1.2007-11-23计算机自动控制系统在火电厂的应用 8:03:00 来源：中国自动化网电力是现代人类文明社会的必需品， 火力发电是电力生产的主要组成部分， 火力发电是指利用化石燃料(即煤炭、石油、天然气)通过燃烧释放热能加热工， 发电机的发电方式由热原动机驱动，原动机主要是锅炉和汽轮机， 燃汽轮机或内燃机。中国电力行业截至2000年 年底，全国发电装机总容量达到31600 火电装机容量23680万千瓦 万千瓦，占74.94%的水电装机容量为7680 万千瓦，占24.3%；核电等装机容量240 万千瓦，占0.76%的火电仍然是电力行业的主要组成部分。目前，中国的电力生产能力居世界第二，但人均发电量排名较低。目前，我国电力生产能力居世界第二，但人均发电排名较低。随着我国经济的快速发展，我国电力产业的发展仍有相当大的潜力和市场。然而，面对日益激烈的市场竞争和日益严格的环境保护要求，电力生产自动化水平的提高和管理水平的不断提高将变得越来越重要。一、火电厂主控系统火电厂主控系统是保证火电厂安全、稳定生产的关键，随着控制技术、网络技术、计算机技术和 Web 随着技术的飞速发展，火电厂主控系统的控制水平和工程方案也在不断提高，火电厂。
2.管理信息系统与主控系统的集成无缝连接，必将成为未来火电厂管控系统的发展趋势。 DCS 该系统也将接近这一趋势。火电厂主控系统可分为：DAS、MCS、SCS、BMS 及 DEH 等系统。以下是数据采集系统-DAS：火电厂主控系统 DAS(数据采集系统)主要是对机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号进行连续采集和处理，并进行实时监控，确保机组安全可靠运行。 数据采集：实时数据采集、扫描和处理现场模拟量和开关量。 信息显示：包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。 事件记录和报告制作/ 打印：包括 SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录和查询等。 存储和检索历史数据 设备故障诊断模拟量调节系统-MCS 系统： 机、炉协调控制系统(CCS) 送风控制，引风控制 主汽温度控制 给水控制 主蒸汽母管压力控制 除氧器水位控制，除氧器压力控制 自动调节磨煤机入口负压，自动调节磨煤机出口温度 高加水位控制，低加水位控制 轴封压力控制 冷凝器水位控制 控制消防泵出口母管压力 快速减压调节。
三、快速降温调节 自动调节炉膛安全监控系统-BMS 系统：BMS(炉膛安全保护监控系统)确保锅炉燃烧系统中各设备按照规定的操作顺序和条件安全起停、切割、投资， 并能在危急情况下迅速切断进入锅炉炉膛的所有燃料，确保锅炉安全。包括 BCS(燃烧器控制系统)和 FSSS(炉膛安全系统) 。 点火前和锅炉 MFT 后的炉膛吹扫 油系统和油层的启停控制 制粉系统和煤层的启停控制 炉膛火焰监测 辅机(一次性风机、密封风机、冷却风机、循环泵等。)启动、停止和联锁保护 主燃料跳闸(MFT) 油燃料跳闸(OFT) 机组快速甩负荷(FCB) 辅机故障减负(RB) 机组运行监控和自动报警顺序控制系统 SCS： 制粉系统顺控 锅炉二次风门顺控 锅炉定排顺控 射水泵顺控 给水程控 励磁开关 整流装置开关 发电机灭磁开关 发电机感应调压器 备用励磁机手动调节励磁 发电机组断路器同期回路 其他设备起止顺控电液调节系统 DEH：该系统完成了转速调节、功率调节和机炉协调控制。包括：速度和功率控制、阀门试验和阀门管理、操作参数监控、超速保护、手动控制等功能。包括：速度和功率控制、阀门试验和阀门管理、操作参数监控、超速保护、手动控制等功能。 自动控制转速和负载 自启动汽轮机(ATC) 主汽压力控制(。
4、TPC) 自动减负荷(RB) 超速保护(OPC) 阀门试验如下图所示：2、火电厂公共辅助系统：火电厂公共辅助系统是火电厂正常稳定运行的关键组成部分，包括输煤系统、化学水处理系统、除灰/ 除渣系统、锅炉吹灰/定排、电除尘系统等。脱硫系统等环保要求越来越严格，在我国火电厂也越来越受到重视。下面就火电厂公用辅助系统分类加以阐述： 输煤系统 煤是火力发电厂的一次能源。火力发电厂的煤炭输送系统主要完成煤炭卸载、储存、分配、筛选、破碎等工作。同时，测量燃料，计算正品和煤炭消耗，取样分析和去除杂物。主要控制对象有斗轮堆取料机、皮带机、碎煤机、除铁器、取样装置、犁煤器、滚轴筛、电子皮带秤等设备。控制设备多，工艺流程复杂，现场环境恶劣(粉尘、湿度、振动、噪声、电磁干扰严重) 、系统设备分散，分布面宽，距离长。一般煤控室设置模拟屏或 CRT/TFT，同时，工业电视监控现场运行，需要连接电厂管理信息系统。该系统的主要功能如下： 分炉、分时计量、煤场入场、出场计量 煤源供煤、上煤、配煤程控 动态显示煤位、设备电流等模拟量 历史数据采集、事故记录、趋势图显示。
5、 自动生成运行报表，实时定时打印 故障诊断 跟踪和报警工业电视 与厂级 MIS 联网 1.锅炉供水处理的主要目的是在进入蒸汽水系统前去除水中的杂质。一般工艺为：天然水 混凝沉淀 过滤 离子交换 补给水。主要控制过程如下：混凝沉淀：去除水中的小颗粒悬浮物和胶体物质，有化学混凝和电混凝两种方法。过滤处理：去除水中残留的少量悬浮物，常采用石英砂或无烟煤或直接过滤。化学除盐：去除清水含盐（金属离子和酸根），使其成为锅炉无盐水。包括阳离子交换，去 CO2.阴离子交换、混合离子交换等。主要控制：滤池、澄清池、加药设备、过滤器、阳床、阴床、混床、水箱、泵、风机、酸碱储存及测量设备等。凝结水处理系统包括凝结水精处理系统和体外再生系统。一般由高速混床、阳树脂再生罐、阴树脂再生罐、再循环泵、树脂储罐、混脂罐、酸碱设备、冲洗水泵、风机等组成。冷凝水处理系统中的设备大多是周期性的，需要定期恢复和再生 除灰/ 除渣/ 除少量灰分排入大气外，电除尘系统燃煤电厂产生的大量灰渣， 除灰系统以灰渣的形式送至灰场。除灰系统分为机械除灰(适当)。
6.小电厂链条炉)， 气力除灰和水力除灰可分为灰、渣混除和灰、渣分除。除灰系统包括除尘器下的灰斗、输送风机、液体风机、灰库及附属设备、输送设备、管道、泵、阀门等。除渣系统包括底渣、碎渣机、捞渣机、公用水设备(高、低压水泵)、缓冲池、蓄水池等。 吹灰/ 定排系统锅炉吹灰器主要用于定期吹扫锅炉各部分加热面上的积灰。大型锅炉一般配备多台吹灰器，不工作时退出炉外 PLC 各吹灰器的运行时间和顺序可根据锅炉的具体运行经验、燃煤种类和锅炉状况进行编制和调整。大型锅炉定期排污系统阀门多，手动操作费力， 目前程序控制，可以大大降低劳动强度，提高效率。3、火电厂集成控制系统：随着计算机技术的快速发展、成本的大幅降低和可靠性的不断提高，计算机及相关技术已广泛应用于工业和民用控制领域，分散控制系统 DCS( Distributed Control System )随之而生。 DCS 系统集计算机技术、测量控制技术、网络通信技术和 CRT/ TFT 图像显示技术为一体，在结构上将管理监控、实时控制、数据采集等功能分散到不同的计算机中，每台计算机。
7、均采用高性能专业工业控制计算机，必要时采用冗余技术，确保系统的可靠性。利用计算机组态和图形化技术可以方便地实现整个系统 模块化同工业过程的控制要求和算法，实现系统的调试和运行。DCS 该系统还可以通过网络记录流程数据并自动将数据传输到生产管理计算机系统，实现计算机集成的管理和控制。现代火电厂约有数千个开关量，数百个模拟测量点，数十个 PID 调整电路的控制对象。 也就是说是需要一个以开关量为主，模拟量为辅并伴有调节回路的控制系统。由于电力生产的高连续性， 现代电力生产企业要求90%的设备运行率 对自动化设备的可靠性提出了很高的要求。随着计算机和网络技术的不断发展和广泛应用，管理信息系统 MIS(Manage Information System)也广泛应用于火电厂。生产子系统也纳入全厂 MIS 网络的一部分是相互通信和信息交换。DCS 系统一般由控制站、操作员站、工程师站、通信/控制网、现场过程控制单元和控制软件组成，如下图所示 DCS 系统及 MIS 四、系统原理拓扑示意图DCS 系统在火电厂主控系统中的应用：DAS 部分。
8、：模入处理：对模拟输入信号进行数据质量检验、单位标变、数字滤波、 线性修正和热电偶冷端温度补偿，可设置两个上限和两个下限报警；温度、压力校正和线性处理流量信号和水位信号。开入处理：对开关量输入信号进行开入跳变记录并同时存盘，以备事故分析查阅。具有经济指标计算和性能分析计算功能；历史数据存储和机组数据可存储一个月。在线检测一次风粉浓度，测量二次风速。打印功能：提供定时制表、报警打印、开关量跳转打印、事故记忆打印、屏幕复制等打印功能。MCS 部分：模拟部分主要包括：协调控制系统、供水自动调节系统、过热温度自动调节系统、再热温度自动调节系统、供气自动调节系统（含氧控制） 、引风自动调节系统、凝结器水位调节系统、轴封汽压调节系统、高加水位调节系统等。各调节系统的运行操作在操作员站完成，自动调节系统的参数在工程师站或授权操作员站完成。SCS 部分:热工部分:汽轮机主保护、高加水位保护、抽汽逆止门保护、安全门保护、燃油速断保护、25% 甩负荷保护、蒸汽包装水位保护、给水泵保护、给水程序控制、喷射程序控制、粉末程序控制、固定排水程序控制、给水泵再循环门联锁、高排水灌溉联锁、排水补油联锁。
9、补水联锁、热工辅助联锁等。电气部分：给水泵联锁、循环水泵联锁、凝结水泵联锁、射水泵联锁、内冷水泵联锁、氢冷水泵联锁、中继水泵联锁、低加疏水泵联锁、交直流润滑油泵联锁、空侧交直流润滑油泵联锁、氢侧交直流润滑油泵联锁、轴抽风机联锁、给粉机电源联锁、锅炉大联锁、给水泵辅助油泵联锁等。FSSS 部分：主要功能有：火灾监测、炉正压、负压保护逻辑、炉无火 MFT 停炉逻辑和停炉后吹扫逻辑。DEH 部分：本部分的基本功能包括：自学和自诊断功能、摩擦检查、速度控制、自动/ 手动加速、同期控制、超速试验、负荷控制CCS 控制模式；初始负荷、功率控制和限制、主蒸汽压力控制和限制、阀位控制、电液跟踪和切换。该系统有寿命管理接口。CRT/TFT 屏幕功能：必须确保机组的安全和经济运行。应有简单的操作操作图和事故处理图、相关图、棒图、历史趋势、实时趋势、启停曲线、模具报警、开跳、最新报警信息显示和报警历史信息记录文件、各种清单图、控制电路调整趋势操作图等。任意 CRT/TFT 鼠标操作不得超过两次。在任意 CRT/TFT 维修设备可在操作画面上挂牌，以保证维修时人身和设备的安全。屏幕响应时间小于0.5秒。 与 MIS 管理网络接口：为加强生产管理，提高生产效率，各转机运行状态、实时参数进入工厂生产管理网络、生产管理，及时做出生产管理决策，确保安全、经济运行，提高经济效益提供基本的实时信息。五、DCS 该系统在火电厂公共辅助系统中的应用：输煤系统：该系统配备堵煤、偏差、打滑、煤仓煤位等保护信号号一旦动作可通过语音、报警窗口及实时打印输出等方式及时通知操作员发生故障的设备、故障类型、程度、事发时间等重要信息。上位机还可通过曲线图来记忆设备电机的电流变化量，从而有利于事故的分析、判断和及时处理。输煤引入程控后，除了用于生产外，在不增加任何辅助设备的情况下，给系统内设备的管理和每个仓的加仓量统计都带。
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