华北电力大学(保定)过程控制--第十章_火电厂热工控制

华北电力大学(保定)过程控制教学课件--第十章火电厂

过程控制

第十章

火力发电厂大型单元机组的自动控制

§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

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火力发电厂大型单元机组的自动控制

§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 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

杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、

视。

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T

PT

H

μ

N

单元制机组

热力发电过程

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最重要的控制系统1. 单元机组负荷控制系统

2. 燃烧控制系统3. 汽包水位控制系统 4. 汽温控制系统

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§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。pT μ N

μ

N

VsB

B

pT

负荷对象特性：

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过程控制 μ

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火力发电厂大型单元机组的自动控制 N μ GNμ(s) Gpμ(s) N

GNB(s)B pT B GpB(s) pT

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。

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控制方案： 1. 锅炉跟踪方式(炉跟机)机调 炉调 PT BN0 PID μ GNμ(s) Gpμ(s) N

锅炉

汽机

Nps PID B

GNB(s)GpB(s) pT

特点：系统响应速度快，但机组稳定性差。

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2. 汽机跟踪方式(机跟炉)炉调pS PID μ pT

机调 PT B

Gpμ(s)GNμ(s) GpB(s)

锅炉

汽机

N

N0

PID

B

GNB(s)

N

特点：机组稳定性好， 但系统响应速度慢。

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3. 机炉协调方式炉调PT BN0

PS 机调

N0

锅炉μ

汽机N

N

PID

GNμ(s)

Gpμ(s)GNB(s) ps PID B GpB(s) pT

以炉跟机为基础的双 向补偿协调控制系统

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火力发电厂大型单元机组的自动控制

以炉跟机为基础的单向解耦协调控制系统+ N0 _ NE

锅炉控制器+ 汽机控制器 _ + P0-PT PT (a) μT 汽机

P0

_

锅炉 μB

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以炉跟机为基础的单向解耦协调控制系统PD

锅炉控制器+ 汽机控制器 _ + P0-PT 锅炉 μB

+ N0 _ NE

P

0

_

PT(b)

μT 汽机

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以机跟炉为基础的单向解耦协调控制系统+ _N 0 NE

ΔP N0-NE _ + P0 _ 锅炉控制器 PT 锅炉 μB (a) μT 汽 机 汽机控制器

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以机跟炉为基础的单向解耦协调控制系统+ _N 0 NE

PD

K DTD S 1 TD S

ΔP N0-NE _ + P0 _ 汽机控制器

锅炉控制器 + + 锅炉 μB

PTμT (b)

汽 机

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过程控制P1

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直接平衡协调控制系统N0÷ P0 + △ _ I D + _ △

NE

IP _

D ×

∑+ △ PI

∑ 锅炉 μB

PT μT 汽机

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§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”。

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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。