发电厂应用系统.doc

发电厂应用系统 1 火电厂热工自动化 1.1 概述 作为电力系统的发电、输电、配电、供电、用电五个环节的起始点，火力发电厂由锅炉、汽轮机和发电机三大主要设备组成，其中涉及锅炉和汽轮机的热工自动化是火电厂的重要组成部分。 火电厂热工过程是指火力发电厂中，将燃料(煤、油、气)在锅炉中燃烧放出的热量与工质(水和汽)进行热交换，产生具有高温高压的蒸汽，供给汽轮机做功并带动发电机，完成化学能向热能、向机械能、向电能转换的热力生产过程。自动化是指机器设备或者生产过程、管理过程，在没有人直接参与下，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标。所以火电厂热工自动化是指在没有人直接参与情况下，通过自动化仪表和自动控制装置(包括计算机和计算机网络)，完成热工过程的参数测量、信息处理、自动控制、自动报警和自动保护。 1.2 火电厂热工自动化的内容 （1）自动检测 自动检测是指热力过程中温度、压力、流量、液位、成分等热工参数的测量由自动化仪表来完成。自动检测的热工参数是监督火电厂机组是否正常运行的依据，是随时调整自动控制作用的根据，也是机组进行经济核算、事故分析、自动报警等的数据来源。依据重要程度常将热工参数分为三类：主要参数(如主蒸汽温度、主蒸汽压力、汽包水位)、重要参数(如给水温度、给水流量、排烟温度)和辅助参数(如减温水流量、炉水电导率)。 （2）自动控制 自动控制是指应用自动控制装置实现火电厂机组中的某些生产过程和设备的自动运行和调节，确保机组运行的安全性和经济性。自动控制分为自动调节、顺序控制和远方控制:自动调节可以维持机组运行中某些热工参数在外来干扰和内在干扰下在规定范围内波动或按预定规律变化，包括给水自动调节系统、汽温自动调节系统、锅炉燃烧自动调节系统、汽轮机自动调节系统等；顺序控制(又称程序控制)可以根据预先规定的顺序条件和时间要求使得某些生产工艺过程中的相关设备自动地依次进行启动或停止操作，包括给水泵顺控、磨煤机顺控、锅炉燃烧器顺控等；远方控制作为自动控制的补充手段可以使运行人员在某些情况下通过控制室中的操作台对某些生产过程和设备进行人工控制。 （3）自动报警 自动报警是在自动检测的热工参数偏离正常值时，通过灯光、声响等报警信号提示运行人员注意，以便及时发现和处理异常的生产过程和设备。 （4）自动保护 自动保护是指在热工参数超过限定值时或相关设备运行条件不满足要求时投入相应装置暂停或终止异常的生产过程和设备，以免事故扩大损伤人员和设备，包括锅炉自动保护(如汽包水位保护、主蒸汽压力保护、炉膛灭火保护)、汽轮机自动保护(如转子超速保护、加热器水位保护、低油压保护)和辅助设备自动保护。 1.3 热工自动化的发展 近十多年来是我国火电厂自动化技术发展最快的时期，特别是分散控制系统（DCS）在我国火力发电机组上得到了越来越广泛的应用。其发展大致分为以下几个阶段： 第一阶段，九十年代初期分散控制系统（DCS）从试点到推广应用。八十年代末，作为先进国家一项成熟技术，我国在引进的火电机组上广泛应用了 DCS，在国内机组上也着手选择几个电厂试点。当时，在一些引进机组的工程中暴露出的一些问题，引发一场激烈的“要不要在我国火电厂推广应用 DCS”的争论。对此以陆延昌总工程师为首的能源部热工自动化领导小组对争论作了结论，明确指出，DCS 是当代国际上取代传统控制系统的新技术，已趋成熟也适合中国国情，之所以在某些工程中出现一些问题，不是 DCS 本身问题而是我国工程建设管理中应循守旧，把自动化系统放在不恰当位置的结果。因此，领导小组当机立断作出决定，要在火电机组工程中积极稳妥推广应用 DCS。从此，我国火电厂自动化发展的历史翻开了新的一页，火电厂自动化开始被摆到了一个适当的位置。 第二阶段，九十年代后期，火电厂自动化技术逐步成熟。通过我国各级领导和广大自动化工程人员的努力，火电厂自动化技术在我国迅速发展，应用技术逐步成熟，自动化程度逐步提高。主要标志有下列几个方面：（1）数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）和炉膛安全监控系统（FSSS）全面纳入 DCS，各项功能可用率达到较高水平，单元机组监控实现了以 DCS 的人一机界面为中心，传统的后备监控已基本取消。新机组投产时自动化系统可用率达到较高水平。（2）部分工程中汽机控制系统（DEH）采用 DCS 设备，实现了一体化。（3）火电机组全面应用 DCS 对原先落后的自动化技术进行改造。 第三阶段，2000 年火电厂自动化设计新思路提出和应用。进入二十一世纪后，国家提出了“2000 年电厂仪表和控制（IC）系统设计原则”。该原则针对国内的火电自动化发展现状和国际上自动化发展水平，提出了新时期火电自动化发展的方向。其主要表现在以下几个方面：（