电厂热工自动化技术论文范文第1篇
对于电力行业来说, 电厂所占据的地位十分重要, 电厂对于技术的要求同样也相对高, 这样才能确保电厂能够获得更多的经济效益, 更好的保障供电质量。在电厂运行过程中, 很多热工控制工序均需要应用自动化技术, 以有效的提升电厂热工控制水平。自动化技术在电厂热工控制工作中具有非常大的应用潜力, 能够为电厂高效、稳定运行提供可靠的技术保障。
2. 电厂热工控制中自动化技术的组成
在电厂热工控制过程中, 应用的自动化技术基本上涉及两个重要系统, 分别为分散控制系统以及监控管理系统。在此, 结合作者所在电厂热工控制中自动化技术的具体应用情况, 分析上述两种自动化系统的具体组成。
2.1 分散控制系统的组成
在电厂的局域网之中, 主要是应用分散控制系统。由于电厂是在一定的局域网环境之中, 应用分散控制系统, 能够通过计算技术设备, 对电厂热工环境进行自动化的控制。电厂中局域网络类似与一个数据控制的端口, 能够对电厂之中各个机组实时的运行数据进行主动分析与处理。现阶段, 电厂热工控制中, 分散控制系统的应用非常广泛, 这也反映出了分散控制系统在电厂热工控制中拥有良好的应用效果。
2.2 监控管理系统的组成
在电厂热工控制过程中, 监控管理系统最为核心的组成便是DCS, 其关乎到整个系统数据交换的可靠性与准确性。在监控管理系统之中, DCS主要是进行数据的采集、分析、处理以及储存。电厂热工控制过程中, 应用监控管理系统, 能够进一步规范DCS的运行。在监控管理系统主之中, 应用到的管理软件技术较为先进, 能够依照DCS运行具体情况, 随时的对软件进行调用, 并且为系统提供所需的功能服务。目前, DCS模块还未能进入非常成熟的应用阶段, 系统在运行过程中依旧存在一些不足之处, 个别的管理功能未能得以实现。因此, 监控管理系统在电厂热工控制中应用依旧有相对大的发展空间。
3. 电厂热工控制中自动化技术的应用
在电厂热工控制中, 通过应用自动化技术, 使得电厂运行方式得以改善, 拥有非常好的实践性。
3.1 DCS应用
在电厂热工控制中, 通过应用DCS能够使得系统自身的连接方式得以改进, 避免大量接口的使用, 还能够确保电厂高效的运行, 使得电厂运行过程中维护与检修工作量明显减少。通过应用DCS, 可以直接的对编程加以控制, 并且通过计算机设备以及局域网络将控制信息快速的传输出去, 不仅能够及时监测电厂运行的状态, 还能够为系统操作提供相应的控制质量信息, 达到对系统分布式控制的目的。在电厂热工控制中, DCS是自动化技术应用的重要代表, 其能够对发电系统进行全面的监测, 确保设备处于安全的运行状态之下。在对电厂热工控制中应用DCS, 使得系统进一步朝着一体化的方向发展, 将一些冗余系统去除, 使得数据信息的传播更为迅速, 可以更好实现电厂运行的高效化。
3.2 辅助系统之中的应用
由于电厂的规模均非常大, 其中拥有非常多且复杂的模块, 要想确保电厂可以安全与稳定的运行, 必须要配置非常多的人员, 还需要消耗大量的资源, 尤其是在电厂辅助系统的构建过程中, 其消耗的人力以及物力相对来说较多。而在辅助系统之中, 通过利用自动化技术, 可以有效控制辅助系统运行过程中对于各种资源的消耗。比如, 作者所在的电厂2*630MW发电机组, 地处中原名城郑州附近。自2011年建厂以来, 近几年随着机组超低排放改造、城市供热改造、废水分级利用改造等等, 一大批辅助系统建成。在对消耗进行统计的过程中发现, 辅助系统拥有的消耗数量, 达到了整个电厂总消耗数量的一半, 使得电厂运行成本有所增加。而在应用自动化技术以后, 将一些人工作业采用机械作业、电控作业的方式进行, 提升辅助系统的自动化水平, 并通过自动化技术远程控制, 无人值班站的实施, 有效减少了资源的消耗。据数据显示, 在辅助系统应用自动化以及以来, 在短短的半年时间中, 其运行成本便减少了14%, 这也反映出了自动化系统能够起到节约成本、减少资源消耗的作用。
3.3 热工自动控制的应用
随着我国电厂规模逐渐向着大型化方向发展, 在热工控制方面, 对于自动化水平的要求也随之不断提高。例如, 作者所在电厂2*630MW发电机组, 超临界参数的控制, W型锅炉燃烧控制、直流炉给水控制、负荷协调控制等这些热工控制的过程中, 都要求必须拥有相对高的精度, 这样才能确保热工控制的稳定性。电厂依照热工控制的自动化需求, 应用了计算机技术以及网络通讯技术, 强化了热工控制中的自动化程度。所采用的自动化技术为PID控制技术, 同时还基于PID技术又引进了模糊控制系统, 和PID技术相互配合使用, 不仅能够对非常复杂的工序参数进行调控, 例如, 调控耦合工序参数、时变工序参数等, 还能够确保模糊控制系统的优势得以充分发挥, 有效处理好参数控制中存在的不足, 确保热工控制过程中的精度, 保障电厂能够稳定、高效的运行。
3.4 过程控制中的应用
在电厂热工控制过程中, 需要对系统运行的温度、压力、流量等多个因素加以调控, 因此, 利用自动化技术手段, 能够实现对多项因素的同时调控, 对过程进一步的优化。在电厂运行过程中, 根据电网调度, 调峰工况很大, 630MW机组经常出现负荷增减高达300MW的变化, 极易发生运行安全问题和经济问题。采用自动化技术以后, 能够有效减轻过程控制中的压力, 可以依照系统的实际运行要求, 保证各项热工参数达到最优状态, 确保热工控制的精准性, 为电厂带来更多的经济效益。
4. 电厂热工控制中自动化技术的发展
在电厂的热工控制过程中, 自动化技术是非常重要的一项技术, 其能够确保热工控制的效率得以有效提升, 为热工控制提供更为经济的方案, 从而确保电厂能够稳定、安全的运行。
4.1 自律分布式发展
在电厂热工控制中, 自动化技术未来的发展趋势之一便是自律分布式系统, 这种系统能够确保协调工作和控制工作同步的进行, 能够有目的的实现对电厂高效运行。自律分布式系统可以依照电厂实时运行情况, 自主的调控热工参数, 改善电厂运行的水平。因为自律分布式系统具体应用过程中存在性对大的困难性, 调控的难度较大, 因此, 此系统目前依然正在研发阶段, 还未能真正的应用于实际生产之中。
4.2 引入过程控制仪表
在电厂热工控制的过程中, 对于仪表的要求也相对较高, 应用过程控制仪表, 代替之前的机械仪表, 能够使得仪表拥有智能执行的功能。将过程控制仪表应用于自动化系统之中, 依据电厂运行过程中的热工状态, 首先设计出仪表的应用理论与方案, 然后再实际进行应用。应用过程控制仪表可以确保整个控制过程更加的高效化以及精准化, 现在各种总线制智能过程控制仪表的发展非常迅速, 前景也十分光明, 因此, 在今后对于热工控制仪表的研究, 也定会成为热工控制中自动化技术研究的重点方向之一。
4.3 支援系统的应用
通过应用支援系统, 能够更好辅助自动化系统对电厂热工控制的监控, 确保电厂的运行效率进一步提升, 有效降低电厂运行的压力, 保障系统运行过程中的安全性与稳定性, 可以进一步增强自动化系统对于热工控制的评估以及判断性能。
5. 结语
在电厂热工控制的过程中, 通过应用自动化技术能够有效节约电厂运行的成本, 为电厂热工控制提供更加精确的调控方案, 确保电厂能够稳定、安全的发展。在电厂热工控制过程中, 自动化技术的优势非常明显, 其拥有非常广阔的发展空间, 能够增强电厂运行的综合能力。因此, 要求技术人员应当依照电厂实际的运行需求, 进一步推动热工控制中自动化技术的应用, 确保电厂系统运行的可靠性与高效性, 为电厂经济效益的提升提供保障。
摘要：在社会与经济快速发展的同时, 生产以及生活用电数量不断增加。为了保证电厂运行的可靠性, 有效防治电厂运行中的安全隐患出现, 必须加强对电厂热工的控制, 不断提升电厂热工控制的自动化水平。在此, 分析了电厂热工控制中自动化技术的组成, 阐述了电厂热工控制中自动化技术的应用, 并指出了电厂热工控制中自动化技术的发展。
关键词：自动化技术,电厂热工控制,应用
参考文献
[1] 韦盛.解析热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界.2017 (10) :137-138
[2] 赵国栋.火力发电厂中热工自动化技术的研究[J].绿色环保建材.2017 (01) :195
电厂热工自动化技术论文范文第2篇
1 火电厂热工自动化的现状
在我国300MW以上的火电机组, 较多采用的是DCS, 其在运行上主要具备安全性和经济性。基于PC和DCS的出现, 并且基于WINDOWS平台的可视化软件, 在极大程度上有利于运行人员进行有效的操作。此外, 由于DCS和PLC之间的界限日益模糊这也使得许多的PLC都带有通讯接口, 这样就有利于DCS的连入。在信息化的管理中, 可以将DCS中所运行的参数和实时数据、历史数据一起送入到全厂的MIS系统中去, 以此来实现数据的二次加工和共享。近两年来, 一些机组已经将电气单元也纳入到了DCS, 也取得了不错的效果。在我国300MW及以下火电机组大约在500多台左右但是所采用的还是以前传统的常规模拟仪表和DDZ-Ⅱ、MZ-Ⅲ、TF-900等老式控制装置, 这些装置普遍存在故障多、煤耗量大和自动投入率较低的情况, 常常会造成仪表的准确性差和保护动作正确率较低。目前, 各火电厂也相继采取了一些措施, 希望能够完善机组, 使主辅设备的性能得到有效的提高。
2 热工自动化系统的构成
2.1 DCS系统
把单元机组电气发变组和高、低压厂用的电源系统都纳入到DCS的监控中去, 并且烟气脱硝系统及汽机旁路系统的监控也纳入到机组DCS中去。可以在两台机组的DCS中间设置一个公用的网络, 与两台机组DCS的数据总线通过网桥联接厂用电公用系统、空压机房、燃油泵房等公用系统, 从而接入DCS公用网络。公用网络可以根据DCS供货商的经验, 来单独设置操作员站, 或者通过单元机组的操作员来对公用系统进行有效的监控。
2.2 辅助系统集中监控网络
所谓辅助系统的监控网络, 主要是采用可编程的控制器PLC+交换机+人机接口的方式, 来在一定程度上满足调试、安装和初期运行过渡的要求, 并且按照“水、煤、灰”这三个点来设置调试的终端, 随着各种辅助系统的运行, 监控系统就逐渐由地系的监控变成控制室的集中监控, 实现全自动的监控系统。
2.3 烟气脱硫系统
烟气脱硫系统的控制点, 主要根据工程的具体情况和业主的管理模式的喜好来决定, 可以和除灰系统合并设置在电除尘控制室或除灰控制室, 或与输煤系统合并设置控制室。烟气脱硫控制系统主要采用的是PLC和FGD2DCS来进行实现的, 通过FGD2DCS/PLC的LCD及其键盘, 并运用地监视和控制实现脱硫系统设备的启、停和正常运行时的监控。烟气脱硫系统的监视、报警等都是通过机组和硬接线盒机组DCS进行有效的连接, 从而保证了机组能够正常的运行。
3 火电厂热工自动化新进展
3.1 电气控制正纳入DC S
近两年, 随着火电厂逐渐采用分散的控制系统DCS以后, 使得汽轮机和锅炉的控制水平也得到了有效的提高, 但是作为单元机组内一个重要的组成部分, 发电机变电器组合厂用电系统的控制, 仍然还是使用过去传统的控制方式, 在控制盘台上装设很多的模拟仪表光字牌和开关按钮, 这样就造成了一个控制室内和汽轮机和锅炉的DCS控制形成一种不协调, 这会严重影响到火电厂自动化的水平的质量。电器控制被纳入到DCS的范围中, 主要是为主厂房内的厂用电系统和发电机系统。
3.2 新的控制和保护策略
随着计算机技术的不断发展, 利用计算机技术和现代的控制方法, 可以在一定程度上尽快减少依靠和建立被控对象的模型, 可以由控制系统来有效的调节参数, 例如黑箱控制器、自整定控制器和自适应控制器等, 这些控制器对于一些在常规情况下较难控制的系统起着至关重要的作用, 而且普遍都取得较好的控制效果。例如电站的主汽控制系统中应用的状态变量观测器和模糊控制器等, 利用计算机控制技术, 可以准确检测出系统在存在的故障, 并及时的进行处理, 避免设备出现隐患, 主要采取的是系统冗余和容错控制技术等, 这些技术可以主动自动限制故障的范围, 并起到主动性保护的措施, 使整个系统能够正常的运行和工作, 现代控制和保护策略是在借助计算机支持的基础上, 将电站的控制系统广泛的应用开来, 许多的人工智能、专家系统和免维护的计算机控制系统能够为火电机组的控制和保护水平提供较为有力的技术支持。
3.3 智能控制应用增多
模糊控制的应用语言变量, 主要是把人们的操作经验总结成若干个条件语句, 并且建立相应的模糊关系, 以此来进行模糊逻辑的推理, 实现对复杂对象的控制。模糊控制室把人们的操作经验总结成许多的语言变量, 从而建立模糊的关系, 实现模糊逻辑推理, 对复杂对象进行有效的控制。除此之外, 神经网络也是一个具备较强的非线性函数逼近和非线性映射能力, 它能够及时的使信息处理具备自学习、自组织的特点, 为处理锅炉控制中的非线性建模和非线性控制提供了强有力的工具。
4 火电厂热工自动化的展望
在很长一段时间内, DCS和PLC仍然是火电厂新机组安装和老机组改造中较为重要的首选, 并且电气的部分将会被广泛的纳入到DCS中去, 以此来有效的实现炉机电DCS一体化的监控。此外, 现场的设备也会继续向数字化、微型化合智能化的方向发展, 并且由控制室逐渐向自动化和智能化的舱式靠近, 从而为FCS取代DCS做好基本准备。根据计算机监控系统的热工仪表测量新理论和智能控制的理论的大量涌现, 使得火电厂热工自动化在实用化方面取得了良好的进展。
5 结语
综上所述, 自动化技术是目前发展最快, 最具备生命力的技术, 作为火电厂热工自动化的技术人员应该不断的提高自己的业务水平, 并且随时关注国内外自动化的进展情况, 从而为提高我国火电厂热工自动化水平贡献一份力量。
摘要：文章从国内自动化技术和在火电厂工程中的应用情况来看, 探讨了火电厂热工自动化的现状, 并总结了未来火电厂热工自动化的进展情况。
关键词：火电厂,热工自动化,现状,进展
参考文献
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[5] 于金芳, 刘涛.电厂热工自动化技术分析[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2008 (8) .
电厂热工自动化技术论文范文第3篇
摘要：结合我国高校课程体系改革的现状，对热能与动力工程专业的培养方案和课程体系改革进行了初步探讨，并就如何加强基础理论课的教学和实践教学环节、拓宽专业知识面，如何提高学生综合能力和参与竞争的能力提出了具体的做法和设想。
关键词：热能与动力工程；模块；培养方案
我国能源动力类专业形成于20世纪50年代。按照1998年实行的新专业目录，热能与动力工程专业包括了原来的热力发动机、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力、工程冷冻冷藏工程等9个专业。新的专业目录中将原来的水利水电动力工程专业和热能动力工程专业归并成一个专业，这将面临一个难题：两个专业如何合并成为一个专业？如何把“水”、“火”不兼容的两个专业合并成一个专业？各有关院校有着各种不同的思路与做法，也存在着很多矛盾和问题。尽管不少教育界和企业界的专家、学者对新的专业名称和内涵提出过各种异议，但实行“大专业、宽口径”，是教育改革的发展趋势，是符合21世纪人才培养的新理念的。因此，按培养“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”的应用型高级专门人才的理念探讨专业发展的路子很有必要。
培养方案设计的基本思路
理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高根据国家教育部的要求和学校定位与发展目标要求，我院在培养方案设计中的一个总体思想是：“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”。对于热能与动力工程这样综合性较强、理论性与实践性均较强的典型工科专业来说，以基础教育为核心的通识教育和以专业知识与技能为核心的专业教育都不可偏废。另外，从人才的社会适应性考虑，较宽的专业背景有助于毕业生的就业和进一步深造。
突出专业特色我院是全国仅有的几所为我国水利水电动力工程培养高级专门人才的高校之一。进入新世纪以来，热能与动力工程专业在教学改革中面临的最大问题是如何在原水利水电动力工程专业的基础上，改造为既有“水”，又能兼顾“热”的宽口径专业，以适应我国电力生产和水、热能源开发应用的需求。热能与动力工程专业是以水（热）、机、电、控作为专业的支撑，以掌握热能与动力工程的关键知识、技术与技能为目标，培养工程技术型的应用人才。
热能与动力工程专业人才培养方案
培养目标热能与动力工程是集水（热）力、机械、电气、控制为一体的交叉型综合学科，学科覆盖面广，知识点多，毕业生可向多学科方向发展，具有为水（热）电领域服务的鲜明特色。根据目前社会和区域经济发展对热能与动力工程专业的需求特点，我院将热能与动力工程专业人才培养计划定位于：掌握能源动力类学科的基本理论和基本知识，获得工程师基本训练，具有初步从事水利水电动力工程、电厂热能动力工程及自动化和相关方面的教学、科研、工程设计、设备制造、安装检修、运行管理、技术开发等方面的工作能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。
构建“两平台+七模块+一拓展”的人才培养方案我们对部分高校热能与动力工程专业的办学模式进行了调研，热能与动力工程专业培养方向比较有代表性的有清华大学、华中科技大学等，共设置制冷、电力、内燃机、化工过程、核电五个专业方向；武汉大学、河海大学等设置热能动力、水能动力、流体机械工程三个专业方向；华北水利水电学院、西安理工大学等设置电厂热能动力工程、水利水电动力工程两个专业方向。自从实行新的专业目录之后，不同院校实行了不同的专业重组方案。我院按照“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”的思路，从“以机为主”、“机电并重”、“水、机、电并举”发展到“水（热）、机、电、控”，专业方向涵盖了大中型水电站、热力电厂的设计、安装、控制、运行管理和设备制造等领域，建立了“两平台、七模块、一拓展”的课程体系，加强基础课程的教学，重新组织专业平台课程，整合课程体系和内容。“两平台”是指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台。其作用主要是便于对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养。学科基础课程平台应强调与专业交叉、融合，拓宽专业口径，以满足多个专业方向的需要。“七模块”是指在课程体系或实践教学环节中，设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成专业必修、水动专业方向选修、热动专业方向选修、见习MDE选修、助理ASE选修、创新与技能训练选修模块以及实践教学模块等七个教学模块。其作用主要是对学生进行专业知识教育、专业技能训练和工程应用能力培养。“一拓展”是指对学生进行素质教育的拓展计划。为体现学生成才、个性发展、适应社会能力、开拓创新精神而开展的项目。
课程模块设置
通识必修课包括思想道德修养与法律基础、马克思主义基本理论、毛泽东思想概论、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、中国近代史纲要、高等数学、军事理论、体育、大学英语、大学计算机基础、就业与创业、科技文献检索、形势与政策等，共54.5学分。
通识选修课包括水资源与可持续发展、大学语文等，毕业前须修满16学分。
学科基础课包括计算机程序设计基础、大学物理、线性代数、工复变函数与积分变换、工程图学、工程力学、工程热力学、机械设计基础、电路、电子技术基础、机械制造技术基础等，共41学分。
专业模块必修课包括传热学、工程流体力学、微机原理及应用、自动控制原理、电机学、专业英语等，共21学分。
水动专业方向选修课包括水轮机、水力机组辅助设备、水轮机调节、水电厂自动化、PLC原理及应用、单片机原理及应用、流体机械CAD、现场总线与分布式控制、水电站微机监控、水能利用，限选课须修满8学分，任选课须修满4.5学分，毕业前共须修满12.5学分。
热动专业方向选修课包括热力发电厂、锅炉原理、汽轮机原理、现代汽轮机调节、泵与风机单片机原理及应用、热工过程检测仪表、热工过程检测系统、燃气—蒸气联合循环，限选课须修满8学分，任选课须修满4.5学分，毕业前共须修满12.5 学分。
助理ASE选修课包括系统设计与分析、先进控制与计算机控制系统、过程工业自动化、机械制造自动化、检测仪表与自动化装置、先进计算机集成控制系统、现代企业信息化自动化系统，本模块须修满6学分。
见习MDE选修课包括现代机械设计方法、机电企业管理导论、计算机辅助设计与制造，本模块须修满4学分。
创新与技能训练选修课包括机组安装与检修、机电一体化产品创新设计、自动化系统创新设计与制作、软件产品开发、电子创新设计与制作、水轮机检修工技能训练、汽车驾驶技能训练，本模块须修满4学分。
工程训练必修模块学生选定了专业之后，本着“实践能力强”、“能力培养为本位”的既定目标，构建实践能力培养体系，营造良好的工程环境，形成分散与集中、校内与校外实践相结合，规定要求与自选项目相结合，充分利用校内外教学资源，形成应用型人才培养合力，做到四年能力培养不断线。积极探索产学研相结合和校企合作教育模式，工程训练必修模块集中实践时间为36周。设置结构如下：通识平台类：2周；学科基础类：5周；专业基础类：4周；专业方向类：25周。
另外，考虑到热能与动力工程专业的特点，应根据专业培养目标要求，合理构建能力培养体系，确保课程设计、毕业设计（论文）时间和效果，选题应切合实际，努力提高课程设计、毕业设计（论文）质量。要积极创造条件，有组织、有计划地引导学生参加科研、技术开发和创新活动，认定学分，同时，要求学生取得相关职业（技能）资格证书。通过搭建平台、营造环境、制定措施，把学生创新能力的培养落到实处。
热能与动力工程专业人才培养是一项系统工程，宽口径人才培养模式是前提，夯实基础、按课程模块进行施教、提高实践能力是教学改革的关键，只有明确前提、抓住关键，才能培养出适应社会发展的合格的热能与动力工程专业人才。
参考文献
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[3]陈德新，王玲花，李君.热能与动力工程专业本科人才培养方案的探讨[J].华北水利水电学院学报（社会科学版），2004，（8）.
作者简介：
李志红（1963—），女，江西南昌人，工程硕士，曾长期从事水电设备制造厂技术及管理工作，现为南昌工程学院动力工程教研室主任，高级工程师，主要从事水力机械教学。
电厂热工自动化技术论文范文第4篇
李宏文
摘要：本文以某大型环保能源集团的一个垃圾焚烧发电厂为例，阐述了垃圾焚烧发电厂控制特点、方案策略、控制手段及控制系统选择与优化。
关键词：垃圾发电，热工控制方案，选择与优化。
垃圾焚烧发电在国内经过十几年的发展，经过引进国外先进设备，消化吸收国外先进技术，形成适应我国垃圾成分特点的相应技术，并开发出有效的分散集约化控制系统。
根据工程的可行性研究、环境影响报告书、初步设计和施工图设计，分析垃圾焚烧发电的热工控制系统。
一、.工程概述
垃圾焚烧发电项目一期工程由两条原生垃圾焚烧线和二套汽轮机发电机组以及辅助公用系统组成。
原生垃圾焚烧，主要工艺设备为两台日处理量350t/d 马丁式逆、顺推(两段)炉排，单锅筒自然循环垃圾焚烧余热锅炉，蒸发量22t/h、过热器出口温度400℃、压力4.0MPa，两套烟气净化处理系统。两套额定电压10.5KV功率7500KW，进汽压力3.8Mpa进气温度395℃的汽轮机发电机组。
发电机组年发电量 12000 万度。
垃圾电厂的机组装机容量都比较小，垃圾焚烧发电厂的控制系统与常规小型燃煤火力发电厂基本一样，由于垃圾发电厂的自动化程度要求高于小型燃煤火力发电厂，从控制方式、控制手段和控制规模上讲，可以说是还要复杂一些。
由于垃圾成分复杂、受季节变化影响其热值和含水率变化较大，基本是每一次投料的垃圾成分都不一样，就对稳定焚烧控制系统有较高的要求。
二、垃圾焚烧发电对热工自动化的控制要求
1、每天焚烧处理的垃圾量，必须充分燃烧;通过燃烧控制使余热锅炉蒸发量稳定在额定值范围内;必须保证炉膛的温度在850℃以上，必须保证二恶英的分解时间2S;烟气通过烟气净化处理设备，脱硫-脱销-去除有害气体(二恶英类)-除尘，控制烟气排放指标参数在国家标准规定值以下;并优化焚烧控制减低单耗(耗电量、耗水量)提高产汽量;做到保证排放标准的前提下提高发电量。
2、保证垃圾焚烧生产线工艺设备对热工自动化控制系统的要求，确保工艺设备能够安全、可靠稳定的运行。在保证经济合理性的前提下，遵照先进适用的原则，尽量采用先进的技术、质量可靠的设备，并适宜地提高自动化水平。
3、热控专业包括热工检测、热工报警、热工保护、热工控制等部分，尽量采用标准设计、典型设计和通用设计。
三、垃圾焚烧发电监控系统的构成
本工程以和利时MACS V为核心构成 DCS控制系统，完成对两条焚烧线和两套汽轮发电机组及其辅助公用系统和热力系统的监控，为二期设备预留相应的通道和容量。和利时MACS V DCS 控制系统由服务器站、现场控制站、工程师站、操作员站、冗余通讯网络、现场仪表等成。
本一期工程配置5个现场I/O控制站，均配置有一对高性能、大容量的冗余主控单元(一台主控单元可控制多达2048点数字量和模拟量，34M内存)，在通过冗余100M工业以太网与操作站间构成一个可靠的实时控制网络的同时，又具备各自独立的控制功能(每对冗余的主控单元分别控制和管理各自的输入输出模块)，加上每个现场I/O站内的各卡件都是独立的1：1冗余供电，所以系统的可靠性特别高(系统危险性降到最低)。
另外，本系统远程I/O(控制)机柜，由于是采用防腐、防尘、防雨、微正压设计，加上本系统的控制层采用Profibus DP总线方式结构，所以将I/O站放在I/O点比较集中的现场，也可以放在集中控制室内(每个站可以根据需要带远程扩展柜)，这样不仅可以大大降低成本(可以节省大量信号电缆和减少工程量)，还可以提高系统信号的抗干扰能力。
1、监控系统的功能 1.1数据采集系统(DAS) 1.1.1图形显示功能：包括回路操作显示，分组显示，棒状图显示，趋势显示， 工艺流程图显示等等。
1.1.2报警管理：报警显示，可按报警时间，报警优先级，报警区域，报警类型来管理所有报警。报警包括工艺参数越限报警、控制设备故障报警、控制系统自诊断故障报警等。
1.1.3制表记录：包括操作工艺设备的记录与定期记录，事故追忆记录， 联锁动作的记录，事故顺序(SOE)记录，跳闸记录等。
1.1.4历史数据存储和检索、性能计算、指导信息、管理报告。 1.2模拟量控制系统(MCS) 模拟量控制系统能满足焚烧炉、锅炉和汽机及其辅助系统安全可靠、稳定高效运行。在系统故障时，自动地将系统无扰动地从“自动”方式切换 为“手动”方式。 1.3 顺序控制系统(SCS) 以程序控制为基础，对下列系统进行顺序控制，焚烧炉联锁控制、焚烧炉炉排的控制、出渣系统控制、锅炉吹灰器和布袋除尘器反吹程序控制，汽机联锁保护等。 1.4 开环控制和联锁控制系统
对于泵阀联锁、泵泵联锁、各个水池液位控制泵启停、等需要开环控制、联锁控制。 2.监控系统的构成 2.1 现场控制站
控制站由主控单元控制器、模拟量输入输出卡件、数字量输入输出卡件、网络通讯等单元构成。 为了确保焚烧线和汽轮发电机组更安全可靠运行，尽量减少停炉停机，控制站采用双机热备结构。 其中一台为主控单元，另一台为后备主控单元，它随时准备在主控单元出现故障时代替主控单元来继续对 I/O 进行控制。
通讯系统为双网冗余，部分重要输入、输出冗余配置，参与保护的参数实现三取二信号输入确保系统安全可靠，三取二配置的I/O要接入不同的I/O卡件上。
每条焚烧线(焚烧余热锅炉)各设一个现场控制站，汽机各设一个现场控制站，公用辅助系统设一个现场控制站，1对冗余的服务器，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。 2.2 操作员站
由工业级控制机与人机接口LCD、操作台、打印机。 DCS 系统共提供6台全功能操作员站2台炉各1套、2台机各1套，值长台1套布置在集中控室内。提供1台工程师站布置在工程师站，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。
台操作站、工程师站平时各自完成所控的对象，在特殊需要时通过密码身份的切换可完全对等，互为备用，只要任意一台操作员站正常，即可完成全功能操作，此外，在特殊情况下，也可通过身份密码和权限的切换，实现操作员站和工程师站的切换。 2.3 打印机
控制系统设两个网络打印机，一台黑白A3激光打印机(用于报表打印)，一台彩色A3激光打印机(用于事件、报警、图形等打印)安放在工程师站内。 2.4 GPS脉冲时钟装置
2.4.1 GPS时钟装置包括天线、接受器、整套装置内部设备之间及GPS装置至DCS系统的连接。 2.4.2 装置的时钟输出信号精度至少为1uS，GPS与DCS之间每秒进行一次时钟同步。
2.4.3 GPS时钟装置提供至少8路时钟信号输出通道，能支持以下可选的接口形式：IRIGB(调制或非调制)、1PPS、RS-2
32、RS422/48
5、NTP(10 Base-T以太网接口)。
2.4.4 当GPS时钟装置的实时时钟无法跟踪GPS时，装置提供继电器输出接点输出进行报警。 2.4.5所供GPS时钟装置提供一路输出信号给电气监控系统，并满足电气监控系统时钟精度需求，达到统一全厂控制系统的时钟。 2.5电源
2.5.1和利时电源柜内配置冗余电源切换装置和回路保护设备，二路电源中的一路来自不停电电源(UPS)，另一路来自厂用电源，并用这二路电源在机柜内馈电给DCS现场控制站、服务器机柜、操作员站和工程师站(正常使用UPS电源)。
2.5.2和利时控制柜内的二套冗余直流电源，并这二套直流电源都具有足够的容量和适当的电压，能满足设备负载的要求。
2.5.3 任一路电源故障都报警，二路冗余电源自动切换，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。 3.监控系统可靠性措施
3.1 控制站具有分散性首先控制站在地理位置上是分散布置的， 其次控制站所实现的如数据采集、过程控制等按功能进行分散，也就意味着整个控制系统的危险性分散。 3.2 冗余配置
3.2.1DCS系统服务器冗余配置
3.2.2控制站主控单元采用双机热备配置 3.2.3通讯总线双缆冗余，重要的I/O通道冗余
3.2.4 DCS网络分为服务器自操作员双网冗余、服务器与工程师站双网冗余供4个网段 3.2.5操作员站为多站互备冗余配置，其中任一操作员站有故障其它的站均能实现上位控制功能，并能冗余后备工程师站(带有有权限管理)。
3.3 锅炉和机组的重要保护和跳闸功能采用独立的多个测量通道，跳闸回路采取三取二逻辑。 3.4 对每个独立的控制对象，有投入运行的许可条件，以避免不符合条件的投运，还有动作联锁，以便在危险的运行条件下使设备联锁保护跳闸。
3.5 当主控系统发生全局性或产生大故障时，为确保机组紧急安全停机，设置独立于主控系统的紧急停机按钮。
锅炉操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停炉(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯);
(2) 汽包事故放水门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯); (3) 向空排汽门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯);
汽机操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 启动交流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (3) 启动直流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (4) 开真空破坏门(单按钮，加防护罩指示灯); 电气操作台需要布置以下操作按钮：
(1) 紧急停发电机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 分发电机灭磁开关(双按钮，加防护罩不带指示灯); (3) 启动消防水泵(单按钮，加防护罩指示灯); (4) 增磁、减磁(各一副按钮，加防护罩指示灯);
4、DCS监控系统通讯网络
4.1 DCS系统外部设备通讯网络设有并支持，RS323 RS422/485接口MODBUS协议、及PROFIBUS -DP现场总线、HATE协议等。
4.2 DCS与厂级监控信息系统(SIS)
4.2.1和利时DCS系统配置一台数据采集接口可以与SIS相连。数据采集接口功能由值长站完成。包括数据库、网络接口卡(冗余)、驱动程序、相关网络通讯接口功能软件包。
该接口计算机提供的服务能够让SIS系统通过该计算机访问DCS数据 ，除了这种数据采集接口功能以外该计算机可监视DCS数据，但不具有DCS系统的其它功能。
SIS系统向数据采集接口计算机请求获得数据，数据采集接口计算机接到SIS系统的请求后从DCS系统取得数据并发送给SIS系统。使得SIS系统可以方便地定义所要采集的数据并且与接口计算机实现通讯、实时地取得数据。
4.2.2 SIS系统的接入不会降低DCS的性能，如分辨率、操作响应速度、网络的负荷率等。
5、垃圾焚烧余热锅炉控制方式
垃圾焚烧炉的控制原则是按余热锅炉的蒸发量控制垃圾的投入量、炉排运动及
一、二次燃烧空气量，保证余热锅炉效率最大。当炉膛温 度<850℃时，投入辅助燃烧器，确保二恶英的分解。 垃圾焚烧余热锅炉热工控制系统主要由以下几大部分构成： 5.1、以 DCS 为核心的监控系统;
DCS系统同时提供MODBUS 和PROFIBUS-DP 两种通讯协议与控制子系统进行通讯。 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。 常用于智能仪表的通讯。 PROFIBUS-DP具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。是一种用于自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络， 从而为实现工厂综合自动化和现场智能化提供了可行的解决方案，最大优点在于具有稳定的国际标准保证，并经实际应用验证具有普遍性，用于PLC等车间级控制系统的通讯。 5.2、焚烧炉综合燃烧控制系统(ACC)
ACC(炉排控制系统)与焚烧余热锅炉主控系统通讯通过 PLC(S7-300)实现炉排液压自动控制和接受 DCS 来的含氧量、炉膛温度和主汽流量信号，可实现自动燃烧控制。 ACC 系统与焚烧余热锅炉总控DCS 通讯采用 ProfiBus-DP 现场总线通讯。
5.2.1 在ACC就地控制柜设有操作面板，并设有切换开关,可以选择“DCS 信号接受/不接 受”,当选择“不接受”时，DCS 不能操作炉排系统所有动作，但显示仍正常。
5.2.2 当选择“DCS 信号接受时”,大部分动作都能就地(OP 面板)和主控室同时操作,以最后操作的动作为最后指令。
主要控制推料器、逆顺 推炉排的进退，料层调节、炉排冷却风机、清灰风机各风室风门的开关， 主油泵、 滤油泵和冷却油泵的启停， 还有行程和阀位的反馈显示，液压站压力、油温、油位参数和泵的状 态显示。还有相关控制变量的设定值进行设定，包括速度、时间和长短行程设定。 5.2.3 对逆推炉排、顺推炉排、推料间隔控制中的“间隔开,间隔停”料层厚度调节等时间设定设有选择开关,当选择“就地”时,DCS 不能操作;当选择“远方”时,就地不能操作，推料、逆推、顺推、出渣 DCS/PLC 选择开关是共用一个的。
5.2.4 对于少数操作不频繁的参数操作,DCS 上不设操作控制,可以就地地操作面板去操作。 5.2.5 ACC 与 DCS 系统之间有焚烧余热锅炉联锁，紧急停炉信号联锁、引风机跳闸联锁用于ACC 紧急停止，联锁保护信号采用硬接线，为无源常开触点。 5.3、启动燃烧器控制系统，辅助燃烧器控制系统;
就地综合燃烧控制系统、主控制系统上监控。 燃烧器控制逻辑由厂家进行 PLC 编程，通过硬接线方式接入DCS 系统进行控制。 实现远程和就地的燃烧器控制，在 DCS 上实现启停，油调节阀的控制， 自动控制时设有点火允许开关， 在现场的配合下， DCS 向 PLC 发出吹扫指令，吹扫完成后实现点火。
根据炉膛温度，DCS 能够自动启停辅助燃烧器，确保炉膛温度不低于 850℃。
6、烟气净化处理系统;
烟气净化控制系统采用了西门子公司的S7-300 系列PLC，可采用 profbus-DP 协议与 DCS 系统通讯，需要进入的点达到 500 多点，由于通讯的点太多，控制站的响应速度会变慢。为了避免出现这种情况，我们采取以下控制方案：
6.1烟气净化处理系统和布袋除尘控制系统配一台上位机，通过以太网与 PLC 通讯，放在中控室进行监视和操作。
组成完整独立的烟气净化系统，只需将在线监测的数据通讯到烟气净化控制系统控制和DCS监视，既减轻DCS系统负荷，又减少DCS至PLC的中间环节，直接由PLC的上位机监视和控制，分散了系统风险。
7、就地远传监视仪表和控制设备;
焚烧余热锅炉及汽轮机组的运行参数监视检测，温度、压力、流量、物位、液位、主辅系统控制各种电动门、电磁阀、电动机、执行器等控制均进入DCS 集中控制，并有状态、故障显示，运行检修、就地远程控制功能。
8、辅助车间控制系统;
8.1化学水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，化水系统是一个完整独立的控制系统，余热锅炉和汽轮机组的汽水取样在线检测数据，通讯至化学水处理系统和主控DCS 监视，方便运行人员及时了解汽水指标参数。
8.2污水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，是一套完整独立的控制系统，只将必要的监视控制通过profbus-DP 协议通讯到DCS监控。
8.3也可将化水和污水的两台上位机可通过交换机组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为 TCP/IP)，实现操作站和工程师站的互备，通过 ProfiBus-DP 协议与 DCS 系统进行通讯，监视必要的运行参数。
8.4空压机站控制系统，通过 MODBUS 协议与 DCS 系统通讯，监视空压机的运行状态，通过硬接线方式，实现在 DCS 上的控制操作。
8.6飞灰固化控制系统，定期运行操作,DCS不设控制监测,由就地控制操作。
9、微机型电气综合测控保护系统(微机保护);
微机型电气综合测控保护系统，是发电厂电气监测、保护、控制的一套完整独立电气保护测控系统，具有高安全性、可靠性、稳定性。执行电力规范标准。
本工程采用许继CCZ8000微机保护系统，配置WBF-821A和WFB-822A发电机主保护和后备保护、WBH-821和WBH-822主变主保护和主变后备保护、WXH-823线路保护、WJE-821故障解列装置、WXH-800母线保护装置、WCB-822厂变保护、WBT-821备自投、WCH-821母联保护测控、WDH-821电动机保护、WYJ-821电压检测并列测控、同期屏、电度表屏。组成一套完整的发电厂站微机电气综合测控保护系统。
微机型电气综合测控保护系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议通讯和硬接线方式和 DCS 系统进行通讯联锁，主要监视主变、厂用变，高低压配供线路的电压、电流、功率和电气主开关状态等。
10、烟气在线监测系统(CEMS);
烟气在线监测系统是德国西克 麦哈克的MCS100E监测设备，在每套焚烧线的烟气出口安装了独立的监测探头，配置独立的监测分析设备。
烟气排放参数通过ProfiBus-DP 协议进入 DCS 系统，另提供一路同样使用ProfiBus-DP 协议或采用RS422/485接口MODBUS协议通讯给烟气净化处理系统作为控制变量。烟气在线监测数据采集仪器采用硬接线方式(4-20mA)信号将烟气监测参数通过电信局环保专线网络上传地方环保监测平台。
11、余热锅炉吹灰系统;
焚烧余热锅炉激波吹灰系统自带PLC控制系统，由PLC控制吹灰时间、频率，激波吹灰系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，监控吹灰系统的启停和手/自动、故障状态显示，可远传和就地控制调整。
12、地中衡称重系统;
本项目采用一套全自动无人值守地中衡称重记录管理系统、称重系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，仅上传日入厂垃圾重量、石灰粉重量、生物质重量等数据。
13、公示屏数据显示，
LED公示屏通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯， 按环保部门要求显示烟气排放相关参数。
四、焚烧炉燃烧控制子系统
1、锅炉给水三冲量串级调节系统; 锅炉给水控制的主要任务是使锅炉的给水量跟踪锅炉的蒸发量， 保证锅炉汽水平衡和正常运行所需的工况， 对锅炉汽包水位实现自动控制，使其在允许范围内变化，以提高锅炉汽轮机组的安全性和锅炉运行的经济性。
本工程采用常用的串级三冲量控制方式。该系统由主、副两个 PID 调节器和三个冲量(汽包水位、蒸汽流量、给水流量)构成。这个系统有三个回路，即 I 为主回 路， Ⅱ为副回路， Ⅲ为前馈回路， 副回路的作用主要为快速消除内扰， 主回路用于校正水位偏差，而前馈通道则用于补偿外扰，主要用于克服“虚假水位”现象。该系统的主调节器 PID1 为水位调节器，它根据水位偏差产生给水流量给定值，副调节器 PID2 为给水流量调节器，它根据给水流量偏差来控制给水流量， 蒸汽流量信号作为前馈信号用来 维持负荷变动时的汽水平衡， 由此构成的是一个前馈-反馈双回路控制系统。 该系统可保证稳态时汽包水位无静态偏差， 其控制品质较高。 为了测量准确，汽包的液位采取三选中的测量措施且汽包液位有汽包压力补偿，给水流量有给水温度补偿，主蒸汽流量有主蒸汽温度与压力补偿。
2、过热蒸汽温度串级调节系统; 锅炉汽包产生出来的饱和蒸汽，经三级过热器加热成过热蒸汽。使热蒸汽达到设计蒸汽温度，垃圾焚烧余热锅炉设计了两级过热器蒸汽温度串级调节系统(一级减温器、二级减温器)，在此过热汽温调节控制系统中，副回路对主汽温度起粗调作用，而主调节器对主汽温度起细调作用。过热汽温调节对象为一高阶惯性环节，它可用一个一阶惯性环节和一个纯滞后环节的串联近似，这样就可以用史密斯补偿器进行补偿，可以显著改善系统的调节品质。
3、炉膛负压调节系统;
3.1垃圾焚烧余热锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现焚烧余热锅炉安全经济运行的关键，余热锅炉炉膛负压是一个重要控制参数，炉膛负压的大小受引风量、一次、二次风量与燃料量三者的相互作用影响。
3.2传统的焚烧余热炉膛负压控制方式是引风机电机恒速运行时，检测炉膛负压再根据负压给定值经 PID 运算后，由执行器控制引风机入口挡板开口度，改变风阻调节引风量来调整。 3.3焚烧余热锅炉炉膛负压闭环控制中，若负压过大，还会造成炉内燃料的费，导致排烟温度过高，炉膛漏风量增加，引风机电耗增加。负压过小，又会影响燃料的充分燃烧，焚烧余热炉膛向外泄漏烟气(含可燃气体)飞灰等，影响焚烧余热锅炉的安全经济运行。
3.4我们变频调速技术，将原有引风机风门挡板开至最大，应用炉膛负压闭环控制，通过调节引风机电机转速直接调节风量来实现焚烧余热锅炉炉膛负压自动调节控制，保证垃圾焚烧余热锅炉运行在设计要求炉膛负压范围内。
4、减温减压器出口压力温度控制系统; 4.1减温减压器的压力控制：
Pset：减温减压器的压力设定值;
Pvap2：减温减压器的压力测量值;
由于减温减压器的压力是一个快相应信号，用 Pset，Pvap2构成一个简单的PID回路，来控制蒸汽调门开度。
4.2减温减压器的温度控制：
Hvap1：主蒸汽焓值，由 TVap1(主蒸汽温度)、 Pvap1(主蒸汽压力)得到;
Hwat：给水焓值，由 Twat(给水温度)、 Pwat(给水压力)得到;
Hset：减温减压器蒸汽焓值设定值，由 Tset(减温减压器的温度设定值)、 Pset(减温减压器的压力设定值)得到;
Kjs：由理论计算得到的水汽比(给水流量与主蒸汽流量的比值);
能量守恒公式有: Hvap1+ Kjs * Hwat = (1 + Kjs) * Hset
即有: Kjs = (Hvap1Hwat) 4.3温度控制可用2级PID控制：
副控用 Tset,Tvap2(减温减压器的温度测量值)构成一个简单的PID回路，来调整水汽比 K ，以消除水汽流量、压力、温度测量的误差。
主控用 K*Fvap(水汽比乘主汽流量)、Fwat(水流量)构成一个简单的PID回路，来控制给水调门开度。副控为慢调PID， 主控为快调PID。
5、烟气净化处理控制系统;
5.1烟气净化处理主要有由脱酸、除尘、活性炭吸附3 个部分组成。采用的工艺主要是半干法/ 干法+ 活性炭吸附+ 布袋除尘器，脱酸是垃圾焚烧烟气净化系统的核心。
5.2通过监测反应塔入口和出口的压差和烟气流量来调节石灰浆量，雾化喷嘴喷入石灰浆，在净化塔内以很高的传质速率与烟气混合，烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2 等酸性物质混合反应，垃圾焚烧余热锅炉的烟气经过净化塔、活性炭吸附、布袋除尘器净化达到国家的大气污染物排放标准。
5.3烟气净化系统主要控制调节子项：1反应塔出口温度调节;2排烟量与中间反应物回流量间的自动调节; 3排烟中 HCL 和 SO2 酸性气体含量与石灰乳量间的自动调节;4活性炭吸附量的自动调节;
5、除尘器差压调节、布袋的离线清灰、布袋的反吹;6飞灰收集输送调节;
6、顺序控制系统(SCS)
顺序控制主要在锅炉辅助控制系统中，包括： 启动燃烧器、辅助燃烧器、炉排清灰系统、风机系统、布袋除尘器控制系统、 石灰浆制备系统、 锅炉定期排污系统、 锅炉自动吹灰系统等。
7、锅炉联锁保护系统
7.1 事故停炉联锁保护由DCS主控系统内完成。只有停炉的逻辑条件出现时(按垃圾焚烧余热锅炉制造厂的技术要求)联锁保护系统能自动切断进入焚烧系统的垃圾和其他燃料，停止推料器和炉排的运动，关闭所有燃烧器，关闭所有风机。锅炉安全保护系统包括：MFT、炉膛吹扫、油泄漏试验、锅炉点火、炉膛火焰监视和灭火保护功能、MFT首出和快速减负荷等。
7.2 局部保护：锅炉汽包水位保护高水位保护：打开紧急放水电动门; 低水位保护：LLL保护动作停炉;主蒸汽压力超压保护：自动打开生火排汽电动门;
8、综合燃烧控制装置
综合燃烧控制装置控制下列各环节，液压装置、受料斗档板、推料器、逆推炉排、顺退炉排、一次和二次燃烧空气调节、炉排清灰风机、炉排冷却风机、 出渣机、辅助燃烧器等，组成综合燃烧控制装置及其系统 (ACC)。
五、垃圾发电厂汽轮机组的运行方式
1.垃圾焚烧发电厂汽轮机组的运行方式因垃圾焚烧工况特点而定：
1.1正常情况垃圾燃烧的热惯性很大，蒸发量不能立即改变。为了充分利用热能，必须有一台机组运行在前压调节方式下，即机跟随的运行方式，这样才能保证机炉热能参数稳定运行。 1.2汽机检修或汽机故障检修时，焚烧炉继续运行处理一定的垃圾量，产生的多余蒸汽应经旁路冷凝系统，冷凝后回收凝结水重复使用或者直接由旁路放空系统放空(这种情况造成能源的浪费)达到停机不停炉继续处理焚烧垃圾。
1.3二台套汽轮发电机组配置的垃圾焚烧线，可以不设旁路冷凝系统，一台机组检修或故障可以转移负荷到另一台机组，可以保证一条焚烧线的正常运行(本工程取消了旁路冷凝系统)。 1.4当外电网发生故障时应有一台汽机带厂用电在转速控制方式下运行(孤网运行)。
六、汽轮机控制系统构成
2.1 以DCS为核心的汽轮机监控系统
1) 汽轮机调节系统、凝汽器热井水位自动调节系统、疏水调节系统、射水真空调节系统、轴封调节系统、循环水调节系统，
2)除氧器模拟量控制系统(MCS)、除氧器液位自动系统，除氧器压力自动调节系统， 减温减压装置压力、温度调节系统，给水调节系统、
2.2汽机危急跳闸系统(ETS)采用硬接线组态进入DCS，ETS危机跳闸系统和DCS。
2.3 汽机安全监视系统(TSI)主要监视汽机超速、轴振动、轴位移等参数，分别由汽机安全监视仪表和主控系统监视，以确保其系统安全性和数据可靠性。
2.4汽机数字电液调节系统(DEH 系统实现前压、功率、转速调节)采用美国伍德沃德Woodward 505汽轮机控制系统，Woodward 505数字电液控制系统与DCS 系统硬接线互通联锁、保护、控制信号。
2.5 Woodward 505数字电液调节系统是一种汽轮机智能控制装置， 它接受汽机转速、主蒸汽压力、发电机功率信号，经过速度/负荷 PID、限制控制 PID 和串级 PID 等运算后，输出控制信号给电液转换阀，通过油动机驱动进汽调节阀，还可实现一系列的系统保护。
2.6本工程中它要实现垃圾焚烧发电所要求的前压控制、 功率控制和转速控制。 在两台汽机正常运行时， 有一台运行在前压调节状态下。外电网跳闸时，控制器切换到转速控制方式，带约 20%的厂用电运行。
2.7 汽机联锁保护系统，汽轮机是高温高压蒸汽热能动力高速运转的设备，在机组启动、运 行或停机过程中，必须按设备制造厂的技术规定要求操作，违规违章操作很容易发生严重的安全事故，汽轮机辅机设备必须协同工作才能保证汽轮机组的安全运行。所以汽轮机联锁保护系统是及其重要的。
汽轮机主要保护：润滑油压力过低、汽机超速、汽机轴位移大、胀差过大、冷凝器真空度过低、泠凝器热井水位过低、发电机故障跳闸、轴振动和轴承温度等重要的监视和保护。
汽机联锁保护系统中，重要的信号如汽轮机转速HH 信号、 凝汽器压力HH信号、润滑油压力LLL 信号均采用3 取 2信号组合法，提高保护系统的动作率和减低拒动误动作率，提高系统的可靠性。
2.8机组联锁保护;主要是机组跳闸保护，由DCS主控系统内完成。当汽轮机、发电机跳闸条件出现时，联锁保护系统关闭汽机自动主汽门，调节门及抽汽逆止门，实现机跳电或电跳机，在汽机就地盘及中央控制室的控制台上设有紧急停机按钮。在紧急情况时，操作人员能迅速按急停按钮保护机组设备安全。
八、.热工自动化设备选型 5.1 温度测量
1)选用符合 IEC 标准且为电站设计的热电偶、热电阻测温元件; (上海自动化仪表) 2)联锁保护用温度信号一般选用温度开关或电接点双金属温度计;(上海自动化仪表) 3)就地温度显示选用双金属温度计;(上海自动化仪表) 5.2 压力测量
1)选用智能式压力、差压变送器;(罗斯蒙特3051)
2)联锁保护用压力信号一般选用压力开关或电接点压力表;(美国SOR压力开关)
3)就地压力显示，选用弹簧管压力表，膜盒式压力表、膜片压力表。(选用上海自动化仪表) 5.3 流量测量 根据被测介质的性质，对于汽水流量采用孔板、喷咀测量(孔板、喷嘴的节流损失过大)我们采用新型的流量测量元件德尔塔吧、其他导电介质流量选用电滋流量计、燃料油流量测量选用金属管转子流量计等。(江苏杰创电磁流量计) 5.4 物位侧量
1)液位测量一般选用差压液位变送器。常压容器选用静压式液位变送器也可以采用远传磁翻板液位计;
2)储浆、液位侧量选用超声波物位计;(西门子超声波液位计) 3)液位信号测量选用磁性浮球液位开关。
5.5 调节阀选用进口调节阀或引进电动调节阀也可用国内知名品牌调节阀;(上仪调节阀配PS执行器)
5.6执行机构选用角行程电动执行机构驱动。带全开、全关位置信号反馈，4-20mA 信号控制。 5.7 电动阀选用机电一体化电动头(扬州电力) 5.8 变频器 选用性能优异的变频器;(选用ABB)
5.9 烟气排放监测系统确保烟气的排放指标符合国家标准，每条焚烧线设一套烟气检在线测仪表以检测烟气中的 HCL、SO
2、CO
2、NOX、CO、O2 等组分含量。(选用西克麦哈克)
九、工业电视监控系统
工业电视监控系统服务器置于电子间，在中控室设置监视器、大屏幕、LED等，视频信号采用光纤通讯采集，工业电视系统设置一套服务器可通过网络实时查询监视。并根据监视对象配置带云台可调焦距、光圈的摄像机。 基本监视对象有：
1) 门卫室 2)地磅房 3)垃圾卸料平台 4)垃圾进料斗 5)炉膛火焰监视 6)汽包水位 7)出渣口8)烟囱 9)升压站10)高低配电间 11)厂区等重要的设备安全及保安管理点。
十、厂内网络通讯系统
电信运营商提供固定电话、移动通讯、互联网接入服务及设备，我们采用100M光纤网络、25门内部虚拟网电话(可选开外线)、80部电信工作手机，配置两个通讯站(办公楼电讯间、主厂房)，组成全厂生产调度指挥和网络办公安全监控系统。
电厂热工自动化技术论文范文第5篇
关键词：发电厂;故障;热工保护
中图分类号：TM621.4 文献标识码：B
提高热工自动化系统的可靠性技术研究内容，包括控制系统软硬件的合理配置，采集信号的可靠性、干扰信号的抑制，控制逻辑的优化、控制系统故障应急预案的完善等。需要从设计开始，贯穿基建安装调试、运行检修维护和管理的整个过程。
热工保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，热工保护的可靠性对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏乃至人身伤亡事故。但在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，甚至导致非停，称为保护误动，并因此造成一定的经济损失;在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和扩大。随着DCS控制系统的成熟发展，热工自动化程度越来越高，凭借其巨大的优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。
1. 热工保护系统常见故障分类
1.1 因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。
1.2 热控元件故障是因热工元件故障(包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等)误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠，单元件工作，无冗余设置和识别。
1.3电缆接线断路、断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等。
1.4设备电源故障是因为随着热控系统自动化程度的提高，热工保护中加入了DCS系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠。
1.5因人为因素引起的保护误动大多是由于操作失误引起。设计、安装、调试存在缺陷。许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。
2.热工保护系统常见故障采取的措施及对策
由于热控设备覆盖着热力系统和热力设备的所有参数，各系统不仅相互联系，而且相互制约，因此，任何一个环节的故障都有可能通过热工保护系统发出跳机停炉信号，从而造成不必要的经济损失。因此，如何提高保护系统的可靠性是一项十分重要而又迫切的工作。
2.1 尽可能地采用冗余设计。过程控制站的电源和DPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。对一些重要热工信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。比如本厂给水流量的三个测点中有两个来自同一个取样点，从而导致处理其中一个测点时跳另外一个测点保护动作造成跳给水泵。
2.2 尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体的可靠性有着十分重要的作用，根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而"因小失大"。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。
2.3 保护逻辑组态进行优化。优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。结合我们厂的实际情况，由于施工问题磨煤机一次风混合风量测点经常由于管路积灰而跳变，并多次跳磨煤机。后经过逻辑优化将一次风混合风压力信号和一次风混合风量信号相与，就排除了这样的误动。
2.4 提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力。努力提高DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力，对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。
2.5 对设计、施工、调试、检修质量严格把关。提高热控设备的设计、施工、调试、检修质量对提高热控保护的可靠性有着长远的重要意义。
2.6 严格控制电子间的环境条件。温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有十分大的影响。严格控制电子间的环境条件，可以延长热控设备的使用寿命，并且可以提高系统工作的可靠性。特别是电子通讯设备一定禁止使用，防止误发信号。
2.7 提高和改善热控就地设备的工作环境条件。就地设备工作环境普遍十分恶劣，提高和改善就地设备的工作环境条件，对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀;就地设备尽量远离热源、辐射、干扰;就地设备(如：变送器、过程开关等)尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
2.8 严格执行定期维护制度。做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护试验。
2.9 加强技术培训，提高热控人员的技术水平和故障处理能力。随着技术发展和新建机组增加，新老电厂都面临人员技术素质跟不上需求的局面。加强技术培训、实现远程或网上技术教育，提高热工人员技术素质，是做好热工监督工作的基础。因此为推动培训工作健康开展，建议行业组编系列培训教材，建立岗位证书制度，指导集团公司和省级电试院培训工作的进行;通过网络定期发布技术水平测试试卷，促进各单位技术培训工作的深入;开展行业技术操作比武竞赛，调动热工专业人员自觉学习和一专多能的积极性。提高专业人员积极主动的工作责任性、科学严谨的工作态度、功底扎实的专业和管理技能。
随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠(即不出故障)是绝对办不到的。因此，在一定意义上讲，"有故障"是绝对的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。努力使热工保护的正确动作率达到100%，为热力设备的安全运行把好最后的一道关。这是我们设计、安装、调试、检修人员追求的最高目标。
参考文献
电厂热工自动化技术论文范文第6篇
被调量 即通过调节需要维持的物理量 给定值 即根据生产要求，被调量的固定数值 扰动 引起被调量变化的各种原因
调节作用量 即在调节作用下，控制被调量变化的物理量 调节机关 即在调节作用下，用来改变调节作用量的装置 一.按给定值信号的特点分类 1.恒值调节系统 2.程序调节系统 3.随机(动)调节系统 二.按调节系统的结构分类
1.闭环(反馈)调节系统2.前馈调节系统 3.复合调节系统
三.按调节系统闭环回路的数目分类
1.单回路调节系统 2.双回路调节系统 3.多回路调节系统 四.按被调量数目分类
1.单输入单输出(SISO)调节系统2.多输入多输出(MIMO)调节系统
五.按调节作用的形式分类 1.连续调节系统 2.离散调节系统 六.按系统的特性分类
1.线性调节系统 2.非线性调节系统
6自动调节系统动态试验依据何原则选取典型输入信号? 1稳定性 2准确性 3快速性
7 评价自动调节系统性能，常用哪些时域指标，是述其含义与实际生产要求?
(1) 系统的稳定性
不稳定的系统是不能工作的，所以必须对控制系统的稳定性进行判断并且研究影响稳定性的因素。指标: 衰减率 、衰减比n、 衰减指数m等。 (2) 系统的动态特性
系统的动态特性是指系统从一个稳定状态变化到另一个稳定状态的过渡过程中输出与输入间的关系。系统的动态特性，可以通过系统的暂态响应来评价。 指标: 动态偏差ym 、 调节(过渡) 时间 ts等。 (3) 系统的稳态特性
系统的稳态性能就是系统进入稳定状态后所表现出的特性，主要靠系统的稳态响应来评价。
指标: 稳态误差ess等。
1为什么自动调节系统的研究中，除特殊情况分析其静态特性意外，而多以分析其动态特性为主?
因为环节的静态特性总是包含在动态特性之中，只要令微分方程中输入和输出信号对时间的各阶导数都等于零就可以得到静态特征方程式
2何谓相似系统，在自动调节的研究中为什么要运用相似系统?
相似系统——能用相同形式的数学模型表示的系统, 称为相似系统.因为在实践中相似系统中一种系统可能比另一种系统更加容易研究，我们可以通过研究相似的电气系统代替其他物理系统的研究。3 调节系统数学模型的阶次和各项系数由何因素决定?由环节内部的结构和物理参数决定的。4一个易知的实际系统，是否具有唯一的数学模型?一个动态系统可以具有多个可以相互转换的数学模型 5调节系统数学模型中的各变量代表的是各物理量的实际值嘛? 不是，各变量是物理量的在微分方程中的体现，并不等于实际值。
6在调节系统中，有些原件和设备的动态方程不是线性微分方程，为了简化调节系统分析，通常将这种非线性关系用“小偏差法”取为线性，即近似线性化。其条件是输入输出变量围绕平衡点做小范围变化时才能采用。 7 试述调节系统分析中，拉式变换和拉式反变换的基本方法? 查拉普拉斯表和拉式变换法 拉普拉斯表和部分展开式法 8何谓传递函数，传递函数三要素是什么?
线性定常系统在零初始条件下，输入信号与输出信号的拉普拉斯变换之比。 1线性定常系统 2 零初始条件3 输出与输入的拉氏变换之比
9传递函数反应了系统的什么?(固有特性)和输入信号无关，不能表达系统结构。 10如何求取系统的传递函数?
1. 确定的系统的输入与输出2. 列写原始微分方程:
3. 在零初始条件下, 进行Laplace变换: 4. 消除中间变量并整理: 11何为系统响应?输入信号为某函数时，输入信号的动态变化。 12 组成调节系统的典型环节有哪些?各自的特性如何?有何特点?
1.比例环节: 特点: 输出量无延迟、无惯性、不失真、按比例复现输入量的变化规律。 2.惯性环节: 特点：环节内存在一个储能元件或耗能元件, 在阶跃输入下, 输出不能立即达到稳态值，需经历一个渐变过程。3.微分环节: 特点: 反映输入的变化趋势;增加系统的阻尼;强化噪声.一般不能单独存在;
4. 积分环节特点: 具有累加特性;具有滞后作用 ;具有记忆功能. 5. 振荡环节(对应二阶微分方程):
(1). 当0≤<1 时, 输出存在振荡, 且越小, 振荡越激烈;(2). 当≥1 时, 输出无振荡, 非振荡环节是两个一阶惯性环节的组合. 较大时T很小, 则s2项可忽略不计, 二阶环节近似为一阶惯性环节。(3). 振荡环节一般含有一个储能元件和一个耗能元件, 由于两个元件之间有能量交换, 使系统输出发生振荡。(4) .振荡环节为二阶环节, 但二阶环节不一定是振荡环节 6. 延时环节: 特点: 输出滞后于输入但不失真. 13调节系统的函数方框图具有哪些结构要素? 1 函数方框 2信号线 3相加点 4 分支点 14 函数方框图的基本联接方式和运算? 串联，并联和反馈。
15函数方框图的等效变换的原则，步骤，关键点是什么? 原则：( 1)变换前后，前向通路中传递函数的乘积应保持不变; ( 2)变换前后，闭合回路中传递函数的乘积应保持不变。
步骤：(1)等效移动分支点或相加点;(2)两相邻的分支点(或相加点) 交换; (3)进行方框运算，合并串/并/反馈连接的方框。
关键点： (1) 等效变换过程并非唯一;(2) 在进行结构图等效变换时, 变换前后应保持信号的等效性. 十七 已知线性系统的传递函数方框图，如何表达该系统在多输入同时作用下的响应?
当多个输入同时作用于线性系统时, 应分别考虑每个输入的影响. 十八 对于一个已知线性系统，若在不同的位置输入或者输出不同的信号，系统响应的稳定性相同吗?为什么?不相同，因为不同地方输入的时候，动态响应方程不一样，针对此信号的固有特性不一样。
1 时域分析法就是根据系统的微分方程，求出当输出为某种时间函数时微分方程式的解，即调节系统的时间响应，从而进一步分析系统的稳定性及其稳态和动态品质。 2 时域分析法的基本步骤： (1) 建立控制系统的数学模型; (2) 求解描述系统的数学模型(微分方程、状态空间表达方式等) ; (3) 获取系统对输入信号的响应曲线和函数， (4) 确定控制系统的性质和特征。 3 一阶系统K/(1+TS)的性能如何?
4 二阶系统传递函数的标准形式为何?
5二阶系统的时间响应取决于什么?时间响应的性质由何决定? 二阶系统的时间响应取决于阻尼比和自然频率n这两个特性参数。 6 二阶系统的阻尼比与系统特征根和单位阶跃响应曲线是何关系
1、 负阻尼状态(<0) 则二阶系统具有两个正实部的特征根。二阶系统不稳定 2
无阻尼状态(=0)
二阶系统具有一对共轭纯虚特征根。二阶系统边界稳定
3、 欠阻尼状态(0<<1)
则二阶系统具有一对负实部的共轭复根。二阶系统稳定
4、 临界阻尼状态(=1)
则二阶系统具有两个相等的负实根。二阶系统稳定
5、 过阻尼状态(>1)
则二阶系统具有两个不相等的负实根。二阶系统稳定 7二阶系统时域性能指标计算式有哪些?如何应用?
8 何谓高阶系统的“主导极点”9 如何分析高阶系统的特性
在复平面最右端，周围无闭环零点的存在，远离其他闭环极点的系统闭环极点。为主导极点
闭环主导极点对系统动态特性的影响最为突出，非闭环主导极点对应的动态响应衰减得也快、影响小、甚至可忽略。
如果忽略非闭环主导极点的作用，则高阶系统可用具有闭环主导极点的低阶系统近似描述。
一般，大于闭环主导极点离虚轴距离5倍以上的闭环极点可以忽略。 11 时域分析中有哪些途径判断调节系统的稳定性?
1求解特征方程(用系统稳定的充分必要条件) 直接判断系统是否稳定 2劳斯判据
12 劳斯稳定性判据的必要和充要条件是什么?
必要条件：a n s n a n 1 s n a i s i a s a 0 该系统稳定的必要条件特征方程的所有系数是：a i 0
充要条件：当系统的特征方程各项系数a i 0 ， 且劳斯判据第一列的所有元素都大于零时， 该线性定常系统是稳定的。
13劳斯稳定性判据是否能说明系统的稳定程度，是否能对不稳定的系统提出稳定的建议吗?
但劳斯判据不能说明稳定系统的稳定程度。也不能对不稳定系统提出怎样改变系统
结构使其稳定的建议。
5哪两种系统频率特性图示方法最常用?用于何处? 工程上最常用的频率特性表示方法有三种：
极 坐 标 图 (又称: 奈魁斯特图幅相特性图 )对数频率特性图(又称: 伯德图 ) 对数幅相特性图(又称: 尼克尔斯图 ) 。
奈奎斯特 判断思路：系统稳定的充分必要条件是所有特征根都必须落在复平面的左半平面，即落在虚轴的左侧，只要有一个根落在复平面的右半平面，系统将是不稳定的.1 何谓调节系统的“频域分析”“频率响应”“频率特性”
频域分析是一种利用频率特性分析系统动态品质的方法系统对正弦输入信号的稳态响应，称为频率响应。 G ( j)可用 j代换传递函数中的s而得, 是频率的函 数，称其为频率特性。2 调节系统的频率特性由哪一组参数描述?Y/X= IG( jw)I稳态输出与输入的振幅比(幅频特性) =G( jw)稳态输出与输入的相位差(相频特性) 3 调节系统的频率响应与谐波(正旋)输入函数存在何关系?
(1)
线性定常系统在正弦信号输入下的稳态输出，仍是同频率的正弦量，但振幅和相位与输入信号不同。G ( j
)可用 j代换传递函数中的s而得, 是频率
的函数，称其为频率特性。(2知传递函数G(s), 就可知 , 从而就可确定:
Y/X= IG( jw)I稳态输出与输入的振幅比(幅频特性) =G( jw)稳态输出与输入的相位差(相频特性)由此, 完全可以根据输入信号确定系统的稳态输出。或者说, 线性定常系统对正弦输入的稳态响应是由系统的特性来决定的。 4系统频率特性获取的获取的途径有哪些? 1频率法2求解微分方程
1 因为在设计自动调节系统必须考虑下列问题，根据生产过程的要求，确定被调节量和调节量;获取对象的动态特性，确定调节规律和调节参数;进行仿真实验;现场调试。所以必须研究热工对象和自动调节器的动态特性。 2何谓调节对象的“通道”“调节通道”“扰动通道”“内扰”“外绕” 通道：输入输出之间的信号联系
调节通道：调节作用和被调量之间的信号联系 扰动：扰动作用与被调量之间的信号联系 内扰：经调节通道影响被调量的扰动 外绕：经扰动通道影响被调量的扰动
3 调节对象的调节通道的动态特性是关注的重中之重(决定了稳定性)
4 调节对象的扰动通道的动态特性不影响闭环稳定性，其在调节系统的闭环外，且λi随机，短暂，是一次性的作用通道。(扰动通道的动态特性仅仅影响被调量的幅值)
5 热工调节对象的特点：不同热工对象有不同的组成结构，不同的物理性质，不同的运行过程和不同的工程参数。但从动态特性来看，均反映了热工对象内部的物质或能量是否平衡的关系。
6热工调节对象具有自平衡特性的实质是什么?