1、10-1 大型(dxng)單元機組的生產(chǎn)過程及其對控制的要求10-2 單元機組負(fù)荷控制系統(tǒng)10-3 燃燒過程的控制系統(tǒng)10-4 鍋爐給水控制系統(tǒng)10-5 蒸汽溫度控制系統(tǒng)共五十八頁10-1 大型單元機組(jz)的生產(chǎn)過程及其對控制的要求 大型單元發(fā)電機組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機和輔助設(shè)備組成的龐大的設(shè)備群。鍋爐的產(chǎn)熱、汽機的做功及發(fā)電機的發(fā)電協(xié)調(diào)配合完成發(fā)電生產(chǎn)。由于其工藝流程(n y li chn)復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯，有上千個參數(shù)需要監(jiān)視、操作或控制，而且電能生產(chǎn)還要求有高度的安全可靠性和經(jīng)濟性，因此，大型機組的自動化水平受到特別的重視。 共五十八頁單元(dnyun)制機組熱力發(fā)電過程

2、NTPTH共五十八頁最重要的控制系統(tǒng)(kn zh x tn) 單元機組負(fù)荷控制系統(tǒng) 燃燒控制系統(tǒng) 汽包水位控制系統(tǒng) 汽溫控制系統(tǒng)共五十八頁10-2 單元機組負(fù)荷(fh)控制系統(tǒng)一、 負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制任務(wù)： 在保持主汽壓力(yl)PT穩(wěn)定的前提下，緊密跟蹤電網(wǎng)對機組負(fù)荷的要求。NpTBVsNpTB負(fù)荷對象特性：共五十八頁GpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBNpTB多變量(binling)對象特點： 有自衡能力(nngl)，機快爐慢，鍋爐有蓄熱 耦合嚴(yán)重，爐側(cè)燃料量的擾動頻發(fā)。共五十八頁控制(kngzh)方案：1. 鍋爐跟蹤(gnzng)方式（爐跟機）特點：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，但機組

3、穩(wěn)定性差。鍋爐汽機機調(diào)爐調(diào)PTNBGpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBPIDPIDN0ps共五十八頁2. 汽機跟蹤(gnzng)方式（機跟爐）特點(tdin)：機組穩(wěn)定性好， 但系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。鍋爐汽機機調(diào)爐調(diào)PTNBGNB(s)GN(s)GpB(s)Gp(s)pTNBPIDPIDpSN0共五十八頁3. 機爐協(xié)調(diào)(xitio)方式鍋爐汽機機調(diào)爐調(diào)PTNBPSN0以爐跟機為基礎(chǔ)(jch)的雙向補償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)GpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBPIDPIDN0ps共五十八頁以爐跟機為基礎(chǔ)的單向(dn xin)解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制器P

4、0汽機控制器鍋爐P0-PT汽機_(a)共五十八頁以爐跟機為基礎(chǔ)(jch)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制器P0汽機控制器鍋爐P0-PT汽機_PD(b)共五十八頁以機跟爐為基礎(chǔ)的單向(dn xin)解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)_+BTPT_NE+ N0P0汽機控制器鍋爐汽機(a)鍋爐控制器PN0-NE共五十八頁以機跟爐為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)(xitio)控制系統(tǒng)+PD(b)_+BTPT_NE+ N0P0汽機控制器鍋爐汽機鍋爐控制器PN0-NE共五十八頁直接平衡協(xié)調(diào)(xitio)控制系統(tǒng)DPP0DPIN0NE鍋爐 +P1PT_BIIT_+汽機共五十八頁10-3 燃燒(rnsho)過程的

5、控制系統(tǒng)一、燃燒控制(kngzh)的基本任務(wù) 即要提供熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，又要保證燃燒的經(jīng)濟性和鍋爐運行的經(jīng)濟性、安全性。 具體地就是控制三個參數(shù)：鍋爐出口壓力pT、空氣過剩系數(shù)和爐膛負(fù)壓pv。 燃燒過程的這三項控制任務(wù)是不可分的，通常可以用三個調(diào)節(jié)量改變?nèi)齻€流量即燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量，以維持這三個被控制量，每個調(diào)節(jié)器都可以分工負(fù)責(zé)維持一個被控制量。三個控制系統(tǒng)之間關(guān)系密切，因而共同組成多參數(shù)的燃燒過程控制系統(tǒng)。一般簡稱這三個系統(tǒng)為“燃燒控制系統(tǒng)”。共五十八頁燃燒控制系統(tǒng)這三個系統(tǒng)的構(gòu)成(guchng)可以有不同的組合方式：通常采用： 燃料控制(kngzh)維持蒸汽壓力穩(wěn)定； 送風(fēng)控制保

6、證燃燒過程的經(jīng)濟性； 引風(fēng)控制維持爐膛壓力穩(wěn)定，保證燃燒的安全性。共五十八頁二、 汽壓調(diào)節(jié)(tioji)對象的動態(tài)特性 pbDpT BpbDpTpTBVs特點(tdin)：自衡對象。機側(cè)擾動變化快，爐側(cè)擾動變化慢，爐側(cè)自發(fā)擾動頻繁。調(diào)節(jié)量選擇：燃料量共五十八頁燃料(rnlio)控制系統(tǒng)基本控制結(jié)構(gòu)（1） PIPIGp(s)GD(s)P0PTDBB控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖串級控制二、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析共五十八頁基本(jbn)控制結(jié)構(gòu)（2）控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖串級-前饋控制 PIPIGp(s)GD(s)P0PTDBBGff(s)共五十八頁控

7、制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖 PIPIGp(s)GD(s)P0PTDBd/dtBPb燃燒品種n1ni考慮煤質(zhì)變化和實際發(fā)熱量的控制結(jié)構(gòu)串級控制共五十八頁采用熱量信號作為燃料(rnlio)反饋信號共五十八頁采用熱量(rling)信號的燃料控制結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖串級-前饋控制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PIPIGp(s)GD(s)P0PTQr=D+Cb(dpb/dt)BGff(s)D共五十八頁TPTPIGp(s)GD(s)P0DBd/dtd/dtPb控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖共五十八頁2.

8、送風(fēng)(sn fn)控制系統(tǒng)ttVO2%VkVT送風(fēng)量擾動下氧量階躍響應(yīng)曲線動態(tài)(dngti)特性共五十八頁 PIKGp(s)VBVV控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖比值控制共五十八頁控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖V PIGp(s)VBVKD燃料品種共五十八頁共五十八頁B控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖 PIO2Gp2(s)DGp1(s)V PIf(x)f(x)B共五十八頁3.引風(fēng)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)t tGPfG引風(fēng)量擾動下負(fù)壓階躍響應(yīng)曲線0 動態(tài)(

9、dngti)特性共五十八頁 PI f(x)Vpv0pv+-+GGp(s)V PIpvF(x)pv0控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖前饋反饋控制共五十八頁采用熱量信號(xnho)的燃燒控制系統(tǒng)PIddtf(x)PIf1(x)PIf2(x)PIPI_+QrPTDDPbO2PvVVGVB變比例帶PTsPv0+_實現(xiàn)(shxin)增負(fù)荷時，先加風(fēng)后加煤；減負(fù)荷時，先減煤后減風(fēng)。共五十八頁PPOPIPrIPIf(x)PI/nf(x)PIAPIPIKPIPIPP1_速度(sd)級壓力n給煤機轉(zhuǎn)速(zhun s)Vm1磨一次風(fēng)量送風(fēng)量O2%P1_+IBPfPfo一

10、次風(fēng)溫Qm1Vm1磨煤機溫度n0m0Pv1mPv10n燃油量_一次風(fēng)壓B0VGVm1VrV1V2給煤量送風(fēng)量引風(fēng)量磨一次風(fēng)量熱風(fēng)量一次風(fēng)量層燃料風(fēng)量直吹式制粉系統(tǒng)給煤機轉(zhuǎn)數(shù)為反饋信號的燃燒控制系統(tǒng)V給煤機轉(zhuǎn)速指令共五十八頁10-4 鍋爐給水(jshu)控制系統(tǒng)一、 汽包爐給水控制的任務(wù) 使鍋爐的給水量適應(yīng)(shyng)鍋爐的蒸發(fā)量，維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。具體要求：（1）維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。正常：H3050mm；異常： H200mm故障： HKD（3）若KWKD特點：具有單沖量和雙沖量控制的優(yōu)點，但對比值參數(shù)要求(yoqi)嚴(yán)格。DHHr共五十八頁4. 串級三沖量(chngling

11、)控制HWDGc1(s)KvGp(s)-rHDw+Gd(s)Gff(s)Gc2(s)特點：具有單沖量和雙沖量控制的優(yōu)點，比值參數(shù)(cnsh)的誤差可通過主調(diào)節(jié)器校正。共五十八頁 PI PIWDHH0控制系統(tǒng)(kn zh x tn)結(jié)構(gòu)圖Gc1(s)KvGp(s)-rHDw+Gd(s)Gff(s)Gc2(s)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)原理圖共五十八頁5. 300MW單元機組給水控制系統(tǒng)(kn zh x tn)實例共五十八頁共五十八頁共五十八頁10-5 蒸汽溫度(wnd)控制系統(tǒng)一、過熱汽溫控制的任務(wù) 維持過熱器出口蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)，并且保護過熱器，使管壁溫度不超過允許的工作溫度。 過熱

12、汽溫的上限(shngxin)一般不應(yīng)超過額定值5 。下限一般不低于額定值10 。 共五十八頁共五十八頁二. 動態(tài)(dngti)特性wD、Q1. 主要(zhyo)擾動對汽溫的影響自衡的對象D、Q擾動，/T較小,約有15s左右，T 50s100s 。 W擾動，/T較大， 約有60s左右， T150s200s。2. 調(diào)節(jié)量選擇： 減溫水噴水流量共五十八頁DW12w12Gp2(s)Gp1(s)GD(s)GQ(s)DQ12減溫器過熱器被控(bi kn)對象共五十八頁（1）串級控制(kngzh) PI PI21sPID2PID1r21Gp2(s)Gp1 (s)有效克服調(diào)節(jié)量的擾動(rodng)改善對象的動

13、態(tài)特性提高調(diào)節(jié)品質(zhì)控制原理圖控制結(jié)構(gòu)圖三、基本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析共五十八頁（2）導(dǎo)前微分(wi fn)控制 PI 21s d/dtPI減溫器過熱器r21本質(zhì)上還是(hi shi)串級控制等效副調(diào)節(jié)器為KDPI等效主調(diào)節(jié)器為1/GD（s)控制原理圖控制結(jié)構(gòu)圖共五十八頁（3）前饋反饋(fnku)控制控制(kngzh)結(jié)構(gòu)圖 PI21s PI KD為什么沒有考慮煙氣擾動的前饋補償控制？wD、Q共五十八頁過熱器系統(tǒng)(xtng)流程圖四、工程(gngchng)實例1共五十八頁DK共五十八頁工程(gngchng)實例2 ：300MW單元機組過熱系統(tǒng)共五十八頁共五十八頁共五十八頁共五十八頁內(nèi)容摘要10-1 大型單元機組的生產(chǎn)過程及其對控制的要求。10-1 大型單元機組的生產(chǎn)過程及其對控制的要求。10-2 單元機組負(fù)荷控制系統(tǒng)。10-3 燃燒過程的控制系統(tǒng)。10-3 燃燒過程的控制