300MW单元机组过热汽温控制系统的设计.doc

PAGE 1 引 言 火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。大型火力发电机组在国内外发展很快。为了发展节约型社会我国现在规定300MW机组以下禁止运行。提倡高机组以提高效率节约能源。我们现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。 单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操纵或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。目前，采用以分散微机为基础的集散型控制系统（TDCS），组成一个完整的控制、保护、监视、操作及计算等多功能自动化系统。 在锅炉蒸汽温度自动控制系统中，过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度过高或过低都会显著的影响电厂的安区性和经济性。过热蒸汽温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属损坏，因而过热汽温的上限一般不应超过额定值5℃。过热蒸汽温度过低，又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全经济运行，因而过热汽温的下限一般不低于额定值10℃。过热汽温的额定值通常在500 QUOTE ℃。以上，例如高压锅炉一般为540 本文主要是导前微分控制系统对过热汽温进行控制的设计，在进行设计的同时应该先了解过热汽温的特性，利用导前微分控制系统对过热汽温控制，选择合适的调节器。通过对导前微分控制系统的调节器参数进行整定，在参数整定时主要采用补偿法和等效成串级控制系统所应用的“先内后外”的方法，并采用衰减曲线法进行验证。采用计算机仿真对过热汽温导前微分控制系统进行辅助设计，得出系统在内扰和外扰影响下的响应曲线，利用仿真曲线对导前微分控制系统性能分析。使系统在计算机仿真中的响应曲线达到要求，能够在现实中应用。 绪论 随着科学技术的进步和电力工业的飞速发展，在燃用矿物燃料的大型发电厂中，普遍采用大容量、高参数、单元制机组。单元制机组是指一台锅炉和一台汽轮发电机构成的电力生产设备整体。在电网中作为相对独立的单元，具有运行调度灵活，热效率高，又便于电站设计和扩建等优点。 一台大容量单元机组的主辅机设备是十分复杂的。机组运行过程中需要监视和控制的项目和参数很多。特别是在机组启停以及故障处理中，需要监视和控制的项目，需要进行的操作步骤就更为繁多。稍有不慎，就可能造成严重的事故，带来巨大的损失。在正常运行过程中，对运行参数控制的好坏，也直接影响到机组的经济指标以及设备寿命。因而，现代大容量单元机组的安全运行，必须要有与之相适应的自动控制系统来保证。目前，单元机组的自动化系统与设备已成为机、炉、电汽主设备不可分割、同等重要的组成部分。 与其他工业生产过程相比，电力生产过程更加要求保持生产的连续性，高度的安全性和经济性。因此，保证机组安全经济运行是单元机组自动控制系统的首要任务。单元机组自动控制系统主要包括自动检测与监视系统、自动调节系统、程序控制系统、自动保护系统等等。自动监测与监视系统把反映运行工况的物理参数，比如温度、压力、流量、液位、转速、位移、成份等，以及反映设备运行状态的物理参数，比如设备运行/停止、刀闸接通/断开、阀门开启/关闭等进行检测检测，提供给运行操作人员，以便及时掌握机组的运行状况，作为操作控制的依据。同时，也作为自动控制系统进行自动操作的依据。自动调节系统也称为闭环控制系统。在机组运行过程中，持续不断的对主要运行参数进行调节，克服内部和外部各种扰动。某些生产设备需要依照既定的操作步骤和顺序进行一系列的操作，例如主辅机设备的顺序启停、燃料输送系统的程序控制、化学剂给水的制备预处理、炉膛与烟道的吹扫等，都可由顺序控制系统自动实现。为了确保设备的安全，在发生故障时能够自动的完成必要的操作，使故障及时消除或防止事故扩大，这就需要相应的自动保护系统。例如汽轮机保护系统、锅炉保护系统、继电保护系统等。 总之，单元机组自动控制的内容十分丰富。随着机组容量的增加，这些系统功能越来越完备，性能以及可靠性不断提高，为机组的安全经济运行提供了可靠的保证。 在现代大型单元机组自动控制领域，新理论、新技术、新设备不断被采用。特别是近十几年以来，取得了突飞猛进的发展。其主要因素首先是微处理技术的广泛应用。以微处理机为基础的新一代自动控制系统具有高性能、高可靠性的特征，为实现先进的单元机组自动控制系统提供了物质保证。其次，控制理论和技术的发展，为设计更先进、更合理的新一代单元机组自动控制系统提供了一系列理论和方法。比如多变量控制理论、最优化理论、大系统理论以及系统辨识、自适应与自整定控制、系统仿真等技术，在电力生产过程自动控制中已获得了许多应用。另外，大型单元机组从设计、制造、安装，就充分