热工自动控制技术ppt课件.ppt

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1、热工自动控制技术单元机组负荷自动控制系统燃烧过程控制系统给水控制系统蒸汽温度控制系统DEH控制系统机组旁路控制系统第一讲单元机组负荷自动控制系统一、控制任务与对象动态特性1、控制任务：（1）保证机组功率迅速满足电网的要求（2）迅速协调机炉间能量供求平衡关系（3）在各种运行工况下，保证机组安全运行目前电网参加AGC机组的负荷变化率为1.5%Pe/min左右，负荷响应迟延时间小于2分钟。负荷调节的范围应为机组最低稳燃负荷到满负荷，40%~100%Pe。从协调控制系统来讲应是CCS投入自动的范围。60~100%（1

2、）制粉系统的制粉和输送特性：直吹式制粉系统：对于配备中速磨的直吹式制粉系统，给煤量变化到煤粉量变化有一个纯延迟时间和一定的惯性，煤粉量对给煤量的响应特性：FP为煤粉量，FM为给煤机的煤量，T1和τ为惯性和延迟时间常数。2、单元机组负荷控制对象的动态特性中间储仓式制粉系统：给粉机转速变化时，煤粉量几乎同步变化，相对直吹式制粉系统，粉机转速变化到煤粉量变化的延迟可以忽略，煤粉量对给煤量的响应特性：FP为煤粉量，FN为给煤机转速，k为给粉量与给煤机转速的关系。（2）锅炉的能量转换特性：燃烧率对锅炉指令的响应特性为W

3、1（S）炉内热负荷对燃烧率的响应特性为W2（S）蒸汽热负荷对炉内热负荷的响应特性为W3（S）（式7-1-2）FP为煤粉量，FN为给煤机转速，k为给粉量与给煤机转速的关系。直吹式制粉系统：中间仓储式制粉系统：炉内热负荷是燃料转换成的高温烟气热量，其对燃烧率的响应特性可看成一个较快多阶惯性环节，即：锅内介质（水和汽）对高温烟气的吸热是一个传热过程，蒸汽热负荷对炉内热负荷的响应特性可看成一个较慢的高价的惯性环节，即：（3）汽轮发电机的能量转换特性机组发电量对蒸汽热量的响应特性W4（S）可近视为一个比例环节（K4）。

4、（1）机组负荷对汽机调门的响应特性（锅炉蓄热能力）（2）机组负荷对锅炉指令的响应特性机组负荷调节速度分析锅炉响应的迟延特性主要取决于锅炉接到负荷指令后，从煤量改变到蒸汽流量变化所需的时间，即蒸汽产生的纯迟延时间。滑压运行的影响滑压运行的负荷适应性较差，因为机组在滑压运行时，锅炉蓄热能力将随参数的变化而变化，变化方向恰好与负荷需求方向相同。机组对负荷变化率的限制对于汽包炉，在正常的机组调峰范围内，变负荷影响最大是汽包的热应力。一般汽包的温度变化速度不能超过2℃/min，由于汽包内工质处于饱和状态，汽包的温度随汽

5、包压力同步变化。根据计算，当汽包压力17.8MPa时，汽压允许变化0.425MPa/min；当汽包压力12.2MPa时，汽压允许变化0.32MPa/min。这是汽机调门变化不能变化太快的原因。对于直流炉，变负荷影响最大是分离器和联箱处的热应力。磨煤机启停的影响锅炉蓄热能力的利用锅炉的蓄热能力取决于炉型与汽压。通过汽压的变化利用锅炉的蓄热，尽管在一定程度上可有效地缩短负荷响应时间，但其程度取决于参数允许偏离设定值的范围，受到机组安全、经济运行的限制。二、单元机组负荷控制系统的运行方式1、锅炉跟随方式（BF）2、

6、汽机跟随方式（TF）3、协调控制方式（CCS）（1）以锅炉跟随为基础的协调方式（2）以汽机跟随为基础的协调方式（3）机炉综合协调控制方式三、机炉协调控制系统的典型方案根本任务是维持机炉间的能量平衡由于能量信号无法直接测量，因此常用一些间接的参数表征这些平衡关系。直接能量平衡：通过构造能量信号，并依此控制机组的能量输入，称为直接能量平衡系统。间接能量平衡：如以锅炉主汽压力表征锅炉、汽轮机间能量供求平衡关系，通过控制这一间接参数维持机炉间的平衡，换为间接能量平衡系统。（一）间接能量平衡的协调控制策略1、单向补偿协

7、调控制：汽机跟随（单向补偿）锅炉跟随（单向补偿）2、双向补偿协调控制锅炉跟随（双向补偿）汽机跟随（双向补偿）3、非线性补偿的协调控制（1）非线性环节（a）死区环节（b）饱和环节（2）非线性补偿协调控制系统（二）直接能量平衡的协调控制策略1、能量平衡信号：（1）（2）协调控制系统中提高控制性能的一些措施前馈控制技术的应用前馈控制技术使有关被调参数能被控制到很接近届时要求的水平（粗调），而不完全依赖于反馈控制的缓慢且往往会引起不稳定的积分过程。非线性元件的使用提高了机组对外界负荷变化的初始响应能力。主汽压在允许范

8、围内，充分利用锅炉的蓄热能力。（TF）限制主汽压力在动态过程中过大变化。（BF）（Lb2A3114)提高安全可靠性的一些措施当系统故障或出现事故工况，控制系统能自动快速地从自动方式无扰切换到手动方式。提供在任何变动工况下，保证安全所必须的保护和联锁功能。对控制参数采取三重或双重冗余测量技术，并对信号的不正常或越限报警，同时将系统的控制切至手动。多执行机构的变增益和平衡回路手动/自动切换和自动跟踪第二