探析火电厂热工自动化及控制

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1、探析火电厂热工自动化及控制【摘要】本文探讨了热工自动化是采用检测及控制系统对火力发电厂的热力生产过程进行生产作业，以代替人工直接操作的方法。一般把极其复杂的研制对象称为系统，它是由相互作用并相互依赖的许多组成部分结合而成、具有特定功能的有机整体。智能化控制是自动化的最终目标，也是完善热工自动化系统的重要手段。【关键词】火电厂热工；自动化；控制一.热工自动化的内容热工过程自动化主要包含自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护4个主要方面。自动地检查和测量反映生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态，以监视生产过程的进行情况和趋势，称为自动检测

2、。锅炉汽轮机装有大量的热工检测仪表，包括测量仪表、变送器、显示仪表和记录仪表等,它们随时显示、记录、积算和变送机组运行的各种参数，如温度、压力、流量、水位、转速等，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全、经济地运行。目前，大型汽轮机的自动检测项目包括：蒸汽压力和温度、真空度、监视段抽汽压力、润滑油压、调速油压、转速、转子轴向位移、转子与汽缸的相对热膨胀、汽轮机振动、主轴挠度、轴承温度与润滑油温度、推力瓦温度等许多项目。在建新机组均设置汽机本体安全监视系统，配备完整的汽轮机监视仪表。汽机监视仪表能连续测量汽轮发电机组轴承及汽轮机本体的运行机械参数，显示机组运

3、行状态；当参数超出定值时，输出信号作为记录和报警；重要参数超限时输出停机信号至汽轮机紧急跳闸系统装置，立即关闭汽机自动主汽门实现紧急停机。自动维持生产过程在规定的工况下进行，称为自动调节。电力用户要求汽轮机发电设备提供足够数量的电力和保证供电质量。电的频率是供电质量的主要指标之一。为了使电频率维持在一定的精度范围内，就要求汽轮机具备高性能的转速自动调节系统。锅炉运行中，必须使一些能够反映锅炉工作状况的重要参数维持在规定范围内或按一定的规律变化，如维持汽包水位给定值和保证锅炉的出力满足外界的要求。根据预先拟定的步骤和条件，自动地对设备进行一系列的操作，称为顺

4、序控制。顺序控制主要用于机组启停、运行和事故处理。每项顺序控制的内容和步骤是根据生产设备的具体情况和运行要求决定的，而顺序控制的流程则是根据操作次序和条件编制出来，并用自动装置来实现，这种装置称为顺序控制装置。顺序控制装置必须具备逻辑判断能力和联锁保护功能；在进行每一项操作后，必须判明这一步操作已实现，并为下一步操作创造好条件，方可自动进入下一步操作，否则，应中断顺序，同时进行报警。当设备运行情况发生异常或参数超过允许值时，及时发出报警或进行必要的自动联锁动作，以免发生设备事故和危及人身安全，称为自动保护。随着机组容量的增大，热力系统变得复杂起来，操作控制

5、也日益复杂，对自动保护的要求也愈来愈高。锅炉的自动保护主要有：灭火自动保护；高、低水位自动保护；超温、超压自动保护；辅机启停、事故状态的联锁保护等。汽轮机自动保护主要有：超速保护；低油压保护；轴向位移保护；差胀保护；低真空保护；振动保护等。对特定的保护项目，采用多路测量；跳闸回路采用二取二或三取二的逻辑，每个独立通道具有在线试验的设施，但不会导致失去保护功能；每个测量通道均有独立的变送器和仪表回路，同一过程变量的多通道测量值不应取自共同的测量仪表。二.热工自动化中控制模块计算机监视系统在分散控制系统中用于数据采集，在中型火电机组中用于安全监视。电子计算机有

6、很强的信息处理能力，运算速度快，且具有记忆、比较、判断等逻辑功能。如果配备合适的外部设备和过程输入、输出通道，再加上软件系统支持并配以CRT监视器，则计算机有下述功能：对各种运行参数及主辅设备的运行状态进行巡回检测，并对相应数据进行必要的处理；屏幕显示，即显示各种参数、表格、曲线、棒状图、趋势图和模拟图等画面；以屏幕显示和打印的方式提供完整的热工报警信息；打印制表和完成事件顺序记录，指定参数的定时制表、随机打印、事故追忆打印；在线性能计算和经济分析；提供运行操作指导等。模拟量控制系统曾称为自动调节系统，由调节对象、调节器和调节机构三大部分组成。调节器是实现

7、闭环控制（反馈控制）中自动控制某个被控变量的仪表，在这里是指起调节作用的全套控制仪表，包括变送、给定、调节、操作、执行等部件。在火电厂中，模拟量控制曾广泛使用全套的单元组合仪表和组件组装仪表。目前，除分散控制系统已包括模拟量控制功能外，多采用可编程序调节器和基地式调节仪表来实现控制功能。调节对象是指为调节器所控制的设备或系统。调节机构是由执行机构（将变化的信号变为相应运动的机构）驱动，直接改变被控变量的机构。自动调节通常是利用反馈的方法，将被控变量与给定值进行比较，再根据比较的结果进行必要的控制，最终使被控变量维持在要求值或者克服外来干扰保持在原来的值上。

8、开关量控制是开环控制，是实现锅炉、汽轮机及其辅助设备启、停或开、关