第一章 热工过程自动控制系统组成

热控自动控制讲义1．自动控制系统结构2．燃烧控制2.1风煤曲线2.2总燃料量的计算：锅炉输入燃料量信号由总煤量与供油量信号相加而成，由于煤和油的单位发热量不同，为此将油流量按它与煤量的发热量之比2来计算，折算成相应的煤量，以折算后的值与燃煤量相加后作为总燃料量。

2.3给水控制给水控制设定值由以下几部分组成：●过热度校正调节器(范围±150T/H)校正范围，设定值跟据负荷产生4~20℃，同时根据负荷应对应的减温水量修正±3℃，运行可偏置-5~10℃在负荷小于130MW、给泵全手动、中间点温度坏时、非磨RB（RB结束20MIN）时不起作用。

●根据锅炉主控产生的煤水曲线●运行偏置±200T/H●省煤器防沸腾（35T/H）●过热度超过设定值10℃超驰加水23TH●一次调频修正回路给泵切手动条件：●泵未运行●给水指令与实际流量偏差超过150T/H（RB旁路）●勺管指令与反馈偏差超10%（RB旁路）2.4送风控制送风指令根据锅炉主控产生的煤风曲线乘以氧量校正调节器输出（±20%）形成，不低于387T/H送风机切手动条件：●风机停运●动叶指令与反馈偏差超15%（RB旁路）●润滑油泵全停●引风机均未投自动送风机动叶在自动时有以下限制：●开度根据负荷不超过以下如表开度，最高70%●风机电流超过85A闭锁增2.5减温水控制减温控制系统的组成是串级控制回路，主调节器采用比例积分调节规律，用于维持二级过热器出口温度等于给定值，付调节器分别是导前汽温调节器控制减温水流量，其均使用比例积分调节规律。

减温调节系统的设定值来自功率的函数，运行可以偏置。

主调节器的输出作为付调节器的设定值，输出上限受相应蒸汽压力下函数限制，防止超温与积分饱和，同时设置了减温后相应蒸汽压力下饱和温度+10℃的下限，减温器后温度上限如下：2.6注意事项●给水主控投自动后，应尽量保证偏置为0，偏置只为紧急时备用。

电厂热工自动控制系统电厂热工自动控制系统单元机组的自动调节系统¾ ¾ ¾ ¾ ¾机组功率－转速调节系统汽温控制系统（过热、再热）水位控制系统（凝汽器、除氧器、汽包）燃烧控制系统（燃料、风量、炉膛压力及一、二次风配比控制）其它单回路控制系统第一部分汽温控制系统一、过热汽温控制系统1. 任务温度过高，可能造成过热器、蒸气管道和汽轮机的高压部分金属损坏；温度过低，会引起电厂热耗上升，并使汽轮机轴向推力增大造成推力轴承过载，还会引起汽轮机末级叶片蒸汽湿度增加，降低汽轮机内效率，加剧对叶片的腐蚀控制要求：最大控制偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃规定要求：2. 静态特性过热器的传热形式、结构、布置将直接影响其静态特性。

大容量锅炉一般采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器交替串连布置。

过热器出口温度对流式3. 动态特性蒸汽流量变化、热烟气的热量变化、减温水流量变化相同点：均为有迟延的惯性环节辐射式不同点：特性参数有较大区别蒸汽流量变化扰动下，汽温的迟延和惯性较小烟气扰动与蒸汽流量扰动相似，汽温反映较快减温水流量扰动由于管道较长，汽温反应较慢4. 控制方案串级控制导前微分控制过热器减温器出口温度TE4001TE4025末级过热器出口温度TE4024LDC指令过热器减温水阀控制逻辑静态特性：纯对流特性动态特性：更容易受负荷、燃烧工况等干扰的影响，温度变化幅度较大调节手段：烟气再循环、尾部烟道挡板、喷燃器摆角、喷水减温烟气再循环：尾部烟道烟气抽至炉膛底部，降低炉膛温度，减少炉膛的辐射传热，从而提高炉膛出口烟气的温度和流速。

使再热器的对流传热加强，达到调温的目的。

优点：反应灵敏，调温幅度大。

缺点：系统结构复杂尾部烟道挡板：尾部烟道被分割为两部分，主烟道中布置低温再热器，旁路烟道中布置低温过热器，烟气挡板布置在温度较低的省煤器下面。

优点：结构简单，操作方便缺点:调温灵敏度差，幅度小，挡板开度与汽温不成线性关系。

热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码：02410069学分：3学时：48 （其中：课堂教学学时：44实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：能源与动力工程控制基础适用专业：能源与动力工程教材：《热工过程自动控制》（自编讲义）一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课，它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上，将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。

通过本课程的学习，使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力，为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。

（二）课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。

课程目标2：能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题，选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定，并能够理解其局限性。

课程目标3：能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。

（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）1.毕业要求3：系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础，主要包括机械和力学理论（机械原理、机械设计、理论力学、材料力学）、能源动力工程理论、热流体理论（热力学、流体力学、传热学）、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。

2.毕业要求4：掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能，了解学科前沿及发展趋势，并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。

3.毕业要求5：具有设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。

试析常见电厂热工自动控制技术要点随着工业化的发展，电力需求也在不断增长。

而作为电力的主要生产者，电厂在保证供电的同时也面临着能源消耗、环境污染等诸多问题。

为了提高电厂的运行效率和减少能源损耗，热工自动控制技术应运而生。

热工自动控制技术是指通过测量、控制和调节电厂内部的热工参数，以提高热功率的效率和安全性，降低损耗，减少环境污染。

本文将试析常见电厂热工自动控制技术的要点。

一、热工自动控制系统的构成热工自动控制系统主要由传感器、执行器、控制器和执行机构组成。

传感器用于获取被测量的热工参数，比如温度、压力、流量等；控制器通过分析传感器获取的数据，根据设定的控制策略来控制执行器；执行器则根据控制器的指令来调整执行机构，实现对电厂热工参数的精确控制。

二、常见热工自动控制技术要点1. 温度控制技术温度是热工参数中最为关键的一个，对于电厂的运行和安全都有着重要的影响。

常见的温度控制技术包括PID控制、模糊控制和自适应控制。

PID控制是最为常见的一种控制技术，通过比例、积分和微分三个参数的组合来调整控制量，以实现对温度的精确控制。

模糊控制利用模糊逻辑来描述控制规则，通过建立模糊化的控制规则库来实现对温度的控制。

而自适应控制则是针对温度变化较大的情况，通过不断调整控制策略来适应不同的工况。

2. 压力控制技术压力是电厂内部很重要的一个参数，对于保证设备和管道的安全运行至关重要。

常见的压力控制技术同样包括PID控制、模糊控制和自适应控制。

不同的是，压力控制技术需要考虑到系统的动态响应和稳定性，因此在控制策略的选择上需要更加谨慎。

3. 流量控制技术流量控制是指对流体在电厂管道中的流动进行控制，以保证流体的正常运行和流速的均衡。

常见的流量控制技术包括开关控制、调节控制和迭代学习控制。

开关控制是通过控制阀门的开合来实现对流量的调节，适用于对流量波动不大的情况。

调节控制则是通过调整阀门的开度来实现对流量的精确控制，适用于流量波动较大的情况。

热工自动控制系统一、教材热工控制系统华北电力大学边立秀等编中国电力出版社http:〃61.155.6.178/zyf密码：200803Y二、主要参考书0:超超临界机组控制设备及系统肖大雏主编化学工业出版社2007年1.陈来九：热工过程自动调节原理与应用第三章第七章2 .电子书：热工过程自动控制杨献勇主编清华大学出版社3.《热工自动控制系统》华北电力大学李遵基4.《热工自动控制系统》东北电院张玉铎、王满稼三、课程主要内容1 •简单介绍单回路反馈系统(复习)(1)基本调节作用(2)工业调节器(3)调节器参数的整定2.重点介绍电厂热工过程自动控制系统，包括汽温、给水、燃烧自动控制3•介绍单元机组负荷(协调)控制系统(直流锅炉自动控制系统以及单元机组给水全程控制系统) 三、考核方法1.期末考试+平时成绩。

2.平时成绩包括：作业，回答问题，出勤，平时答疑，约占10%第一章概述§ 1-1火电厂自动控制的发展控制方式大致经历了三个发展阶段：1、独立控制：机、炉、电各自独立地进行控制，机、炉、电及重要的辅机各自设置一套控制表盘，它们之间无联系。

调节仪表均为大尺寸的较笨重的基地式仪表，由运行人员进行监视与控制。

国外在20-40年代，我国50年代建造的火电厂属该类型。

2、集中控制：40年代以后，由于中间再热式汽轮机的出现，使锅炉和汽轮机之间的关系更加密切，为了便于机炉的协调运行和事故处理，将它们的控制盘集中安装在一起，对机炉实行集中控制。

集中控制的初级阶段，调节仪表采用电动或汽动单元组合仪表。

50年代后，采用组件组装仪表或以微处理机为核心的数字调节器，对机炉进行集中控制。

3、集散控制系统：这里指火电厂生产过程实现最优控制与速度自动化相结合的多级计算机控制， 60年代至今，国际上火电厂都朝着这一方向发展，近几年从国外引进的火电厂机组已达到这一水平。

N-90 天生港，利港，石洞口Infi — 90Proco ntrolP 合肥二电厂 Mod-300 北仑港 WDPF 望亭利港 MAX1000 外高桥电厂TDC3000 是霍尼维尔(Honey wel)公司的产品。

热工自动控制理论与技术牛玉广北方联合电力公司华北电力大学2006年7月目录第一章热工自动控制基础1.1 自动控制的基本概念1.1.1过程控制、程序控制与运动控制●过程控制：对流程工业生产过程的控制，广泛应用于电力、冶金、石化、轻工等行业。

●程序控制（顺序控制或开关控制）：根据预先规定的顺序和条件，使生产工艺过程中的设备自动地依次进行操作。

非流程工业控制（制造业等）。

●运动控制：机器人控制等。

1.1.2 过程控制系统的组成在无人直接参与下可使生产过程或其它过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

给定值图1-1典型的输出反馈控制系统典型的控制系统结构如图1-1所示。

它是由控制对象、测量环节、调节器和执行器构成输出反馈控制系统。

当图中控制器由模拟仪表实现时，称为模拟（连续）控制系统；当控制器由计算机实现时，则称为计算机控制系统。

由于计算机内部使用数字量进行数据的存储、运算与处理，而生产过程输入输出多为连续模拟信号，因此，计算机控制系统中首先要解决计算机与生产过程间的信号转换问题。

实现这一功能的器件是多路开关、采样保持器、模数转换器、数模转换器和保持器，控制器则由计算机实现。

典型的输出反馈计算机控制系统结构如图1-2所示。

图1-2输出反馈计算机控制系统目前普遍采用DCS实现过程控制，其本质也是一个计算机控制系统。

生产过程执行器传感/变送器输出反馈控制是状态反馈控制的特例。

计算机的使用使实现状态反馈控制成为可能，从而为现代控制理论应用于生产过程控制创造了条件。

状态反馈计算机控制系统的典型结构如图1-3所示。

图1-3状态反馈计算机控制系统控制系统的主要组成部分说明如下：一、控制对象控制对象是指所要控制的装置或设备，如风机、水泵、阀门及锅炉、汽轮机、发电机等。

在控制系统分析与设计中，控制对象以数学模型形式来描述，其一般形式为微分方程。

当然，对于复杂控制对象，其完整准确的数学模型是难以获得的，工程上往往使用经过简化的、能满足控制要求的近似模型。

声明：亲们，鉴于有些撸友的课本至今还是空白，特把容嬷嬷课的重点圈出，仅供参考，真诚帮人，高手勿喷。

热工过程控制自动控制技术第一章自动控制原理基础一、自动控制系统的组成自动控制装置（变送器、控制器、执行器）、生产设备（被控对象）二、自动控制系统的基本控制方式开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程闭环控制是指控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向联系的控制过程复合控制就是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式三、自动控制系统的品质指标稳定性（衰减率=0.75~0.98，即振荡2~3次）、准确性（静态偏差y越小越好）、快速性控制系统在阶跃信号作用下过渡过程的基本形式（稳定的控制系统（非周期过渡过程、衰减振荡的过程）、不稳定的控制系统（等幅震荡过程、渐扩振荡过程））四、数学模型数学模型是描述系统输入、输出变量以及内部各物理量（或变量）之间关系的数学表达式建立控制系统数学模型的目的是为了用一定的数学方法对系统的性能进行定性分析和定量计算，乃至综合与校正系统五、环节的基本联接方式环节的串联：串联后总的传递等于各串联环节传递函数的乘积环节的并联：并联环节的总传递函数为各并联环节传递函数的代数和六、控制系统的稳定性分析稳定性是指系统受到扰动作用后偏离原来的平衡状态，在扰动作用消失后，经过一段过渡过程是将能否回复到原来的平衡状态或足够准确地回到原来平衡状态的性能。

稳定性取决于系统本身固有的特征，而与扰动信号无关。

第二章自动控制系统综述一、自平衡能力对象受到干扰作用后，平衡状态被破坏，无需外加任何控制作用，依靠对象本身自动平衡的倾向，逐渐地达到新的平衡状态的性质，称为对象的自平衡能力。

对象自平衡的实质是对象输出量变化对输入量发生影响的结果，或者说，对象内部存在着负反馈。

二、控制器的控制规律比例控制（P）是及时、快速的；比例积分控制（PI）是缓慢的、逐渐的；比例微分控制（PD）；比例微分积分控制（PID）三、串级控制系统在结构上形成了两个闭环，一个闭环在里面，称为内回路或者副回路，在控制过程中起着“粗调”的作用；一个闭环在外面，称为外回路或者主回路，用来完成“细调”任务。