火电厂热工自动化技术论文范文第1篇
对于电力行业来说, 电厂所占据的地位十分重要, 电厂对于技术的要求同样也相对高, 这样才能确保电厂能够获得更多的经济效益, 更好的保障供电质量。在电厂运行过程中, 很多热工控制工序均需要应用自动化技术, 以有效的提升电厂热工控制水平。自动化技术在电厂热工控制工作中具有非常大的应用潜力, 能够为电厂高效、稳定运行提供可靠的技术保障。
2. 电厂热工控制中自动化技术的组成
在电厂热工控制过程中, 应用的自动化技术基本上涉及两个重要系统, 分别为分散控制系统以及监控管理系统。在此, 结合作者所在电厂热工控制中自动化技术的具体应用情况, 分析上述两种自动化系统的具体组成。
2.1 分散控制系统的组成
在电厂的局域网之中, 主要是应用分散控制系统。由于电厂是在一定的局域网环境之中, 应用分散控制系统, 能够通过计算技术设备, 对电厂热工环境进行自动化的控制。电厂中局域网络类似与一个数据控制的端口, 能够对电厂之中各个机组实时的运行数据进行主动分析与处理。现阶段, 电厂热工控制中, 分散控制系统的应用非常广泛, 这也反映出了分散控制系统在电厂热工控制中拥有良好的应用效果。
2.2 监控管理系统的组成
在电厂热工控制过程中, 监控管理系统最为核心的组成便是DCS, 其关乎到整个系统数据交换的可靠性与准确性。在监控管理系统之中, DCS主要是进行数据的采集、分析、处理以及储存。电厂热工控制过程中, 应用监控管理系统, 能够进一步规范DCS的运行。在监控管理系统主之中, 应用到的管理软件技术较为先进, 能够依照DCS运行具体情况, 随时的对软件进行调用, 并且为系统提供所需的功能服务。目前, DCS模块还未能进入非常成熟的应用阶段, 系统在运行过程中依旧存在一些不足之处, 个别的管理功能未能得以实现。因此, 监控管理系统在电厂热工控制中应用依旧有相对大的发展空间。
3. 电厂热工控制中自动化技术的应用
在电厂热工控制中, 通过应用自动化技术, 使得电厂运行方式得以改善, 拥有非常好的实践性。
3.1 DCS应用
在电厂热工控制中, 通过应用DCS能够使得系统自身的连接方式得以改进, 避免大量接口的使用, 还能够确保电厂高效的运行, 使得电厂运行过程中维护与检修工作量明显减少。通过应用DCS, 可以直接的对编程加以控制, 并且通过计算机设备以及局域网络将控制信息快速的传输出去, 不仅能够及时监测电厂运行的状态, 还能够为系统操作提供相应的控制质量信息, 达到对系统分布式控制的目的。在电厂热工控制中, DCS是自动化技术应用的重要代表, 其能够对发电系统进行全面的监测, 确保设备处于安全的运行状态之下。在对电厂热工控制中应用DCS, 使得系统进一步朝着一体化的方向发展, 将一些冗余系统去除, 使得数据信息的传播更为迅速, 可以更好实现电厂运行的高效化。
3.2 辅助系统之中的应用
由于电厂的规模均非常大, 其中拥有非常多且复杂的模块, 要想确保电厂可以安全与稳定的运行, 必须要配置非常多的人员, 还需要消耗大量的资源, 尤其是在电厂辅助系统的构建过程中, 其消耗的人力以及物力相对来说较多。而在辅助系统之中, 通过利用自动化技术, 可以有效控制辅助系统运行过程中对于各种资源的消耗。比如, 作者所在的电厂2*630MW发电机组, 地处中原名城郑州附近。自2011年建厂以来, 近几年随着机组超低排放改造、城市供热改造、废水分级利用改造等等, 一大批辅助系统建成。在对消耗进行统计的过程中发现, 辅助系统拥有的消耗数量, 达到了整个电厂总消耗数量的一半, 使得电厂运行成本有所增加。而在应用自动化技术以后, 将一些人工作业采用机械作业、电控作业的方式进行, 提升辅助系统的自动化水平, 并通过自动化技术远程控制, 无人值班站的实施, 有效减少了资源的消耗。据数据显示, 在辅助系统应用自动化以及以来, 在短短的半年时间中, 其运行成本便减少了14%, 这也反映出了自动化系统能够起到节约成本、减少资源消耗的作用。
3.3 热工自动控制的应用
随着我国电厂规模逐渐向着大型化方向发展, 在热工控制方面, 对于自动化水平的要求也随之不断提高。例如, 作者所在电厂2*630MW发电机组, 超临界参数的控制, W型锅炉燃烧控制、直流炉给水控制、负荷协调控制等这些热工控制的过程中, 都要求必须拥有相对高的精度, 这样才能确保热工控制的稳定性。电厂依照热工控制的自动化需求, 应用了计算机技术以及网络通讯技术, 强化了热工控制中的自动化程度。所采用的自动化技术为PID控制技术, 同时还基于PID技术又引进了模糊控制系统, 和PID技术相互配合使用, 不仅能够对非常复杂的工序参数进行调控, 例如, 调控耦合工序参数、时变工序参数等, 还能够确保模糊控制系统的优势得以充分发挥, 有效处理好参数控制中存在的不足, 确保热工控制过程中的精度, 保障电厂能够稳定、高效的运行。
3.4 过程控制中的应用
在电厂热工控制过程中, 需要对系统运行的温度、压力、流量等多个因素加以调控, 因此, 利用自动化技术手段, 能够实现对多项因素的同时调控, 对过程进一步的优化。在电厂运行过程中, 根据电网调度, 调峰工况很大, 630MW机组经常出现负荷增减高达300MW的变化, 极易发生运行安全问题和经济问题。采用自动化技术以后, 能够有效减轻过程控制中的压力, 可以依照系统的实际运行要求, 保证各项热工参数达到最优状态, 确保热工控制的精准性, 为电厂带来更多的经济效益。
4. 电厂热工控制中自动化技术的发展
在电厂的热工控制过程中, 自动化技术是非常重要的一项技术, 其能够确保热工控制的效率得以有效提升, 为热工控制提供更为经济的方案, 从而确保电厂能够稳定、安全的运行。
4.1 自律分布式发展
在电厂热工控制中, 自动化技术未来的发展趋势之一便是自律分布式系统, 这种系统能够确保协调工作和控制工作同步的进行, 能够有目的的实现对电厂高效运行。自律分布式系统可以依照电厂实时运行情况, 自主的调控热工参数, 改善电厂运行的水平。因为自律分布式系统具体应用过程中存在性对大的困难性, 调控的难度较大, 因此, 此系统目前依然正在研发阶段, 还未能真正的应用于实际生产之中。
4.2 引入过程控制仪表
在电厂热工控制的过程中, 对于仪表的要求也相对较高, 应用过程控制仪表, 代替之前的机械仪表, 能够使得仪表拥有智能执行的功能。将过程控制仪表应用于自动化系统之中, 依据电厂运行过程中的热工状态, 首先设计出仪表的应用理论与方案, 然后再实际进行应用。应用过程控制仪表可以确保整个控制过程更加的高效化以及精准化, 现在各种总线制智能过程控制仪表的发展非常迅速, 前景也十分光明, 因此, 在今后对于热工控制仪表的研究, 也定会成为热工控制中自动化技术研究的重点方向之一。
4.3 支援系统的应用
通过应用支援系统, 能够更好辅助自动化系统对电厂热工控制的监控, 确保电厂的运行效率进一步提升, 有效降低电厂运行的压力, 保障系统运行过程中的安全性与稳定性, 可以进一步增强自动化系统对于热工控制的评估以及判断性能。
5. 结语
在电厂热工控制的过程中, 通过应用自动化技术能够有效节约电厂运行的成本, 为电厂热工控制提供更加精确的调控方案, 确保电厂能够稳定、安全的发展。在电厂热工控制过程中, 自动化技术的优势非常明显, 其拥有非常广阔的发展空间, 能够增强电厂运行的综合能力。因此, 要求技术人员应当依照电厂实际的运行需求, 进一步推动热工控制中自动化技术的应用, 确保电厂系统运行的可靠性与高效性, 为电厂经济效益的提升提供保障。
摘要：在社会与经济快速发展的同时, 生产以及生活用电数量不断增加。为了保证电厂运行的可靠性, 有效防治电厂运行中的安全隐患出现, 必须加强对电厂热工的控制, 不断提升电厂热工控制的自动化水平。在此, 分析了电厂热工控制中自动化技术的组成, 阐述了电厂热工控制中自动化技术的应用, 并指出了电厂热工控制中自动化技术的发展。
关键词：自动化技术,电厂热工控制,应用
参考文献
[1] 韦盛.解析热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界.2017 (10) :137-138
[2] 赵国栋.火力发电厂中热工自动化技术的研究[J].绿色环保建材.2017 (01) :195
火电厂热工自动化技术论文范文第2篇
热工保护系统是电厂发电机组不可或缺的重要系统, 热工保护的稳定与可靠对提高机组主辅设备的可靠性和安全性有着重要的作用。热工保护系统的功能就是在发电机组的主辅设备出现参数异常的时候, 作出正确的判断, 并通过对自动紧急联动设备的控制及时采取措施对设备加以保护, 从而降低机组和设备的故障波及范围, 避免重大事故和设备的损毁。随着热工自动化的实现, 其保护技术也随之实现自动化控制, 但是在主辅设备正常运行的时候, 保护系统如果因为自身的故障而对联动设备进行错误操控, 造成设备停机, 此种情况为保护误动, 也会对系统造成不必要的损失。而另一种情况是主辅设备出现故障而保护系统没有作出动作进行保护, 即为误动, 此种情况将导致故障范围扩大而造成重大的事故和经济损失。这两种情况在热工自动化控制系统中都是不允许发生的情况。
目前, 发电机组的容量不断增加而参数也随之提高, 热工自动化的程度也随之提高, 优势是伴随着DCS分散控制系统的出现和广泛应用, 其凭借着强大的功能为机组提供了更加安全、可靠、经济的运行环境。但是因为参与保护的热工参数也随着机组容量而不断复杂起来, 发生机组或者设备误动和拒动的几率也就不断增加, 因此在热工自动化的过程中应对保护意识进行提高, 并采取必要的措施对保护系统进行完善, 从而提高可靠性减少直至消除DCS系统失灵和热工系统误动、拒动是具有十分重要的现实意义的。
2 电厂热工自动化运行的概况分析
2.1 热工自动化系统复杂性提高
热工自动化程度的提高, 其管理和控制的范围逐步增加, 引起其复杂性也随之增加。同时故障的离散性也随之变得复杂起来。使得组成控制系统的控制逻辑设计、保护信号取样措施;控制系统、测量、执行保护设备、供电系统、热控设备的工作环境监控;系统的设计、安装、调试、运行、维护、检修等都变得日趋复杂。而其中无论哪一环出现问题都会导致整个自动化系统安全和稳定受到影响。一旦出现故障就会引发热工保护系统出现误动和机组跳闸, 从而对电厂的经济安全性产生影响。
2.2 自动化系统还存在缺陷
从目前的技术水平看, 热工系统的设计方面的科学性、稳定性;控制逻辑的条件设计的合理性和系统完善程度;保护信号的取信方式和设备配置;保护连锁信号的各种参数设定;系统安装调试和维护的针对性和质量;热工技术监督和管理水平等方面都存在着一定的不足, 从而就会引发热工保护系统出现不必要的误动而导致生产事故。随着电厂建设速度和规模的增加, 电厂的运行成本会随之增加, 发电企业面临的市场和运行风险也就会增加。因此在保证机组运行方面就需要更加完善而可靠的运行控制系统来提高电厂自动化程度, 同时提高经济性和安全性, 因此提高效率降低能耗是自动控制的最终目标, 系统缺陷显然不利于此种需求的实现。
2.3 热工控制的评估指标欠缺
电力企业的管理方向是集约化和管理的扁平化, 为了在市场中获得更好的经济效益, 电厂在提高发电量的同时也意识到对生产自动化程度的提高, 以此降低人员数量、提高生产效率。同时在系统维护中聘请更加专业的检修企业承包维护维修业务, 以此作为设备维护的主要形式。从这个角度看, 对热工自动化系统的检修、维护、运行质量保证等维护质量的评估就缺乏一定的标准。
3 完善热工保护的思路和具体措施
3.1 做好调试
在设备完成安装的时候, 应对整体进行全面的调试, 并做好记录。具体就是针对重要的硬件设备进行跟踪记录。热工保护系统的安全运行实际上需要保护意识的提高, 其系统的可靠性与硬件情况是不可分的, 所以必须对系统硬件运行的情况进行记录, 尤其是保护出口卡的情况, 通常每一次保护投入运行应对此设备进行校验, 确认合格。但是实际工作中往往会出现合格的元件出现误动事故, 这是因为热控设备的电子元气件运行的环境要求比较苛刻, 一旦出现安装或者无效产品保护都会造成故障。因此在设备调试的过程中就应当做好记录, 严格的跟踪保护系统校验的每一个环节, 保证系统可靠。
3.2 设计中采用冗余思路
在系统设计的过程中应充分的考虑到电厂的发展, 即采用冗余的设计思路对电厂的自动控制系统进行设计。尤其是对保护系统, 对一些保护执行设备的动作电源也应当采取控制。对一些重要的热工信号也应当采用冗余设计, 并对来自与同一个取样点的信号进行有效的监控和判断, 同一个参数对应的多个重要的取样点应当进行合理的分散设计, 利用多个卡件进行功能分散, 以防止一个卡件故障就导致整个系统失灵, 从而提高其可靠性。较为重要的就地取样孔应尽量采用多采集点相互独立的方法进行取样, 以此提高系统的可靠性, 同时不同的参数来自不同的采集点也方便了维护。总之需要从分采样数据的冗余性, 利用分散控制和采集来软化系统控制的局限性, 以此提高保护的可靠性。
3.3 利用优质元件
在系统设计和构建过程中, 应当尽量采用成熟的技术和元件来完成系统的搭建。因为随着热控系统的复杂性提高, 对热控元件的可靠性要求也就越高。因此成熟的技术和应用反馈较好的元件是可以满足DCS系统整体可靠性需求的。因为成熟的技术和元件其性能已经通过了实践的检验, 而且也保证了系统维护的便捷性。切忌在设计和安装过程中为了简约投资而丧失质量意识, 应在合理的经济性评估基础上采用最佳的技术和设备, 以期最大限度的提高DCS系统的可靠性和保护系统的安全。
3.4 其他措施
另外, 在实践中还要通过:提高DCS系统的硬件和软件质量和自我诊断的能力保证安全;将设计、施工、调试、检修等环境整合起来, 实现全过程管理;保证电子间的环境安全;改善热工就地设备的工作环境, 对接线盒进行防雨、防潮、防腐蚀, 原理热源、辐射、微波等, 就地设备尽量安装在仪表柜内, 必要时应对取样设备进行额外的防护。
4 结语
电厂的热工自动化是提高生产效率的重要控制系统, 为了避免其出现误动而造成不必要的损失, 必须增强对其的保护措施和意识。并且通过各种管理和技术措施对其设计、安装、调试、维护进行全面的管理和监控, 在保证系统的经济性同时最大限度的保证其可靠, 这才是重视保护意识的关键和目的。
摘要：电厂热工的自动控制, 可以保证系统的正常运行, 而保护系统则可以在故障初期对整个系统采取必要的限制和关停, 以此保护电厂重要设备的安全。所以自动化过程中的保护意识是不可或缺的重要管理思想。
关键词：热工保护,发展现实,保护措施
参考文献
[1] 车朝瑞.浅谈大型火电厂的热工自动化水平[J].中国高新技术企业, 2009 (12) .
[2] 侯子良, 侯云浩.火电厂热工自动化安全技术配置若干指导思想[J].中国电力, 2007 (5) .
火电厂热工自动化技术论文范文第3篇
摘要：结合我国高校课程体系改革的现状，对热能与动力工程专业的培养方案和课程体系改革进行了初步探讨，并就如何加强基础理论课的教学和实践教学环节、拓宽专业知识面，如何提高学生综合能力和参与竞争的能力提出了具体的做法和设想。
关键词：热能与动力工程；模块；培养方案
我国能源动力类专业形成于20世纪50年代。按照1998年实行的新专业目录，热能与动力工程专业包括了原来的热力发动机、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力、工程冷冻冷藏工程等9个专业。新的专业目录中将原来的水利水电动力工程专业和热能动力工程专业归并成一个专业，这将面临一个难题：两个专业如何合并成为一个专业？如何把“水”、“火”不兼容的两个专业合并成一个专业？各有关院校有着各种不同的思路与做法，也存在着很多矛盾和问题。尽管不少教育界和企业界的专家、学者对新的专业名称和内涵提出过各种异议，但实行“大专业、宽口径”，是教育改革的发展趋势，是符合21世纪人才培养的新理念的。因此，按培养“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”的应用型高级专门人才的理念探讨专业发展的路子很有必要。
培养方案设计的基本思路
理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高根据国家教育部的要求和学校定位与发展目标要求，我院在培养方案设计中的一个总体思想是：“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”。对于热能与动力工程这样综合性较强、理论性与实践性均较强的典型工科专业来说，以基础教育为核心的通识教育和以专业知识与技能为核心的专业教育都不可偏废。另外，从人才的社会适应性考虑，较宽的专业背景有助于毕业生的就业和进一步深造。
突出专业特色我院是全国仅有的几所为我国水利水电动力工程培养高级专门人才的高校之一。进入新世纪以来，热能与动力工程专业在教学改革中面临的最大问题是如何在原水利水电动力工程专业的基础上，改造为既有“水”，又能兼顾“热”的宽口径专业，以适应我国电力生产和水、热能源开发应用的需求。热能与动力工程专业是以水（热）、机、电、控作为专业的支撑，以掌握热能与动力工程的关键知识、技术与技能为目标，培养工程技术型的应用人才。
热能与动力工程专业人才培养方案
培养目标热能与动力工程是集水（热）力、机械、电气、控制为一体的交叉型综合学科，学科覆盖面广，知识点多，毕业生可向多学科方向发展，具有为水（热）电领域服务的鲜明特色。根据目前社会和区域经济发展对热能与动力工程专业的需求特点，我院将热能与动力工程专业人才培养计划定位于：掌握能源动力类学科的基本理论和基本知识，获得工程师基本训练，具有初步从事水利水电动力工程、电厂热能动力工程及自动化和相关方面的教学、科研、工程设计、设备制造、安装检修、运行管理、技术开发等方面的工作能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。
构建“两平台+七模块+一拓展”的人才培养方案我们对部分高校热能与动力工程专业的办学模式进行了调研，热能与动力工程专业培养方向比较有代表性的有清华大学、华中科技大学等，共设置制冷、电力、内燃机、化工过程、核电五个专业方向；武汉大学、河海大学等设置热能动力、水能动力、流体机械工程三个专业方向；华北水利水电学院、西安理工大学等设置电厂热能动力工程、水利水电动力工程两个专业方向。自从实行新的专业目录之后，不同院校实行了不同的专业重组方案。我院按照“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”的思路，从“以机为主”、“机电并重”、“水、机、电并举”发展到“水（热）、机、电、控”，专业方向涵盖了大中型水电站、热力电厂的设计、安装、控制、运行管理和设备制造等领域，建立了“两平台、七模块、一拓展”的课程体系，加强基础课程的教学，重新组织专业平台课程，整合课程体系和内容。“两平台”是指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台。其作用主要是便于对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养。学科基础课程平台应强调与专业交叉、融合，拓宽专业口径，以满足多个专业方向的需要。“七模块”是指在课程体系或实践教学环节中，设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成专业必修、水动专业方向选修、热动专业方向选修、见习MDE选修、助理ASE选修、创新与技能训练选修模块以及实践教学模块等七个教学模块。其作用主要是对学生进行专业知识教育、专业技能训练和工程应用能力培养。“一拓展”是指对学生进行素质教育的拓展计划。为体现学生成才、个性发展、适应社会能力、开拓创新精神而开展的项目。
课程模块设置
通识必修课包括思想道德修养与法律基础、马克思主义基本理论、毛泽东思想概论、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、中国近代史纲要、高等数学、军事理论、体育、大学英语、大学计算机基础、就业与创业、科技文献检索、形势与政策等，共54.5学分。
通识选修课包括水资源与可持续发展、大学语文等，毕业前须修满16学分。
学科基础课包括计算机程序设计基础、大学物理、线性代数、工复变函数与积分变换、工程图学、工程力学、工程热力学、机械设计基础、电路、电子技术基础、机械制造技术基础等，共41学分。
专业模块必修课包括传热学、工程流体力学、微机原理及应用、自动控制原理、电机学、专业英语等，共21学分。
水动专业方向选修课包括水轮机、水力机组辅助设备、水轮机调节、水电厂自动化、PLC原理及应用、单片机原理及应用、流体机械CAD、现场总线与分布式控制、水电站微机监控、水能利用，限选课须修满8学分，任选课须修满4.5学分，毕业前共须修满12.5学分。
热动专业方向选修课包括热力发电厂、锅炉原理、汽轮机原理、现代汽轮机调节、泵与风机单片机原理及应用、热工过程检测仪表、热工过程检测系统、燃气—蒸气联合循环，限选课须修满8学分，任选课须修满4.5学分，毕业前共须修满12.5 学分。
助理ASE选修课包括系统设计与分析、先进控制与计算机控制系统、过程工业自动化、机械制造自动化、检测仪表与自动化装置、先进计算机集成控制系统、现代企业信息化自动化系统，本模块须修满6学分。
见习MDE选修课包括现代机械设计方法、机电企业管理导论、计算机辅助设计与制造，本模块须修满4学分。
创新与技能训练选修课包括机组安装与检修、机电一体化产品创新设计、自动化系统创新设计与制作、软件产品开发、电子创新设计与制作、水轮机检修工技能训练、汽车驾驶技能训练，本模块须修满4学分。
工程训练必修模块学生选定了专业之后，本着“实践能力强”、“能力培养为本位”的既定目标，构建实践能力培养体系，营造良好的工程环境，形成分散与集中、校内与校外实践相结合，规定要求与自选项目相结合，充分利用校内外教学资源，形成应用型人才培养合力，做到四年能力培养不断线。积极探索产学研相结合和校企合作教育模式，工程训练必修模块集中实践时间为36周。设置结构如下：通识平台类：2周；学科基础类：5周；专业基础类：4周；专业方向类：25周。
另外，考虑到热能与动力工程专业的特点，应根据专业培养目标要求，合理构建能力培养体系，确保课程设计、毕业设计（论文）时间和效果，选题应切合实际，努力提高课程设计、毕业设计（论文）质量。要积极创造条件，有组织、有计划地引导学生参加科研、技术开发和创新活动，认定学分，同时，要求学生取得相关职业（技能）资格证书。通过搭建平台、营造环境、制定措施，把学生创新能力的培养落到实处。
热能与动力工程专业人才培养是一项系统工程，宽口径人才培养模式是前提，夯实基础、按课程模块进行施教、提高实践能力是教学改革的关键，只有明确前提、抓住关键，才能培养出适应社会发展的合格的热能与动力工程专业人才。
参考文献
[1]丰镇平，何雅玲，陶文铨.能源动力类人才培养方案改革研究与实践[M].西安：西安交通大学出版社，2003.
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[3]陈德新，王玲花，李君.热能与动力工程专业本科人才培养方案的探讨[J].华北水利水电学院学报（社会科学版），2004，（8）.
作者简介：
李志红（1963—），女，江西南昌人，工程硕士，曾长期从事水电设备制造厂技术及管理工作，现为南昌工程学院动力工程教研室主任，高级工程师，主要从事水力机械教学。
火电厂热工自动化技术论文范文第4篇
李宏文
摘要：本文以某大型环保能源集团的一个垃圾焚烧发电厂为例，阐述了垃圾焚烧发电厂控制特点、方案策略、控制手段及控制系统选择与优化。
关键词：垃圾发电，热工控制方案，选择与优化。
垃圾焚烧发电在国内经过十几年的发展，经过引进国外先进设备，消化吸收国外先进技术，形成适应我国垃圾成分特点的相应技术，并开发出有效的分散集约化控制系统。
根据工程的可行性研究、环境影响报告书、初步设计和施工图设计，分析垃圾焚烧发电的热工控制系统。
一、.工程概述
垃圾焚烧发电项目一期工程由两条原生垃圾焚烧线和二套汽轮机发电机组以及辅助公用系统组成。
原生垃圾焚烧，主要工艺设备为两台日处理量350t/d 马丁式逆、顺推(两段)炉排，单锅筒自然循环垃圾焚烧余热锅炉，蒸发量22t/h、过热器出口温度400℃、压力4.0MPa，两套烟气净化处理系统。两套额定电压10.5KV功率7500KW，进汽压力3.8Mpa进气温度395℃的汽轮机发电机组。
发电机组年发电量 12000 万度。
垃圾电厂的机组装机容量都比较小，垃圾焚烧发电厂的控制系统与常规小型燃煤火力发电厂基本一样，由于垃圾发电厂的自动化程度要求高于小型燃煤火力发电厂，从控制方式、控制手段和控制规模上讲，可以说是还要复杂一些。
由于垃圾成分复杂、受季节变化影响其热值和含水率变化较大，基本是每一次投料的垃圾成分都不一样，就对稳定焚烧控制系统有较高的要求。
二、垃圾焚烧发电对热工自动化的控制要求
1、每天焚烧处理的垃圾量，必须充分燃烧;通过燃烧控制使余热锅炉蒸发量稳定在额定值范围内;必须保证炉膛的温度在850℃以上，必须保证二恶英的分解时间2S;烟气通过烟气净化处理设备，脱硫-脱销-去除有害气体(二恶英类)-除尘，控制烟气排放指标参数在国家标准规定值以下;并优化焚烧控制减低单耗(耗电量、耗水量)提高产汽量;做到保证排放标准的前提下提高发电量。
2、保证垃圾焚烧生产线工艺设备对热工自动化控制系统的要求，确保工艺设备能够安全、可靠稳定的运行。在保证经济合理性的前提下，遵照先进适用的原则，尽量采用先进的技术、质量可靠的设备，并适宜地提高自动化水平。
3、热控专业包括热工检测、热工报警、热工保护、热工控制等部分，尽量采用标准设计、典型设计和通用设计。
三、垃圾焚烧发电监控系统的构成
本工程以和利时MACS V为核心构成 DCS控制系统，完成对两条焚烧线和两套汽轮发电机组及其辅助公用系统和热力系统的监控，为二期设备预留相应的通道和容量。和利时MACS V DCS 控制系统由服务器站、现场控制站、工程师站、操作员站、冗余通讯网络、现场仪表等成。
本一期工程配置5个现场I/O控制站，均配置有一对高性能、大容量的冗余主控单元(一台主控单元可控制多达2048点数字量和模拟量，34M内存)，在通过冗余100M工业以太网与操作站间构成一个可靠的实时控制网络的同时，又具备各自独立的控制功能(每对冗余的主控单元分别控制和管理各自的输入输出模块)，加上每个现场I/O站内的各卡件都是独立的1：1冗余供电，所以系统的可靠性特别高(系统危险性降到最低)。
另外，本系统远程I/O(控制)机柜，由于是采用防腐、防尘、防雨、微正压设计，加上本系统的控制层采用Profibus DP总线方式结构，所以将I/O站放在I/O点比较集中的现场，也可以放在集中控制室内(每个站可以根据需要带远程扩展柜)，这样不仅可以大大降低成本(可以节省大量信号电缆和减少工程量)，还可以提高系统信号的抗干扰能力。
1、监控系统的功能 1.1数据采集系统(DAS) 1.1.1图形显示功能：包括回路操作显示，分组显示，棒状图显示，趋势显示， 工艺流程图显示等等。
1.1.2报警管理：报警显示，可按报警时间，报警优先级，报警区域，报警类型来管理所有报警。报警包括工艺参数越限报警、控制设备故障报警、控制系统自诊断故障报警等。
1.1.3制表记录：包括操作工艺设备的记录与定期记录，事故追忆记录， 联锁动作的记录，事故顺序(SOE)记录，跳闸记录等。
1.1.4历史数据存储和检索、性能计算、指导信息、管理报告。 1.2模拟量控制系统(MCS) 模拟量控制系统能满足焚烧炉、锅炉和汽机及其辅助系统安全可靠、稳定高效运行。在系统故障时，自动地将系统无扰动地从“自动”方式切换 为“手动”方式。 1.3 顺序控制系统(SCS) 以程序控制为基础，对下列系统进行顺序控制，焚烧炉联锁控制、焚烧炉炉排的控制、出渣系统控制、锅炉吹灰器和布袋除尘器反吹程序控制，汽机联锁保护等。 1.4 开环控制和联锁控制系统
对于泵阀联锁、泵泵联锁、各个水池液位控制泵启停、等需要开环控制、联锁控制。 2.监控系统的构成 2.1 现场控制站
控制站由主控单元控制器、模拟量输入输出卡件、数字量输入输出卡件、网络通讯等单元构成。 为了确保焚烧线和汽轮发电机组更安全可靠运行，尽量减少停炉停机，控制站采用双机热备结构。 其中一台为主控单元，另一台为后备主控单元，它随时准备在主控单元出现故障时代替主控单元来继续对 I/O 进行控制。
通讯系统为双网冗余，部分重要输入、输出冗余配置，参与保护的参数实现三取二信号输入确保系统安全可靠，三取二配置的I/O要接入不同的I/O卡件上。
每条焚烧线(焚烧余热锅炉)各设一个现场控制站，汽机各设一个现场控制站，公用辅助系统设一个现场控制站，1对冗余的服务器，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。 2.2 操作员站
由工业级控制机与人机接口LCD、操作台、打印机。 DCS 系统共提供6台全功能操作员站2台炉各1套、2台机各1套，值长台1套布置在集中控室内。提供1台工程师站布置在工程师站，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。
台操作站、工程师站平时各自完成所控的对象，在特殊需要时通过密码身份的切换可完全对等，互为备用，只要任意一台操作员站正常，即可完成全功能操作，此外，在特殊情况下，也可通过身份密码和权限的切换，实现操作员站和工程师站的切换。 2.3 打印机
控制系统设两个网络打印机，一台黑白A3激光打印机(用于报表打印)，一台彩色A3激光打印机(用于事件、报警、图形等打印)安放在工程师站内。 2.4 GPS脉冲时钟装置
2.4.1 GPS时钟装置包括天线、接受器、整套装置内部设备之间及GPS装置至DCS系统的连接。 2.4.2 装置的时钟输出信号精度至少为1uS，GPS与DCS之间每秒进行一次时钟同步。
2.4.3 GPS时钟装置提供至少8路时钟信号输出通道，能支持以下可选的接口形式：IRIGB(调制或非调制)、1PPS、RS-2
32、RS422/48
5、NTP(10 Base-T以太网接口)。
2.4.4 当GPS时钟装置的实时时钟无法跟踪GPS时，装置提供继电器输出接点输出进行报警。 2.4.5所供GPS时钟装置提供一路输出信号给电气监控系统，并满足电气监控系统时钟精度需求，达到统一全厂控制系统的时钟。 2.5电源
2.5.1和利时电源柜内配置冗余电源切换装置和回路保护设备，二路电源中的一路来自不停电电源(UPS)，另一路来自厂用电源，并用这二路电源在机柜内馈电给DCS现场控制站、服务器机柜、操作员站和工程师站(正常使用UPS电源)。
2.5.2和利时控制柜内的二套冗余直流电源，并这二套直流电源都具有足够的容量和适当的电压，能满足设备负载的要求。
2.5.3 任一路电源故障都报警，二路冗余电源自动切换，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。 3.监控系统可靠性措施
3.1 控制站具有分散性首先控制站在地理位置上是分散布置的， 其次控制站所实现的如数据采集、过程控制等按功能进行分散，也就意味着整个控制系统的危险性分散。 3.2 冗余配置
3.2.1DCS系统服务器冗余配置
3.2.2控制站主控单元采用双机热备配置 3.2.3通讯总线双缆冗余，重要的I/O通道冗余
3.2.4 DCS网络分为服务器自操作员双网冗余、服务器与工程师站双网冗余供4个网段 3.2.5操作员站为多站互备冗余配置，其中任一操作员站有故障其它的站均能实现上位控制功能，并能冗余后备工程师站(带有有权限管理)。
3.3 锅炉和机组的重要保护和跳闸功能采用独立的多个测量通道，跳闸回路采取三取二逻辑。 3.4 对每个独立的控制对象，有投入运行的许可条件，以避免不符合条件的投运，还有动作联锁，以便在危险的运行条件下使设备联锁保护跳闸。
3.5 当主控系统发生全局性或产生大故障时，为确保机组紧急安全停机，设置独立于主控系统的紧急停机按钮。
锅炉操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停炉(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯);
(2) 汽包事故放水门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯); (3) 向空排汽门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯);
汽机操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 启动交流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (3) 启动直流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (4) 开真空破坏门(单按钮，加防护罩指示灯); 电气操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停发电机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 分发电机灭磁开关(双按钮，加防护罩不带指示灯); (3) 启动消防水泵(单按钮，加防护罩指示灯); (4) 增磁、减磁(各一副按钮，加防护罩指示灯);
4、DCS监控系统通讯网络
4.1 DCS系统外部设备通讯网络设有并支持，RS323 RS422/485接口MODBUS协议、及PROFIBUS -DP现场总线、HATE协议等。
4.2 DCS与厂级监控信息系统(SIS)
4.2.1和利时DCS系统配置一台数据采集接口可以与SIS相连。数据采集接口功能由值长站完成。包括数据库、网络接口卡(冗余)、驱动程序、相关网络通讯接口功能软件包。
该接口计算机提供的服务能够让SIS系统通过该计算机访问DCS数据 ，除了这种数据采集接口功能以外该计算机可监视DCS数据，但不具有DCS系统的其它功能。
SIS系统向数据采集接口计算机请求获得数据，数据采集接口计算机接到SIS系统的请求后从DCS系统取得数据并发送给SIS系统。使得SIS系统可以方便地定义所要采集的数据并且与接口计算机实现通讯、实时地取得数据。
4.2.2 SIS系统的接入不会降低DCS的性能，如分辨率、操作响应速度、网络的负荷率等。
5、垃圾焚烧余热锅炉控制方式
垃圾焚烧炉的控制原则是按余热锅炉的蒸发量控制垃圾的投入量、炉排运动及
一、二次燃烧空气量，保证余热锅炉效率最大。当炉膛温 度<850℃时，投入辅助燃烧器，确保二恶英的分解。 垃圾焚烧余热锅炉热工控制系统主要由以下几大部分构成： 5.1、以 DCS 为核心的监控系统;
DCS系统同时提供MODBUS 和PROFIBUS-DP 两种通讯协议与控制子系统进行通讯。 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。 常用于智能仪表的通讯。 PROFIBUS-DP具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。是一种用于自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络， 从而为实现工厂综合自动化和现场智能化提供了可行的解决方案，最大优点在于具有稳定的国际标准保证，并经实际应用验证具有普遍性，用于PLC等车间级控制系统的通讯。 5.2、焚烧炉综合燃烧控制系统(ACC)
ACC(炉排控制系统)与焚烧余热锅炉主控系统通讯通过 PLC(S7-300)实现炉排液压自动控制和接受 DCS 来的含氧量、炉膛温度和主汽流量信号，可实现自动燃烧控制。 ACC 系统与焚烧余热锅炉总控DCS 通讯采用 ProfiBus-DP 现场总线通讯。
5.2.1 在ACC就地控制柜设有操作面板，并设有切换开关,可以选择“DCS 信号接受/不接 受”,当选择“不接受”时，DCS 不能操作炉排系统所有动作，但显示仍正常。
5.2.2 当选择“DCS 信号接受时”,大部分动作都能就地(OP 面板)和主控室同时操作,以最后操作的动作为最后指令。
主要控制推料器、逆顺 推炉排的进退，料层调节、炉排冷却风机、清灰风机各风室风门的开关， 主油泵、 滤油泵和冷却油泵的启停， 还有行程和阀位的反馈显示，液压站压力、油温、油位参数和泵的状 态显示。还有相关控制变量的设定值进行设定，包括速度、时间和长短行程设定。 5.2.3 对逆推炉排、顺推炉排、推料间隔控制中的“间隔开,间隔停”料层厚度调节等时间设定设有选择开关,当选择“就地”时,DCS 不能操作;当选择“远方”时,就地不能操作，推料、逆推、顺推、出渣 DCS/PLC 选择开关是共用一个的。
5.2.4 对于少数操作不频繁的参数操作,DCS 上不设操作控制,可以就地地操作面板去操作。 5.2.5 ACC 与 DCS 系统之间有焚烧余热锅炉联锁，紧急停炉信号联锁、引风机跳闸联锁用于ACC 紧急停止，联锁保护信号采用硬接线，为无源常开触点。 5.3、启动燃烧器控制系统，辅助燃烧器控制系统;
就地综合燃烧控制系统、主控制系统上监控。 燃烧器控制逻辑由厂家进行 PLC 编程，通过硬接线方式接入DCS 系统进行控制。 实现远程和就地的燃烧器控制，在 DCS 上实现启停，油调节阀的控制， 自动控制时设有点火允许开关， 在现场的配合下， DCS 向 PLC 发出吹扫指令，吹扫完成后实现点火。
根据炉膛温度，DCS 能够自动启停辅助燃烧器，确保炉膛温度不低于 850℃。
6、烟气净化处理系统;
烟气净化控制系统采用了西门子公司的S7-300 系列PLC，可采用 profbus-DP 协议与 DCS 系统通讯，需要进入的点达到 500 多点，由于通讯的点太多，控制站的响应速度会变慢。为了避免出现这种情况，我们采取以下控制方案：
6.1烟气净化处理系统和布袋除尘控制系统配一台上位机，通过以太网与 PLC 通讯，放在中控室进行监视和操作。
组成完整独立的烟气净化系统，只需将在线监测的数据通讯到烟气净化控制系统控制和DCS监视，既减轻DCS系统负荷，又减少DCS至PLC的中间环节，直接由PLC的上位机监视和控制，分散了系统风险。
7、就地远传监视仪表和控制设备;
焚烧余热锅炉及汽轮机组的运行参数监视检测，温度、压力、流量、物位、液位、主辅系统控制各种电动门、电磁阀、电动机、执行器等控制均进入DCS 集中控制，并有状态、故障显示，运行检修、就地远程控制功能。
8、辅助车间控制系统;
8.1化学水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，化水系统是一个完整独立的控制系统，余热锅炉和汽轮机组的汽水取样在线检测数据，通讯至化学水处理系统和主控DCS 监视，方便运行人员及时了解汽水指标参数。
8.2污水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，是一套完整独立的控制系统，只将必要的监视控制通过profbus-DP 协议通讯到DCS监控。
8.3也可将化水和污水的两台上位机可通过交换机组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为 TCP/IP)，实现操作站和工程师站的互备，通过 ProfiBus-DP 协议与 DCS 系统进行通讯，监视必要的运行参数。
8.4空压机站控制系统，通过 MODBUS 协议与 DCS 系统通讯，监视空压机的运行状态，通过硬接线方式，实现在 DCS 上的控制操作。
8.6飞灰固化控制系统，定期运行操作,DCS不设控制监测,由就地控制操作。
9、微机型电气综合测控保护系统(微机保护);
微机型电气综合测控保护系统，是发电厂电气监测、保护、控制的一套完整独立电气保护测控系统，具有高安全性、可靠性、稳定性。执行电力规范标准。
本工程采用许继CCZ8000微机保护系统，配置WBF-821A和WFB-822A发电机主保护和后备保护、WBH-821和WBH-822主变主保护和主变后备保护、WXH-823线路保护、WJE-821故障解列装置、WXH-800母线保护装置、WCB-822厂变保护、WBT-821备自投、WCH-821母联保护测控、WDH-821电动机保护、WYJ-821电压检测并列测控、同期屏、电度表屏。组成一套完整的发电厂站微机电气综合测控保护系统。
微机型电气综合测控保护系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议通讯和硬接线方式和 DCS 系统进行通讯联锁，主要监视主变、厂用变，高低压配供线路的电压、电流、功率和电气主开关状态等。
10、烟气在线监测系统(CEMS);
烟气在线监测系统是德国西克 麦哈克的MCS100E监测设备，在每套焚烧线的烟气出口安装了独立的监测探头，配置独立的监测分析设备。
烟气排放参数通过ProfiBus-DP 协议进入 DCS 系统，另提供一路同样使用ProfiBus-DP 协议或采用RS422/485接口MODBUS协议通讯给烟气净化处理系统作为控制变量。烟气在线监测数据采集仪器采用硬接线方式(4-20mA)信号将烟气监测参数通过电信局环保专线网络上传地方环保监测平台。
11、余热锅炉吹灰系统;
焚烧余热锅炉激波吹灰系统自带PLC控制系统，由PLC控制吹灰时间、频率，激波吹灰系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，监控吹灰系统的启停和手/自动、故障状态显示，可远传和就地控制调整。
12、地中衡称重系统;
本项目采用一套全自动无人值守地中衡称重记录管理系统、称重系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，仅上传日入厂垃圾重量、石灰粉重量、生物质重量等数据。
13、公示屏数据显示，
LED公示屏通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯， 按环保部门要求显示烟气排放相关参数。
四、焚烧炉燃烧控制子系统
1、锅炉给水三冲量串级调节系统; 锅炉给水控制的主要任务是使锅炉的给水量跟踪锅炉的蒸发量， 保证锅炉汽水平衡和正常运行所需的工况， 对锅炉汽包水位实现自动控制，使其在允许范围内变化，以提高锅炉汽轮机组的安全性和锅炉运行的经济性。
本工程采用常用的串级三冲量控制方式。该系统由主、副两个 PID 调节器和三个冲量(汽包水位、蒸汽流量、给水流量)构成。这个系统有三个回路，即 I 为主回 路， Ⅱ为副回路， Ⅲ为前馈回路， 副回路的作用主要为快速消除内扰， 主回路用于校正水位偏差，而前馈通道则用于补偿外扰，主要用于克服“虚假水位”现象。该系统的主调节器 PID1 为水位调节器，它根据水位偏差产生给水流量给定值，副调节器 PID2 为给水流量调节器，它根据给水流量偏差来控制给水流量， 蒸汽流量信号作为前馈信号用来 维持负荷变动时的汽水平衡， 由此构成的是一个前馈-反馈双回路控制系统。 该系统可保证稳态时汽包水位无静态偏差， 其控制品质较高。 为了测量准确，汽包的液位采取三选中的测量措施且汽包液位有汽包压力补偿，给水流量有给水温度补偿，主蒸汽流量有主蒸汽温度与压力补偿。
2、过热蒸汽温度串级调节系统; 锅炉汽包产生出来的饱和蒸汽，经三级过热器加热成过热蒸汽。使热蒸汽达到设计蒸汽温度，垃圾焚烧余热锅炉设计了两级过热器蒸汽温度串级调节系统(一级减温器、二级减温器)，在此过热汽温调节控制系统中，副回路对主汽温度起粗调作用，而主调节器对主汽温度起细调作用。过热汽温调节对象为一高阶惯性环节，它可用一个一阶惯性环节和一个纯滞后环节的串联近似，这样就可以用史密斯补偿器进行补偿，可以显著改善系统的调节品质。
3、炉膛负压调节系统;
3.1垃圾焚烧余热锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现焚烧余热锅炉安全经济运行的关键，余热锅炉炉膛负压是一个重要控制参数，炉膛负压的大小受引风量、一次、二次风量与燃料量三者的相互作用影响。
3.2传统的焚烧余热炉膛负压控制方式是引风机电机恒速运行时，检测炉膛负压再根据负压给定值经 PID 运算后，由执行器控制引风机入口挡板开口度，改变风阻调节引风量来调整。 3.3焚烧余热锅炉炉膛负压闭环控制中，若负压过大，还会造成炉内燃料的费，导致排烟温度过高，炉膛漏风量增加，引风机电耗增加。负压过小，又会影响燃料的充分燃烧，焚烧余热炉膛向外泄漏烟气(含可燃气体)飞灰等，影响焚烧余热锅炉的安全经济运行。
3.4我们变频调速技术，将原有引风机风门挡板开至最大，应用炉膛负压闭环控制，通过调节引风机电机转速直接调节风量来实现焚烧余热锅炉炉膛负压自动调节控制，保证垃圾焚烧余热锅炉运行在设计要求炉膛负压范围内。
4、减温减压器出口压力温度控制系统; 4.1减温减压器的压力控制：
Pset：减温减压器的压力设定值;
Pvap2：减温减压器的压力测量值;
由于减温减压器的压力是一个快相应信号，用 Pset，Pvap2构成一个简单的PID回路，来控制蒸汽调门开度。
4.2减温减压器的温度控制：
Hvap1：主蒸汽焓值，由 TVap1(主蒸汽温度)、 Pvap1(主蒸汽压力)得到;
Hwat：给水焓值，由 Twat(给水温度)、 Pwat(给水压力)得到;
Hset：减温减压器蒸汽焓值设定值，由 Tset(减温减压器的温度设定值)、 Pset(减温减压器的压力设定值)得到;
Kjs：由理论计算得到的水汽比(给水流量与主蒸汽流量的比值);
能量守恒公式有: Hvap1+ Kjs * Hwat = (1 + Kjs) * Hset
即有: Kjs = (Hvap1Hwat) 4.3温度控制可用2级PID控制：
副控用 Tset,Tvap2(减温减压器的温度测量值)构成一个简单的PID回路，来调整水汽比 K ，以消除水汽流量、压力、温度测量的误差。
主控用 K*Fvap(水汽比乘主汽流量)、Fwat(水流量)构成一个简单的PID回路，来控制给水调门开度。副控为慢调PID， 主控为快调PID。
5、烟气净化处理控制系统;
5.1烟气净化处理主要有由脱酸、除尘、活性炭吸附3 个部分组成。采用的工艺主要是半干法/ 干法+ 活性炭吸附+ 布袋除尘器，脱酸是垃圾焚烧烟气净化系统的核心。
5.2通过监测反应塔入口和出口的压差和烟气流量来调节石灰浆量，雾化喷嘴喷入石灰浆，在净化塔内以很高的传质速率与烟气混合，烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2 等酸性物质混合反应，垃圾焚烧余热锅炉的烟气经过净化塔、活性炭吸附、布袋除尘器净化达到国家的大气污染物排放标准。
5.3烟气净化系统主要控制调节子项：1反应塔出口温度调节;2排烟量与中间反应物回流量间的自动调节; 3排烟中 HCL 和 SO2 酸性气体含量与石灰乳量间的自动调节;4活性炭吸附量的自动调节;
5、除尘器差压调节、布袋的离线清灰、布袋的反吹;6飞灰收集输送调节;
6、顺序控制系统(SCS)
顺序控制主要在锅炉辅助控制系统中，包括： 启动燃烧器、辅助燃烧器、炉排清灰系统、风机系统、布袋除尘器控制系统、 石灰浆制备系统、 锅炉定期排污系统、 锅炉自动吹灰系统等。
7、锅炉联锁保护系统
7.1 事故停炉联锁保护由DCS主控系统内完成。只有停炉的逻辑条件出现时(按垃圾焚烧余热锅炉制造厂的技术要求)联锁保护系统能自动切断进入焚烧系统的垃圾和其他燃料，停止推料器和炉排的运动，关闭所有燃烧器，关闭所有风机。锅炉安全保护系统包括：MFT、炉膛吹扫、油泄漏试验、锅炉点火、炉膛火焰监视和灭火保护功能、MFT首出和快速减负荷等。
7.2 局部保护：锅炉汽包水位保护高水位保护：打开紧急放水电动门; 低水位保护：LLL保护动作停炉;主蒸汽压力超压保护：自动打开生火排汽电动门;
8、综合燃烧控制装置
综合燃烧控制装置控制下列各环节，液压装置、受料斗档板、推料器、逆推炉排、顺退炉排、一次和二次燃烧空气调节、炉排清灰风机、炉排冷却风机、 出渣机、辅助燃烧器等，组成综合燃烧控制装置及其系统 (ACC)。
五、垃圾发电厂汽轮机组的运行方式
1.垃圾焚烧发电厂汽轮机组的运行方式因垃圾焚烧工况特点而定：
1.1正常情况垃圾燃烧的热惯性很大，蒸发量不能立即改变。为了充分利用热能，必须有一台机组运行在前压调节方式下，即机跟随的运行方式，这样才能保证机炉热能参数稳定运行。 1.2汽机检修或汽机故障检修时，焚烧炉继续运行处理一定的垃圾量，产生的多余蒸汽应经旁路冷凝系统，冷凝后回收凝结水重复使用或者直接由旁路放空系统放空(这种情况造成能源的浪费)达到停机不停炉继续处理焚烧垃圾。
1.3二台套汽轮发电机组配置的垃圾焚烧线，可以不设旁路冷凝系统，一台机组检修或故障可以转移负荷到另一台机组，可以保证一条焚烧线的正常运行(本工程取消了旁路冷凝系统)。 1.4当外电网发生故障时应有一台汽机带厂用电在转速控制方式下运行(孤网运行)。
六、汽轮机控制系统构成
2.1 以DCS为核心的汽轮机监控系统
1) 汽轮机调节系统、凝汽器热井水位自动调节系统、疏水调节系统、射水真空调节系统、轴封调节系统、循环水调节系统，
2)除氧器模拟量控制系统(MCS)、除氧器液位自动系统，除氧器压力自动调节系统， 减温减压装置压力、温度调节系统，给水调节系统、
2.2汽机危急跳闸系统(ETS)采用硬接线组态进入DCS，ETS危机跳闸系统和DCS。
2.3 汽机安全监视系统(TSI)主要监视汽机超速、轴振动、轴位移等参数，分别由汽机安全监视仪表和主控系统监视，以确保其系统安全性和数据可靠性。
2.4汽机数字电液调节系统(DEH 系统实现前压、功率、转速调节)采用美国伍德沃德Woodward 505汽轮机控制系统，Woodward 505数字电液控制系统与DCS 系统硬接线互通联锁、保护、控制信号。
2.5 Woodward 505数字电液调节系统是一种汽轮机智能控制装置， 它接受汽机转速、主蒸汽压力、发电机功率信号，经过速度/负荷 PID、限制控制 PID 和串级 PID 等运算后，输出控制信号给电液转换阀，通过油动机驱动进汽调节阀，还可实现一系列的系统保护。
2.6本工程中它要实现垃圾焚烧发电所要求的前压控制、 功率控制和转速控制。 在两台汽机正常运行时， 有一台运行在前压调节状态下。外电网跳闸时，控制器切换到转速控制方式，带约 20%的厂用电运行。
2.7 汽机联锁保护系统，汽轮机是高温高压蒸汽热能动力高速运转的设备，在机组启动、运 行或停机过程中，必须按设备制造厂的技术规定要求操作，违规违章操作很容易发生严重的安全事故，汽轮机辅机设备必须协同工作才能保证汽轮机组的安全运行。所以汽轮机联锁保护系统是及其重要的。
汽轮机主要保护：润滑油压力过低、汽机超速、汽机轴位移大、胀差过大、冷凝器真空度过低、泠凝器热井水位过低、发电机故障跳闸、轴振动和轴承温度等重要的监视和保护。
汽机联锁保护系统中，重要的信号如汽轮机转速HH 信号、 凝汽器压力HH信号、润滑油压力LLL 信号均采用3 取 2信号组合法，提高保护系统的动作率和减低拒动误动作率，提高系统的可靠性。
2.8机组联锁保护;主要是机组跳闸保护，由DCS主控系统内完成。当汽轮机、发电机跳闸条件出现时，联锁保护系统关闭汽机自动主汽门，调节门及抽汽逆止门，实现机跳电或电跳机，在汽机就地盘及中央控制室的控制台上设有紧急停机按钮。在紧急情况时，操作人员能迅速按急停按钮保护机组设备安全。
八、.热工自动化设备选型 5.1 温度测量
1)选用符合 IEC 标准且为电站设计的热电偶、热电阻测温元件; (上海自动化仪表) 2)联锁保护用温度信号一般选用温度开关或电接点双金属温度计;(上海自动化仪表) 3)就地温度显示选用双金属温度计;(上海自动化仪表) 5.2 压力测量
1)选用智能式压力、差压变送器;(罗斯蒙特3051)
2)联锁保护用压力信号一般选用压力开关或电接点压力表;(美国SOR压力开关)
3)就地压力显示，选用弹簧管压力表，膜盒式压力表、膜片压力表。(选用上海自动化仪表) 5.3 流量测量 根据被测介质的性质，对于汽水流量采用孔板、喷咀测量(孔板、喷嘴的节流损失过大)我们采用新型的流量测量元件德尔塔吧、其他导电介质流量选用电滋流量计、燃料油流量测量选用金属管转子流量计等。(江苏杰创电磁流量计) 5.4 物位侧量
1)液位测量一般选用差压液位变送器。常压容器选用静压式液位变送器也可以采用远传磁翻板液位计;
2)储浆、液位侧量选用超声波物位计;(西门子超声波液位计) 3)液位信号测量选用磁性浮球液位开关。
5.5 调节阀选用进口调节阀或引进电动调节阀也可用国内知名品牌调节阀;(上仪调节阀配PS执行器)
5.6执行机构选用角行程电动执行机构驱动。带全开、全关位置信号反馈，4-20mA 信号控制。 5.7 电动阀选用机电一体化电动头(扬州电力) 5.8 变频器 选用性能优异的变频器;(选用ABB)
5.9 烟气排放监测系统确保烟气的排放指标符合国家标准，每条焚烧线设一套烟气检在线测仪表以检测烟气中的 HCL、SO
2、CO
2、NOX、CO、O2 等组分含量。(选用西克麦哈克)
九、工业电视监控系统
工业电视监控系统服务器置于电子间，在中控室设置监视器、大屏幕、LED等，视频信号采用光纤通讯采集，工业电视系统设置一套服务器可通过网络实时查询监视。并根据监视对象配置带云台可调焦距、光圈的摄像机。 基本监视对象有：
1) 门卫室 2)地磅房 3)垃圾卸料平台 4)垃圾进料斗 5)炉膛火焰监视 6)汽包水位 7)出渣口8)烟囱 9)升压站10)高低配电间 11)厂区等重要的设备安全及保安管理点。
十、厂内网络通讯系统
电信运营商提供固定电话、移动通讯、互联网接入服务及设备，我们采用100M光纤网络、25门内部虚拟网电话(可选开外线)、80部电信工作手机，配置两个通讯站(办公楼电讯间、主厂房)，组成全厂生产调度指挥和网络办公安全监控系统。
火电厂热工自动化技术论文范文第5篇
火电厂当中机组设备的规模逐渐扩大, 热工控制系统在火电厂当中发挥出来的作用自然会显得十分重要, 不单单能够促使电能生产效率得到大幅度提升, 也能够让成本得到有效地控制。热控系统在维护机组安全的过程中, 发挥出来的作用十分重要, 假如没有热工控制系统, 那么想要对火电厂运行安全性及稳定性作出保证, 是一件十分困难的事情。但是在此需要注意到的问题是, 热工控制系统当中全部运行设备的参数都会相互影响, 假如任意一个环节当中发生问题, 那么就难以对系统运行安全性及稳定性做出保证, 不单单会对机组的实际运行情况造成一定影响, 也容易引发损失。在下文中将火电厂经常使用到的DCS系统当成是实际案例, 详细分析DCS系统实际运行过程中经常发生的问题, 并提出一些问题解决措施, 希望能够在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候, 起到一定借鉴性作用, 促使我国火电厂机组运行安全性及稳定性得到大幅度提升。
2. DCS系统简要介绍
DCS系统实际上是将微机作为基础内容, 起源于上个世纪八十年代的自动化控制系统, 将计算机通信、控制和信号传输等技术整合起来, 在实际运行的过程中, 能够精准完成信号运算及传输工作, 按时将数据采集及处理工作完成。整个系统当中的核心内容是计算机, 在计算机技术水平提升的过程当中, DCS系统的安全性与稳定性也可以得到保证。
目前我国范围内各个火电厂的发展目标基本上是一样的, 实现一体化目标就需要使用到智能化热工自动化控制系统, 促使控制系统向着简易化的方向转变, 切实提升控制系统的运行效率。在热工自动控制系统实际应用的过程当中, 需要保证的是火电厂当中各个设备正常运行, 促使各个设备的功能变得更为稳定。在我国人民群众用电量不断提升的背景下, 传统型发电设备难以让人们的实际用电需求得到满足, 因此火电厂设备的装机容量也需要得到一定程度提升, 在提升设备容量的过程中遇到很多效率及安全方面的问题。假如想要让这些问题发生几率得到有效地控制, 肯定需要使用到一个现代化水平较高额的自动控制系统, 优秀的系统能够对数据处理效率及处理精准性做出一定保证。目前火电厂当中各种采集设备采集到的数据都需要交由DCS系统来分析, 在现场当中通过数据采集设备将需要使用到的数据记录下来, 而后将其传输到系统当中, 系统判断这些数据能够正常显示, 推断设备是否处于正常运行状态当中。
3. 热工控制设备常见问题分析
3.1 软硬件领域中存在的问题
为了能够切实提升DCS系统的安全性及稳定性, 促使机组能够更为安全的运行, 一般会在系统当中添加一定过程控制点位, 在设备实际运行的过程中假如出现问题的话, 应当及时开展停机保护工作。但是如果没有办法对信号传输的安全性及稳定性做出保证, 想要对系统的运行安全性及稳定性做出保证, 那么是一件十分困难的事情。
3.2 热控传感器领域中存在的问题
热控传感器实际运行的过程当中, 假如元器件老化或者存在质量问题, 那么其对温度、流量以及液位等数据的识别能力就会显得比较差, 难以对识别结果的精准性做出保证, 传输的信号也是错误的, 错误的信号传输到系统当中之后, 系统就会依据错误的信号下达错误的命令, 因此难以对系统的运行安全性及稳定性做出保证, 想要对火电厂系统的运行安全性及稳定性做出保证, 也是一件十分困难的事情。
3.3 电路回路领域中存在的问题
假如电缆铺设的不是十分科学合理, 那么电路回路当中就会产生很多问题, 比方说电缆在高温区域当中铺设, 或者是绝缘层损坏, 那么引发线路短接、虚接等问题的几率比较高, 这些问题会对热控设备收发信号的精准性造成一定影响。除去上文中所说的这些问题之外, 电缆铺设工作进行的过程当中, 假如安装人员将端子排连接错误, 或者是使用到的电流宝不正确, 都有可能对电路信号的孙犁传输造成一定影响, 在此背景之下, 想要对热工控制设备的运行安全性就稳定性做出保证, 是一件十分困难的事情。
3.4 设计安装领域中存在的问题
火电厂热工控制设备是需要得到多技术支持的一个庞大系统, 假如在设计、安装及调试环节当中产生问题, 那么容易导致热工控制设备接收到错误的信号, 因此引发热工控制设备非正常启闭问题。比方说, 测量汽包水位变送器的过程当中, 假如在环境因素的影响下导致水位虚高, 那么汽包低水文就会拒绝启动, 导致锅炉当中水资源匮乏性比较强, 那么在锅炉实际运行的过程中发生故障的几率非常高。假如汽包设计环节当中产生问题, 测量出来的汽包水位自然不是十分精准, 水位跳闸信号遭受到影响的背景之下, 也会引发十分严重的问题。
4. 应对措施
4.1 应用冗余设计
现阶段, 在过程控制电源当中使用冗余设计, 逐渐得到了我国社会各个领域中相关人士的认可, 能够对设备的运行安全性及稳定性做出一定保证, 但是仅仅做到这一点仍然是不够的。系统当中包含的全部热工信号都应当使用冗余设计模式, 多次将同一个测量点位上的信号调取出来, 就能够将监控作用及判断作用切实发挥出来。针对各个比较重要的测量点位来说, 要求测量通道分布在不同的卡件上, 以便于可以保证故障不会集中在一个位置上发生, 促使系统的运行稳定性得到大幅度提升。重要测量代为内上的取样孔, 也需要使用多点位取样模式, 使用独立的做法, 可以对数据精准性做出一定保证, 从而对系统的运行安全性及稳定性做出一定保证, 可以在热工控制系统实际运行的过程中, 短时间之内将问题找寻出来, 并使用适应性比较强的措施解决问题。
4.2 应用比较成熟的元件
在科学技术迅速发展的过程当中, 涌现出来各种类型热控元件和创新型元件, 与此同时热控自动化水平不断提升, 会对各个元件的质量提出非常高的要求, 需要在系统当中应用技术成熟的元件, 才可以切实提升DCS的稳定性。在元器件选择工作进行的过程中, 不单单应当考虑到技术先进性这个问题, 系统的安全性也应当得到充分地重视。即便是在资金匮乏的背景之下, 也不可以使用过时的元器件, 需要将系统的安全性及可靠性做出保证, 选择质量好和运行水平高的元器件, 才可以促使整个系统的运行安全性及稳定性得到大幅度提升。
4.3 优化设计和系统质量
在设计安装工作进行的过程中, 如果想要妥善将质量工作完成, 应当从多个方面上提出十分严格的要求, 比方说应用科学的系统保护逻辑, 以免发生误动以及拒动等问题;也可以提升DCS硬件质量和软件诊断能力, 促使整个系统得到优化调整。热工控制系统应当在适应性较强的环境当中运行, 以免环境对热控设备造成影响, 也需要对设备的运行安全性及稳定性做出保证, 以便于能够逐步延长使用周期, 促使系统的运行安全性及稳定性得到大幅度提升。
4.4 切实提升仪表安装水平
因为热工仪表本身具备一定系统性及复杂性, 因此管理工作应当得到充分地重视, 在热工仪表安装工作进行的过程中, 需要严格依据现行规章制度当中提出的要求, 在安装环节当中开展质量管理工作。假如在实际安装过程中发现质量问题, 应当立即使用适应性比较强的措施解决问题, 促使安装质量得到保证。从而也就能够让热工控制系统的运行安全性及稳定性得到大幅度提升。
结语
我国电能的重要来源之一是火力发电, 在设备向着自动化和智能化方向发展的过程中, 火力发电技术发展速度得到大幅度提升, 火力发电设备也越发复杂起来, 因此会对设备的安全性与可靠性提出更高的要求。在火电厂实际运行的过程中, 无论设备多先进, 系统多先进, 都不可以完全对其安全性及稳定性做出保证, 因此一定需要详细地对设备故障进行分析, 并将其排除, 提升预防工作的力度, 提前将问题找寻出来, 及时针对问题进行纠正, 保证系统的运行安全性及稳定性得到大幅度提升, 将各种问题消除在萌芽阶段当中, 以免各种类型设备对火电厂运行安全性及稳定性造成影响。
摘要：在我国人民群众用电量逐渐提升的背景之下, 传统型火电厂设备难以让我国人民群众的实际用电需求得到满足, 因此火电厂设备一定需要更新换代, 各种新设备的结构也越发复杂起来, 假如想要更好的对设备进行控制, 自然需要使用到热工控制系统, 但是热工控制系统实际运行的过程中也容易出现问题, 笔者详细分析这些问题, 并提出一些应对措施, 希望能够在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候, 起到一定借鉴性作用。
关键词：火电厂,热工控制设备,问题,对策,分析
参考文献
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[2] 向勇峰.浅析火电厂热工控制设备的安装要点[J].山东工业技术, 2017 (21) :203.
火电厂热工自动化技术论文范文第6篇
摘 要：电气自动化是网络信息时代的必然产物。火电厂采用电气自动化技术可以提高火电厂的工作效率，降低工作人员的劳动强度，优化整个电厂的管理水平，是时代的必然选择，是实现电厂效益最大化的重要途径。该文分析了电气自动化技术在火电厂应用的意义，归纳了火电厂电气自动化技术应用存在的问题，并对火电厂电气自动化应用的前景谈几点个人看法，以期抛砖引玉。
关键词：火电厂 电气自动化 技术
随着网络化、信息化、数字化时代的到来，电气自动化技术应运而生。实践证明：火电厂采用电气自动化技术，不仅简化了工作人员的劳动强度，而且也保证了生产的安全性和可靠性，同时还有力地推动了火力发电厂的信息化、自动化进程。可见，火电厂应用电气自动化技术前景广阔。
1 火电厂应用电气自动化技术的意义
在计算机技术、电子技术、信息技术等逐渐融为一体的今天，电气自动化技术的应用范围也越来越广泛。火电厂电气自动化系统的应用在降低劳动强度、提高工作效率、实现安全生产、减少事故发生、保证经济效益等方面具有独特的优势。可见，火电厂电气自动化技术的实现促进了电力系统技术水平的整体提高，为加快电力企业综合技术能力的有效提升打下了坚实的基础。
1.1 降低了工作人员的劳动强度
电气自动化系统是以通信协议、网络通信技术和工控软件等技术发展起来的新型自动化系统。火电厂电气自动化系统充分利用网络化、信息化、数字化的技术对工作环境进行集控管理，如电气自动化系统为企业准确提供的各类报表（电量的日报表、启停设备记录报表以及检修维护报表等），电气自动化系统在线对远方定值修改进行自动校核，电气自动化诊断系统针对电动机运行状况实施维修养护处理等，大大简化了工作人员的劳动量。
1.2 减少了事故的发生
电气自动化技术一般以监视控制设备为主，电气自动化系统还具有对信息的收集、整理和备份。数据交换信号反馈为辅助的自动化系统，监控设备能及时地上报设备的预警信号、动作事件异常等情况，为设备维修提供准确的依据和参考数据。将操作事故和危险事件消灭在萌芽状态之中，大大减少了事故的发生。
1.3 提升了效率，降低了成本
如今，社会生产离不开电，电力部门每年需向社会输送大量的电能，这就要求火电厂生产效率要步步攀升，传统的发电技术消耗了大量的煤、石油等原始材料，电能耗损25%～30%左右，电能生产量的增多是以提高成本投资为代价的。电气自动化生产技术应用后，各种燃料得到充分燃烧，让原始燃料的价值得到充分运用，生产效率显著改善，发电成本显著降低，经济效益随之增加。
1.4 优化了资源配置
火力发电需要有发电设备、原材料、工作人员等等，这些资源能否得到合理有效的利用，直接关系着发电厂的经济效益。传统的火力发电技术很难合理有效地进行资源整合，常常造成人员和原材料的浪费，机器设备也常常因故障发现和维护不及时而造成不必要的损失。电气自动化技术实现了人机操作模式，做到了对机器故障早发现、早维护，实现了人尽其职，物尽其能，使资源发挥了最大使用价值。
2 火电厂电气自动化应用存在的问题
火电厂的电气设备数量多，安装位置分散，布置情况较复杂，功能专业化程度要求较高，利用电气自动化技术对电气设备工作进行信息收集，方便、准确、快捷。为了保证电气自动化系统的有效运行，电气自动化技术也必须随着网络通信技术的进步而不断革新。然而，有些火电厂受各种因素的影响很难做到这一点。目前，有些火电厂仍然存在电气自动化系统应用目标不能按发展规划来实现的严重问题。为实现电气自动化应用系统的总体目标，改善工作环境，促进火电厂自动化技术的开发，有必要对当前火电厂电气自动化技术应用存在的问题进行分析整理。
2.1 监控系统电源安装问题
发电厂的电源是保证电网安全经济运行的关键。在对监控系统的主要设备进行安置时，要根据国家的相关技术标准进行安装。目前，有些火电厂监控系统的电源设置缺乏可靠性和灵活性。若想做到电源可靠而灵活，应采用双电源和无扰切电，也就是必须采用直流电源和交流电源，既经济合理又操作方便。
2.2 监控系统开关控制问题
开关是对监控系统在接口处的控制，这就要求开关的接口与交换的信号动作一致，通过灵活倒换开关，不中断供电。有些火电厂片面地追求经济实惠，节省开支，连接过于简单，由于接线数量较多，一旦出现问题，会影响整个系统的运行。
2.3 自动化系统和监控系统有限选择问题
在对自动化系统和监控系统进行调解时，应以自动化为主，使用监控为辅。
2.4 收集的信号筛选问题
在电厂电气自动化系统中，分析方法经常采用对事件和事故进行记录的方法。但受到采样速度和电机内存的影响，记录的事件不能够满足分析要求所达到的波形。因此就很容易使信号的收集重复进行，并且收集的信号容易不完整，从而给电缆的布置到来影响。
3 火电厂电气自动化应用的前景
随着经济全球化趋势步伐的加快，火电厂生产过程自动化管理是社会发展的必然趋势。电气自动化技术应用有利于火电厂选择最优方案，最佳技术，工作环境更加安全、经济、可靠。
3.1 智能化
计算机网络的发展为火电厂电气设备由自动化向智能化转变的提供了条件。随着科技的发展，火电厂在电气自动化实际应用的过程中，对电厂设备运行情况、运行状态、防控操作监督等不断改进，实现了智能化的对内监控和对外监控。大大减少人为的误差，也降低了工作人员的工作量，提高了工作效率。
3.2 交换器控制
火电厂电气自动化系统是顺应迅速发展的电子行业的必然能产物。若想高速高效地完成数据集成，就要更多地使用交换控制器。它能够减轻震动，减少噪音，减小对电气自动化设备元件的损耗，更加适应电气化设备的需要。
3.3 与网络技术联系紧密化
电气自动化系统离不开网络技术的开发，网络化管理保证了自动化系统监控的有效性，可见，网络技术是火电厂能够顺利完成数据交换的前提，网络技术是保证电气自动化能够顺利进行的基础。因此，电气自动化技术的应用与网络技术的开发联系日益紧密。
总之，火电厂电气自动化设备具备高速、高效，低损耗的特点，能够降低成本，减轻工作人员的劳动强度，同时，也保证了设备运行的安全和稳定，使企业在激烈的社会竞争中保持成本优势。因此火电厂自动化技术的应用前景广阔。
参考文献
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