模擬量控制系統

1、模擬量控制系統（模擬量控制系統（MCS）一一概述概述l火力發(fā)電廠大型單元機組是典型的熱工過程系統。l單元機組是由鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和輔機設備鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和輔機設備構成的龐大的設備群。l工藝流程復雜，主、輔設備眾多，管道縱橫交錯。l隨機組容量的增大、蒸汽參數的提高，整個機組有幾千個參數需要監(jiān)視、操作或控制，運行方式多樣，切換關系復雜，對象特性多變，因而單元機組是一個典型的多輸入多輸出相互耦合的復雜控制對象。l大型機組的自動化水平關系到機組的安全、高效運行，同時也決定了運行人員的工作環(huán)境與勞動強度。l目前，許多控制系統已逐步把常規(guī)控制常規(guī)控制與計算機控制計算機控制結合起來，甚至全全部采用

2、計算機進行控制部采用計算機進行控制。 例：例：350mw機組 DCS控制系統 6400個個I/O點點 13對冗余的DPU站 600mw機組 DCS控制系統 7000多個多個I/O點點DCS的功能的功能DCS覆蓋的控制功能：l機組數據采集系統（DAS）；l機組模擬量控制系統（MCS）；l機組順序控制系統（SCS）；l鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統（FSSS）；l汽輪機數字電液控制系統(DEH)l旁路控制系統（BPS）l汽輪機監(jiān)測儀表（TSI）l電氣邏輯控制系統（ECS）等。盡管目前輔助 (輸煤、化水、除灰、脫硫)系統多數由PLC實現控制，但有DCS覆蓋輔助系統的趨勢。大型單元機組生產流程示意圖大型單元機組

3、生產流程示意圖1-汽輪機高壓缸；2-汽輪機中、低壓缸；3-發(fā)電機；4-高壓缸調汽門；5-汽包；6-爐膛；7-煙道；8-過熱器減溫器；9-再熱器減溫器；10-送風機；11-一次風機；12-中、低壓缸調汽門；13-煙道擋板；14-引風機；15-凝汽器；16-凝結水泵；17-低壓加熱器；18-除氧器；19-給水泵；20-高壓加熱器；21-給水調節(jié)機構；22-燃料量控制機構；23-噴燃器； 24-調風門25-水冷壁管；26-過熱器；27-再熱器；28-省煤器；29-空氣預熱器； 30-補充水；31-除塵器32-除灰系統；33-煙囪；34-制粉系統；35-原煤BsWHbp2422111314212018

4、1915161730852567261282793212234WMWD29rsW103435313332大型單元機組的主要構成系統大型單元機組的主要構成系統l燃料系統l風煙系統l汽水系統l循環(huán)水系統l發(fā)配電系統l灰渣系統等 鍋 爐控制子系統汽輪機控制子系統協調控制級協調控制級基本控制級基本控制級單元機組單元機組單元機組負荷控制系統外部負荷指令MBMT調汽門給水空氣燃料單元機組控制系統組成方框圖單元機組控制系統組成方框圖MB鍋爐負荷指令；MT汽輪機負荷指令 鍋 爐 汽輪發(fā)電機一、協調控制級一、協調控制級 協調控制級負責協調鍋爐和汽輪發(fā)電機的運行，接受外部負荷指令經過運行限制后，產生鍋爐負荷指令M

5、B和汽輪發(fā)電機負荷指令MT。系統提供了滑壓和定壓運行方式。 負荷控制系統能在以下四種方式中的任何一種運行：l1.機爐協調控制方式機爐協調控制方式 鍋爐和汽輪機控制系統同時接受機組負荷指令，也同時考慮機組穩(wěn)定運行的一種控制方式，該方式下機組可以接受一次調頻和二次調頻信號。l2.鍋爐跟隨控制方式鍋爐跟隨控制方式 機組的出力靠汽輪機調節(jié)汽門開度的大小決定，鍋爐根據汽輪機的運行狀況，自動維護機前壓力穩(wěn)定的一種控制方式。l3.汽輪機跟隨控制方式汽輪機跟隨控制方式 機組的出力靠鍋爐燃料量的大小決定，汽輪機自動維持機前壓力穩(wěn)定的一種控制方式。l4.基本控制方式基本控制方式 鍋爐側與汽輪機側控制系統均不接受協

6、調控制級來的負荷指令信號，而各自獨立控制的一種運行方式。二、基本控制級（過程控制級）二、基本控制級（過程控制級）（一）鍋爐側自動控制系統1.鍋爐燃燒控制系統鍋爐燃燒控制系統 鍋爐燃燒控制系統的作用是控制鍋爐的燃料量，送風量和引風量的具體數值，使鍋爐生產的蒸汽滿足汽輪機的用汽需要，即滿足負荷指令的要求。同時要保證鍋爐燃燒的安全性和經濟性。燃燒控制包括以下七七個子控制系統個子控制系統：（1）磨煤機負荷控制系統）磨煤機負荷控制系統 通過給煤量調整和磨煤機負荷調整，滿足磨煤機出力的需求。（2）磨煤機一次風量控制系統）磨煤機一次風量控制系統 通過調整進入各臺運行磨煤機的一次風量來控制鍋爐燃料量的大小。（

7、3）燃油流量控制系統）燃油流量控制系統 其作用是通過調節(jié)供油管道中的燃油調節(jié)閥的開度來維持油槍組噴入爐膛的油量，以保證燃油流量與燃料指令相一致。（一）鍋爐側自動控制系統1.鍋爐燃燒控制系統鍋爐燃燒控制系統（4）一次風壓控制系統）一次風壓控制系統 其作用是調節(jié)兩臺一次風機入口導向擋板的開度，以保證一次風母管壓力與機組負荷指令相一致，協助一次風量控制系統工作。（5）二次風量控制系統）二次風量控制系統 通過調節(jié)兩臺送風機動葉使鍋爐燃燒過程中的風量與燃料量相適應，維持煙氣中的含氧量O2為最佳值，使鍋爐達到最高的熱效率。（6）二次風擋板控制系統）二次風擋板控制系統 通過調整進入爐膛的各層二次風擋板，來滿

8、足各層燃燒器周圍一定過?？諝庀禂档囊?，達到降低NO2產生，提高燃燒經濟性的目的。（7）爐膛負壓控制系統）爐膛負壓控制系統 通過調節(jié)兩臺引風機入口靜葉開度，以控制引風量的大小，從而達到維持爐膛壓力恒定的作用。（一）鍋爐側自動控制系統2.鍋爐給水控制系統鍋爐給水控制系統 鍋爐給水控制系統的作用是通過調整給水流量的大小，保證汽包水位在允許范圍內，同時保證給水泵的安全、穩(wěn)定運行。鍋爐給水控制系統包括以下子控制系統：（1）啟動用給水調節(jié)閥控制系統）啟動用給水調節(jié)閥控制系統 通過調整啟動用給水調節(jié)閥的開度，維持給水泵出口母管壓力和各臺運行泵出口壓力在安全工作范圍，同時保證給水泵的工作點不落在下限工作特性

9、（最大流量特性）曲線之外及最低壓力曲線之下。（2）給水泵轉速控制系統）給水泵轉速控制系統 通過控制給水泵的轉速，以維持汽包水位在期望值，同時保證給水泵始終運行在工作流量極限曲線以內。（3）最小流量再循環(huán)控制系統）最小流量再循環(huán)控制系統 通過控制給水再循環(huán)調節(jié)閥的開度，調整再循環(huán)流量，保證低負荷時給水泵的出口流量不低于給水泵安全工作所對應的最小流量（上限特性），防止給水泵汽蝕。 （一）鍋爐側自動控制系統3.鍋爐蒸汽溫度控制系統鍋爐蒸汽溫度控制系統 鍋爐汽溫控制系統的作用是控制過熱蒸汽和再熱蒸汽的溫度，滿足單元機組運行工況的要求。鍋爐汽溫控制系統包括以下子控制系統：（1）一級過熱蒸汽溫度控制系統）

10、一級過熱蒸汽溫度控制系統 通過I級減溫水流量的控制，保護屏式過熱器管壁不至超溫，同時配合末級過熱汽溫控制系統的工作。（2）未級過熱蒸汽溫度控制系統）未級過熱蒸汽溫度控制系統 通過級減溫水流量的控制，維持過熱器出口汽溫與機組運行工況所要求的汽溫數值相一致。（3）燃燒器擺動角控制系統）燃燒器擺動角控制系統 通過調整燃燒器擺動角度的大小，達到控制再熱汽溫的目的。（4）尾部煙道擋板控制系統）尾部煙道擋板控制系統 通過調整尾部煙道擋板的開度，調整再熱汽溫。（5）再熱器噴水減溫控制系統）再熱器噴水減溫控制系統 當再熱蒸汽溫度太高，超出允許的溫度偏差設定值(即事故狀態(tài))時，投入并調整冷段再熱器入口減溫器噴水

11、流量的大小，以降低再熱汽溫。 l（二）汽輪機側自動控制系統（二）汽輪機側自動控制系統 汽輪機側自動控制系統完成大范圍的轉速控制，負荷控制，異常工況下的負荷限制，主汽壓力控制，閥門控制與管理以及自動減負荷等任務。該部分的詳細內容請參閱有關汽輪機控制部分的內容。l（三）輔機自動控制系統（三）輔機自動控制系統 主要輔機控制系統包括以下幾部分：l1.磨煤機出口溫度控制系統磨煤機出口溫度控制系統 通過調整磨入口冷、熱一次風擋板的相對開度來實現對磨煤機出口的風粉混合物溫度的控制，以維持磨煤機安全運行。l2.磨煤機密封差壓控制系統磨煤機密封差壓控制系統 通過調節(jié)密封風擋板的開度，使磨煤機內的粉風和密封風之間的差壓維持在設定值，以保證正壓運行的磨煤機不漏粉。l3.除氧器壓力控制除氧器壓力控制 在啟動階段，通過調節(jié)輔助汽源進汽閥門的開度，維持給水箱升溫的要求，且使除