火電廠控制系統(tǒng)

Preparedon22NovemberPreparedon22November火電廠控制系統(tǒng)火電廠控制系統(tǒng)總體分為兩部分：第一部分是主控部分，第二部分是副控部分。下面就這兩部分具體內(nèi)容做個(gè)介紹。第一部分火電廠主控系統(tǒng)火電廠主控系統(tǒng)以控制方式分類可分為：DAS、MCS、SCS、FSSS及DEH等系統(tǒng)。

一.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-DAS火電廠的主控系統(tǒng)中的DAS(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))重要是持續(xù)采集和解決機(jī)組工藝模擬量信號和設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量信號，并實(shí)時(shí)監(jiān)視,確保機(jī)組安全可靠地運(yùn)行。DAS系統(tǒng)的重要功效以下：數(shù)據(jù)采集：對現(xiàn)場的模擬量、開關(guān)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、掃描、解決。信息顯示：涉及工藝系統(tǒng)的模擬圖和設(shè)備狀態(tài)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、棒圖顯示、歷史趨勢顯示、報(bào)警顯示等。事件統(tǒng)計(jì)和報(bào)表制作/打?。荷婕癝OE次序事件統(tǒng)計(jì)、工藝數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)、設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)與查詢等。事件統(tǒng)計(jì)和報(bào)表制作/打?。荷婕癝OE次序事件統(tǒng)計(jì)、工藝數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)、設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)與查詢等。歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索。設(shè)備故障診療。二.模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)-MCS系統(tǒng)模擬量控制系統(tǒng)(ModulatingControlSystem，簡寫MCS)MCS的根本任務(wù)是進(jìn)行負(fù)荷控制以適應(yīng)電網(wǎng)的需要。在單元機(jī)組中，負(fù)荷的變化會(huì)造成主汽壓力的變化，這樣需要調(diào)節(jié)燃料量、風(fēng)量，進(jìn)而使燃燒經(jīng)濟(jì)性和爐膛負(fù)壓發(fā)生變化；主汽壓力變化在另首先又需調(diào)節(jié)給水流量和減溫水量，這又使汽包水位和蒸汽溫度發(fā)生變化。這些模擬量參數(shù)的變化都有一種遲延過程，如果采用常規(guī)的單變量控制系統(tǒng)；上述參數(shù)變化后重新調(diào)節(jié)到正常值是非常困難的，往往需要一種較長的過程。而模擬量控制系統(tǒng)把鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)當(dāng)作是一種不可分割的整體，并采用以前饋-反饋控制為主的多變量協(xié)調(diào)控制方略，較好地解決了過去常規(guī)單變量控制系統(tǒng)存在的問題。模擬量控制系統(tǒng)使整個(gè)機(jī)組(涉及主輔機(jī)設(shè)備)，都能協(xié)調(diào)地根據(jù)統(tǒng)一的負(fù)荷指令，及時(shí)、同時(shí)地控制到適應(yīng)負(fù)荷指令的狀態(tài)。從這個(gè)意義來說，模擬量控制系統(tǒng)是大型火力發(fā)電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)保障。MCS的構(gòu)成及介紹MCS重要由協(xié)調(diào)、鍋爐、汽機(jī)和輔機(jī)等四個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成。涉及機(jī)、爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)、高加水位控制，低加水位控制、軸封壓力控制、凝汽器水位控制、消防水泵出口母管壓力控制、快減壓力調(diào)節(jié)，快減溫度調(diào)節(jié)、汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)一）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)簡稱CCS(CoordinateControlSystem)，也稱為主控系統(tǒng)。它是指通過控制回路來協(xié)調(diào)鍋爐與汽輪機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)下工作，給鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和汽機(jī)自動(dòng)控制統(tǒng)發(fā)出指令，以適應(yīng)負(fù)荷變化。盡量最大發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻、調(diào)峰能力。它直接作用的執(zhí)行級是鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和汽機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)涉及下列控制系統(tǒng)：2.給水控制系統(tǒng)（1）啟動(dòng)控制機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，電泵先運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷到25%時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)汽泵，電泵緩慢手動(dòng)減速直至停止運(yùn)行。（2）水位控制重要目的是控制汽包水位，而汽包水位的控制手段就是控制給水。根據(jù)機(jī)組所帶負(fù)荷的狀況，汽包水位控制可用單沖量或三沖量控制方式。這兩種控制方式的變換是基于給水流量的測量，當(dāng)負(fù)荷低于30%，采用單沖量控制方式。當(dāng)負(fù)荷不不大于30%時(shí)應(yīng)用三沖量控制方式。任何一種控制方式都可給出指令同時(shí)作用到電動(dòng)給水泵和啟動(dòng)給水泵。（3）鍋爐再循環(huán)控制為了確保給水泵的最小流量，以避免給水泵溫度升高而造成汽蝕，每臺(tái)給水泵都配備有最小流量再循環(huán)控制回路，它是由單沖量、閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)構(gòu)成。最小流量的確保是通過控制每臺(tái)泵的再循環(huán)流量控制閥的開度來實(shí)現(xiàn)的。3.蒸汽溫度控制系統(tǒng)汽溫控制系統(tǒng)涉及過熱蒸汽溫度控制盒再熱蒸汽溫度控制，不管過熱汽溫還是再熱汽溫都可通過擺動(dòng)燃料噴嘴位置和噴水減溫來調(diào)節(jié)，最后是蒸汽溫度維持不變。（1）過熱汽溫控制過熱汽溫用安裝在一級過熱器之間的減溫器噴水閥來調(diào)節(jié)。采用串級系統(tǒng)，運(yùn)用最后汽溫和級間汽溫來改善出口汽溫控制的動(dòng)態(tài)過程。噴水閥控制減溫器后溫度，運(yùn)用導(dǎo)前作用來保持過熱器最后汽溫在設(shè)定值。預(yù)期的負(fù)荷變化通過過熱器級間汽溫的測量汽溫的測量引入系統(tǒng)。主汽溫的變化首先由級間汽溫變化測出，這個(gè)測量值起初步校正控制作用。最后過熱器出口汽溫偏差信號將調(diào)節(jié)噴水閥位置，以保持主汽溫度在設(shè)定值。（2）再熱汽溫控制再熱汽溫控制與過熱汽溫控制十分相似，它也是一種串級控制系統(tǒng)。再熱蒸汽溫度普通都采用擺動(dòng)燃料噴嘴位置作為重要調(diào)溫手段，并以事故噴水減溫作用緊急輔助控溫手段。在發(fā)生汽機(jī)跳閘或者主燃料跳閘或機(jī)組其它故障時(shí)，控制系統(tǒng)將關(guān)閉全部噴水閥以保護(hù)汽輪機(jī)，避免汽輪機(jī)進(jìn)水。CCS其它控制系統(tǒng)涉及主蒸汽母管壓力控制、除氧器水位控制，除氧器壓力控制、空預(yù)器冷端溫度控制系統(tǒng)、凝汽器水位控制系統(tǒng)、輔助蒸汽控制系統(tǒng)、汽機(jī)潤滑油溫度控制系統(tǒng)等。（二）MCS其它控制系統(tǒng)高加水位控制，低加水位控制軸封壓力控制消防水泵出口母管壓力控制三.爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)爐膛的安全監(jiān)控系統(tǒng)是FSSS（FurnaceSafetySupervisorySystem）。FSSS系統(tǒng)涉及兩部分：燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）、爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)（FSS）。·BMS功效涉及：

-油燃燒器的啟動(dòng)/停止次序控制；

-煤燃燒器的啟動(dòng)/停止次序控制；

-磨煤機(jī)系統(tǒng)的控制。

·實(shí)現(xiàn)功效：

-啟動(dòng)、吹掃、點(diǎn)燃、直到燃燒器穩(wěn)定運(yùn)行的全過程自動(dòng)化控制；

-也可‘分階段、次序啟動(dòng)’的控制方式，完畢燃燒器的自動(dòng)控制；-正常工況、RB工況下的燃燒器控制功效。FSS（FurnaceSafetySystem）系統(tǒng)功效

FSS系統(tǒng)功效以下：

爐膛吹掃功效；

油燃料泄漏實(shí)驗(yàn)功效；

緊急跳閘（MFT/OFT）功效。

FSS系統(tǒng)的監(jiān)視和保護(hù)功效

·持續(xù)監(jiān)視鍋爐運(yùn)行，出現(xiàn)危險(xiǎn)工況時(shí)，快速、精確地生成油燃料跳閘信號（OFT）、或主燃料跳閘（MFT）信號；

·將OFT、MFT信號，通過硬接線邏輯，執(zhí)行有關(guān)保護(hù)動(dòng)作。并且將緊急跳閘信號，送至BMS系統(tǒng)、機(jī)組控制系統(tǒng)，完畢對應(yīng)的機(jī)組保護(hù)動(dòng)作；

·MFT發(fā)生后，維持鍋爐進(jìn)風(fēng)，去除爐膛內(nèi)、煙道中的可燃物；

·有關(guān)許可條件滿足之前，制止燃料重新進(jìn)入爐膛；

·含有手動(dòng)MFT跳閘功效；

·自動(dòng)記憶和顯示“跳閘因素”。四.次序控制系統(tǒng)—SCS次序控制系統(tǒng)是分散控制系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，重要應(yīng)用于（鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)）及輔機(jī)的啟停，保護(hù)，并且通過數(shù)據(jù)告訴公路與其它控制系統(tǒng)相連接。次序控制系統(tǒng)是按預(yù)先規(guī)定的次序、條件和時(shí)間規(guī)定，對工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中的一種重要構(gòu)成部分。它的信號重要是開關(guān)量次序控制系統(tǒng)涉及1.輸煤、制粉系統(tǒng)順控2.鍋爐二次風(fēng)門順控3.鍋爐定排順控4.射水泵順控5.給水程控6.勵(lì)磁開關(guān)7.整流裝置開關(guān)8.發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)9.發(fā)電機(jī)感應(yīng)調(diào)壓器10.備用勵(lì)磁機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁11.發(fā)電機(jī)組斷路器同期回路12.其它設(shè)備起停順控五.數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）（一）DEH控制系統(tǒng)的構(gòu)成DEH控制系統(tǒng)是采用數(shù)字計(jì)算機(jī)作為控制器、電液轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、高壓抗燃油系統(tǒng)和油動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行器，對汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)施自動(dòng)控制的簡稱（TURBINEDINGITALELECTRO-HYDRAULICCONTRLOSYSTEM,DEH)圖2是DEH控制系統(tǒng)圖。由鍋爐來的主蒸汽經(jīng)高壓主汽門和調(diào)節(jié)閥進(jìn)入高壓缸，高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再熱后，通過中壓主汽門和調(diào)節(jié)閥門進(jìn)入中、低壓缸，蒸汽在高、中、低壓缸彭正做功沖動(dòng)汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。調(diào)節(jié)閥門開度或蒸汽餐宿可達(dá)成調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)組的電功率和頻率的目的?，F(xiàn)在國產(chǎn)化300MW機(jī)組，設(shè)有兩個(gè)高壓主汽門、四個(gè)高壓調(diào)節(jié)門和兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)門、兩個(gè)中壓主汽門（我廠為兩個(gè)中壓聯(lián)合汽閥）。兩個(gè)中壓主汽門在機(jī)組掛閘后處在全開狀態(tài)，其它閥門將根據(jù)機(jī)組運(yùn)行方式參加不同的調(diào)節(jié)，異常工況時(shí)，關(guān)閉全部的閥門可取到保護(hù)機(jī)組的作用。EH油系統(tǒng)涉及EH高壓供油系統(tǒng)、電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行器和危機(jī)遮斷控制組件電液轉(zhuǎn)換器將DEH系統(tǒng)來的控制量變成油壓信號送油動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，油動(dòng)機(jī)活塞在上、下油壓作用下相對運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)彈簧加載后的閥門上下運(yùn)動(dòng)，變化蒸汽閥門開度，從而達(dá)成控制機(jī)組的速度/負(fù)荷的目的。一定質(zhì)量、溫度和壓力的高壓抗燃油是由EH高壓供油系統(tǒng)提供的。它首先為機(jī)組的各閥門油動(dòng)機(jī)提供壓力油；同時(shí)，它又通過節(jié)流孔進(jìn)入自動(dòng)跳閘母管，簡歷自動(dòng)跳閘母管油壓。一旦機(jī)組故障，引發(fā)電磁閥和隔閡閥啟動(dòng)時(shí)，泄掉自動(dòng)跳閘母管壓力油，閥門快速關(guān)閉，保護(hù)機(jī)組，避免事故進(jìn)一步惡化EH油系統(tǒng)涉及EH高壓供油系統(tǒng)、電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行器和危機(jī)遮斷控制組件電液轉(zhuǎn)換器將DEH系統(tǒng)來的控制量變成油壓信號送油動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，油動(dòng)機(jī)活塞在上、下油壓作用下相對運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)彈簧加載后的閥門上下運(yùn)動(dòng)，變化蒸汽閥門開度，從而達(dá)成控制機(jī)組的速度/負(fù)荷的目的。一定質(zhì)量、溫度和壓力的高壓抗燃油是由EH高壓供油系統(tǒng)提供的。它首先為機(jī)組的各閥門油動(dòng)機(jī)提供壓力油；同時(shí)，它又通過節(jié)流孔進(jìn)入自動(dòng)跳閘母管，簡歷自動(dòng)跳閘母管油壓。一旦機(jī)組故障，引發(fā)電磁閥和隔閡閥啟動(dòng)時(shí)，泄掉自動(dòng)跳閘母管壓力油，閥門快速關(guān)閉，保護(hù)機(jī)組，避免事故進(jìn)一步惡化EH油系統(tǒng)涉及EH高壓供油系統(tǒng)、電液轉(zhuǎn)換執(zhí)行器和危機(jī)遮斷控制組件電液轉(zhuǎn)換器將DEH系統(tǒng)來的控制量變成油壓信號送油動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，油動(dòng)機(jī)活塞在上、下油壓作用下相對運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)彈簧加載后的閥門上下運(yùn)動(dòng)，變化蒸汽閥門開度，從而達(dá)成控制機(jī)組的速度/負(fù)荷的目的。一定質(zhì)量、溫度和壓力的高壓抗燃油是由EH高壓供油系統(tǒng)提供的。它首先為機(jī)組的各閥門油動(dòng)機(jī)提供壓力油；同時(shí)，它又通過節(jié)流孔進(jìn)入自動(dòng)跳閘母管，簡歷自動(dòng)跳閘母管油壓。一旦機(jī)組故障，引發(fā)電磁閥和隔閡閥啟動(dòng)時(shí)，泄掉自動(dòng)跳閘母管壓力油，閥門快速關(guān)閉，保護(hù)機(jī)組，避免事故進(jìn)一步惡化DEH控制系統(tǒng)功效特性實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)啟停實(shí)現(xiàn)機(jī)組的負(fù)荷自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視和控制實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)的自動(dòng)保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)的自動(dòng)保護(hù)涉及：超速保護(hù)控制器。它由中壓調(diào)節(jié)閥門快關(guān)作用、負(fù)荷下跌預(yù)測功效和超速控制功效三部分構(gòu)成。中壓調(diào)節(jié)閥門快關(guān)作用是在電力系統(tǒng)故障、出現(xiàn)部分甩負(fù)荷時(shí)，快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥門，方便在部分甩負(fù)荷瞬間維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定；負(fù)荷下跌預(yù)測功效是在發(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘而汽機(jī)仍帶有30%以上負(fù)荷時(shí)，及時(shí)關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)閥門、以避免汽機(jī)超速而造成危機(jī)保安器動(dòng)作；超速控制功效是當(dāng)機(jī)組在非OPC測試的狀況下出現(xiàn)轉(zhuǎn)速高于103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將高、中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，并將負(fù)荷控制變化為轉(zhuǎn)速控制，由高壓調(diào)節(jié)閥門來控制汽機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)中壓調(diào)節(jié)閥門，逐步將積聚在再熱器中的蒸汽排出。2.危急遮斷控制裝置（ETS)3.機(jī)械超速和手動(dòng)脫扣當(dāng)機(jī)組超速超出110%的額定值時(shí)，或運(yùn)行人員規(guī)定停機(jī)時(shí)，機(jī)械超速和手動(dòng)脫扣系統(tǒng)，通過釋放潤滑油系統(tǒng)經(jīng)節(jié)流孔在機(jī)械超速和手動(dòng)跳閘母管建立的壓力油，釋放自動(dòng)停止跳閘母管油壓，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。第二部分火電廠公用輔助系統(tǒng)輸煤系統(tǒng)煤是火力發(fā)電廠的一次能源，火電廠內(nèi)的輸煤系統(tǒng)重要完畢卸煤、貯存、分派、篩選、破碎等工作，同時(shí)進(jìn)行燃料計(jì)量、計(jì)算出正品和煤耗、取樣分析和去除雜物等。重要控制對象有斗輪堆取料機(jī)、皮帶機(jī)、碎煤機(jī)、除鐵器、取樣裝置、犁煤器、滾軸篩、電子皮帶秤等設(shè)備。輸煤系統(tǒng)存在控制設(shè)備多、工藝流程復(fù)雜、現(xiàn)場環(huán)境惡劣（粉塵、潮濕、振動(dòng)、噪音、電磁干擾嚴(yán)重）、系統(tǒng)設(shè)備分散、分布面寬、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。普通在煤控室設(shè)模擬屏或CRT/TFT，同時(shí)采用工業(yè)電視監(jiān)視現(xiàn)場運(yùn)行狀況，并且規(guī)定與電廠管理信息系統(tǒng)連結(jié)。該系統(tǒng)的重要功效以下：分爐、分時(shí)計(jì)量，煤場入場、出場計(jì)量煤源給煤、上煤、配煤程控煤位、設(shè)備電流等模擬量動(dòng)態(tài)顯示歷史數(shù)據(jù)采集、事故統(tǒng)計(jì)、趨勢圖顯示運(yùn)行報(bào)表自動(dòng)生成，實(shí)時(shí)、定時(shí)打印故障診療工業(yè)電視跟蹤、報(bào)警二.化學(xué)水解決系統(tǒng)1）鍋爐補(bǔ)給水解決其重要目的是將天然水在進(jìn)入汽水系統(tǒng)之前除去水中的雜質(zhì),普通流程為:天然水→混凝沉淀→過濾→離子交換→補(bǔ)給水。重要的控制過程以下：混凝沉淀：除去水中的小顆粒懸浮物和膠質(zhì)體物質(zhì)，有化學(xué)混凝和電混凝兩種方式。過濾解決：除去混凝解決后的水中殘留的少量懸浮物，常采用石英砂或無煙煤或直接過濾。化學(xué)除鹽：脫除清水含鹽(金屬離子和酸根)，使之成為可供鍋爐使用的無鹽水。涉及陽離子交換，去CO2，陰離子交換，混合離子交換等。重要控制：濾池、澄清池、加藥設(shè)備、過濾器、陽床、陰床、混床、水箱、泵、風(fēng)機(jī)、酸堿儲(chǔ)存和計(jì)量設(shè)備等。2）凝結(jié)水解決凝結(jié)水解決系統(tǒng)涉及凝結(jié)水精解決系統(tǒng)和體外再生系統(tǒng)。普通由高速混床、陽樹脂再生罐、陰樹脂再生罐、再循環(huán)泵、樹脂存儲(chǔ)罐、混脂罐、酸堿設(shè)備、沖洗水泵、風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。凝結(jié)水解決系統(tǒng)中的設(shè)備大都是周期性工作的，規(guī)定定時(shí)進(jìn)行還原和再生三、除灰/除渣/電除塵系統(tǒng)燃煤電廠產(chǎn)生的大量灰、渣，除少量灰分排入大氣外,余者都以灰、渣形式由電除灰系統(tǒng)收集送至灰場。除灰系統(tǒng)分機(jī)械除灰(適于小電廠的鏈條爐),氣力除灰和水力除灰三種，又可分為灰、渣混除和灰、渣分除兩種。除灰系統(tǒng)涉及除塵器下的灰斗、輸送風(fēng)機(jī)、