火电厂热工自动化概述

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1、第一章火电厂热工自动化概述第一节引言随着我国国民经济的高速发展，工、农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，使电力工业得到了迅速的发展。随着单机发电容量的增大和电网容量的迅速扩大，我国已进入了大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。由于300MW、600MW以及以上大容量、高参数机组的新技术发展迅速，装机数量日益增多，机组对热工自动化水平的要求越来越高。另外由于微电子技术的迅猛发展，大型自动化装备的现代化程度快速提高，促使大型火力发电厂现代热工自动化技术发

2、展迅猛。其特点是上世纪70年代中期，以计算机技术（Computer）、通讯技术（Communication）、控制技术（Control）和显示技术（CRT）为基础的计算机分散控制系统（简称DCS-DistributedControlSystem）的问世和其技术的日臻完善。分散控制系统广泛应用于大型发电机组的自动控制中，并将热工自动化水平推上了一个崭新的台阶，取得了十分显著的经济效益和社会效益。与中、小容量火力发电机组相比，600MW及以上大容量机组的特点之一是监视点多、参数变化速度快和被控对象数量大，而且各个控

3、制对象相互关联，操作稍有失误就会引起严重的后果。因此，大型发电机组必须采用完善的自动化系统。如果将大型发电机组的监视和操作任务仅交给运行人员去完成，不仅体力和脑力劳动强度大，而且很难做到及时调整和避免人为的误操作。大量事实证明，自动化技术的运用对于提高大型发电机组的安全经济运行水平是行之有效的。在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动维持运行参数在规定值的范围内，以取得较高的热效率和较低的消耗（煤耗和厂用电率等）。当机组运行出现异常时，自动化系统能迅速按照预定的规律进行处理，以保证机组尽快恢复正

4、常运行。如辅机故障减负荷（简称RB-RunBack）、迫升/迫降（RUNUP/RUNDOWN）、机组快速甩负荷（简称FCB-FastCutBack）等功能。当运行工况异常发展到可能危及到设备及人身安全时，能自动采取保护措施，以防止事故的进一步扩大和保护生产设备不受破坏。如锅炉主燃料跳闸（MFT），汽机超速保护（OPC）等功能。在机组启停过程中，自动化系统能根据机组启停时的状态和条件进行相应的控制，以避免机组产生不允许的热应力而影响机组的运行寿命，如汽机顺序控制系统。通常，自动化系统按照预先制定的规律进行工作，不

5、需要人工干预。但在特殊情况下却要求人工给以提示或协调，即需要人的更高层次的干预。所以，随着自动化水平的提高，也要求运行人员具有更高的文化和技术素质。建国以来，随着机组容量的增大，参数的提高，对于机组安全经济运行的要求越来越高。火电厂的自动化系统迅速发展，其功能已从单台辅机和局部热力系统发展到整个单元机组的监测与控制，并且随着整个单元机组自动化的不断完善，以及电网发展的要求，火电厂热工自动化的功能正和电网调度自动化相协调，以实现电网的自动化。尤其是目前随同整套大型火电机组同时引进的和国产的DCS系统的普遍使用，以

6、及单元机组协调控制系统（CCS）和1自动发电控制系统（AGC）的研制与投运，使我国电网自动化的进程大大向前迈进了一步。第二节现代大型火电机组热工自动化的内容及功能一、热工自动化的内容火电厂自动控制的任务所涉及的专业面相当广泛，除了对锅炉、汽轮机、发电机进行自动控制外，还要对各种辅助设备如除氧器、凝汽器、磨煤机、化学水处理设备等进行相应的控制。由于采用的主机及辅助设备不同，如汽包锅炉和直流锅炉，它们的控制方法也有较大的区别。又由于采用的控制设备不同，组成的控制系统不同，因而使自动化系统的结构更加复杂。但不管如何复

7、杂的自动化系统，它们的控制目的都是要保证电能生产过程的安全和经济运行，以及生产的电能要满足一定的数量和质量。为完成这一任务，要求大型火力发电机组具有进行自动检测、自动调节、程序控制、自动保护等功能，这四部分即构成了热工过程自动化的内容。这些内容将有机地合成一个不可分割的整体，共同完成火力发电机组的自动控制任务。由于生产的电能是无法存储的，用户所消耗的电能应与所生产的电能相适应，所以机组输出的功率必须和电网的需求相适应。一旦大型发电机组发生停电事故，就会对电网的安全造成严重的威胁。因此，大机组投入运行后，要求有较

8、长时间的安全运行周期，以确保电网安全经济地供电。另一方面，随着近年来热力发电机组在电网中所占的比例越来越大，大型发电机组日益增多，电网对大型发电机组的负荷适应能力提出了更高的要求。即使是承担基本负荷的机组，也应具有参加电网一次调频的能力，以便使电网在二次调频之前减小电网频率波动的幅度。所有这一切，都对热工自动控制的设备和系统提出了更高的要求：（1）要求所用的设备工作可靠，在长时间连续工