.單一信號(hào)法：用單個(gè)檢測(cè)元件組成信號(hào)單元的方法。 元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)的可靠性太差。2.信號(hào)串聯(lián)法：將幾個(gè)檢測(cè)元件輸出信號(hào)串聯(lián)。 誤動(dòng)作率低，而拒動(dòng)作率高。1/13/20233開關(guān)量信號(hào)的攝取方法23.信號(hào)并聯(lián)法：將幾個(gè)檢測(cè)元件輸出信號(hào)并聯(lián)。 拒動(dòng)作率大大下降，而誤動(dòng)作率卻增加了。信號(hào)并聯(lián)法只能用于要求拒動(dòng)作率小，而對(duì)誤動(dòng)作率要求不高的場(chǎng)合。4.信號(hào)串并聯(lián)法：將兩個(gè)信號(hào)先進(jìn)行串聯(lián)，然后進(jìn)行并聯(lián)。 串并聯(lián)后的信號(hào)單元的誤動(dòng)作率或拒動(dòng)作率均大大減小。5.“三取二”信號(hào)法：采用三個(gè)檢測(cè)元件測(cè)量。當(dāng)其中兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)元件觸點(diǎn)閉合時(shí)，信號(hào)單元就有輸出。 既減小誤動(dòng)作率又減小拒動(dòng)作率。1/13/20234開關(guān)量信號(hào)的攝取方法36.信號(hào)表決法：2/4或3/4表決電路、3/5表決電路。 能有效地防止信號(hào)單元的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。7.信號(hào)的多重化攝取法：

“二取一”、“二取均”、 “三取中”、“三取均”等。 對(duì)提高測(cè)量準(zhǔn)確度，增加系統(tǒng)的可靠性，很有必要。 對(duì)開關(guān)量控制系統(tǒng)，除了要求其檢測(cè)信號(hào)必須正確可靠外，還要求邏輯控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)也必須正確可靠地動(dòng)作，才能使開關(guān)量控制系統(tǒng)正常投入運(yùn)行。

1/13/20235常用術(shù)語(yǔ)11.設(shè)定值：設(shè)定被控量的預(yù)期值的參比信號(hào)。2.位式作用：開關(guān)量變量值的數(shù)目。3.開關(guān)量變送器：能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)量信號(hào)的控制儀表，稱為開關(guān)量變送器。

開關(guān)量變送器的輸入—輸出特性，如圖4-1所示。(1)當(dāng)輸入＜P1時(shí)，輸出1-2通；(2)當(dāng)輸入＞P1＋ΔP時(shí)，輸出1-3通；(3)當(dāng)P1＜輸入＜P1＋ΔP時(shí)，輸出可以是1-2通也可以是1-3通。如果輸入是增方向通過(guò)P1時(shí)，則輸出1-2通；若輸入是減方向通過(guò)P1＋ΔP時(shí)，則輸出1-3通。1/13/20236常用術(shù)語(yǔ)24.切換值：使輸出變量改變的任一輸入變量值。5.上切換值(動(dòng)作值)：輸入變量增大時(shí)，使輸出變量改變的輸入變量值，如圖4-1中的P1＋ΔP。6.下切換值(返回值：輸入變量減小時(shí)，使輸出變量(開關(guān)量)改變的輸入變量值。如圖4-1中的P1。

7.切換差：上切換值與下切換值之差，又稱為死區(qū)。如圖4-l中ΔP。8.重復(fù)性誤差：

在相同條件下，輸入變量按照同一方向變化時(shí)，連續(xù)多次測(cè)得的切換值之最大變化值。

1/13/20237§4-2熱工開關(guān)量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件一、開關(guān)量變送器： 將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成開關(guān)形式的電信號(hào)。1.壓力開關(guān)2.差壓開關(guān)3.流量開關(guān)4.液位開關(guān)5.溫度開關(guān)二、常用控制電器：三、氣動(dòng)和液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：1/13/20238常用控制電器按鈕開關(guān)控制開關(guān)行程開關(guān)(限位開關(guān))繼電器電流繼電器中間繼電器時(shí)間繼電器固態(tài)繼電器接觸器1/13/20239接觸器1/13/202310氣動(dòng)和液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(一)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：P1471.氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥：2.氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥： 對(duì)于活塞式氣動(dòng)閥門和薄膜式氣動(dòng)閥都有“氣開式”和“氣關(guān)式”之分。如經(jīng)常用于化學(xué)水處理的氣動(dòng)活塞隔膜閥。一般選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)必須考慮失去控制氣壓時(shí)，運(yùn)行工況是允許“開”還是允許“關(guān)”來(lái)確定選用“氣開’或“氣關(guān)”式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

(二)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：P1481/13/202311§4-3熱工信號(hào)和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一、熱工信號(hào)：(一)狀態(tài)信號(hào)(二)越限報(bào)警信號(hào)(熱工預(yù)告信號(hào))(三)趨勢(shì)報(bào)警信號(hào)(四)跳閘報(bào)警信號(hào)(熱工事故信號(hào))二、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：(一)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成：(二)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的基本要求：P150(三)自動(dòng)報(bào)警裝置：1．AN系列閃光報(bào)警器：2．YDB微機(jī)語(yǔ)音閃光報(bào)警裝置：1/13/202312YDB微機(jī)語(yǔ)音閃光報(bào)警裝置1/13/202313§4-4單元機(jī)組的熱工自動(dòng)保護(hù)

一、單元機(jī)組熱工自動(dòng)保護(hù)的作用：P153二、單元機(jī)組熱工自動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件：三、單元機(jī)組熱工自動(dòng)保護(hù)的保護(hù)方式：1.主燃料跳閘保護(hù)(MFT)：2.機(jī)組快速甩負(fù)荷(FCB)：3.輔機(jī)故障減負(fù)荷(RB)：四、爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)：1．爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)：2．爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)實(shí)例：

1/13/202314爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖護(hù)系統(tǒng)1.概念： 單元機(jī)組大聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)主要是指鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主機(jī)之間以及與給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等主要輔機(jī)之間的聯(lián)鎖保護(hù)。根據(jù)電網(wǎng)故障或機(jī)組主要設(shè)備故障情況自動(dòng)進(jìn)行減負(fù)荷、投旁路控制系統(tǒng)、停機(jī)、停爐等事故處理。2.爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程：

圖4-171/13/202315§4-5鍋爐機(jī)組的熱工保護(hù)

一、概述：1.鍋爐機(jī)組熱工保護(hù)的任務(wù)：P1562.鍋爐熱工自動(dòng)保護(hù)的保護(hù)方式：(1)限值保護(hù)(2)聯(lián)鎖保護(hù)(3)緊急停爐保護(hù)二、鍋爐汽壓保護(hù)：三、汽包鍋爐水位保護(hù)：四、直流鍋爐斷水保護(hù)：五、再熱器保護(hù)1/13/202316主蒸汽壓力高保護(hù)脈沖式電磁安全門有旁路的主汽壓力保護(hù)系統(tǒng)

1/13/202317直流鍋爐斷水保護(hù)

1/13/202318再熱器保護(hù)

屏式再熱器壁溫高保護(hù)再熱汽溫高保護(hù)1/13/202319§4-6汽輪機(jī)組的熱工保護(hù)1一、概述：1．汽輪機(jī)熱工自動(dòng)保護(hù)的作用：P1622．汽輪機(jī)熱工自動(dòng)保護(hù)的保護(hù)方式： 緊急停機(jī)、甩負(fù)荷及低負(fù)荷保護(hù)。3．汽輪機(jī)熱工自動(dòng)保護(hù)的內(nèi)容：二、電渦流傳感器：三、軸向位移的監(jiān)測(cè)與保護(hù)：P165四、缸脹和差脹的監(jiān)測(cè)與保護(hù)：五、機(jī)組轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)與保護(hù)：1/13/202320汽輪機(jī)組的熱工保護(hù)2六、振動(dòng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)：七、主軸偏心度的監(jiān)測(cè)與保護(hù)：P179八、汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)(TSI)：P181九、汽輪機(jī)防進(jìn)水保護(hù)：P185十、軸承安全監(jiān)測(cè)與保護(hù)：P187十一、凝汽器真空監(jiān)測(cè)與保護(hù)：P189十二、汽輪機(jī)緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)：P1901.ETS系統(tǒng)的功能：2.ETS系統(tǒng)的遮斷控制繼電器總邏輯：1/13/202321電渦流傳感器電渦流傳感器結(jié)構(gòu)組成探頭外形圖原理示意圖1/13/202322缸脹和差脹的監(jiān)測(cè)與保護(hù)缸脹：汽缸受熱而膨脹的現(xiàn)象。

差脹(或脹差)：轉(zhuǎn)子和汽缸之間的相對(duì)膨脹差值。1.機(jī)組熱膨脹的原因：P1672.機(jī)組差脹過(guò)大的危害：3.缸脹、差脹監(jiān)測(cè)與保護(hù)裝置：(1)線性差動(dòng)變壓器LVDT：(2)缸脹和差脹監(jiān)視器：

1/13/202323機(jī)組轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)與保護(hù)1.汽輪機(jī)超速的原因：P1692.汽輪機(jī)超速的危害：P1703.汽輪機(jī)的超速保護(hù)：P1704.轉(zhuǎn)速測(cè)量方法：(1)磁阻式(2)磁敏式(3)電渦流式5.數(shù)字式轉(zhuǎn)速表：6.零轉(zhuǎn)速監(jiān)控器：P1731/13/202324振動(dòng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)1.汽輪機(jī)發(fā)生振動(dòng)的原因：P1742.汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大的危害：P1753.振動(dòng)的監(jiān)測(cè)方法：P176(1)磁電式振動(dòng)傳感器(2)電渦流式振動(dòng)傳感器(3)復(fù)合式振動(dòng)傳感器

4.鍵相器及矢量監(jiān)視器：(1)鍵相器(2)矢量監(jiān)視器1/13/202325軸承安全監(jiān)測(cè)與保護(hù)(一)汽輪機(jī)軸承故障的原因與危害

(二)潤(rùn)滑油壓的監(jiān)測(cè)與保護(hù)

(三)潤(rùn)滑油溫監(jiān)測(cè)

(四)軸承、推力瓦溫度監(jiān)測(cè)

1/13/202326ETS系統(tǒng)的功能1/13/202327ETS系統(tǒng)的遮斷控制繼電器總邏輯1/13/202328§4-7單元機(jī)組的旁路控制系統(tǒng)

一、概述：1.汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)是指與汽輪機(jī)并聯(lián)的蒸汽減溫、減壓系統(tǒng)。由閥門、管道及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。2.旁路控制系統(tǒng)一般分為高壓旁路(Ⅰ級(jí)旁路)、低壓旁路(Ⅱ級(jí)旁路)及大旁路等型式。二、旁路控制系統(tǒng)的功能：四、旁路控制系統(tǒng)的組成：1/13/202329旁路控制系統(tǒng)的功能(1)改善機(jī)組啟動(dòng)性能。(2)能夠適應(yīng)機(jī)組定壓和滑壓運(yùn)行的要求。(3)保護(hù)再熱器。(4)實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速切負(fù)荷功能。(5)正常工況下，若負(fù)荷變化太大，旁路控制系統(tǒng)將幫助鍋爐、汽機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)鍋爐主蒸汽壓力。1/13/202330旁路控制系統(tǒng)的組成1.高壓旁路