火电机组热工自动控制系统课件.ppt

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1、§10-1大型单元机组的生产过程及其对控制的要求§10-2单元机组负荷控制系统§10-3燃烧过程的控制系统§10-4锅炉给水控制系统§10-5蒸汽温度控制系统§10-1大型单元机组的生产过程及其对控制的要求大型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。锅炉的产热、汽机的做功及发电机的发电协调配合完成发电生产。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、操作或控制，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。单元制机组热力发电过程μNTPTH最重要的控制系统单元机组负荷控制系统燃烧控制系统汽包水位控制

2、系统汽温控制系统§10-2单元机组负荷控制系统一、负荷控制系统的控制任务：在保持主汽压力PT稳定的前提下，紧密跟踪电网对机组负荷的要求。NpTBVsμμNpTB负荷对象特性：GpB(s)Gpμ(s)GNB(s)GNμ(s)μNpTBμNpTB多变量对象特点：有自衡能力，机快炉慢，锅炉有蓄热耦合严重，炉侧燃料量的扰动频发。控制方案：1.锅炉跟踪方式（炉跟机）特点：系统响应速度快，但机组稳定性差。锅炉汽机机调炉调PTNBGpB(s)Gpμ(s)GNB(s)GNμ(s)μNpTBPIDPIDN0ps2.汽机跟踪方式（机跟炉）特点：机组稳定性好，但系统响应速度慢。锅炉汽机机调炉调PTNBGN

3、B(s)GNμ(s)GpB(s)Gpμ(s)μpTNBPIDPIDpSN03.机炉协调方式锅炉汽机机调炉调PTNBPSN0以炉跟机为基础的双向补偿协调控制系统GpB(s)Gpμ(s)GNB(s)GNμ(s)μNpTBPIDPIDN0ps以炉跟机为基础的单向解耦协调控制系统+μBμTPT_+_NE+N0锅炉控制器P0汽机控制器锅炉P0-PT汽机_(a)以炉跟机为基础的单向解耦协调控制系统+μBμTPT_+_NE+N0锅炉控制器P0汽机控制器锅炉P0-PT汽机_PD(b)以机跟炉为基础的单向解耦协调控制系统__+μBμTPT_NE+N0P0汽机控制器锅炉汽机(a)锅炉控制器ΔPN0-NE

4、以机跟炉为基础的单向解耦协调控制系统++PD(b)__+μBμTPT_NE+N0P0汽机控制器锅炉汽机锅炉控制器ΔPN0-NE直接平衡协调控制系统△÷DP∑P0D∑△PIN0NE锅炉+P1PT_μB△IIμT__+×+汽机§10-3燃烧过程的控制系统一、燃烧控制的基本任务即要提供热量适应蒸汽负荷的需要，又要保证燃烧的经济性和锅炉运行的经济性、安全性。具体地就是控制三个参数：锅炉出口压力pT、空气过剩系数α和炉膛负压pv。燃烧过程的这三项控制任务是不可分的，通常可以用三个调节量改变三个流量即燃料量、送风量和引风量，以维持这三个被控制量，每个调节器都可以分工负责维持一个被控制量。三个控制

5、系统之间关系密切，因而共同组成多参数的燃烧过程控制系统。一般简称这三个系统为“燃烧控制系统”。燃烧控制系统这三个系统的构成可以有不同的组合方式：通常采用：燃料控制——维持蒸汽压力稳定；送风控制——保证燃烧过程的经济性；引风控制——维持炉膛压力稳定，保证燃烧的安全性。二、汽压调节对象的动态特性μpbDpTBpbDpTpTBVsμ特点：自衡对象。机侧扰动变化快，炉侧扰动变化慢，炉侧自发扰动频繁。调节量选择：燃料量燃料控制系统基本控制结构（1）PIPIGp(s)GD(s)P0PTDΔBB控制系统原理图控制系统结构图串级控制二、控制系统结构分析基本控制结构（2）控制系统原理图控制系统结构图串

6、级-前馈控制PIPIGp(s)GD(s)P0PTDΔBBGff(s)控制系统结构图控制系统原理图PIPIGp(s)GD(s)P0PTDΔB×d/dt∑∑……BPb燃烧品种n1ni考虑煤质变化和实际发热量的控制结构串级控制采用热量信号作为燃料反馈信号采用热量信号的燃料控制结构控制系统原理图串级-前馈控制控制系统结构图PIPIGp(s)GD(s)P0PTQr=D+Cb(dpb/dt)ΔBGff(s)DTPTPIGp(s)GD(s)P0DΔBd/dtd/dt∑Pb控制系统原理图控制系统结构图2.送风控制系统ttVO2%τΔVkΔVT送风量扰动下氧量阶跃响应曲线动态特性PIKGp(s)VBμ

7、VμV控制系统原理图控制系统结构图比值控制控制系统原理图控制系统结构图μVPI×Gp(s)VBμV×KD燃料品种B控制系统原理图控制系统结构图PIO2Gp2(s)DGp1(s)VPI×f(x)f(x)B3.引风控制系统ttGPfΔG引风量扰动下负压阶跃响应曲线0动态特性PI∑f(x)Vpv0pv+-+G∑Gp(s)VPIpvF(x)pv0控制系统原理图控制系统结构图前馈—反馈控制采用热量信号的燃烧控制系统PI＞＜√￣ddtΣ×f(x)PIf1(x)PIf2