火电厂热工控制系统的故障诊断研究_牛征
收稿日期: 20040109
基金项目: 湖南省电力公司科技项目(943Y2003023)
作者简介: 牛征(1979),男,河北省临西县人,华北电力大学自动化系在读博士研究生,主要研读方向为火电厂控制系统故障诊断。
火电厂
热工控制系统的故障诊断研究
牛 征1,牛玉广1,黄孝彬1,李劲柏2
(1.华北电力大学,河北保定 071003; 2.湖南省电力试验研究所,湖南长沙 410007)
[摘 要] 结合火电厂的实际情况,确定了热工控制系统中的故障诊断对象、常见故障类型和故障诊断方法;对系统中重要传感器、执行器的常见故障提出了基于信号分析和数据统计的诊断方法。以某300MW 机组过热汽温控制系统为例,对传感器的断线、增益、偏差和超速等故障以及执行器的卡死、滞环、粘滞滑动等故障的诊断进行研究,最后给出两个诊断实例。
[关键词] 火电厂;热工控制;故障诊断;传感器;执行器;过热汽温
[中图分类号]TK323 [文献标识码]A [文章编号]10023364(2004)11004704 随着控制理论的不断完善和发展以及计算机技术在工业控制领域的广泛应用,控制系统的自动化水平、控制品质均得到了显著的改善和提高。在追求控制系统良好控制性能的同时,对提高系统的可靠性和可维修性也提出了越来越高的要求。对于火电厂热工控制过程来说,目前提高控制系统可靠性的方法是提高系统各部件的可靠性,增加硬件冗余,但这将使系统成本和规模增加。为此,可采用实时故障诊断技术,建立一套监控系统,使其能在系统故障前期或发生故障时迅速地检测且分离故障,并估计故障的大小,进而采取必要的措施来防止故障扩大,达到提高系统可靠性,减少维修时间和成本之目的[1]。另外,火电厂控制系统回路众多,控制设备(传感器和执行器等)分布广泛,完全靠人力来检查和发现故障极费时费力。据统计,寻找系统故障花费的时间占系统修复时间的90%左右[2]。为此,本文对火电厂热工控制系统的故障诊断及其实现进行了研究。
1 过热汽温控制系统的构成
过热汽温控制是热工控制系统中一个十分重要的
控制系统,其主要任务是维持过热器出口温度在允许范围内并且保护过热器,使其壁温不超过允许温度。过热汽温的暂时偏差不允许超过 10 ,长期偏差不允许超过 5 。温度过高会使过热器和汽机高压缸承受过高的热应力而损坏;温度过低则会降低机组的热效率,影响经济运行[3]
。过热汽温控制系统发生故障将会给整个电厂运行带来严重的后果,因此,以过热汽温控制系统为例进行故障诊断的研究具有代表性和实用性。
图1为某火电厂300MW 机组过热汽温控制系统结构。控制系统采用二级喷水减温方式,锅炉汽包产生的蒸汽经顶棚过热器加热,在立式低温过热器出口联箱后汇合成一根管道,经一级喷水减温,分A 、B 侧进入屏式过热器,在后屏出口联箱后分左、右两根管道经左右二级喷水减温,最后进入末级过热器[4]。
根据过热汽温控制系统故障诊断的需要,整理出了过热汽温控制系统包含的重要传感器和执行器,其中传感器有:一级过热器前、后左和后右温度传感器,二级过热器前左、前右、后左和后右温度传感器,末级过热器左、右温度传感器,一级减温水流量传感器,左二级、右二级减温水流量传感器等;执行器有:一级喷水减
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图1 过热汽温控制系统结构
温阀、左二级和右二级喷水减温阀、主减温水截止阀等。
2 故障诊断研究的内容
一个典型的控制系统结构如图2所示。根据控制系统各部分的划分,故障诊断的对象包括:(1)控制对象,即设备本体;(2)控制系统传感器;(3)控制系统执行器;(4)因控制系统状态变化而引起的故障[5]。因设备本体的故障诊断是单独研究的,所以本文研究的控制系统故障诊断仅包含传感器故障诊断、执行器故障
诊断和运行状态诊断。
图2 典型的控制系统结构
结合过热汽温控制系统的结构特点,将故障诊断的研究内容归纳为:(1)研究过热汽温控制系统中重要传感器的故障诊断,其中包括监测各温度传感器、减温水流量传感器是否工作正常,若存在故障,则进行报警显示并分离故障传感器;(2)研究过热汽温控制系统中重要执行器的故障诊断,其中包括监测各喷水减温调节阀和各截止阀的运行状况,发现故障及时报警并分离出故障执行器;(3)研究过热汽温控制系统状态变化所带来的系统故障的诊断,诊断出导致故障的原因并给出操作指导。
3 过热汽温控制系统常见故障
3.1 传感器故障
过热汽温控制系统中常见的传感器故障包括:增益、偏差、断线、超速、脉冲故障等。
(1)传感器恒增益故障可表示为:
u out (t)=a i u i n (t)(1)式中:u in (t),u out (t )分别为传感器的输入、输出信号;a i 为恒增益变化的比例系数。
(2)传感器恒偏差故障可表示为:
u out (t)=u in (t)+ i
(2)
式中: i 为传感器的零点偏差。
(3)传感器断线故障可表示为:
u out (t)=0
(3)
式(3)表示传感器无信号输出。
(4)传感器超速故障可表示为:
u out (t ) max
(4)
式中:u out (t )为传感器输出信号的变化速率; max
为传感器允许最大变化速率。
(5)传感器脉冲故障可表示为:
u out (t )=u in (t)+
(5)
式中 为传感器输出信号上叠加的脉冲信号。3.2 执行器故障
过热汽温控制系统中常见的执行器故障包括:增
益、偏差、卡死、滞环、粘滞滑动、漏流故障等,其中增益和偏差故障的描述同上,其它故障特征简述如下。
(1)执行器卡死故障可表示为:
u out (t )=a i
(6)
式中a i 为常数。即执行器输出不随输入变化,而是稳定在一个固定位置。
(2)执行器滞环故障可表示为:
Q k (u out,k )-Q g (u out,g )= (u out,k =u out,g )
(7)
式中:Q k 表示执行器开行程时的流量;Q g 表示执行器关行程时的流量;u out,k 、u out,g 分别为开行程和关行程时对应的执行器输出; 为两流量的差值。滞环故障即在执行器上下行程开度相同时对应的流量不同。(3)正常情况下,阀杆是平滑运动的,但当粘滞滑动故障发生时,阀杆的动作则为 动停动 运动,这对阀门来说是一种损害,其故障现象如图3所示[6]。
(4)执行器漏流故障可表示为:
Q = (u out =0)(8)
式中:Q 为执行器控制的流量; 为一常量。即当执行
器阀门完全关闭时,仍然有流量信号。
4 故障诊断理论和方法
故障诊断理论和方法虽然有多种多样,但总的来
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图3 阀门存在的粘滞滑动故障
说可以归纳为两类[4,7]:(1)基于数学模型的诊断理论和方法,例如故障检测滤波器法、等价空间方程法、故障检测观测器法等;(2)基于非模型的诊断理论和方法,例如多元统计法、神经网络法、专家系统法或数据分析法等[7]。
根据笔者的研究并结合热工控制系统的特点,下面所述的诊断方法在热工控制系统的故障诊断中有着较高的实用价值。
(1)对于热工控制系统中一些简单的无相关性的故障,可以采用简单易行、有针对性的方法,如信号分析、冗余分析方法。这些方法虽然简单,但容易实现并能对此类故障进行行之有效的诊断。
(2)对于存在相关性的较为复杂的故障,需要使用相对复杂的诊断方法。由于热工控制系统不易建立精确的数学模型,所以采用基于数学模型的方法难以在应用中取得好的诊断效果;而基于统计的方法不依赖数学模型,它能在大量的历史实时数据中找出故障特征和故障信息,因此是一种适合在热工控制系统中应用的故障诊断方法。
(3)由于统计方法的不精确性和自身局限性,造成故障诊断的精度不高,故障分离困难。所以,建立一种以统计方法为基础,以数学模型方法为补充的综合诊断方法来实现热工控制系统故障诊断,是一种理想的解决方案。
5 诊断实例
针对火电厂过热汽温控制系统中传感器的断线、增益、偏差、超速等故障和执行器的卡死、滞环、粘滞滑动等故障进行了诊断试验。故障诊断所使用的诊断方法均为针对该类故障的简单诊断方法。这些方法使用简单、可靠并有着较高的诊断精度,经过现场测试取得了较好的诊断效果。5.1 二级过热器后左温度传感器(K型热电偶)断线
故障
(1)故障现象 如图4所示,该温度信号突然从463.49 跳变到25.45 (热电偶冷端补偿温度),其变化速率远远超过了该传感器正常变化速率。从图中很容易看出二级过热器后左温度传感器发生了断线故
障。
图4 传感器断线故障曲线
(2)诊断方法 通过计算温度传感器信号的变化速率和变化方向来判断传感器是否发生了故障。这是因为当传感器断线时,温度信号从正常值瞬间负向变化到一个比较小的值(热电偶冷端补偿温度),且变化速率很大。所以如果计算出来在某一个时刻温度信号负向变化速率很大,超过传感器自身最大变化速率,即证明有断线故障的发生[8]。
(3)诊断结果 在故障前一个时刻的值为463.49 ,故障时刻的值为25.45 ,诊断周期为1s。所以该时刻温度信号的变化速率为438.04 /s,远远超出该温度传感器的最大允许变化速率,从而诊断出在该时刻二级过热器后左温度传感器发生了断线故障。
5.2 一级喷水减温阀粘滞滑动故障
(1)故障现象 从图5可明显看出,指令信号变化平滑,而反馈信号有阶梯型变化,所以该减温阀有粘滞滑动故障产生。
(2)诊断方法 根据阀杆在粘滞滑动过程中速度变化事件发生的频率分布,可以实现粘滞滑动故障的诊断。当阀杆运动平滑时,阀杆速度的均值和方均根比较接近;当发生故障时这两个值的差值比较大。所以可以用速度均值和方均根之间的关系来诊断这种粘滞滑动故障。
(3)诊断结果 从图6可以看出,指令信号的速度均值和方均根的比值大约为1,两者比较接近;而反馈
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图5 执行器粘滞滑动故障曲线
信号的速度均值与方均根的比值大约为3,表明两者相差比较大,从而诊断出一级喷水减温阀存在粘滞滑
动故障。
图6 诊断结果
6 结 语
结合火电厂的实际情况,研究热工控制系统的故
障诊断,并以过热汽温控制系统为例对故障类型和诊断方法进行了总结。同时,在应用方面使用了一些简单实用的故障诊断方法对常见故障进行诊断,并且在现场进行了故障诊断过程试验,取得了较好的应用效果。
[参 考 文 献]
[1] 张洪钺,闻新,周露.国内控制系统故障诊断技术的现状
与展望[J].火力与指挥控制,1997,22(3):1 6.
[2] 彭钢,王红燕.热工自动控制系统诊断技术的研究[J].河
北电力技术,1997,16(3):1 6.
[3] 李遵基.热工自动控制系统[M].北京:电力工业出版社,
1999.
[4] 陈博川,张建玲,刘武林.火力发电厂热工控制技术[M ].
长沙:湖南科学技术出版社,2001.
[5] 闻新,张洪钺,周露.控制系统的故障诊断和容错控制
[M].北京:机械工业出版社,1998.
[6] Li Chun Bo, D.Pavelescu.T he Friction Speed Relation and its
Influence on the Cri tical Velocity of S tick Slip Motion [J ].Wear,1982,82(3):232243.
[7] 周东华,叶银忠.现代故障诊断与容错控制[M].北京:清
华大学出版社,2000.
[8] Frank P M.Fault diagnosis in dynamic systems using analytical
and knowledge based redundancy a survey and some new results [J].Automatic,1990,26(3):459474.
[9] Chosei Kaseda,Akira Ohtsuka ,Fumio Nagasaka.Online Con
trol Valve Diagnostics[J].Valves Power Plant,1998,(4):7588.
(上接第44页)
(2)改造后系统得到简化,润滑油系统的运行油温显著降低,避免了冷油器改造,可节约资金80万元。
(3)改造所产生的社会效益是减轻了检修工作的劳动强度,避免了机组的频繁起、停,延长了机组寿命,减少了燃油量,保护了环境。
4 结论及建议
(1)2号机润滑油系统采用带有高位缓冲油箱的
交流电动油泵驱动的改造方案,同时将机械式危急遮
断系统改为电子式超速保护系统后,油压波动较小,机组安全可靠性有所提高,操作和维护较为简便。
(2)运行中将引起跳机的润滑油压值定为0.18MPa,其对应的高位油箱油位高度为30.57m,此时高位油箱存油只有570mm,建议将润滑油压值定为(0.184~0.185)MPa 。
(3)2号机高位油箱顶部排油烟管高度为46m,为避免油箱顶部喷油,建议在1号机组改造中将排油烟管高度增加至50m 。
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TU M METHOD IN D UST COAL TRANSPORTING PIPELINE FOR UTILITY BOILERS WU Zhi qun,SHI Jian bin,JU Ling cang et al(28)
A bstract:T he princi ple of mea suri ng pul verized coal c once ntrati on by usi ng mo me nt um me thod f or exha ust ga s transfe ri ng a nd dire ctl y i nj ecti ng type pulve ri ze d c oal boi lers ha s bee n e xpounde d f rom the oriti cal a spec t.Based on mom entum la w,and re garding ai r sol id two pha se fl ow a s an e ntit y,the i nternal c omple x move me nt in fl uid i nv olve d in mea suring pul verized coal co nc entra t i on i s c onve rt ed i nto studyi ng the inte racti on bet we en fluid a nd o ut si de medi um.Fiel d test sho ws t hat the ac curac y of m easuring pulve ri ze d c oal c once ntrati on by using t he sai d me thod can me et t he re qui re me nts of engi ne ering,refl ecti ng rapidly a nd sensiti vel y the va ri ati on of pulve ri ze d c oal c once nt ratio n,havi ng certa in fea si bi lit y and pra ctic ali ty,o pe ning up a new wa y in engi ne ering prac tice for me a suri ng pulve rized c oal co nc entrati on for ut i li ty boi le rs.
Ke y w or ds:air soli d t wo phase flo w;pul verized coal c oncent ra tio n;mom entum me thod;m easuring tec hnol og y ;coal t ra nspo rting pi peli ne
CA USE ANA LYSIS AND TEST STUDY ON SOMEHAT LOWER STEAM TEMPERATURE FOR A 2008t/h C OR NER TA NGENTIAL F IRING BOILER ZHENG Xiao kang,ZHANG Chuan ming,SONG Guo liang et al(32)
A bstract:Direc ting agai nst t he proble m of so me what l o we r stea m tem pe rature e xisting o n a 2008t/h boil er of one po wer pl ant,the arrange me nt o f burne rs in the boil er has be en adjusted,i nc reasing the hea ting surfac e area of rea r pa ne l rehea ter,c arrying o ut therm al cal cula tion and co mbustion adj ust ment te st for the said boi ler.The result s of c alc ul ati on a nd test sho w that t he foll owing c onditi ons a re most he lpful to enhance the mai n st eam tem pe rature:(1)cont ami na tio n f acto r i n the furnace to be m aintai ned at 0.35~0.45;(2)coe ffi cie nt of exc ess ai r to be abo ut 1.3;(3)t he up swing a ngle of the burne r to be 8 ~16 ;(4)burn o ff air in uppe r l evel to be c losed,a nd o xyge n co ntent to be m aintai ned a t lo w le vel(3.0%).By m eans of adjusting swing angl e of the burners a nd the spray type desuperhea ter,the sa id pro bl em s of mai n stea m and re he ated stea m ha ve be en sol ved,enhanci ng the safe ty and e cono mic behavi or i n ope rati on of the unit.
Ke y w or ds:c orner tange ntial fi ri ng boi le r;mai n stea m;rehea ted ste am;so me wha t l ower stea m te mpe rature;swing angl e of the burner;c ombustio n adj ust ment;hea ting surf ace.
TEST STUDY ON VARYING STEAM PRESSURE SOOTBLOWERS FOR 300MW UNIT NO.1IN QINGDAO POWER PLANT CHEN Bao kang,Y AN Wei ping,ZHU Yu dong et al(36)
A bstract:On the basis o f f ouling m oni tori ng f or he ati ng surfa ce of boile r NO.1i n Qi ngdao P owe r Pla nt,the v ariati on of f ouling ra te fo r t he sai d he ati ng surfa ce has been observe d through varyi ng the ste am pressure use d fo r soot bl owe rs.The ef fecti ve ne ss of soot bl owing under diff erent stea m pressure i s co mpare d,and the mo st re asonable soot bl owi ng pre ssure being de termi ned,provi di ng refe re nce f or e st ablishing reasona ble a nd perfec t opti mal sootbl owing mo de l,whic h not onl y ca n ef fec tivel y cle aning the ash de posi te on the heati ng surf ace,but al so c an sa ve the stea m c onsumpti on f or so ot blo wi ng,and c an re duc e a brassi on of pipe s on hea ting surf ace resulti ng f rom so otblo wing.
Ke y w or ds:Ut i li ty boi le r;he ating surface;fouli ng ra te;opti mal soo tbl o wi ng;varyi ng ste am pressure
A N APPROACH TO IMPROVING MEASURES FOR DYNAMIC CHARACTER ISTIC OF 125MW UNITS GOV ER NING SYSTEM LIU Jian jun (39)
A bstract:Due to c auses fro m ma ny aspec ts,such as manufac ture and i nsta lla tion etc.,dyna mic c ha racte ri stics of the gove rning syst em fo r fo ur 125MW units i n Jinsha Po wer Pla nt a re no t good e nough f rom the begi ni ng o f t ri al opera tion.Through analy si s,i t i s c onsi dered that so me defec ts c an t be t horoughly e limi nate d under the fi eld co ndi tions.In order to e nsure the unit s ca n be kept i n saf e o pe rati on,parti al fa cto rs af fecti ng the dy na mic c harac teristic s o f the go verning syste m have be en i mpro ved,the defec ts whi ch ca n t be thoro ughl y eli mi na ted are re me di ed by adopti ng anti acc i dent mea sure s.Ke y w or ds:125MW uni ts;ste am turbine;g overni ng syste m;dynam ic charac teri sti cs;i mpro vem ent mea sure s
RETROFIT OF LUBR ICATING OIL SYSTEM FOR 330MW STEAM TURBINE XU Wei min (43)
A bstract:F re que nt da ma ge of transmissi on gear for the mai n oil pump of 330MW uni ts NO.1a nd NO.2in ope ra tio n a t Puche ng Po we r Ge ne rati on Com pa ny Lt d,Serio usly t hre ate ns the safe ty of u ni ts,and resulti ng in grea t eco nomic loss.T hro ugh i nvesti gati on and st udy,as well as f easibili ty proo f of ret rofit ting sche me fo r t he uni ts,the main oi l pump has be en replac ed by usi ng mo tor dri v en oil pump.Afte r ret rofit ting,t he ope ratio n state o f said uni ts i s goo d.Ke y w or ds:330MW ste am turbine uni t;lubric ati ng oi l syste m;m ain oil pump;m otor dri ven oil pump
FA ULT ANALYSIS AND TREATMENT OF HYD RAULIC C OUPLING FOR MOTOR D RIVEN F EED WATER PU MP OF HOME MADE 125MW UNITS NA N Fang,PENG Zhi yuan,LU Shu hua (45)
A bstract:T he ca use s lea di ng to da ma ge of hydraulic c oupling fo r fe ed wa ter pump of home ma de 125MW ste am turbine s in Jia ozuo Ei s Wa nfang P ower Pl ant ha ve been anal yse d.Direc ting a gai nst the dam aged si tuati on of fee d wa ter pump unde r a bno rmal ope rati on,a repai r tec hnolo gy has bee n worked out,and tec hni cal m easures i n o pe rati on,as well as in mana gem ent and re pair for pre venti ng hydra uli c coupli ng f ro m dama ge being giv en.Ke y w or ds:125MW ste am turbine uni t;m oto r dri ven feed wate r pump;hydra ul ic coupli ng
STUDY ON FAULT DIAGNOSIS IN THERMOTEC HNIC CONTROL SYSTEM FOR THERMAL POWER PLANTS NIU Zheng,NIU Yu guang,HA NG Xiao bin et al(47)
A bstract:Co mbined with act ua l sit ua tio n in therma l po wer pl ants,the objec ts fo r fa ul t type s,a nd fa ul t di agno si s me thods i n the rmote chnic co ntrol system f or therma l power pla nt s have bee n de ter mi ne d,the di agnosis met ho ds base d o n sig na l anal ysi s a nd dat a stati sti cs bei ng put for ward for im portant sensors and act ua tors i n the said system.Taking the superhea t st eam tem pe rature c ontrol sys te m o f a 300MW unit as e xam pl e,the dia gnosi s m ethods for brea ka ge,gain,de via tion,a nd o verspeed faul ts o f the se nso rs,a s we ll as j am ,hystere si s loo p,and sti ck sli p f aults of the ac tuato rs ha ve be en studie d.Fi na lly,t wo fault dia gnosi s e xample s are gi ven,the fie ld dia gnosis re sult s sho w t ha t the f ault di ag no si s me thods rec om mended i n t hi s paper to be prac tica l a nd fe asi ble.Ke y w or ds:therma l po wer pl ant;the rmot echnic co ntrol syste m;f ault di ag no si s;sensor;ac tuato r
FU ZZY CONTROL OF BALL MILLS W ANG Bin,GUO Cui ai,W EN Shu guang (51)
A bstract:Ba sed on t he pre sent situati on of ba ll mil ls i n therm al powe r pla nt s,a c ontrol strate gy usi ng f uzzy cont rol theory has be en put fo rward.T he ho t ai r da mper,re circ ul ating va lve,and c oal f eede r are regula ted acc ordi ng to f uzzy co ntrol rule s obtai ned fro m summi ng up and co nc lusi on of manual o pe rati on e xperie nces,ha ving real ized the aut oma tio n of c ontrol ling c oal pulv erizing syste m.Ke y w or ds:c oal pulve ri zi ng sy ste m;bal l mill s;f uzzy c ontrol
A NALYSIS OF COMMON PROBLEMS OCC URED IN FIRE FIGHTING AUTOMATIC CONTROL AND WARN ING SYSTEM ZHAN Yu xin (53)
A bstract:T he basic situati on of title syste m ha s been pre se nted,the proje ct of five th phase f or Xuan we i P o we r Genera tion CO L td Under S TATE P OWER C ORP .be ing analy se d,a nd re me di al sche me for exi sti ng pro bl em s,such as tem pe rature sensing ca bl e,manual tripping devi ce,ma nua l ala rm annuncia tion,pre ssure displa y i ng instrume nt,pressure swi tch,and carbon deo xide fi re e x ting ui shi ng co ntrolle r e tc.,be ing put f orewa rd.Af ter i mple me ntati on,good eff ecti vene ss ha s be en obtaine d.Ke y w or ds:therma l po wer uni t;fire fi ghting;a ut oma tic co ntrol and wa rni ng sy ste m
ELEMENTARY EX PLANATION FOR IMPROVING CONDENSATE POLISHING TEC HNOLOGY WANG Yong sheng (56)
一电厂热工控制DCS系统设计
| 67 PLC and DCS 一电厂热工控制DCS系统设计 刘景芝，孙 伟 （中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏 徐州 ２２１００８） 摘 要：以西山孝义金岩公司自备电厂为背景，主要结合循环流化床锅炉机组的运行特点和控制特性，对其热工系统运用集散控制方式进行控制，并采用浙大中控的ＷｅｂＦｉｌｅｄ ＪＸ－３００Ｘ系统对单元机组的热工控制系统做了初步的整体设计。 关键词：热工控制系统；集散控制系统（ＤＣＳ）；循环流化床锅炉 中图分类号：ＴＰ３９３．０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００７）１２－００６７－０３ A DCS system for thermal control of a power station LIU Jing-zhi, SUN Wei (The School of Information and Electrical Engineering ,China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008 China) Abstract: This paper introduces a distributed control system for the power station of the Xishan Jinyan company. According to the operation and control requirements of the circulating fluidized bed boiler, the distributed control for the thermal system of a power unit is designed with the SUPCON WebFiled JX-300X. Keywords: thermal control system; distributed control system(DCS); circulating fluidized bed boiler １ 引言 火力发电是现代电力生产中的一种主要形式，火力发电厂 运行系统多而且复杂，各系统之间要协调运行又要对负荷变化 具有很强的适应能力，因此有效的控制火力发电厂运行极其重 要。目前火电机组都普遍采用ＤＣＳ［３］，因为ＤＣＳ系统给电厂在 安全生产与经济效益方面带来巨大作用，使以往任何控制系统 无法与其相提并论。随着各项技术的发展和用户对生产过程控 制要求的提高，一种全数字化的控制系统——现场总线控制系 统（ＦＣＳ）问世了，并得到了快速发展。虽然现场总线控技术 代表了未来自动化发展的方向并将逐步走向实用化，但由于火 电厂的具体环境和控制特点，经过论证与分析，近期内热控系统 只能以ＤＣＳ为主［１］［２］。 西山孝义金岩公司自备电厂包括２台７５ｔ／ｈ循环流化床锅 炉、２台１５ＭＷ抽汽式汽轮发电机组。本文主要针对循环流化床 锅炉，将其改造为单元机组运行。根据循环流化床锅炉和火电机 组的运行特点，分析其热控系统的功能要求，采用集散控制系统 （ＤＣＳ）实现热工自动化，并以浙大中控的ＷｅｂＦｉｌｅｄ ＪＸ－３００Ｘ为 例，进行具体系统的初步设计。 收稿日期：２００７－０７－０３ ＪＸ－３００Ｘ集散控制系统全面应用最新的信号处理技术、高 速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术和现场总线技 术，采用高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，兼具高速可靠 的数据输入输出、运算、过程控制功能和ＰＬＣ联锁逻辑控制功 能，能适应更广泛更复杂的应用要求，是一套全数字化的、结构灵 活、功能完善的新型开放式集散控制系统。 ＪＸ－３００Ｘ体系结构如下图： ２ 系统介绍及方案描述 ２．１ 系统总体方案描述 根据单元机组运行特点及要求，其控制系统一般配有以下系统： （１） 数据采集系统（ＤＡＳ）； 图１ JX－３００X体系结构图
发电厂热工设备介绍资料
第一部分发电厂热工设备介绍 热工设备（通常称热工仪表）遍布火力发电厂各个部位，用于测量各种介质的温度、压力、流量、物位、机械量等，它是保障机组安全启停、正常运行、防止误操作和处理故障等非常重要的技术装备，也是火力发电厂安全经济运行、文明生产、提高劳动生产率、减轻运行人员劳动强度必不可少的设施。 热工仪表包括检测仪表、显示仪表和控制仪表。下面我们对这些常用仪表原理、用途等进行简单介绍，便于新成员从事仪控专业工作有个大概的了解。 一、检测仪表 检测仪表是能够确定所感受的被测变量大小的仪表，根据被测变量的不同，分为温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析仪表等。 1、温度测量仪表： 温度是表征物体冷热程度的物理量，常用仪表包括双金属温度计、热电偶、热电阻、 温度变送器。常用的产品见下图： 双金属温度计热电偶 铠装热电偶热电阻（Pt100）
端面热电阻（测量轴温）温度变送器 1）双金属温度计 原理：利用两种热膨胀不同的金属结合在一起制成的温度检测元件来测量温度的仪表。 常用规格型号：WSS-581，WSS-461；万向型抽芯式；φ100或150表盘；安装螺纹为可动外螺纹:M27×2 2）热电偶 原理：由一对不同材料的导电体组成，其一端（热端、测量端）相互连接并感受被测温度；另一端（冷端、参比端）则连接到测量装置中。根据热电效应，测量端和参比端的温度之差与热电偶产生的热电动势之间具有函数关系。参比端温度一定时热电偶的热电动势随着测量温度端温度升高而加大，其数值只与热电偶材料及两端温差有关。 根据结构不同，有普通型热电偶和铠装型热电偶。根据被被测介质温度高低不同，一般热电偶常选用K、E三种分度号。K分度用于高温，E分度用于中低温。 3）热电阻 原理：利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。 热电阻一般采购铂热电阻（WZP），常用规格型号：Pt100，双支，三线制，铠装元件?4，配不锈钢保护管，M27×2外螺纹。 4）温度变送器 原理：将变送器电路模块直接安装在就地温度传感器的接线盒内，将敏感元件感受温度后所产生的微小电压，经电路放大、线性校正处理后，变成恒定的电流输出信号（4～20mA）。 由于该产品未广泛普及，所以设计院一般很少选用。
热工管理(试题)
热工管理（试题） 一 、 单选题 (共 37 题) 【 1 】. 火电厂发电设备检修，下面说法不妥的是______. A.采用计划、实施、检查、总结方法 B.从检修准备开始制订,各项计划和具体措施 C.到目前为止，采用的都是定期检修 D.做好施工、验收和修后评估 答案：（ ） 【 2 】. 关于热工运行中和停炉前的检查记录，规程中没有作规定的是______。 A.应使用专用记录本 B.应有检查责任人的签名和填写日期 C.集中保存不少于三个月 D.应由部门技术负责审核并签署意 见 答案：（ ） 【 3 】. 管道气压试验介质，应使用______或______。 A.空气 二氧化碳 B.二氧化碳 氮气 C.空气 氮气 D.氢气 氮气 答案：（ ） 【 4 】. 热工专业应建立的技术规程、制度中，DL/T744中未作要求的是______。 A.适合本单位的热工自动化设备检修、运行、维护规程 B.电力系统热工仪表及控制装置监督规程 C.热工控制系统定值、软件修改管理制度
D.热工技术资料管理制度（包括图纸、资料、软件的存放、修改、使用、版本更新等） 答案：（） 【5 】. 监督管理机构考核电厂热工的“四率”指标，指的是______。 A.DAS完好率仪表投入率自动投入率保护利用率 B.DAS完好率仪表准确率自动可用率保护投入率 C.DAS投入率仪表合格率自动投入率保护投入率 D.DAS投入率仪表合格率自动利用率保护动作正确率 答案：（） 【 6 】. 现场施工中，攀登阶梯的每档距离不应大于______cm。 A.30 B.40 C.45 D.60 答案：（） 【7 】. 根据规程要求，热工自动化系统设备检修、故障及损坏更换台帐，应记录的内容没有要求的是，检修、故障及损坏设备的_____。 A.更换原因 B.价格和运行时间 C.采取的措施 D.生产厂家 答案：（） 【8 】. 质量管理中，采用______的方法，把杂乱无章和错综复杂的数据、意见进行归纳汇总，使其能确切反映客观实际。 A.圆饼图 B.因果图 C.流程图 D.分层图 答案：（）
热工控制系统
1、被调量（被控制量）：表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量。 2、给定值：按生产要求被调量必须维持的希望值，简称给定值。 3、控制对象（被控对象）：被调节的生产过程或设备称为控制对象。 4、调节机构：可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置称为调节机构。 5、控制量（调节量）：由调节机构（阀门、挡板等）改变的流量（或能量），用以控制被调量的变化，称为控制量。 6、扰动：引起被调量偏离其给定值的各种原因称为扰动。如果扰动不包括在控制回路内部（例如外界负荷），就称为外扰。如果扰动发生在控制回路内部，称为内扰。其中，由于调节机构开度变化造成的扰动，称为基本扰动。变更控制器给定值的扰动称为给定值扰动，有时也称控制作用扰动。 7、控制过程：（调节过程）：原来处于平衡状态的控制对象，一旦受到扰动作用，被调量就会偏离给定值。要通过自动控仪表或运行人员的调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为调节过程。 8、自动控制系统：自动控制仪表和控制对象通过信号的传递互相联系起来就构成一个自动控制系统。 9、自动控制系统分类：一 按系统结构特点分类：①反馈控制系统、②前馈控制系统、③前馈—反馈控制系统 二 按给定值特点分类：①定制控制系统（给定值保持不变，或给定值在某一很小范围内变化）例如：锅炉汽包水位控制系统、炉膛负压控制系统 ②随动控制系统（给定值是按预先不能确定的一些随机因素而变化（变化规律事先未知）的，因而要求其被调量以一定精度跟随给定值变化。）例如：锅炉燃烧控制系统。 ③程序控制系统（给定值是预定的时间函数）。 10、热工控制系统类型：有自平衡能力和无自平衡能力。 11、单回路控制系统由测量变送器、调节器、执行器及控制对象组成。 12、热工对象的动态特性一般具有以下特点：（1）对象的动态特性是不震荡的 （2）对象的动态特性在干扰发生的开始阶段有迟延和惯性 （3）在阶跃响应曲线的最后阶段，被调量可能达到新的平衡（有自平衡能力）；也可能不断变化而不在平衡下来（无自平衡能力） （4）描述对象动态的特性参数有放大系数K ，时间常数T （无自平衡能力用飞升时间Ta ）,迟延时间（包括迟延和容积迟延）或另一组参数飞升速度ε，自平衡率ρ和迟延时间η 13、PID 调节器传递函数表达式：)11(1 )() (PID s T s T S E s W d i ++==δμ 14、比例作用（P 作用）：比例作用能单独的执行调节任务，并能使控制过程趋于稳定，但使被调量产生静态偏差。 15、积分作用（I 作用）：积分作用只有极少的情况（对象自平衡能力大，惯性和迟延很小等）才能单独使用，会使控制过程变成震荡甚至不稳定，但能使被调量无静态偏差。 16、微分作用（D 作用）：微分作用不能单独使用，但能提高控制系统的稳定性，有效的减少被调量的动态偏差。 17、调节阀的理想流量特性：（理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性）①等百分比特性、②线性特性、③抛物线特性 18、调节阀的工作流量特性：（在实际系统中，阀门两侧的压力降并不是恒定的，使其发生变化的原因主要有两个方面。一方面，由于泵的特性，当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。另一方面，当流量减小时，盘管上的阻力也减小，导致较大的泵压加于阀门。因此调节阀进出口的压差通常是变化的，在这种情况下，调节阀相对流量与相对开度之间的关系，称为工作流量特性） 19、调节阀工作流量特性满足什么调节才能工作： 20、电动调节阀大致工作原理：通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA ）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数，实现自动化调节功能。 21、气动调节阀大致工作原理：气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。 22、控制系统性能指标：①静态偏差e(∞) ②最大动态偏差y m 或超调量ζ ③衰减率ψ和衰减比η ④控制过程时间t s 23、控制系统整定：控制系统的结构已经确定、控制仪表与控制对象都处于正常的情况下，适当选择调节器的参数（δ、Ti 、Td)使控制仪表的特性和控制对象的特性配合，从而使控制系统的运行达到最佳状态，取得最好的控制效果。 24、工程整定法：①响应曲线法：
自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 摘要：随着计算机技术的不断发展，自动控制理论日趋成熟，自动化机械设备已广泛应用于人们日常生活的方方面面，尤其是在火电厂中的运用，对我国电力事业的现代化发展，做出了巨大的贡献。本文介绍了我国火电厂现阶段热工自动化应用现状，以及自动化控制理论在火电厂应用技术的最新进展，提出了今后自动控制理论在该领域的发展趋势，以期与同行交流。 关键词：自动控制火电厂热工自动化应用 近年来，我国在自动控制技术领域的研究取得了长足的进展，其研究成果不断被应用在生活生产的各个方面。火电厂热工自动化作为一种自动控制技术，其融合了热能工程技术、计算机信息技术以及智能仪表仪器等相关技术，可实现对火电厂生产过程的各类参数进行实时监控。这一技术的运用，将有助于提高该行业的生产效率，提高企业利润，有效降低人力物力成本，实现火电企业的现代化革新与可持续发展。 一、火电厂热工自动化发展现状 自动控制通常是指在企业生产过程中，采用自动化仪器设备代替部分甚至是全部人工操作，并依靠这些仪器设备进行自动生产，达到甚至超过人工操作的目的。自动控制理论早在上世纪前期就已经被提出，经过几十年的发展，其主要分为经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个不同阶段。其中经典控制理论主要以传递函数理论为基础，通过建立系统的数学模型，研究系统运行的状态和规律，从而实现自动控制。而现代控制理论中，线性控制和优化估值是其理论基础，从而使得火电厂在发电过程中实现对过程的自控。智能控制综合了前两者的优势，主要以数值计算。逻辑运算为理论基础，实现对复杂系统的精确控制。 在我国火电企业中，自动化控制理论主要运用于热工自动化中，如图1所示。
热工控制系统课程设计样本
热工控制系统课程设计 题目燃烧控制系统 专业班级: 能动1307 姓名: 毕腾 学号: 02400402 指导教师: 李建强 时间: .12.30— .01.12
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定....................... (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下: 导前区: 136324815.02++-S S 惰性区: 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数, 能够用两点法求上述主汽温对象的传递函数, 传递函数形式为 w(s)= n TS K )1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线, 然后利用两点法确 定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示:
热工控制系统试卷及答案4套
热工控制系统试卷1 一、名词解释（10分，每题2分） 1、峰值时间—— 2、被控对象—— 3、自平衡率ρ—— 4、稳态偏差—— 5、超调量—— 二、填空题（15分，每空1分） 1、锅炉燃烧过程自动调节的基本任务是 、 、 。 2、自动控制系统按给定值变化规律分类，可分为 调节系统、 调节系统和 调节系统。 3、衡量控制系统控制品质的指标主要有 、 、 。 4、主汽温度控制对象的动态特性特点为 、 、 。 5、给水控制对象的动态特性特点为 、 、 。 三、简答题（20分，每题5分） 1、串级控制系统比单回路控制系统为什么更适合对具有大惯性大迟延的被控对象进行控制？ 2、在主汽温串级调节系统中，惰性区动态特性的特点是什么，对主回路的要求是什么？ 3、在热工控制系统中，为什么不采用纯积分作用的调节器？ 4、锅炉给水控制对象动态特性有什么特点，如何克服“虚假水位”现象？ 四、已知3个二阶系统的闭环极点在复平面上的分布如下图所示，按表格形式比较它们的性能。（6分） 五、某系统的闭环特征方程为()4 3 2 5816200D s s s s s =++++=，判断此闭环系统的稳
定性，并确定特征方程的特征根在复平面上的分布情况。（5分）
六、某系统方框图如下图所示，求其传递函数()() () C s G s R s = 。（10分） 七、某系统的开环传递函数为()() 2 43K G s s s s = ++，绘制系统的根轨迹图，并确定使闭环系统稳定的K 值的范围。 （10 分） 八、某系统的开环零、极点分布如下图，其中-P 为极点，-Z 为零点，试绘制系统的根轨迹图。（4分） 九、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，写出系统的开环传递函数表达式()G s 。 （10分） 十、已知某系统的开环传递函数()() 3 1 151G s s =+，要求使系统的衰减率0.75ψ=（m ＝ 0.221），求比例调节器的比例系数
DCS在电厂热工控制系统中的应用研究
DCS在电厂热工控制系统中的应用研究 摘要：目前在电厂机组中DCS系统得以广泛的应用，而且随着技术的发展也不 断的完善，其前景越来越好，而且300MW机组上已全面采用了DCS系统，通过DCS系统的应用，有效的确保了电厂的安全生产，同时也使电厂的经济效益得以 更好的实现，DCS系统以其超过于其他控制系统的优势展现出无限的生机。 关键词：DCS；电厂；热工控制系统；维护与管理 1 DCS系统分析 DCS系统的实质是一种集散性的控制系统，与传统系统结构相比，DCS系统 是一种较为新型的控制系统，它以计算机控制系统为基础，能不断的改善系统内 部的软件工作环境，也能有序控制锅炉、发电机组、系统和用电装置，并对相关 数据发送控制指令，实现了对汽机、锅炉、电气系统的协调控制。 从结构上来看，DCS系统主要由操作员站、工程师站、现场控制站、系统网 络四个部分构成，如图1所示，且相互之间的功能、性质等存在一定的差异。 图1 DCS系统结构图 在上述4个部分的操作过程中，主要以基于微型计算机的局域网为纽带，在 该局域网中，各种有关电厂生产的资料可以顺利的传递、交流，并且不会受到外 界的干扰；在信息传递过程中，相关人员可按照要求对数据内容进行交流与控制。因此可以认为，DCS是一个安全性高、时效性好的控制系统，不仅能实时控制电 厂生产的操作过程，也能监控控制过程，寻找其中存在的风险项目，为提高电厂 整体系统操作水平奠定基础。 而从当前DCS系统的运行来看，该系统虽然具有先进性，但依然存在扩展性 差的问题，并且在系统结构上的兼容性还有待加强。同时有些学者认为，由于数 据通信速率与控制的实时性之间存在密切关系。数据通信网络在数据传输率与数 据准确性间存在矛盾，在高速通信下解决数据准确性是目前大型及超大型电厂DCS系统亟需解决的问题。从上述研究内容可以发现，虽然DCS系统具有先进行，但依然存在诸多问题，需要相关单位的重视。 2电厂热工控制DCS系统设计 在进行电厂热工控制DCS系统设计时，其中网络设计是极为关键的部分，直 接关系到DCS系统的安全性、实效性、扩充性和可靠性，且在进行DCS系统设计时，其功能性也是十分关键的部分，需要进行全面的考虑。 2.1数据采集系统 DCS系统中的数据采集也可以称为计算机监控系统，主要是将机组运行过程 中的相关参数信息在线检测并处理后，并以画面的形式传送给操作人员，而且还 具有自动报警、打印制表等功能，同时对于准确性操作具有极为重要的作用。 2.2模拟量控制系统 对于电厂热工控制DCS系统而言，其模拟量控制系统的作用在于将汽轮发电 机组锅炉、汽机作为整体，予以控制，具体可分成机侧、炉侧模拟量两个控制系统。对于炉侧MCS系统而言，其中主要包括机炉协调控制和汽温调节系统，同时包括送风和引风调节系统、储水箱水位控制系统以及蒸汽温控系统等；对于机侧MCS系统而言，除锅炉给水全程控制、除氧器水位调节作为串级凋节，其他调节 皆为单回路调节系统。 2.3顺序控制系统
热工控制系统课程设计56223
热工控制系统课程设计 ----某直流锅炉给水控制系统设计 二○一○年十二月 目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (4) 一、广义频率特性法参数整定 (5) 二、临界比例带法确定调节器参数 (6) 三、比例、积分、微分调节器的作用 (9) 第三部分串级控制系统参数整定 (10) 一、主蒸汽温度串级控制系统参数整定 (10) 二、给水串级控制系统参数整定 (13) 三、燃烧控制系统参数整定 (15)
第四部分 某电厂热工系统图分析 ........................................................ 16 参考文献： (19) 第一部分 多容对象动态特性的求取 选取某主汽温对象特定负荷下导前区和惰性区对象动态特性如下： 导前区： 1 40400657 .12++-s s 惰性区： 1 1891542269658718877531306948665277276960851073457948202 .1234567+++++++s s s s s s s 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递
函数，传递函数形式为n Ts K s W )1()(+=，利用Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象 传递函数。 导前区阶跃响应曲线： 图1-1 由曲线和两点法可得： 657.1=K 637.28,663.0657.14.0)(4.01==?=∞t y 165.61,326.1657.18.0)(8.02==?=∞t y 2092.25.0075.12 121≈=??? ? ??+-=t t t n ，8.2016.22 1≈+≈n t t T 即可根据阶跃响应曲线利用两点法确定其传递函数：2 ) 18.20(657 .1)(+-= s s W 惰性区阶跃响应曲线：
热工安装调试试题及答案
热工安装调试（试题）答案在后面 一、单选题(共137 题) 【 1 】. 线性位移差动变送器（LVDT）的输出是______信号。 A.直流电流 B.交流电压 C.交流电流 D.直流电压 答案：（） 【 2 】. 热电偶的插入深度，至少应为保护套管直径的______。 A.3倍-5倍 B.5倍-7倍 C.8倍-10倍 D.10倍-12倍 答案：（） 【 3 】. 锅炉燃烧对象，是一个______调节对象。 A.单变量 B.二变量 C.多变量 D.三变量 答案：（） 【 4 】. 测量1.2MPa压力，要求测量误差不大于4%，应选用______压力表。 A.准确度1.0级，量程0～6MPa压力表 B.准确度1.5级，量程1～4MPa压力表 C.准确度1.5级，量程0～2.5MPa压力表 D.准确度2.5级，量程0～2.5MPa压力表 答案：（） 【 5 】. 根据电容性耦合的原理，屏蔽信号传输线的屏蔽体必须接地，否则起不到抗静电干扰的作用。对信号源接地、放大器不接地的系统，信号线屏蔽层应选在______。对信号源不接地的系统，信号线屏蔽层应选在______。 A.信号源接地端与零信号基准线短接仪表侧接地 B.放大器侧接地信号源与仪表侧均接地 C.信号源与仪表侧均接地信号源接地端与零信号基准线短接 D.仪表侧接地放大器侧接地 答案：（） 【 6 】. 当压力变送器的安装位置低于取样点的位置时，压变送器的零点应进行______。 A.正迁移 B.负迁移 C.不迁移 D.不确定 答案：（） 【7 】. 小机速关组件中，可以通过调整针形阀来控制______流量，以控制速关阀开启速度。 A.进油 B.回油 C.进油和回油 D.启动油
-15自动化专业(火电厂热工自动化方向)
自动化专业（火电厂热工自动化方向）培养方案 一、培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，较系统地掌握过程控制、计算机控制、检测与自动化仪表等技术方面的基础理论和专业知识，具有较强的专业技能和实际操作能力，具有创新精神、合作精神和工程意识，能在火电厂和电建安装公司从事热工过程控制、计算机控制、检测与自动化仪表方面的安装、调试、检修和维护的应用型高素质工程技术人才。 二、培养要求 1.政治素质与思想品德要求： 毕业生应具有热爱社会主义祖国，具有为国家富强，民族昌盛而奋斗的志向和责任感，能树立科学的世界观和人生观，具有敬业爱岗、团结协作和品质及良好的思想品德，遵纪守法，严谨务实，具有较好的文化修养和心理素质。 2.基本素质要求： 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文科学、社会科学、经济管理科学知识，具有较强的外语综合应用能力。 3.专业素质要求： 系统地掌握电工技术、电子技术、控制技术、计算机技术方面较为宽阔的基础理论知识及其综合应用能力；具有较强的工程实践能力和良好的工程意识，具有熟练的计算机软、硬件综合应用能力。 具有必需的制图、试验技术、信息处理、文献检索和电子仪表工艺操作等基本技能。 4.自学能力与创新意识要求： 具有较强的信息获取能力，能对自动控制新理论、新技术、新设备及其应用保持跟踪，能综合运用多种方法来分析问题、解决问题，具有较强的自主研究能力。 5.身体、心理素质要求：
掌握科学锻炼身体的方法和基本技能，达到国家规定的大学生体育合格标准。 三、主要课程 1.核心课程 公共基础课： I、高等数学（一） II、大学外语（一） 学科基础课： III、电厂热力设备及运行 IV、微机原理及应用 V、自动控制理论 VI、PLC原理及应用 专业课： VII、检测技术及仪表 VIII、过程控制仪表 IX、热工过程控制系统 X、计算机控制系统 2.主要实践环节 I、PLC原理及应用课程设计 II、计算机控制系统课程设计 III、PLC创新实践训练 IV、DCS创新实践训练 V、毕业设计 四、学制与学位
热工题库(检修工)
1.电力安全规程中“两票三制”指的是什么 答：“两票”是指：① 操作票；② 工作票。 “三制”是指：① 设备定期巡回检测制；② 交接班制；③ 冗余设备定期切换制。 2?测星过程中，产生误差的因素有哪几种 答案:产生误差的因素有以下4种：① 测量装置误差；② 环境误差； ③方法误差；④人员误差。 3.热工信号报警分为几类 答案:可以分为一般报警、严重报警、机组跳闸报警。 4?简述热电偶的测温原理。 答案:当任意两种不同的导体（或者半导体）构成闭合回路，如果两点处于不同的温度，则回路中就会产生电动势，即产生了热电效应。 这个电动势与两点所处的温度存在一定的函数关系。当固定其中一点温度时，则电动势与另一点温度存在单值函数关系。热电偶就是利用这个原理测温的。 5. PID自动调节器有哪些整定参数 答案:有比例带、积分时间、微分时间3个整定参数。 6.试简述A/D转换器和D/A转换器的作用和应用场合。 答案:A/D转换器能将模拟量转换成数字量，常作为数字电路的输入，D/A转换器能将数字量转换成模拟量，常用作数字电路的输出。 7- DEH控制系统有何主要功能 答案:DEH控制系统主要有以下功能：①自动启动功能；②负荷
自动控制；③手动操作；④超速保护功能；⑤自动紧急停机功能。 8.试说明电压与电位.电压与电动势间的相互关系。 答:(1)电压是表明电场力做功能力大小的物理量；两点间电位 差的大小即为电压。 ⑵电动势是表明电源力做功能力大小的物理量；电动势的方向与电压的方向相反。 9.热电阻的测温原理是什么 答案:热电阻测温度是利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的特性来达到的。 10.汽轮机本体监视一般包扌2；哪些内容 答案:汽轮机本体监视一般包括转速、轴向位移、汽缸热膨胀、胀差、轴偏心、轴承金属温度.推力瓦温度.轴承振动等。 11,汽轮机TSI包拾哪些参数的测量 答案：(1)汽轮机转速。 (2) 汽轮机偏心度。 轴承振动。 (4) 汽轮机高低压缸差胀。 汽轮机轴向位移。 (6) 壳体膨胀。 (7) 键相。 22?炉膛火焰电视监视系统包扌舌哪几部分
2016热工过程控制实验报告——姜栽沙
热工过程控制工程 实验报告 专业班级：新能源1402班 学生姓名：姜栽沙 学号：1004140220 中南大学能源学院 2017年1月
实验一热工过程控制系统认识与MCGS应用 组号______ 同组成员李博、许克伟、成绩__________ 实验时间__________ 指导教师(签名)___________ 一、实验目的 通过实验了解几种控制系统（基于智能仪表、基于计算机）的组成、工作原理、控制过程特点；了解计算机与智能仪表的通讯方式。了解组态软件的功能和特点，熟悉MCGS组态软件实现自动控制系统的整个过程。掌握MCGS组态软件提供的一些基本功能，如基本画面图素的绘制、动画连接的使用、控制程序的编写、构造实时数据库。 二、实验装置 1、计算机一台 2、MCGS组态软件一套 3、对象：SK-1-9型管状电阻炉一台；测温热电偶一支（K型）。 4、AI818/宇电519/LU-906K智能调节仪组成的温控器一台。 5、THKGK-1型过程控制实验装置（含智能仪表、PLC、变频器、控制阀）一套 6、CST4001-6H电阻炉检定炉（含电阻炉、温度控制器、测温元件、接口）一套 7、电阻炉温度控制系统接线图和方框图如图1-1、1-2所示。 三、实验内容 1、电阻炉温度控制系统（液位、流量、压力） 被控过程: 电阻炉被控变量: 电阻炉温度 操纵变量: 电阻炉的功率主要扰动：环境温度变化，电压值，电流值2、带检测控制点的流程图 3、控制系统方框图
4、控制系统中所用的仪表名称、型号（检测仪表、控制器、执行器、显示仪表）。 检测仪表：CST4001-6H电阻炉检定炉 控制器：AI818/宇电519/LU-906K智能调节仪组成的温控器 执行器：THKGK-1型过程控制实验装置（含智能仪表、PLC、变频器、控制阀） 显示仪表：计算机 5、智能仪表与计算机是怎样进行通讯？有哪几种方式？ 智能仪表与计算机通讯一般有三种方式，分别为USB接口，485接口，232接口，通过这些接口进行信号传输，计算机得以对仪表进行温控。 6、什么是组态软件？ 组态软件是指对系统的各种资源进行配置，达到系统按照预定设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的的应用软件。 四、MCGS组态界面 提供电阻炉温度控制系统一套完整组态界面图（共6个图），包括主界面、运行界面、设备工况、存盘数据、实时曲线、历史数据。
智能控制在电厂热工自动化中的应用分析 时辉
智能控制在电厂热工自动化中的应用分析时辉 发表时间：2018-12-17T12:04:40.717Z 来源：《防护工程》2018年第23期作者：时辉 [导读] 随着电力行业的迅速发展，电厂智能控制与自动化水平也得到很大提升 济宁市技师学院山东济宁 272000 摘要：随着电力行业的迅速发展，电厂智能控制与自动化水平也得到很大提升。要想保障电力行业高效、生态、智能化的生产，以往的方法已经无法满足电厂热工自动化的发展步伐。因此，电厂应当了解智能控制的发展状况，并将先进的智能控制技术应用于电厂的生产中，以此促进电厂热工自动化更好的发展。 关键词：智能控制；电厂热工；自动化；应用 引言：随着科学技术的飞速发展，自动化、智能化控制技术的发展也极为迅速，并被广泛应用到各行业的发展中，对推动社会经济水平的提升有着巨大的作用。电厂作为经济市场发展的重要组成部分，更为人们日常生活提供稳定的电力能源，将先进的智能控制技术应用到电厂热工自动化系统中，对提升电厂热工自动化系统的控制水平有着巨大的作用。同时，在受到智能控制技术的影响下，电厂热工自动化系统的运行水平也飞速的提升，对提升电厂生产运营的经济性、效益性有着巨大的作用。 一、智能控制在电厂热工自动化中的作用 随着现代化工业的飞速发展，工业生产的规模逐渐扩大，生产设备的负担也越来越重，设备运行越来越频繁、越来越复杂，同时对系统控制方面也提高了标准。在生产过程中应用自动化，需要智能控制的有效支持，才能在真正意义上实现生产自动化。智能控制的发展越来越迅速，已经逐渐被更多的人认可与关注，运用智能控制，使固定数学模式与智能模式之间的转化得以实现。智能控制方法随着智能算法的不断应用而逐渐发展，像模糊控制、神经网络控制、群体智能控制等，这些智能控制系统的发展推动了控制系统的应用，使得高度不确定与复杂的控制系统能够有效、稳定地运行。智能控制能够有效地应用在电厂热工自动化中，使得电厂安全发展方面得到了有力的保障。与此同时，在电厂热工自动化中应用智能控制，能够有效地改进其自动化技术，促进电厂热工自动化技术迈向新的发展方向，同时使企业自身的自动化控制不断得到优化，促进电力行业智能化发展有序进行。 二、智能控制技术的应用方向 （一）自动保护 自动保护是在自动检测基础上延伸而来，自动保护能够实现还原与调整的数据。当生产条件无法恢复时，其可以通过自动检测来发现设备运行中存在的问题，并将这些数据传输到系统中心，并智能的实行暂停，防止由于设备存在问题而导致生产错误的现象发生，使电厂权益得到良好维护。 （二）自动检测 自动检测是采用自动化仪表对各种数据进行测量，之后自动检测热工参数，其中包括运行成分、温度、流量等，对机组的正确运行进行保障，实现系统自动运行的效果。同时，其本身也能够通过检测结果来调整参数，这对收益计算以及报警提供良好的条件。 （三）自动控制 由于电厂热工十分复杂，如果只是依靠传统的人工控制方法，将无法取得良好的运行效率，不仅增加了劳动强度，而且控制效果并不乐观，而智能控制在电厂热工自动化中的应用，能够发挥自动控制的作用，不仅能够使工厂流程更加规范，而且其能够有效规避外部不利因素带来的影响，使其自动调节设备，对保障设备的稳定运行奠定良好基础，有效促进电厂热工自动化的稳定发展。 三、智能控制在电厂热工自动化中的应用分析 （一）在锅炉燃烧中的应用 锅炉是电厂生产经营的关键设备，锅炉的燃烧效率也将直接影响到电厂的实际生产运用效率，因此，在电厂生产中必须重视锅炉的燃烧。在智能控制技术飞速发展下，将其应用到电厂锅炉燃烧中，实现对燃烧的智能化控制，对提升锅炉的燃烧效率有着极大的作用。以往锅炉燃烧过程的控制中存在控制精度偏低的现象，尤其是对锅炉燃烧温度的把控和煤耗的控制缺乏合理性，使得锅炉燃烧缺乏稳定性，而且锅炉燃烧的能源也不能得到充分的燃烧，产生一些燃料浪费的现象，影响到锅炉的燃烧的效率。而在智能控制技术的应用下，不仅可以实现锅炉燃烧的自动化更使其趋于控制智能化，充分解决锅炉燃烧不稳定性的现象，对整个燃烧系统的运行精确度有着良好的控制，能够使锅炉中的燃料充分燃烧，从而有效避免燃烧材料浪费的现象。另外，智能控制技术的应用能够有效提高电厂热工自动化系统的精度，我们都知道电厂锅炉在燃烧的过程中可能受到多方面因素的影响，使得锅炉在燃烧中出现不同程度的问题，而智能控制技术则能够有效检测到这些影响因素，并实施智能化控制，有效规避内部以及外部因素对锅炉燃烧的影响，而且在实际运行中能够及时发现锅炉燃烧的潜在风险因素，并将其信息传输至主控系统，并由工作人员制定出合理的解决措施，从而保证锅炉燃烧的安全性、稳定性、效率性[1]。 （二）在制粉系统中的应用 在智能控制技术应用之前，电厂的热工自动化系统运行面临诸多问题，尤其是中储式制粉系统的运行面临诸多瓶颈，使得制粉系统的运行效率低，影响到电厂热工效率，不利于电厂的可持续稳定发展。而在智能控制技术飞速发展下，将其应用到中储式制粉系统中，通过以复杂的数学模型作为基础，并实现对信号的接收和发送控制，更好地实现对电厂热工的智能控制。当然要提高智能控制的精确性，应有效减少模糊语言元素对现行规则数据产生的影响，切实提升电厂生产运行的经济效益，推动电厂的快速发展。当然，在智能控制技术不断发展下，针对电厂制粉系统的智能化控制也应进行不断的改进和创新，为电厂的可持续发展做好技术保障工作。 （三）在温度控制中的应用 通常在电厂锅炉运行的过程中，需要对锅炉的燃烧温度进行有效的控制，避免锅炉过热而对锅炉自身造成损害，同时也避免了锅炉温度过低而影响到燃料燃烧的充分性。在对以往电厂锅炉温度控制的调查研究中发现，由于控制技术不够先进影响到锅炉燃烧温度的控制效率。锅炉温度是衡量电厂热工自动化质量的重要指标之一，在智能控制技术的应用下，可以有效控制锅炉温度的变化，尤其是锅炉过热的现象，可以及时检测出其超标温度，并采取有效的降温措施，保证锅炉温度在正常范围内。另外，温度过低也会给予相应的提示，检查是
热工控制系统故障专项应急预案
热工控制系统故障专项 应急预案 1总则 1.1编制目的：为防止热工控制系统故障导致事故扩大，避免由于热工控制系统故障导致设备损坏事件的发生，特制定本预案。 1.2编制依据：本应急预案依据《火力发电厂设计技术规程》、《火力发电厂热工控制系统运行检修导则》、《火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定》、《枣庄市建阳热电有限公司公司重大突发事件应急预案》等结合《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》编写。 1.3热工控制系统故障：指热工控制系统硬件、软件以及系统出现故障导致锅炉、汽轮发电机组本体设备、辅助设备、其他相关系统及设备的控制故障，造成设备被迫停止运行，对机组安全运行及设备健康状况构成严重威胁的事件。 1.4适用范围：本应急预案适用于枣庄市建阳热电有限公司热工控制系统故障事件的应对工作。 1.5热工控制系统现况：枣庄市建阳热电有限公司#1、#2炉、1 #机DCS系统为XDPS分散控制系统。DCS系统的控制范围覆盖模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、燃烧器管理系统BMS、数据采集
系统DAS、汽轮机控制系统DEH、给泵汽轮机控制系统MEH和电气控制系统ECS。控制室里，采用CRT控制并辅以大屏幕显示。 2事故类型和危害程度分析 2.1分散控制系统操作员站和过程控制单元等故障，导致控制信号消失或被控对象失去控制； 2.2分散控制系统网络或模件总线通信故障，导致信息传输中断或坏质量； 2.3热工控制系统软件存在缺陷、错误，导致控制系统发出错误指令； 2.4热工控制系统电源故障，导致控制系统停止工作； 2.5汽机控制系统（DEH）或给水泵汽机控制系统（MEH）故障，导致汽机或给水泵汽机不能正常控制和运行。 3应急处置基本原则 3.1当分散控制系统局部故障，重要的局部区域信号异常、部分主重要运行参数失去控制或其显示不能真实反映实际工况时，由值长按照规程，通过运行方式的调整、现场监视和操作等可以利用的一切手段，尽可能使机组运行稳定、设备处于安全状态。当部分操作员站（OIS）出现故障时，应由可用操作员站继续承担机组监控任务（此时应尽量减少操作），同时迅速排除故障。 3.2当全部操作员站出现故障时（所有OIS"黑屏"或"死机"），若主要后备硬手操及监视仪表可用且暂时能够维持机组现况，则转用后备操作方式运行，同时排除故障并恢复操作员站运行方式，由值长
火电厂热工自动化试题库测试题
第四次试题 一、选择题（单选，每题1分，共计20题） 1 、SCS与MCS的关系是，SCS ---------。 A优先级别高于自动调节控制，只有顺控过程结束．调节系统才能恢复对设备的控制； B优先级别低于自动调节控制，只有调节过程结束，顺控系统才能恢复对设备的控制； c系统与自动调节系统是两个互不关联的独立控制系统； D系统接受自动调节系统控制。 2、安全油压和EH油压正常．也没有ETS动作条件，但挂闸不上。检查AST电磁阀均已通电，该情况说明至少有——AST电磁阀异常。 A一只；B两只；C三只；D四只。 3、DEH调节系统四种运行方式是：①操作员自动、②汽轮机自启动ATC，③二级手动(或称遥控自动)、④一级手动(或称手动)。从高级到低级其切换顺序是-----。 A①一②一④一③B②一①一④一③；C②一①一③一④；D①一②一③一④。 4 、下列选型中，不包含在DEH负荷控制的反馈回路是---------。 A汽轮机功率校正回路；B发电机功率校正回路； C频率校正回路；D调节级压力校正回路。 5 、热工测点安装位置构选择要遵循一定的原则，取源部件之间距离应大于管道外径，但不小于---------mm。 A 200； B 100； C 250； D 150 6、一次门的严密性试验，应该用-----倍的工作压力进行水压试验，--------MIN内无渗漏。 A 1，3； B 1.25，5； C 1.5,5 D 2，10。 7、不同直径的管于对口焊接，其内径差不宜超过-------mm否则．应采用变径管。 A 0.5； B 1； C 2； D 3。 8、汽轮机轴承润滑油压力低联锁保护压力开关的取样点，应在——。 A润滑油母管的始端；B润滑袖母管的中间； C注油器出口；D润滑油母管的末端。 9、在锯弓上安装锯条时，锯条的齿面向----------- A锯弓工作时的前进方向安装；B锯弓工作时的后退方向安装； c实际需要窭装; D无所谓。 10、在安装顶棚壁温测点时，测点的安装高度为顶棚上------mm左右，且上下-------mm的地方不能有焊缝； A 300，100； B 300, 50; C 250．100； D 350．150。 11、同一段管道上开孔取源，按介质流动方向，从前列后的正确次序是----------。 A压力测点、温度测点、流量测点B流量测点、压力测点、温度测点 C温度测点、流量测点、压力测点；D压力测点、流量测点、温度测点。 12、同一段管道上开孔取源，接介质流动方向，从前列后的正确次序是----------。 A 连锁测点、自动测点、保护侧点、DAS测点； B DAS测点、自动测点，保护测点、连锁测点； C 自动测点、保护测点、连锁涮点、DAS测点； D 保护测点、连锁测点、囟动测点、DAS测点。 13 、对目前在线运行的分散控制系统，绝大多数要求保证DAS信号输人端一点接地，以有 效避免信号传输过程中的-----------信号。 A静电干扰；B电磁干扰；c共模干扰；D串模干扰。 14、振动传感器分接触式和非接触式两种，----------传感器是非接触式传感器。 A、电涡流式； B、磁电式 C、压电式 D、A、B、C选项都正确 15 、当压力变送器的安装位置低于取样点的位置时，压力变送器的零点应进行---------。