集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　概述 ………………………………………………………………2</p><p>　　再熱氣溫控制系統(tǒng) ………………………………………………3</p><p>　　2.1 再熱氣溫控制系統(tǒng)的任務(wù)……………………………………3</p><p>　　2.2 再熱

2、汽溫的影響因素…………………………………………3</p><p>　　2.3再熱蒸汽溫度控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 …………………………4</p><p>　　三、再熱蒸汽溫度控制策略 ……………………………………………7</p><p>　　四、xdps400發(fā)散控制系統(tǒng) ……………………………………………11</p><p>　　五、總結(jié)及致謝

3、 …………………………………………………………36</p><p>　　六、參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………37</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　概論</b></p><p>　　步入90年代， 電力工業(yè)迅猛發(fā)展， 大型火電機(jī)組在電網(wǎng)

4、中所占比重越來(lái)越大。 300 MW火電機(jī)組已成為電網(wǎng)的主力機(jī)組，并逐步發(fā)展600MW以上的機(jī)組。由于大 型機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程具有監(jiān)視的參數(shù)多、需要控制的項(xiàng)目多、被控參數(shù)要求配合、協(xié) 調(diào)和解耦、被控對(duì)象的特性差別大、既有非線性又有純遲延大的環(huán)節(jié)，自動(dòng)控制 的范圍大，既要在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)發(fā)揮作用，又要在機(jī)組啟/停等過(guò)程中進(jìn)行控 制，以及單元機(jī)組要求機(jī)、爐、電集中控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)高可靠性和靈活性等 諸多特點(diǎn)，促使大型火電廠越來(lái)越廣泛的應(yīng)用分散控制

5、系統(tǒng)進(jìn)行控制。 單元發(fā)電機(jī)組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備組成的龐大的設(shè)備群。由于 其工藝流程復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)參數(shù)需要監(jiān)視、操作或控 制，而且電能產(chǎn)生還要求有高度的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此，大型機(jī)組的自動(dòng) 化水平受到特別的重視。 目前， 采用以分散微機(jī)為基礎(chǔ)的集散型控制系統(tǒng) （TDCS） ， 組成一個(gè)完整的控制、保護(hù)、監(jiān)視、操作及計(jì)算等多功能自動(dòng)化系統(tǒng)。 本文以單元機(jī)組為控制對(duì)象，討論汽包鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)，汽包

6、水位控 制系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、特點(diǎn)及方案。</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　二 再熱氣溫控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1 再熱氣溫控制系統(tǒng)的任務(wù)</p><p>　　隨著蒸汽壓力的提高，為了提高機(jī)組熱循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，減少汽輪機(jī)末級(jí)葉片中蒸汽濕度，高參數(shù)機(jī)組一般采用中間再熱循環(huán)。將高壓

7、缸出口蒸汽引入鍋爐，重新加熱至高溫，然后再引入中壓缸膨脹做功。一般再熱蒸汽溫度隨負(fù)荷變化較大，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低30%時(shí)，再熱蒸汽溫度如不加以控制，鍋爐再熱器出口汽溫將降低28~35 ℃(相當(dāng)于負(fù)荷每降低10%時(shí)，汽溫降低10℃)。所以大型機(jī)組必須對(duì)再熱汽溫進(jìn)行控制。</p><p>　　2.2 再熱汽溫的影響因素</p><p><b>　　(1) 給水溫度</b>&

8、lt;/p><p>　　給水溫度降低時(shí)（如高壓加熱器出系），若鍋爐出力保持不變，則需要增加燃料，以補(bǔ)充因給水溫度降低而減少的熱量；這樣，爐膛出口煙氣量增加，以對(duì)流受熱面為主的再熱器吸熱量增加，導(dǎo)致再熱汽溫升高</p><p>　　(2) 過(guò)剩空氣系數(shù)</p><p>　　過(guò)?？諝庀禂?shù)增加，以對(duì)流受熱面為主的再熱器吸熱量增加，再熱汽溫升高；反之則降低。</p>

9、<p>　　(3) 爐膛火焰中心</p><p>　　爐膛火焰中心的高度對(duì)再熱汽溫有相當(dāng)顯著的影響，是調(diào)節(jié)再熱汽溫的主要手段。當(dāng)火焰中心抬高時(shí)，爐膛出口溫度上升，以對(duì)流受熱面為主的再熱器其進(jìn)口煙溫升高，吸熱量增加，再熱汽溫提高；反之，再熱器吸熱量減少，再熱汽溫降低</p><p><b>　　(4) 受熱面結(jié)渣</b></p><p&

10、gt;　　再熱器受熱面結(jié)渣或積灰，吸熱量減少，再熱汽溫降低。</p><p>　　爐膛水冷壁結(jié)渣，水冷壁吸熱量減少，導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫上升，再熱器吸熱增加，再熱汽溫提高。</p><p>　　(5) 過(guò)熱蒸汽溫度和壓力</p><p>　　過(guò)熱蒸汽溫度變化會(huì)引起高壓缸排汽變化。過(guò)熱汽溫降低，高壓缸排汽溫度降低；在再熱器吸熱量不變的條件下，因再熱器進(jìn)口溫度</p

11、><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　降低，導(dǎo)致再熱器出口溫度降低。</p><p>　　過(guò)熱蒸汽壓力的變化也會(huì)引起再熱汽溫的變化。過(guò)熱蒸汽壓力降低，在過(guò)熱汽溫不變的情況下，過(guò)熱蒸汽的焓增大，高壓缸排汽溫度上升；在再熱器吸熱量不變的條件下，因再熱器進(jìn)口溫度升高，使再熱器出口溫度提高；反之，過(guò)熱蒸汽壓力升高，再熱汽溫降低。這與變

12、壓運(yùn)行時(shí)，可保持較高再熱汽溫的原理相同。</p><p>　　2.3 再熱蒸汽溫度控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性依控制方式的不同動(dòng)態(tài)特性也不同。</p><p>　　下圖是再熱汽溫動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)煙氣擋板從0％~ 100％變化時(shí)，再熱汽溫變化58℃，滯后時(shí)間80s；其傳遞函數(shù)可用四階慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表示：</p>

13、<p>　　2.3 再熱蒸汽溫度的控制方法</p><p>　　再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用擺動(dòng)火嘴加噴水減溫的控制方式。 </p><p>　　2.3.1 擺動(dòng)火嘴</p><p>　　擺動(dòng)燃燒器火嘴傾角是設(shè)計(jì)用來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫的正常手段，它是</p><p><b>　　教師批閱</b></p>&l

14、t;p>　　一個(gè)帶前饋信號(hào)的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在鍋爐A，B側(cè)末級(jí)再熱器出口聯(lián)箱上各裝有兩個(gè)出口蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)，可由運(yùn)行人員在OIS上手動(dòng)選擇每側(cè)的某一測(cè)點(diǎn)或兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值作為本次再熱汽溫控制使用。</p><p>　　根據(jù)主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的隨機(jī)組負(fù)荷變化的再熱汽溫設(shè)定值，與運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定值經(jīng)小值選擇器后與再熱蒸汽測(cè)量值進(jìn)行比較，偏差進(jìn)入控制器。控制器設(shè)計(jì)為SMITH預(yù)估器和PID調(diào)節(jié)器互相切換的方

15、式，兩者只能由一個(gè)起控制作用，可由熱控工程師通過(guò)軟件調(diào)節(jié)。為了提高再熱汽溫在外擾下的調(diào)節(jié)品質(zhì)，控制回路設(shè)計(jì)了機(jī)組負(fù)荷和送風(fēng)量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的前饋信號(hào)。根據(jù)再熱汽溫的偏差經(jīng)控制器的控制運(yùn)算后在加上前饋信號(hào)，形成了對(duì)燃燒器火嘴傾角的控制指令，這個(gè)指令信號(hào)分四路并列輸出去驅(qū)動(dòng)爐膛四角的燃燒器火嘴傾角。當(dāng)進(jìn)行爐膛吹掃時(shí)，火嘴傾角將被自動(dòng)連鎖到水平位置。</p><p>　　鍋爐的再熱器受熱面為全對(duì)流型，隨著鍋爐負(fù)荷的降

16、低，再熱汽溫也會(huì)降低，也就是說(shuō)負(fù)荷變化對(duì)再熱汽溫的影響較大，只有在50％～100％負(fù)荷內(nèi)，變壓運(yùn)行的條件下維持其額定汽溫569℃，在50％負(fù)荷以下時(shí)不能達(dá)到額定值。</p><p>　　設(shè)計(jì)的燃燒器擺角范圍為±30º，投入自動(dòng)控制實(shí)際運(yùn)行中，用改變?nèi)紵鞯膬A角來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫的方法存在一些問(wèn)題：</p><p>　?。?）有較大的延遲性；</p><p

17、>　　（2）由于鍋爐燃用灰熔點(diǎn)較低的煤，燃燒器周?chē)菀捉Y(jié)渣，擺動(dòng)式燃燒器易卡住而不能正常調(diào)節(jié)；</p><p>　　（3）如燃燒器下傾角度過(guò)大，會(huì)使冷灰斗處溫度上升，結(jié)渣加??；嚴(yán)重時(shí)曾造成人孔門(mén)燒紅，整個(gè)冷灰斗封住，鍋爐被迫停用的局面。</p><p>　　2.3.2 噴水減溫</p><p>　　噴水減溫只起輔助或保護(hù)性質(zhì)的減溫作用。每側(cè)的再熱汽溫有兩個(gè)測(cè)量

18、信號(hào)，當(dāng)擺動(dòng)火嘴在自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，噴水減溫的再熱汽溫設(shè)定在擺動(dòng)火嘴控制系統(tǒng)設(shè)定值的基礎(chǔ)上加上根據(jù)擺動(dòng)火嘴控制指令經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的偏置量，意在當(dāng)擺動(dòng)火嘴有調(diào)節(jié)與低時(shí)抬高噴水減</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　溫控制系統(tǒng)設(shè)定值以確保噴水減溫閥門(mén)關(guān)死。當(dāng)擺動(dòng)火嘴控制指令接近下限而將失去調(diào)節(jié)余地時(shí)，該偏置量應(yīng)該減小到零以便再熱汽溫偏高時(shí)噴水

19、閥門(mén)接替擺動(dòng)火嘴的減溫手段。</p><p>　　由于噴水減溫系統(tǒng)只是設(shè)計(jì)用作輔助調(diào)節(jié)手段，故系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，再熱汽溫設(shè)定值與測(cè)量值的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)器后直接作為噴水減溫閥門(mén)開(kāi)度指令，控制器未設(shè)計(jì)SMITH預(yù)估器，也未設(shè)計(jì)任何前饋信號(hào)。</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　三 再熱蒸汽溫度控制策略</p&g

20、t;<p>　　再熱汽溫的控制，一般以采用煙氣控制的方式為主，這比采用噴水控制有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際采用的煙氣控制方式由變化煙氣擋板位置，采用煙氣再循環(huán)，擺動(dòng)噴燃器角度和采用多層布置圓形燃燒器，汽—汽熱交換器和蒸汽旁通等方法</p><p>　　3.1采用煙氣擋板控制再熱汽溫的控制系統(tǒng)</p><p>　　采用煙氣擋板需把尾部煙道分成兩個(gè)并聯(lián)煙道，在主煙道中布置低溫再熱器，旁

21、路煙道中布置低溫過(guò)熱器。在低溫過(guò)熱器下面布置省煤器，調(diào)溫?fù)醢鍎t布置在工作條件較好的省煤器下面。主，旁兩側(cè)擋板的動(dòng)作是相反的，即再熱器側(cè)開(kāi)，過(guò)熱器側(cè)關(guān)，反之亦然。</p><p><b>　　3.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　采用煙氣擋板控制再熱汽溫的控制系統(tǒng)如下圖。</p><p><b>　　教師批閱</b>

22、;</p><p><b>　　3.1.2工作原理</b></p><p>　　再熱汽溫作為主信號(hào)(被調(diào)量)，左側(cè)通過(guò)加法器，調(diào)節(jié)器去調(diào)節(jié)煙氣擋板，右側(cè)去調(diào)節(jié)噴水。正常時(shí)主要靠煙氣擋板來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫，兩個(gè)函數(shù)發(fā)生器用以修正擋板的非線性，反相器是用以使兩個(gè)擋板反向動(dòng)作(即一開(kāi)一關(guān))。</p><p>　　3.2采用煙氣再循環(huán)控制</p>

23、;<p>　　3.2.1 基本原理： </p><p>　　利用再循環(huán)風(fēng)機(jī)從煙道尾部抽取低溫?zé)煔膺M(jìn)入爐膛底部，從而改變輻射受熱面與對(duì)流受熱面的吸收比例，以達(dá)到調(diào)溫目的。被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性與再循環(huán)煙氣量，煙氣抽出位置及送入爐膛位置等因素有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，從省煤器出口抽取煙氣，把它送入爐膛底部冷灰斗，這樣的煙氣再循環(huán)能夠有效地起調(diào)節(jié)再熱汽溫的作用。</p><p><b>

24、;　　教師批閱</b></p><p>　　3.2.2系統(tǒng)分析 </p><p>　　煙氣再循環(huán)對(duì)主汽溫度產(chǎn)生正向影響，即調(diào)高再熱汽溫時(shí)，同時(shí)主汽溫度升高。另外，煙氣再循環(huán)對(duì)主汽壓力和蒸汽流量也要造成擾動(dòng)。若由于某種原因再熱汽溫升高，這時(shí)起升溫作用的煙氣再循環(huán)裝置顯然是不需要投入的，只能用事故噴水進(jìn)行再熱汽溫控制。對(duì)停運(yùn)的再循環(huán)煙道來(lái)說(shuō)，爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔饪赡芙?jīng)擋板縫隙倒流入再熱

25、循環(huán)煙道而破壞設(shè)備。故在停運(yùn)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)打開(kāi)熱風(fēng)門(mén)，引入壓力稍高的熱風(fēng)將煙道封鎖，以防高溫爐煙倒入。 </p><p><b>　　3.2.3工作過(guò)程</b></p><p>　?。?）再熱汽溫與給定值的偏差進(jìn)入調(diào)節(jié)器，然后經(jīng)加法器和手/自動(dòng)平衡組件改變?cè)傺h(huán)煙氣量以控制再熱汽溫，在加法器中引入送風(fēng)量信號(hào)V和再熱循環(huán)煙氣量信號(hào)VG作為前饋控制信號(hào)。送風(fēng)量V反映了鍋爐負(fù)

26、荷的大小，同時(shí)能提前反映汽溫的變化， V增加時(shí)，汽溫升高，故V按負(fù)向送入加法器</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　?。?）函數(shù)發(fā)生器用以修正風(fēng)量和再循環(huán)煙氣量之間的關(guān)系。風(fēng)量增加時(shí)，相應(yīng)的煙氣再循環(huán)量應(yīng)減少。乘法器采用煙溫信號(hào)修正循環(huán)煙量。</p><p>　?。?）當(dāng)再熱蒸汽超溫時(shí)，比較器輸出負(fù)值。調(diào)節(jié)器輸出負(fù)信

27、號(hào)關(guān)煙氣再循環(huán)擋板，煙氣再循環(huán)失去調(diào)溫作用。同時(shí)兩個(gè)反相器將有正輸出，右側(cè)將打開(kāi)噴水控制，左側(cè)打開(kāi)熱風(fēng)門(mén)，用熱風(fēng)將循環(huán)煙道封住，防止高溫爐煙倒入再循環(huán)煙道，燒壞設(shè)備。</p><p>　　3.3 汽—汽熱交換器再熱汽溫控制</p><p>　　采用汽—汽熱交換器進(jìn)行再熱汽溫控制是屬于蒸汽旁通的一種，它是在爐外設(shè)置一組用一次蒸汽來(lái)加熱再熱汽的熱交換器，利用三通閥改變流經(jīng)熱交換器的再熱蒸汽量來(lái)

28、控制再熱汽溫。</p><p>　　汽—汽熱交換器的調(diào)整范圍很小，還必須輔以噴水。</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　四 xdps-400分散控制系統(tǒng)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)控制范圍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS） 模擬量控制系統(tǒng)（MCS）順序控制系統(tǒng)（SCS）</p>

29、<p>　　電氣控制系統(tǒng)（ECS）爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）4.2 系統(tǒng)功能4.2.1　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4.2.1.1 信號(hào)處理DAS對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行正確性判斷、數(shù)字濾波、非線性修正、參數(shù)補(bǔ)償、工程單位變換、開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)有效檢查、脈沖量累計(jì)。3.2.1.2 顯示操作功能XDPS－400系統(tǒng)采用操作員站人機(jī)接口設(shè)備完成信號(hào)顯示操作功能，在Windows NT操作系統(tǒng)下，以漢化的人機(jī)對(duì)話畫(huà)面由操作員通過(guò)CRT、鍵盤(pán)、跟蹤

30、球等人機(jī)交互設(shè)備對(duì)整個(gè)機(jī)組實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。能顯示全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中任一測(cè)點(diǎn)，包括模擬量輸入、模擬量輸出、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出、計(jì)算量等，還可顯示每個(gè)點(diǎn)的編號(hào)、中文描述、量值、性質(zhì)、工程單位、上下限等信息。顯示操作還應(yīng)包括：(1)模擬圖XDPS的模擬圖具有很強(qiáng)的功能，包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)、棒圖等。每幅圖所提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的刷新時(shí)間小于1秒。通過(guò)鍵盤(pán)或跟蹤球可方便地調(diào)出模擬圖，調(diào)出時(shí)間小于1秒。(2)成組顯示(3)曲線(4)歷史曲線(

31、5)報(bào)警事件顯示和響應(yīng)(6)歷史數(shù)據(jù)顯示；歷史數(shù)據(jù)站應(yīng)有備用站，當(dāng)歷史數(shù)據(jù)站死機(jī)時(shí)或歷</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　史收集出問(wèn)題時(shí)，備用站能自動(dòng)接替歷史站的功能。(7)SOE應(yīng)能在各MMI站上進(jìn)行查詢。4.2.1.3 記錄和打印打印可分為隨機(jī)性打印，周期性打印和人工招喚打印。SOE分辨率為1ms。模擬量的數(shù)據(jù)追憶，以每秒

32、一次的頻率記錄事故前后幾分鐘的數(shù)據(jù)。追憶點(diǎn)和事故前后時(shí)間段由用戶定義。 4.2.1.4 歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)記錄由專門(mén)的歷史數(shù)據(jù)記錄功能軟件完成。存儲(chǔ)周期可設(shè)置，最小為0.5秒。存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)可選部分或全部全局測(cè)點(diǎn)，任意組態(tài)。歷史數(shù)據(jù)再現(xiàn)可通過(guò)顯示和打印二種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.2.1.5 系統(tǒng)自檢 操作員可從自檢圖中看到各DPU的運(yùn)行狀態(tài)，還可選擇某個(gè)DPU進(jìn)行詳細(xì)診斷，并迅速定位故障發(fā)生點(diǎn)，可診斷到I/O通道級(jí)。4.2.1.6

33、 性能計(jì)算XDPS軟件提供了豐富的算法庫(kù)，利用算法庫(kù)的各種模塊就可進(jìn)行性能計(jì)算。4.2.1.7 語(yǔ)音報(bào)警功能及圖形觸發(fā)功能XDPS系統(tǒng)具有強(qiáng)大的、靈活的語(yǔ)音報(bào)警功能及圖形觸發(fā)功能，利用這些功能能及時(shí)提醒運(yùn)行人員對(duì)各種參數(shù)越限和設(shè)備的跳閘監(jiān)控，以便及時(shí)進(jìn)行操作調(diào)整。4.2.2 模擬量控制系統(tǒng)(MCS)MCS是將單元機(jī)組汽包鍋爐－汽輪發(fā)電</p><p><b>　　教師批閱</b>&

34、lt;/p><p>　　MCS系統(tǒng)可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、鍋爐和汽輪機(jī)熱應(yīng)力等參數(shù)或由運(yùn)行人員選擇定／滑壓方式。機(jī)爐主控系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組功率指令、機(jī)組的運(yùn)行工況、運(yùn)行方式以及機(jī)、爐不同的動(dòng)態(tài)特性，協(xié)調(diào)鍋爐與汽機(jī)間的能量平衡，提供機(jī)組級(jí)的輸出功率與機(jī)前壓力的聯(lián)合控制，從而使機(jī)組具有較好的負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性。協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)將形成汽機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度指令和鍋爐燃燒指令的并行輸出。模擬量主控系統(tǒng)有協(xié)調(diào)控制、汽機(jī)跟蹤、鍋爐跟蹤、手動(dòng)方式等四

35、種不同級(jí)別的運(yùn)行方式，MCS系統(tǒng)具有模糊控制功能。MCS具有與ADS、DEH的系統(tǒng)接口。MCS具有下列控制子系統(tǒng)：(1)鍋爐側(cè)控制系統(tǒng)(2)燃燒控制系統(tǒng)(3)風(fēng)／煤交叉聯(lián)鎖(4)過(guò)?？諝庀禂?shù)校正(5)燃料控制系統(tǒng)(6)一次風(fēng)風(fēng)道壓力控制(7)爐膛壓力控制(8)過(guò)熱蒸汽溫度控制(9)再熱汽溫控制(10)鍋爐給水控制(11)除氧器水位和壓力控制(12)凝汽器熱井水位控制(13)其它單回路控制系統(tǒng)4.2.3教師

36、批閱</p><p>　　順序控制系統(tǒng)(SCS)順序控制系統(tǒng)是一個(gè)具備完善人機(jī)接口和聯(lián)鎖保護(hù)功能的分級(jí)、模塊化控制系統(tǒng)。用于完成整臺(tái)機(jī)組中的各主要設(shè)備的監(jiān)視操作、順序啟停和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。 順序控制系統(tǒng)包括：組級(jí)順控、子組級(jí)順控和設(shè)備級(jí)控制。</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　4.2.3.1 采用子組級(jí)順控

37、的主要輔機(jī)設(shè)備：(1)送風(fēng)機(jī)(2)引風(fēng)機(jī)(3)給水泵(4)高壓加熱器(5)真空泵(6)循環(huán)水泵(7)凝結(jié)水泵(8)排粉機(jī)、給粉機(jī)、磨煤機(jī)等等4.2.3.2 設(shè)備級(jí)（又稱驅(qū)動(dòng)級(jí)）控制設(shè)備主要類型：(1)6KV廠用電動(dòng)機(jī)(2)380V廠用電動(dòng)機(jī)(3)380V電動(dòng)門(mén)雙向電動(dòng)機(jī)(4)220V直流電動(dòng)機(jī)(5)單線圈電磁閥(6)雙線圈電磁閥(7)加熱器(8)本身帶PLC或邏輯控制裝置的設(shè)備4.2.3.3 210

38、MW機(jī)組順序控制系統(tǒng)的功能分為以下子系統(tǒng)：(1)鍋爐滅火保護(hù)系統(tǒng)(2)鍋爐點(diǎn)火程控系統(tǒng)(3)鍋爐制粉系統(tǒng)(4)鍋爐疏水和放汽系統(tǒng)(5)鍋爐汽水系統(tǒng)(6)鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)(7)主蒸汽、再熱蒸汽及汽機(jī)旁路系統(tǒng)(8)給水系統(tǒng)(9)汽機(jī)抽汽系統(tǒng)</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　(10)高、低壓加熱器疏水和放氣系統(tǒng) (11)輔助

39、蒸汽系統(tǒng) (12)凝結(jié)水系統(tǒng)(13)汽輪機(jī)軸封、疏水和放氣系統(tǒng) (14)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(15)凝汽器真空系統(tǒng) (16)凝汽器循環(huán)水系統(tǒng) (17)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng) (18)發(fā)電機(jī)輔助系統(tǒng)4.2.4 電氣控制系統(tǒng)(ECS)4.2.4.1電氣控制系統(tǒng)功能范圍4.2.4.1.1發(fā)變組系統(tǒng)(1）實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)、勵(lì)磁系統(tǒng)開(kāi)關(guān)操作及狀態(tài)顯示，并參與自動(dòng)并網(wǎng)（自動(dòng)解列），實(shí)現(xiàn)順控功能。(2）勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器“自動(dòng)

40、”、“手動(dòng)”、“停止”遠(yuǎn)控，(3）實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)、變壓器勵(lì)磁系統(tǒng)電流電壓；主變、高廠變、低廠變溫度；發(fā)電機(jī)有、無(wú)功功率監(jiān)視（顯示）及報(bào)警；(4）發(fā)變組系統(tǒng)操作故障診斷與提示，事故追憶、畫(huà)面顯示、參數(shù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表制作。(5）開(kāi)關(guān)及發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作應(yīng)有聲光報(bào)警且彈出相應(yīng)畫(huà)面。4.2.4.1.2廠用電源系統(tǒng)(1）實(shí)現(xiàn)廠用工作、備用電源開(kāi)關(guān)操作及狀態(tài)監(jiān)視顯示（包括閘刀狀態(tài)顯示）.(2）實(shí)現(xiàn)母線電壓監(jiān)視及備用電源自投功能且參與順控，可解除順控

41、的切換操作。(3）實(shí)現(xiàn)廠用電源開(kāi)關(guān)電流、功率及開(kāi)關(guān)跳閘、保護(hù)動(dòng)作顯</p><p>　　(4）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作故障診斷與提示畫(huà)面顯示、參數(shù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表制作。教師批閱</p><p>　　4.2.4.2電氣控制系統(tǒng)功能4.2.4.2.1 順控功能（1）對(duì)于每一個(gè)子組項(xiàng)及相關(guān)設(shè)備，它們的狀態(tài)、啟動(dòng)許可條件、操作順序和運(yùn)行方式，均能在CRT上顯示出系統(tǒng)畫(huà)面。（2）在手動(dòng)、順序控制方式下，按照

42、操作步驟為運(yùn)行人員提供操作指導(dǎo)，這些操作指導(dǎo)以圖形方式顯示在CRT上，即按照順序進(jìn)行，可顯示下一步應(yīng)被執(zhí)行的程序步驟，并根據(jù)設(shè)備狀態(tài)變化的反饋信號(hào)，在CRT上改變相應(yīng)設(shè)備的顏色。（3）運(yùn)行人員通過(guò)CRT上的圖形操作指導(dǎo)，中斷程序的自動(dòng)執(zhí)行，程序自動(dòng)返回到上一步等待，直到運(yùn)行人員確認(rèn)程序可以自動(dòng)執(zhí)行。（4）控制程序中每一步均通過(guò)從設(shè)備來(lái)的反饋信號(hào)得以確認(rèn)，每一步都監(jiān)視預(yù)定的執(zhí)行時(shí)間。如果程序未能在約定的時(shí)間內(nèi)完成，則發(fā)報(bào)警信號(hào)，且禁止

43、程序進(jìn)行下去。如果故障消除，在運(yùn)行人員再啟動(dòng)后，可使程序再自動(dòng)進(jìn)行。（5）在自動(dòng)程序控制期間，出現(xiàn)任何故障或運(yùn)行人員中斷信號(hào)，將使正在進(jìn)行的程序中斷并回到安全狀態(tài)，使程序中斷的故障或運(yùn)行人員指令將在CRT上顯示。當(dāng)故障排除后，程序控制在確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行啟動(dòng)。（6）運(yùn)行人員可通過(guò)CRT／鼠標(biāo)操作每一個(gè)被控對(duì)象。（7）程序控制是按命令邏輯順序進(jìn)行的</p><p>　?。?）機(jī)組啟動(dòng)前，可通過(guò)CRT/鼠標(biāo)選擇窗

44、口，用自動(dòng)程序控制或手動(dòng)順序控制進(jìn)行方式選擇，發(fā)電機(jī)升壓并列按以下四種之一進(jìn)行。（a）自動(dòng)調(diào)節(jié)器升壓，自動(dòng)準(zhǔn)同期并列（自動(dòng)程序控制）（b）自動(dòng)調(diào)節(jié)器升壓，手動(dòng)準(zhǔn)同期并列（手動(dòng)順序控制）（c）手動(dòng)50周升壓，自動(dòng)準(zhǔn)同期并列（手動(dòng)順序控制）（d）手動(dòng)50周升壓，手動(dòng)準(zhǔn)同期并列（手動(dòng)順序控制）上述各點(diǎn)功能有電壓限制功能。（6）發(fā)電機(jī)并列合閘后，ECS中的斷路器圖標(biāo)應(yīng)發(fā)紅色光，同期裝置和開(kāi)關(guān)合閘回路自動(dòng)復(fù)歸(長(zhǎng)脈沖)；（7）在EC

45、S接受手動(dòng)或自動(dòng)同期指令后，有信號(hào)在CRT上顯示，滿足并列合閘條件并經(jīng)運(yùn)行人員確認(rèn)后，斷路器可允許手動(dòng)或自動(dòng)合閘，反之，則閉鎖斷路器合閘回路； （8）發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，ECS中的斷路器圖標(biāo)發(fā)綠色閃光，手動(dòng)復(fù)歸后發(fā)綠色平光。（9）進(jìn)入ECS系統(tǒng)開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)閃光報(bào)警，直至手動(dòng)復(fù)歸。4.2.4.2.3 廠用電源控制（1）該項(xiàng)包括高廠變、低廠變、6KV和400V工作/備用開(kāi)關(guān)；（2）廠用電源切換設(shè)自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，CRT提供上述系

46、統(tǒng)“手動(dòng)一自動(dòng)”切換操作窗口；（3）將廠用電源從工作電源正常切換到備用電源，</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)圖廠用電系統(tǒng)圖 直流系統(tǒng)圖報(bào)警畫(huà)面在裝設(shè)電壓、電流、功率變送器的節(jié)點(diǎn)上顯示實(shí)時(shí)值。4.2.4.2.5自動(dòng)準(zhǔn)同期、快切裝置采用專用裝置，DCS與其用硬接線接口。4.2.4.2.6 與直流系統(tǒng)的通訊設(shè)置

47、專用接口。4.2.5　 鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)FSSS應(yīng)包括燃燒器控制系統(tǒng)(BCS)和燃料安全系統(tǒng)(FSS)。4.2.5.1 BCS具體功能4.2.5.1.1鍋爐點(diǎn)火準(zhǔn)備:(A)將在爐膛吹掃成功后，由運(yùn)行人員啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火準(zhǔn)備功能。(B)將鍋爐置于點(diǎn)火準(zhǔn)備方式，作為自動(dòng)啟動(dòng)第一支點(diǎn)火槍的先決條件。此時(shí)將復(fù)置MFT，開(kāi)啟一個(gè)建立火焰的最大時(shí)間限值的計(jì)時(shí)器，當(dāng)在時(shí)間限值內(nèi)不能建立火焰，系統(tǒng)應(yīng)跳閘，并返回到吹掃所需的狀態(tài)。

48、3.2.5.1.2 點(diǎn)火槍點(diǎn)火在鍋爐點(diǎn)火準(zhǔn)備方式的許可條件成立時(shí)，可允許點(diǎn)火槍投入，此外，將證實(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)的設(shè)備可用性和系統(tǒng)條件是否滿足。4.2.5.1.3油槍點(diǎn)火在油槍可投入運(yùn)行之前，BCS將至少檢查下列許可條件：(1)鍋爐風(fēng)量達(dá)到吹掃值(2)火焰檢測(cè)器冷卻風(fēng)壓力滿足(3)所有燃燒器閥門(mén)關(guān)閉(4)風(fēng)箱/爐膛差壓滿足(</p><p><b>　　教師批閱</b></p

49、><p>　　(7)油壓滿足點(diǎn)火要求(8)點(diǎn)火系統(tǒng)已準(zhǔn)備好(9)油溫正常(10)任一火焰檢測(cè)器檢測(cè)到無(wú)火焰(A)當(dāng)以上這些最少的許可條件滿足時(shí)，將在CRT屏幕上顯示“允許點(diǎn)火燃油槍”，且當(dāng)各個(gè)油槍的點(diǎn)火條件滿足后，油槍可以投入運(yùn)行。(B)可由操作人員投入點(diǎn)火槍。系統(tǒng)設(shè)計(jì)將給運(yùn)行人員提供投入單個(gè)油槍或一組油槍的靈活性。(C)在運(yùn)行人員調(diào)出相關(guān)顯示畫(huà)面，并通過(guò)鍵盤(pán)啟動(dòng)一個(gè)指定的燃燒器組進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)，系統(tǒng)將能根據(jù)

50、時(shí)間順序，開(kāi)啟關(guān)斷閥并激勵(lì)點(diǎn)火變壓器。油槍被點(diǎn)燃后，點(diǎn)火變壓器將被消能。如在10秒內(nèi)某油槍未被證實(shí)點(diǎn)燃，將關(guān)閉其對(duì)應(yīng)的關(guān)斷閥，并發(fā)出“點(diǎn)火失敗”的報(bào)警。(D)許可條件喪失或在指定時(shí)間內(nèi)不能完成運(yùn)行程序，則將中斷此程序。(E)運(yùn)行人員將能通過(guò)CRT/鍵盤(pán)中斷運(yùn)行程序，停止運(yùn)行程序的過(guò)程將能監(jiān)視并被證實(shí)。任何相關(guān)閥門(mén)不能關(guān)閉的情況下，將產(chǎn)生一個(gè)“斷油不成功”的警報(bào)。(F)就地點(diǎn)火槍操作應(yīng)受系統(tǒng)邏輯和許可條件的約束，點(diǎn)火槍跳閘信號(hào)將閉鎖

51、所有就地操作，并切斷燃料，停運(yùn)點(diǎn)火器。4.2.5.2 FSS具體功能FSS的功能，將由三個(gè)子系統(tǒng)完成： 爐膛吹掃燃料跳閘油燃料泄漏試驗(yàn)4.2.</p><p>　　(1)將閉鎖所有燃料進(jìn)入爐膛(2)停運(yùn)所有提供燃料的設(shè)備(3)送、引風(fēng)機(jī)將至少有一臺(tái)在運(yùn)行(4)將至少有30%的風(fēng)量(5)爐膛負(fù)壓在正常限值之內(nèi)(6)汽包水位正常(D)整個(gè)吹掃過(guò)程均滿足吹掃的許可條件，時(shí)間應(yīng)不少于5分鐘，直至第

52、一支油槍投入點(diǎn)火。(E)在吹掃過(guò)程中，若許可條件中任一條件喪失，均將使吹掃累計(jì)時(shí)間置零。一旦所有許可條件重新成立，運(yùn)行人員方可重新啟動(dòng)吹掃程序。4.2.5.2.2燃料跳閘將提供多層次的燃料跳閘，以保證只停運(yùn)少量燃料設(shè)備，以減少系統(tǒng)不安全因素或鍋爐爐膛產(chǎn)生的不安全工況。在MFT時(shí)，將切除鍋爐的所有燃料。MFT指令條件： （1）主燃料跳閘（MFT）（2）手動(dòng)MFT（主控制臺(tái)上有“手動(dòng)MFT”按鈕）（3）所有送風(fēng)機(jī)跳閘（4）所有

53、引風(fēng)機(jī)跳閘（5）爐膛壓力高于或低于設(shè)定值（6）總風(fēng)量低于設(shè)定值（7）在MFT“繼電器”復(fù)歸后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)爐膛點(diǎn)火失?。?）沒(méi)有檢測(cè)到油槍和煤燃燒器火焰（9）燃燒器火焰喪失 （10）燃料喪失（11）汽機(jī)跳閘（12）鍋爐斷水（13）發(fā)電機(jī)跳閘（14）汽包水位超限當(dāng)發(fā)生MFT時(shí),將自動(dòng)執(zhí)行下列操作：</p><p>　　(a)CRT出現(xiàn)報(bào)警顯示并打??；(b)按給定的負(fù)荷率自動(dòng)減負(fù)荷到5MW，

54、負(fù)荷率可調(diào)；(c)油系統(tǒng)關(guān)斷閥快關(guān)；(d)所有點(diǎn)火槍切除并退出；(e)所有油槍閥關(guān)閉；(f)所有給粉機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給煤機(jī)跳閘；(g)發(fā)電機(jī)跳閘；(h)汽輪機(jī)跳閘；(i)將閉鎖吹灰系統(tǒng)的運(yùn)行；4.2.5.2.3油燃料泄漏試驗(yàn)當(dāng)發(fā)生跳閘時(shí)，啟動(dòng)跳閘的條件和原因以及有關(guān)的操作，將滿足FSS的最低要求。投標(biāo)方將保證FSS邏輯的完整性，并確保燃料系統(tǒng)的安全運(yùn)行。</p><p><b>

55、　?。╞）裝設(shè)原則：</b></p><p>　　(1)、對(duì)雙繞組升壓變：電流元件裝于低壓側(cè)TA上，電壓元件裝于低</p><p>　　壓側(cè)母線TV上。若電壓元件靈敏度不夠，可增設(shè)一個(gè)裝于高壓側(cè)母線</p><p><b>　　TV上的電壓元件。</b></p><p>　　保護(hù)以短時(shí)限動(dòng)作于高壓母聯(lián)DL（或

56、橋聯(lián)DL），以長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于B</p><p><b>　　的各側(cè)DL。</b></p><p>　　(2)、對(duì)三側(cè)有電源的三繞組升壓變：三側(cè)均應(yīng)裝過(guò)流保護(hù)，中壓側(cè)過(guò)</p><p>　　流保護(hù)要求裝設(shè)方向元件，為消除方向元件死區(qū)，方向元件的電壓應(yīng)</p><p>　　取自低壓側(cè)母線TV，高、中壓側(cè)保護(hù)動(dòng)作于本側(cè)DL，低壓

57、側(cè)過(guò)流保護(hù)</p><p>　　動(dòng)作于各側(cè)DL。（當(dāng)高、低壓側(cè)保護(hù)不能滿足選擇性要求時(shí)，也應(yīng)裝</p><p><b>　　設(shè)方向元件）</b></p><p>　　(3)、對(duì)中壓側(cè)無(wú)電源的三繞組升壓變（如本站B’）：過(guò)流保護(hù)裝于</p><p>　　低壓側(cè)及中壓側(cè)，當(dāng)高壓側(cè)短路而電壓元件靈敏度不夠時(shí)，可增設(shè)一</

58、p><p>　　個(gè)裝于高壓側(cè)母線TV上的電壓元件。低壓側(cè)過(guò)流保護(hù)帶兩段時(shí)限，短</p><p>　　時(shí)限動(dòng)作于B未裝保護(hù)側(cè)（高壓側(cè)）的DL，長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于B各側(cè)DL。</p><p>　　繪制保護(hù)原理圖如附圖(c)。</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　四

59、、附錄</b></p><p>　　表2-1：短路線路電流</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　表2-2：短路相間殘余電壓</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　（a）附圖：原始資料圖（1）</p&g

60、t;<p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　附圖：原始資料圖（2）</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　附圖：原始資料圖（3）</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　

61、?。╞）附圖：（4）拓?fù)鋱D</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　附圖（5）</b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　（c）保護(hù)原理圖（1）</p><p><b>　　教師

62、批閱</b></p><p><b>　　保護(hù)原理圖（2）</b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　保護(hù)原理圖（3）</b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><

63、p><b>　　保護(hù)原理圖（4）</b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　保護(hù)原理圖（5）</b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　保護(hù)原理圖（6）<

64、/b></p><p><b>　　教師批閱</b></p><p><b>　　保護(hù)原理圖（7）</b></p><p><b>　　教師批閱 </b></p><p><b>　　五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>

65、　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，經(jīng)過(guò)努力學(xué)習(xí)，使自己擁有自己設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案和解決系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題的能力。以便在以后的工作中發(fā)揮自己的最大潛能。</p><p>　　首先我非常感謝我的導(dǎo)師xx老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，周老師不但為我 提供了良好的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)境和條件而且還對(duì)我在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困難 進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和認(rèn)真的解答，使我能夠全力以赴地投入到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，從而保證了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠得以順利完成

66、。 此外xx老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度也深深感動(dòng)了我，我從xx老師身上不但學(xué)到了許多學(xué)問(wèn)而且也學(xué)會(huì)了許多做學(xué)問(wèn)的方法以及做學(xué)問(wèn)所需的態(tài)度和精神。在此還要特別感謝學(xué)校學(xué)院對(duì)我們的大力支持，為我們提供了較為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)房，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中能夠更好的將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。最后再次對(duì)所有熱心幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們致以衷心的感謝！正是有了你們的 幫助，才使我能夠順利的完成本次設(shè)計(jì)。</p><p><b&

67、gt;　　教師批閱</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（天津大學(xué) 賀家李 編）</p><p>　　2、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行分析（上冊(cè)）（張志競(jìng)，黃玉錚 編寫(xiě)）</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行分析（下冊(cè)）（王廣延，呂繼紹 編

68、寫(xiě)）</p><p>　　3、發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用（國(guó)家電力調(diào)度通信中心 組編）</p><p>　　4、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理（華中理工大學(xué) 呂繼紹 編）</p><p>　　5、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算（崔家佩，孟慶炎 等編）</p><p>　　6、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（中央廣播電視大學(xué) 李立群 華南理工大學(xué) 柳占江&l

69、t;/p><p>　　西北電業(yè)職工大學(xué) 張道綱 合編）</p><p>　　7、電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 上下冊(cè)（西安電力學(xué)校 高永昌 主編）</p><p>　　8、電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)1、2、3冊(cè)（或：水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè) 電氣二次）</p><p>　　9、附件（指導(dǎo)教師提供）</p><p>　　10、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用

70、技術(shù) 江蘇省電力公式 編</p><p>　　11、大型發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)整定計(jì)算與運(yùn)行技術(shù) 高春如 編</p><p><b>　　教師批閱</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)﹝論文﹞評(píng)語(yǔ)：</p><p>　　課程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人簽字