常见火电厂热工自动化系统.pdf

总第 1 4 1 期 2 0 1 3年第1 期 山西冶金 S HANXI ME T AU J URG Y To t a l 1 41 N o ． 1 ， 2 0 1 3 文章编号 1 6 7 2 1 1 5 2 2 0 1 3 0 1 - 0 0 7 9 - - 0 3 常见火电厂热工自动化系统 张天林 北方铜业股份有限公司热电厂， 山西运城0 4 3 7 0 0 摘要 火电厂热工自动化控制系统是火力发电厂系统中的重要组成部分， 它极大的提高了设备的利用性和可 靠性。 文章简述了火电厂热工自动化系统的发展 背景和热工 自动化意义。 重点论述 了热工 自动化 系统的四项主 要功能及按功能分类分析了热工自动化系统的十一种常见类型， 以供参考。 关键词 热工 自动化控制 系统 中图分类号 T K 3 2 3 文献标识码 c 收稿日期 2 0 1 2 - 0 8 2 4 l 火电厂热工自动化技术的发展背景 火电厂是个庞大而又复杂的生产电能与热能的 工厂 ， 有着明显不同于其他工业过程的特征 ， 其动力装 置及内部过程极为复杂， 出于提高生产效率、 保障生产 可靠牲 瑶 的要求， 电厂热工自 动化技 垃涎 ； 而生。 电厂热工 自动化技术的历史可谓悠久 ， 1 7 6 6年 波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、 1 7 8 4 年瓦特 发明的蒸汽机离心摆调速装置，可以看作是热能动 力设备最早的自动控制装置。 到了现代， 自动化领域 发生了革命性的变化，芯片技术促进了自动化技术 由“ 模拟” 向“ 数字” 时代的飞跃； 网络信息技术为实 现先进的工业 自动化系统提供了强有力的硬件、 软 件平台； 自动化技术理论由基于微分方程、 传递函数 的古典理论阶段进入基于状态空间法和最优化方法 的现代理论 阶段 ， 进而 ， 逐步发展到基 于专家系统 、 模糊控制和人工神经网络的智能时代；信息处理技 术方面， 数据高速传输、 数据压缩存储、 数据融合、 数 据挖掘等技术的发展，为实现基于信息集成的生产 过程的控制与管理现代化奠定了基础。这些外部技 术环境的巨大变化，极大的促进了电厂热工自动化 技术的发展和革新 ，火力发电机组已由过去的中低 压、 中小容量发展到现在的高参数、 大容量的单元机 组 ，其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续 采用各种 自动控制装置 ， 实现生产过程的 自动控制 ， 使火力发电厂的自 动化水平 目 益提高和发展 。 2 火电厂热工 自动化 的意义 火电厂热工自 动化， 是指在火电厂热力过程中， 在不需要工作人员直接参与的情况下，通过各种 自 作者简介 张天林 1 9 6 3 一 ， 男 ， 现在北方铜业股份有限 公司热电厂任厂长 ，热控高级工程师 ， T e l 0 3 5 9 6 0 3 1 3 1 2 ， E- ma i l z h a n g _t i a n l i n s i n a ． c o r n 动化仪表和装置包括计算机系统 对各种生产行为， 如测量、 自动控制、 自动报警、 信息处理和 自动保护 等 ， 进行开环的和或 闭环的监视、 控制， 使之安全、 经济、 高效运行的技术。 自动化技术对火力发电厂热工过程具有重要意 义， 主要体现在如下方面2 ] 1 保证设备和人身安全。当机组从运行异常发 展到可能危及设备安全或人身安全时，自动化设备 可以快速、 全面、 科学有序的采取措施。 2 保证火电厂正常、 经济运行。 自 动化系统可以 使机组运行长期稳定在设计参数上，如果运行出现 问题可以及时调整运行参数，避免不必要的联锁保 护动作导致停机、停炉，或使机组尽快恢复正常运 行 ， 减少机组的停运次数。 3 提高生产效率和经济效益。在机组正常运行 过程中， 自动化系统能根据机组运行要求， 自动将运 行参数维持在要求值， 以期取得较高的效率 如热效 率 和较低的消耗 如煤耗、 厂用电率等 ， 从而增加 火电厂的经济效益。 4 满足现代电网 管理的需要。 自 动发电 J A G C 是现代电网控制中心的一项基本和重要的功能， 要 实现A G C ， 单元机组必须有较高的自动化水平。 5 进行事故记录和分析。以便及时有效地解除 事故， 防止盲 目 运行， 对日 后的事故预防起到很好的 预警作用。 6 进行经济指标计算与运行指导。 自 动化控制系 统通过性能计算与参数变差计算 ，比如锅炉效率计 算、 汽机效率计算等， 对火电厂的经济运行进行指导。 3 火电厂热工自动化系统的功能和常见类型 3 ． 1 主要功能 一 个完整系统的火电厂热工自动化系统必须具 8 O 山西冶金 E m a i l y e j i n s x 1 2 6 ．c o rn 第 3 6 卷 备如下功能 。 1 自动检测 数据采集 。对反映生产过程运行 状态的物理量、化学量以及表征设备工作状态的参 数 自 动地检查、 测量和监视。 2 自 动调节。 为了保证设备安全经济运行， 必须 要求某些表征设备正常工作的物理量始终维持在某 一 规定数值或预定范围内、 按预定的规律来变化， 但 生产过程中经常受到各种外界或内部因素的干扰， 使被调量发生偏离规定值的倾向时，就需要进行相 应的调节， 使之保持或恢复到规定的范围内， 保证生 产过程的稳定。自动调节就是依靠自动调节设备来 实现这种调节作用的，所以自 动调节设备必须具备 检测、 定值、 运算、 执行等功能。 3 自动保护。 设备发生异常， 导致工艺参数超过 允许范围， 甚至发生事故时， 为确保生产的安全， 保 证产品的质量， 需要对某些关键性参数设置信号、 联 锁装置， 事故发生前， 信号系统能发出声、 光信号， 提 醒操作人员采取措施。 如果工况已接近危险状态时， 联锁系统采取紧急措施，以防止事故发生或进一步 扩大， 或保证设备不受损坏， 是一种安全装置。 4 自动操作 包括远方控制、 程序控制或顺序控 制 。 根据预先规定的程序或条件 自 动地对生产设备 进行某种周期性操作 ，把操作人员从重复性劳动 中 解放 出来。 3 ． 2 常见类型 按功能分类，常见的火电厂热工 自动化控制系 统如下 。 1 自动发电控制系统 A G C 。由于调速器为有 差调节， 因此对于变化幅度较大、 周期较长的变动负 荷分量 ，需要通过改变汽轮发电机组的同步器来实 现 ， 即通过平移调速系统的调节静态特性 ， 从而改变 汽轮发电机组的出力来达到调频的 目的 ，称为二次 调整。当二次调整由由电网调度中心的能量管理系 统来实现遥控 自动控制时 ， 则称为 AG C 。 2 厂级实时监控信息系统 S I S 。S I S 是发电厂 的生产过程自动化和电力市场交易信息网络化的中 间环节， 是发电企业实现发电生产到市场交易的中间 控制层， 是实现生产过程控制和生产信息管理一体化 的核心， 是承上启下实现信息网络的控制枢纽， 其主 要功能 实现全厂生产过程监控； 实时处理全厂经济 信息和成本核算； 竞价上网处理系统； 实现机组之间 的经济负荷分配； 机组运行经济评估及运行操作指导。 3 单元机组协调控制系统 c c s 。协调控制是 基于机、 炉的动态特性， 应用多变量控制理论形成若 干不同形式的控制策略， 在机、 炉控制系统基础上组 织的高一级机、 炉主控系统。 它是单元机组自动控制 的核心内容。 4 锅炉炉膛安全监控系统 F S S S 或燃烧器管理 系统 B M S 。 炉膛安全监视系统包括炉膛火焰监视， 炉膛压力监视， 炉膛吹扫， 自动点火， 燃烧器 自动切 换， 紧急情况下的主燃料跳闸等。 5 顺序控制系统 s c s 。 按照生产过程工艺要求 预先拟定的顺序， 有计划、 有步骤、 自动地对生产过 程进行一系列操作的系统， 称之为顺序控制系统。 顺 序控制也称程序控制，在发电厂中主要用于主机或 辅机的自动启停程序控制，以及辅助系统的程序控 制。 如汽轮机的自动启停程序控制、 磨煤机自动启停 程序控制、 定期排污和定期吹灰的程序控制等。 6 数据采集系统 D A S 。 D A S 又称为计算机监控 系统， 其基本功能是对机组整个生产过程参数进行在 线检测，经处理运算后以 C R T画面形式提供给运行 人员。 该系统可进行自 动报警， 制表打印， 性能指标计 算， 事f 牛 JI颐 序记录， 历史数据存储以及操作指导等。 7 汽轮机数字电液控制系统 D E H 。汽轮机数 字 电液控制系统是汽轮发电机组 的重要组成部分 ， 除完成汽轮机转速、 功率及机前压力的控制外， 还可 实现机组启停过程及故障时的控制和保护。 8 给水泵汽轮机电液控制系统 ME H 。用微型 计算机及液压伺服机构实现给水泵汽轮机各项功能 的一种数字式 电液控制系统。 9 旁路控制系统 B P S 。 大型中问再热式机组一 般都设置旁路热力系统， 其 目的是在机组启、 停过程 中协调机、 炉的动作， 回收工质， 保护再热器等。 完备 的旁路控制系统是充分发挥旁路系统功能的前提。 1 0 汽轮机 自启动系统 T A S 。当控制系统置于 汽轮机 自启动运行方式时 ，运行人员只须按一个启 动键 ， 机组即可 自动启动、 升速至额定转速， 甚至并 网、 带负荷， 在此过程中， 目标转速、 升速率、 过临界 转速的升速率的给定、暖机过程控制以及阀切换等 均由程序中预设的汽轮机 自 启动曲线给出。汽轮机 自启动功能的实现相比传统的液调系统， 使汽轮机 控制的自动化程度有了质的飞跃。 1 1 汽轮机监视仪表 T S I 和汽轮机紧急跳闸系 统 E rr s 。汽轮发电机属高速运转的大型机械设备， 2 0 1 3 年第 1 期 张天林 常见火电厂热工自动化系统 8 1 上接第6 4 页 Ca u s e o f En g e n d e r a n d Co n t r o l M e a s u r e s o f t h e S u r f a c e S p l i t Cr a c k i n S l a b s YANG S h u y u n S t e e l m a k i n g P l a n t o f S h a n x i N e w L i n g a n g I r o nS t e e l C o ． ， L t d ． ， L i n f e n 0 4 1 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n v e s ti g a t e s a n d a n aly s s t h e c a u s e o f e n g e n d e r of the s u r f a c e c r a c k i n s l a b s a t N e w L i n g a n g ． T h e s u r f a c e c r a c k h a s b e e n c o n t r o l l e d e ff e e t i v e l y b y t a k i n g t h e n e c e s s a r y m e a g u r e s ． Ke y wo r d s s u r f a c e s p l i t c r a c k ， c a u a s e s ， me a s u r e s ， c o n t r o l 上接第6 8 页Di ffe r e n c e o f I n t e r me d i a t e Co o l i n g Pr o c e s s e s LUo Ya l i n N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y E n g in e e ri n g R e s e a r c h I n s ti tu t e C o ． ， L td ． ， S h e n g y a n g 1 1 0 0 1 3 ，C h i n a Ab s t r a c t T h r o u g h b ri e f c a l c u l a ti o n s o n v a o u s i n t e r me d i a t e c o o l i n g p r o c e s s e s f o r s e e d p r e c i p i t a ti o n ， c o mp a r i n g w i t h the p r o s a n d c o n s of r e l e v a n t p r o c e s s e s ， r e c o mme n d a t i o n s we r e p u t f o r w ard ． Ke y wo r d s alu mi n a ， s e e d p r e c i p i t a ti o n ， i n t e rm e d i a t e c o o l i n g ， p r o c e s s 上接第 7 4页 参考文献 [ 2 ] 陈伟． H R B 5 0 0高强度抗震钢筋伸长率偏低原因分析及控制[ J ] [ 1 ] 中国国家标准化管理委员会．C B 1 4 9 9 ．2 --2 0 0 7 [ S ] ． ．J ． 中国标准 材料导报， 2 0 1 0 ， 2 4 7 5 6 - 5 9 ． 出 J扳 社， 2 0 0 7 ． 编辑 苗运平 P r o d u c ti o n P r a c ti c e o f H R B 5 0 0 E H i g h - S t r e n g t h A n ti - s e i s mi c R e b a r a t J i a n b a n g ZHANG Ho n g x u ， W ANG Do n g S h a n J i a n b a n g G r o u p C o ．，L t d ． ，H o u m a 0 4 3 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h is p 印e r i n t r o d u c e d H R B 5 0 0 E h i gh s tr e n g t h ant i- s e i s m ic r e b a r d e v e l o p e d b y V mi c r o all o y i n g， an d u n i f o r m c o mp o s i ti o n i n c o n v e r t e r p r o c e s s ， p r o t e c ti o n o f c a s ti n g ， c o n t r o l l e d r o l l i n g a n d c o n tr o l l e d c o o l i n g i n s t e e l r o l l i n g p r o c e s s ． F i n all y o b t a i n s s t e e l wit h c o r e mi c r o s t r u c t u r e of f e r r i t e a n d p e arl i t e ， the s t e e l p e rf o rm a n c e s a ti s fi e s t h e n a t i o n al s t a n d ard s ， c o n f o rm s t o t h e ma r k e t d e man d ， c r e a t e a b e t t e r b e n e fi t f o r the e n t e r p ri s e ． Ke y wo r ds HRB 5 0 0 E hig h - s tre n g t h an ti s e i s mi c r e b ar， v ana d i u m n i t r i d e all o y ， mi c r o a l l o y ， c o n t r o ll e d r o l l i n g a n d c o n t r o l l e d c o o l i n g