1、 重慶電力高等?？茖W校專業:班級:學號:姓名:指導教師:控制系統邏輯圖分析報告工業熱工控制技術熱控0812班31號王海光向賢兵、曾蓉重慶電力高等?？茖W校動力工程系二O一一年五月重慶電力高等?？茖W校課程設計任務書課程名稱：控制系統邏輯圖分析教研室：控制工程指導教師：曾蓉向賢兵學生姓名王海光學號31（專業）班級熱控0812設計題目1 火電廠協調控制系統分析火電廠汽包爐給水控制系統分析火電廠汽包爐汽溫控制系統分析FSSS控制邏輯圖分析設計技術參數鍋爐型號：330MW （超高壓、中間再熱、自然循環，固態排渣爐）DCS :廠商：WESTINGOUSE ; OVATION設 計 要 求1、說明控制系統任務

2、、對象的動態特性，說明控制系統原理2、分析協調控制系統的邏輯圖，說明控制原理。3、分析給水控制系統的邏輯圖，說明控制原理。4、分析汽溫控制系統的邏輯圖，說明控制原理。5、分析FSSS邏輯圖分析；參 考 資 料熱工控制系統邊立秀熱工保護與順序控制曾蓉計算機控制系統高偉火電廠模擬量控制系統運行與維護向賢兵OVATION 的 PDF 說明廣安330MW控制系統CAD參考圖紙若干周次第一周第二周應宀完 成 內 容說明控制系統任務、控制對象的動態特性、控制原理分析協調控制系統的邏輯圖，說明控制原理。分析給水控制系統的邏輯圖，說明控制原理。分析汽溫控制系統的邏輯圖，說明控制原理。分析FSSS邏輯圖分析；分

3、析IDF順序控制系統分析編寫設計說明書（以上安排在實施過程中根據學生 進展可能臨時調整。）指導教師簽字教研室主任 簽字說明：1、此表一式三份，系、學生各一份，報送實踐部一份2、學生那份任務書要求裝訂到課程設計報告前面。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 0.前言1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 火電廠協調控制系統分析11.1協調控制系統的任務11.2對象的動態特性11.3控制原理邏輯圖分析3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Doc

4、ument 火電廠汽包爐給水控制系統分析72.1給水控制系統的任務72.2對象的動態特性72.3控制系統原理邏輯圖分析10 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 火電廠汽溫控制系統分析113.1氣溫系統的任務113.2對象的動態特性113.3控制原理邏輯圖分析13 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document FSSS控制邏輯圖分析14參考文獻17、八0. 前言廣安發電廠機組簡介：廣安發電廠設 計規劃總容量為 240 萬千瓦，一期工程兩 臺 30 千瓦燃 煤機組分別于 1999 年 10月 28 日和 2000

5、 年 2月 7日建成投產 。兩臺機組均采用美國貝 利公司北京分 公司研發的計 算機集散 OVATION 控制系統， 自動化程度居國內同類型機組領 先水平。 公 司堅持 以效益為中心， 以市場為導向， 兩個文明同步發 展，取得顯著 成效。先后榮獲 四川省 文明單位 、 四 川省園林式單位 、四川省社 會治安綜合治理 模范單位 等光榮 稱號。其 環抱設施工程質量經國家環保 總局、中國環境檢測總站 等檢查驗收， 均為優良 ， 各項環保指標 均符合國家規定標準?；痣姀S協調控制系統分析協調控制系統的任務1.1.1接受電網中心調度所的負荷自動調度指令 ADS、運行操作人員的負荷給定指令和電 網頻差信號 f

6、,及時響應負荷請求，使機組具有一定的電網調峰、調頻能力，適應電網負荷 變化的需要。協調鍋爐、 汽輪機發電機的運行， 在負荷變化率較大時， 能維持兩者之間的能量平 衡，保證主蒸汽壓力穩定。協調機組內部各子控制系統（燃料、送風、爐膛壓力、給水、氣溫等控制系統）的 控制作用，在負荷變化過程中使機組的主要運行參數在允許的工作范圍內，以確保機組有較 高的效率和可靠的安全性。協調外部負荷請求與主、輔設備實際能力的關系。在機組主、輔設備能力受到限 制的異常情況下，能根據實際情況，限制或強迫改變機組負荷。具有多種可供運行人員選擇的控制系統與運行方式。協調控制系統必須滿足機組 各種工況運行方式的要求，提供可供運

7、行人員選擇或聯鎖自動切換的相應控制方式，具有在 各種工況（正常運行、啟動、低負荷或局部故障）條件下，都能投入自動的適應能力。消除各種工況擾動的影響，穩定機組運行。協調控制系統能消除機組運行中各種 內、外擾動的影響。通過閉環系統輸入端引入的擾動，如燃料擾動，稱為內部擾動，通過開 環系統的其他環節影響到系統輸出的擾動，如負荷擾動，稱為外部擾動。對象的動態特性單元機組負荷控制有下列四種方式：基本控制方式在某些特殊條件下，機爐主控制器全部解除自動控制，轉為手動控制，主控指令由操作 員手動改變， 各自維持各子系統的運行參數穩定， 而不參與機組輸出功率和汽壓的自動控制， 負荷自動控制系統相當于被切除，這種

8、方式稱為基本控制方式（或手動方式）。鍋爐跟隨方式（1）機爐控制分工：鍋爐自動控制主汽壓力，汽輪機手動控制機組負荷。（2）特點：在擾動初期能較快適應負荷，但汽壓變動較大。（3）適用情況：當單元機組中的鍋爐設備正常運行， 機組的輸出功率受到汽輪機限制時；承擔變動負荷的機組，鍋爐蓄熱能力較大時。1.2.3汽輪機跟隨方式圖1-2鍋爐跟隨方式原理圖（1）機爐控制分工：鍋爐手動控制主汽壓力，汽輪機自動控制機組負荷。（2）特點：主汽壓力變化小，這對鍋爐運行的穩定有利。但機組輸出功率響應有較大的 滯后。（3）適用情況：承擔基本負荷的單元機組；當新機組剛投入運行，經驗還不足時， 采用這種方式可使機組運行比較穩定

9、；當單元機組中汽輪機運行正常、機組輸出功率受到 鍋爐限制時。圖1-3機爐協調方式原理圖（1）機爐控制分工：鍋爐與汽輪機的調節控制器同時接受機組功率偏差與壓力偏差信號。（2） 特點：鍋爐蓄熱的合理利用與及時補償的協調方式，使單元機組實際輸出功率既能 迅速響應給定功率的變化，又能保持主汽壓的相對穩定（3） 適用情況：當單元機組正常運行需要參加電網調頻時，應采用機爐聯合的協調控制 方式。125協調控制系統控制系統（1）機組負荷管理控制中心又稱機組負荷指令處理裝置， 其主要作用是用來協調機組內、外矛盾（2）機爐主控器協調的是汽機與鍋爐的內部矛盾。（3）負荷管理控制中心和機爐主控制器是機組的協調級，是機

10、組負荷控制系統的核心, 決定著機組變負荷的數量和變化速度，故直接將其稱為協調控制系統。負 荷 控 制 系 統子 控 制 系 統運行員ADS 電網頻差指令指令? f圖1-4單元機組負荷控制系統的組成框圖協 調 控 制 級基 礎 控 制 級1.3控制原理邏輯圖分析 （圖6 3 2,6 3 3）1.3.1鍋爐主控（CCBF）在鍋爐跟隨方式的基礎上，再將汽壓偏差通過函數器引入汽輪機主控制器，就形成了以 鍋爐跟隨為基礎的協調控制方式。（圖6 3 2）當鍋爐主控BM M/A006-00203站處于自動時，用切換器 006-00203可以選擇機組協調方 式下的控制輸出CCSPID輸出或者BFPID控制輸出作

11、為鍋爐主控指令 BMOUT,去控制鍋爐 的燃料量、送風量和給水量，實現鍋爐側的負荷控制。鍋爐主控在手動方式時，運行人員可 設定鍋爐主控輸出，當機組發生 RB時，鍋爐主控跟蹤RB目標值。將測量的第一壓力級壓力進入除法器006-00225和乘法器006-00224進行運算后。則可得到汽機所需要的能量，即 Ps=P1*PTS/PT,汽輪機所需要的能量=鍋爐提供的能量。貝U通過 此運算可以通過計算汽輪機所需要的能量，提前讓鍋爐主控做出響應，這屬于前饋調節，可 以快速及時的做出響應。將三個壓力傳感器所測量的壓力信號通過006-00236中值選擇器選出中間值以便減小測BOILER MASTERFTEKOE

12、PT2SQ3m8ucflfDll.PDGT-JMi-PC亠 LJM/TU營獸證謬rm hmier 側 Aira軸礦|V|r忙NFWTT亠器眾nr-ODESa iFMiijnrnr-LC?ccartHN /gx*：MW BtP IITETWISTS圖1-5鍋爐主控邏輯圖131.1鍋爐跟隨方式當系統處于鍋爐跟隨方式時，邏輯信號 BF BMOUT為1,選擇器006-00203選擇“ N ”, 加法器006-00230輸出形成爐跟機方式下鍋爐的自動控制信BF BMOUT號。當鍋爐主控自動時，選擇器 006-00205選擇“ 丫”。當汽輪機側負荷發生擾動時，汽輪機 能量需求前饋信號首先動作，及時改變鍋爐

13、主控輸出，調節鍋爐燃燒率和給水流量，以減少 機、爐能量的不平衡。當系統不在鍋爐跟隨方式時，BF BMOUT為0,選擇器006-00203選擇“丫”，通過加法 器006-02479與加法器006-00230之和，輸入切換器 006-00205的信號等于鍋爐主控輸出。 1.3.1.2協調控制方式在協調控制方式下，鍋爐主控與汽機主控互相配合。共同完成功率控制和主汽壓力控制 任務。這里尤功率偏差006-00228與壓力偏差006-00230進行調節，壓力設定值與負荷指令 的前饋調節，以及跟蹤切換等環節它是由機組負荷指令和主汽壓力設定值的前饋調節與機組負荷和主汽壓力的反饋調節組 成的。當機組負荷指令增加

14、時，機組負荷指令和主汽壓力設定值（滑壓方式）都上升，前饋 調節信號增加首先起作用，使鍋爐主控指令增加，去調整燃燒率和給水量，以適應機組功率 增加的需要； 同時，機組負荷指令上升形成功率偏差 ,汽輪機主控開大調節汽門形成壓力偏差 , 都通過比例積分調節運算使反饋調節指令，功率偏差較小時，f2（x ）切除了功率偏差信號，PID調節器的輸入端只有壓力偏差信號，以實現壓力無差調節。在鍋爐跟隨方式的基礎上，再將汽壓偏差通過函數器引入汽輪機主控制器，就形成了以 鍋爐跟隨為基礎的協調控制方式1.3.1.3負荷返回（ RB） 負荷返回時針對由于輔機故障減負荷或甩負荷，其主要作用是：根據主要輔機的切投狀 況，計

15、算出機組的最大可能出力值。 其實際負荷指令大于最大可能出力值， 則發生負荷返回， 將實際負荷指令降至最大可能出力值，同時規定機組的負荷返回速率。負荷返回回路具有兩個主要功能：計算機組的最大可能出力值和規定機組的負荷返回速 率。汽機主控和主汽壓力設定值在汽輪機跟隨方式的基礎上，再將機組功率偏差信號引入汽輪機主控制器，就形成以汽 輪機跟隨為基礎的協調控制方式。 （圖 6 3 3 ）1汽輪機主控是由汽輪機跟隨下的汽輪機主控指令Pt2的形成回路，協調方式下的汽輪機主控指令 Pt1 的形成回路，以及手 /自動切換 006-00279 與跟回路等組成的。（1 ）汽輪機主控跟蹤與手 /自動切換當DEH未遙控

16、時，跟蹤邏輯TS為真，汽輪機主控指令pT跟蹤DEH負荷定值。當DEH 投遙控時，汽輪機主控可以進入手動或自動。下列情況下，汽輪機主控強制手動：a. DEH就地控制；b.汽輪機主汽壓力信號故障；c.DEH 負荷參考值信號故障；d.汽輪機高壓旁路開啟。（2）汽輪機跟隨方式當機組處于汽機跟隨方式時，切換器 006-00279選擇“ N ”，006-02477選擇N ,。汽輪機 主控的輸出是對主汽壓力偏差進行 PID 運算的結果。當主汽壓力升高。壓力偏差大于 0時， PT2、PT增加，調節汽門開大，使主汽壓力下降到給定值。（3）汽輪機主控協調控制方式當機爐同時投入自動時，機組處于協調控制方式。此時切換

17、器T1、T2均選擇S2，汽輪機主控制指令由三部分組成。機組實際負荷p0的前饋調節。負荷指令與實際負荷指令的偏差經處理后作用于PID 調節器。壓力偏差的PID調節器作作用。1.3.3主汽壓力給定值的形成 （ 圖 6 3 3 ）MAIN PRESSURE SETMAINFRESS F1AN FRESSUEE SETOat-DME-44 IN-ftNTFC*MPTPSUHetpdRam? Rafeos TFSF 昭 TAIU3ON-LG-i=Cll# I K=t)oa7 HlOiMDHCH希一f3T-4N-PC&-CEI31SHCGbLJtWhOTT iM-PE CDB CEDI 7IRftMSFE

18、ETP RWIP HIDSCT B aFtHcrinNJTFDDEV口 M-O02S4 WheFERSOL7PRATEggpaosilN,TRACPTF蒔胡聲莽 也血迪強S. EA3E MODE feo-ooBia iraAEFER 口 E-Ol 口 339 TFt 時4STER：WRLftBLE F=f?ES3URE NUDETWDFTUE PRESSUWE SCT miNFVPTPOIKOOONAENFREF圖1-6主蒸汽壓力給定值形成滑壓運行壓力給定值是根據實際負荷指令由函數器f(x) 006-00319給出。為了提高滑壓運行條件下響應速度，f( x)006-00319的輸出與汽輪機GV

19、開度校正信號疊加得到滑壓運 行壓力給定值。當機組在鍋爐跟隨或協調控制方式，且投入滑壓運行時，或門006-00313輸出為“1”，切換器006-00309、006-00310、006-00324,選擇N經壓力變化率限制后形成主汽 壓力給定值。當機組運行在 BF或TF方式時，或門H1輸出“ 0”，006-00324選擇N,主汽 壓力定值由運行人員設定，再經壓力變化率限制器處理后形成主汽壓力給定值，壓力上限為 24.2Mpa,下限為8.4Mpa。當機爐全自動是，或門 006-00313輸出“ T , 006-00324選擇Y， 006-00310選擇丫，主汽壓力給定值跟蹤實際主汽壓力。1.3.4協調

20、控制方式(COORD)綜合型協調控制方式能夠實現“雙向”的協調，即任一調節量的動作都要同時考慮兩個 被調量的要求，協調操作加以控制。相應地，任一被調量的偏差都是通過機、爐兩側的兩個 調節量協調動作來消除的。滑壓和定壓運行單元機組有定壓運行和滑壓運行兩種方式。目前大型單元機組多采用滑壓運行。滑壓運行是建立在機組負荷協調控制之上的一種運行方滑壓選擇按鈕)-協調控制方式鍋爐跟隨方式負荷指令 300MW:定壓選擇按鈕滑壓運行INOT定壓運行圖1-7滑壓與定壓運行大,注意：超臨界鍋爐與汽包鍋爐相比，由于其蓄熱能力小，且允許壓力波動的幅度較 更宜于采用滑壓運行火電廠汽包爐給水控制系統分析2.1給水控制系統

21、的任務使給水量與鍋爐的蒸發量相適應，并維持汽包水位在規定的范圍內2.2給水控制系統的被控對象的動態特性圖2-1汽包鍋爐給水系統結構示意圖2.2.1汽包鍋爐給水系統結構示意圖給水控制對象的動態特性是指汽包水位的 變化與引起水位變化的各種因素之間的動態關 系。2.2.2給水控制系統的被控量、控制手段和主要擾動f事占十壬FuHfiT丫7才 如辛斗氓主*亍扌死丁1|-AN-G7FP他Qi=krHLiuO-CI1JS&IM-M4-GTEFPFCFVQvDLO-Oi-32 hl-W-CTMHFFLIKYFPINThJ陽耐:二，rmFLQEVio-iidDK7 rnf_tt_pc higmummcn nia

22、iMMDifiETFCJefE-=/l-J k I-.Ul口 u IBM 磐ERmighlSngonxi ATimraiscwii MTSMttiiA.riisr f-|joa45 匸1H *f IIVMETTDEVWI.DiO=DOoSEEj3 EFjzcvai-zriiDEOJ3BW.STTIDNIrtSTWONg 足tsse5NEHXilMEMHBrmB j 口 rm-jz; IhANSTEft.Slo-OD5圖2-5控制系統原理邏輯圖分析各個負荷階段的給水控制方式如下表所示表2-1各個負荷階段的給水控制方式負荷（MCR）電泵旁路閥電動門汽泵A汽泵B引流0 八 25%n0 八 100%全

23、關停停單級單沖量25 八 30%n全開鎖定全開停停單級三沖量30 八 100%n全關全關開開串級三沖量火電廠汽溫控制系統分析3.1氣溫控制系統的任務3.1.1過熱汽溫控制系統的任務是維持過熱汽溫在允許的范圍內波動。3.1.2再熱蒸汽溫度控制的任務是保持再熱器出口蒸汽溫度在動態過程中處于允許的范圍 內。3.1.3汽溫控制系統的品質指標（負荷范圍70%100%）3.2汽溫控制系統的被控對象的動態特性321過熱汽溫控制對象特性（1）減溫水流量擾動下汽溫的動態特性特征：對象導前區和對象控制通道的動態特性都有慣性，且是有自平衡能力的對象。導 前區的慣性較小，而控制通道的慣性較大（2）蒸汽負荷擾動下汽溫的

24、動態特性特征：有慣性、有自平衡能力的特性，且遲延時間較?。ㄏ鄬τ跍p溫水量擾動）。（3）煙氣側擾動時汽溫的動態特性特征：有慣性、有自平衡能力的特性，慣性也較小。O圖3-1過熱汽溫控制對象特性3.2.2再熱汽溫控制對象特性煙氣擋板控制特征：有遲延、有慣性和有自平3.2.3氣溫控制系統（1）擺動噴燃器角度特征：有遲延、有慣性和有自平衡能力。（2）事故噴水事故噴水減溫對象特性與過熱蒸汽噴水減溫特性相似給水苗煤器zii io 髓EiStKM Cl控制閥-VW-低溫過熱段主汽溫AAA-蠱溫過?赳段圖3-2事故噴水減溫對象3.3控制原理邏輯圖分析 （圖6 3 52）rnieD?SEC口ND SUPERHEA

25、TTEMP 匚CINT匚ZTE*N FLDVTK03X6口 Dfi-DU57 IMAN=tl KRESHm 袒jrTH4TEXEMA口 a&-OL47aHSTEWFLDWEITWIIR 也OOfr-OHS?rat-01434 E9FCESUCT垃回 HLHTEHPA右-a陽sBI-i-B-re JQIMaLO?DLJLS00M| 4E3XTCIN11E3ELECT MR FLOWBUR-hER TILT IENAN1U14&E4713 曲 M=MTFC口 HL斗駒0L9KgiN*NHr1UTAIRFL eSHVIUTEnviSHtroEvmLDADHDO-03 tfr LEAIUCggf-ou

26、w(bMFWPLV*馴ix-4znrJSi1N/AmA-aLinSTnDMQ T.衛3ItSAYDTEiHTGhUVHDNIMSiCAFOiMi-CJ *45囲 2WCW】 TCtfOICSJUy 1CWJ1DCW-ZT圖3-3控制原理邏輯圖該系統屬于串級控制系統，其中006-01186PID為主控制器它接受來自TE0212和TE0213 經均值選擇器傳來的過熱后的蒸汽實際溫度與給定值相比較經過運算在與來自空氣流量、主 蒸汽流量、燃燒器傾角的信號（如下圖所示）做加法運算，傳遞到006-01192副控制器，與該副控制器接收的來自TE0210A和TE0211A測得的經噴水減溫后的蒸汽溫度，運算后將

27、信號送往調節機構調節噴水減溫閥門的開度。輸出的信號要和出口變送器 006-01240反饋信號在加法器066-01215,在用偏差監視器進行監 視，主要目的是看閥門是否動作，是否損壞。給系統同樣屬于串級控制系統。006-01110控制器為主控制器，而006-01141控制器為副控制 器。其原理與過熱蒸汽溫度控制相同。機組負荷管理控制中心又稱機組負荷指令處理裝置，其主要作用是用來協調機組內、外 矛盾。機爐主控器協調的是汽機與鍋爐的內部矛盾。負荷管理控制中心和機爐主控制器是機組的協調級，是機組負荷控制系統的核心，決定著機組變負荷的數量和變化速度，故直接將其稱為協調控制系統。FSSS控制邏輯圖分析4.

28、1負荷管理中心（LDC）（1）主要功能：接受外部的負荷需求指令，根據機組主輔機運行情況，將其處理成與機、 爐當前運行狀態相適應的機組實際負荷指令負荷。（2）在正常工況時，按“需要”控制，實際指令跟蹤（就等于）目標指令 。（3）在異常工況（能力受限制）時，按“可能”控制，目標指令跟蹤實發功率，或者跟 蹤實際指令。4.2對圖紙6-3-1負荷指令輸出分析：LFI CM NM-IWJPHAK- PEVIT臨回mfl-wnup-Moon 郵iiLDC DUTlUEIlhE $FEOOC ODCfllL ANDMlH lEm3Trate仙初jMEAimwoiriNDLJCSFg 1飭說附eMKFHAWND

29、rT-Un-FCI訓 Ej 11 i iXK； :HEnr-LB-rc滬 BMQQldz mm_n圖4-1 FSSS控制邏輯圖4.2.1目標負荷給定值的形成當AGC發出的指令錯誤時“與”門006-00081和006-00082輸出“0”，切換器006-00083 和0006-00084選擇“ N ”，目標負荷給定值LDCSP由運行人員通過手動操作站 006-00096設 定，此時當“與”門006-00082輸出“ 0”。當機組不在協調方式時，與門006-00081輸出“ 1”，目標負荷指令LDCSP跟蹤機組輸出 功率 SELGENMW。頻差校正信號的形成，汽輪機轉速DEHSPEED與給定值30

30、00轉形成一個偏差信號記入 加和器006-00127,再通過函數f (x)運算，然后輸入加和器 006-00098與AGC負荷指令進 行頻差校正求偏差。上限/下限值信號操作員通過006-00135、006-00123設定給定最小值和最大值。當負荷指 令比最大值大，通過006-00083切換器保持當前負荷，實現最大負荷限制，當負荷指令比最 小值小，通過006-00084切換器保持當前負荷，實現最小負荷限制。4.2.2實際負荷指令的形成接受從控制站來的LDCRATE通過切換開關006-00129選擇通過開會增益加強傳送；在 通過切換開關006-00128能否通過，若通過判斷能夠通過則走 丫線路與給定值做差比較通過 PID控制器006-00118運算，若沒有通過判斷則走 N線路通過006-00130手動設置，因為都 是來自給定值所以就無負荷指令輸出；在通過切換開關006-00119的判斷是否出現故障，若出現故障則切換的丫手動設置負荷指令，若正常則繼續向下傳送；到切換開關006-00116時, 通過判定選擇切換路徑，若判斷為1則通過