火电厂热工自动化概述.pdfVIP

第一章 火电厂热工自动化概述 第一节 引 言 随着我国国民经济的高速发展，工、农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力 工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，使电力工业得到了迅速的发展。随 着单机发电容量的增大和电网容量的迅速扩大，我国已进入了大电网、大机组、高参数、高 度自动化的时代。由于 300MW、600MW 以及以上大容量、高参数机组的新技术发展迅速， 装机数量日益增多，机组对热工自动化水平的要求越来越高。另外由于微电子技术的迅猛发 展，大型自动化装备的现代化程度快速提高，促使大型火力发电厂现代热工自动化技术发展 迅猛。其特点是上世纪 70 年代中期，以计算机技术 （Computer ）、通讯技术 （Communication ）、 控制技术（Control ）和显示技术（CRT ）为基础的计算机分散控制系统（简称DCS-Distributed Control System ）的问世和其技术的日臻完善。分散控制系统广泛应用于大型发电机组的自动 控制中，并将热工自动化水平推上了一个崭新的台阶，取得了十分显著的经济效益和社会效 益。 与中、小容量火力发电机组相比，600MW 及以上大容量机组的特点之一是监视点多、 参数变化速度快和被控对象数量大，而且各个控制对象相互关联，操作稍有失误就会引起严 重的后果。因此，大型发电机组必须采用完善的自动化系统。如果将大型发电机组的监视和 操作任务仅交给运行人员去完成，不仅体力和脑力劳动强度大，而且很难做到及时调整和避 免人为的误操作。大量事实证明，自动化技术的运用对于提高大型发电机组的安全经济运行 水平是行之有效的。在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动维持运 行参数在规定值的范围内，以取得较高的热效率和较低的消耗（煤耗和厂用电率等）。当机组 运行出现异常时，自动化系统能迅速按照预定的规律进行处理，以保证机组尽快恢复正常运 行。如辅机故障减负荷（简称 RB- RunBack ）、迫升/迫降（RUNUP/RUNDOWN ）、机组快速 甩负荷（简称 FCB-Fast Cut Back ）等功能。当运行工况异常发展到可能危及到设备及人身安 全时，能自动采取保护措施，以防止事故的进一步扩大和保护生产设备不受破坏。如锅炉主 燃料跳闸（MFT ），汽机超速保护（OPC ）等功能。在机组启停过程中，自动化系统能根据 机组启停时的状态和条件进行相应的控制，以避免机组产生不允许的热应力而影响机组的运 行寿命，如汽机顺序控制系统。通常，自动化系统按照预先制定的规律进行工作，不需要人 工干预。但在特殊情况下却要求人工给以提示或协调，即需要人的更高层次的干预。所以， 随着自动化水平的提高，也要求运行人员具有更高的文化和技术素质。 建国以来，随着机组容量的增大，参数的提高，对于机组安全经济运行的要求越来越高。 火电厂的自动化系统迅速发展，其功能已从单台辅机和局部热力系统发展到整个单元机组的 监测与控制，并且随着整个单元机组自动化的不断完善，以及电网发展的要求，火电厂热工 自动化的功能正和电网调度自动化相协调，以实现电网的自动化。尤其是目前随同整套大型 火电机组同时引进的和国产的 DCS 系统的普遍使用，以及单元机组协调控制系统（CCS ）和 1 自动发电控制系统（AGC ）的研制与投运，使我国电网自动化的进程大大向前迈进了一步。 第二节 现代大型火电机组热工自动化的内容及功能 一、 热工自动化的内容 火电厂自动控制的任务所涉及的专业面相当广泛，除了对锅炉、汽轮机、发电机进行自 动控制外，还要对各种辅助设备如除氧器、凝汽器、磨煤机、化学水处理设备等进行相应的 控制。由于采用的主机及辅助设备不同，如汽包锅炉和直流锅炉，它们的控制方法也有较大 的区别。又由于采用的控制设备不同，组成的控制系统不同，因而使自动化系统的结构更加 复杂。但不管如何复杂的自动化系统，它们的控制目的都是要保证电能生产过程的安全和经 济运行，以及生产的电能要满足一定的数量和质量。为完成这一任务，要求大型火力发电机 组具有进行自动检测、自动调节、程序控制、自动保护等功能，这四部分即构成了热工过程 自动化的内容。这些内容将有机地合成一个不可分割的整体，共同完成火力发电机组的自动 控制任务。 由于生产的电能是无法存