第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述1.1 1.1 热工自动化概况热工自动化概况热工自动化概况热工自动化概况 1.2 1.2 常见的热工自动化系统常见的热工自动化系统常见的热工自动化系统常见的热工自动化系统1.3 1.3 热工控制系统的组成热工控制系统的组成热工控制系统的组成热工控制系统的组成1.4 1.4 常规常规常规常规PIDPID调节器调节器调节器调节器1.5 1.5 热工控制系统的运行评价热工控制系统的运行评价热工控制系统的运行评价热工控制系统的运行评价1.6 SAMA1.6 SAMA图图图图1第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University1-1 1-1 热工自动化概况热工自动化概况热工自动化概况热工自动化概况2第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 一、自动化领域发生了革命性的变化一、自动化领域发生了革命性的变化一、自动化领域发生了革命性的变化一、自动化领域发生了革命性的变化 芯片技术：芯片技术：芯片技术：芯片技术：促进了自动化技术由促进了自动化技术由“ “模拟模拟” ”向向“ “数字数字” ”时代时代 的飞跃；的飞跃； 网络信息技术网络信息技术网络信息技术网络信息技术：分布式工业自动控制系统（分布式工业自动控制系统（DCS: DCS: Distributed Control System Distributed Control System）为实现先为实现先 进的工业自动化系统提供了强有力的硬进的工业自动化系统提供了强有力的硬 件、软件平台。件、软件平台。3第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 二、电力的发展趋势二、电力的发展趋势二、电力的发展趋势二、电力的发展趋势 1. 1. 国国民民经经济济的的飞飞速速增增长长，增增加加了了对对能能源源的的需需求求量量，电电力力工工业业逐逐渐渐发发展展为为大大电电网网、大大机机组组、高高参参数数、高高度度自自动化。动化。 2. 2. 由于高参数、大容量机组发展迅速，装机数量日由于高参数、大容量机组发展迅速，装机数量日益增多，因此对机组自动化的要求也日益提高，以益增多，因此对机组自动化的要求也日益提高，以“4C”“4C”（计算机、控制、通信、（计算机、控制、通信、CRTCRT）技术为基础的现代）技术为基础的现代火电机组热工自动化技术也相应得到了迅速发展。其中，火电机组热工自动化技术也相应得到了迅速发展。其中，具有代表性的是具有代表性的是8080年代微机分散控制系统（年代微机分散控制系统（DCSDCS）的问世）的问世和日益完善，并广泛应用于大机组的自动控制。和日益完善，并广泛应用于大机组的自动控制。5第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 3. 3. “厂网分开，竞价上网厂网分开，竞价上网”的电力改革基本完成，的电力改革基本完成，形成了形成了“五大发电集团五大发电集团”：中国电力投资集团公司、中：中国电力投资集团公司、中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国国电集团公国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国国电集团公司、中国华电集团公司；司、中国华电集团公司；“两大电网两大电网”：国家电网公司、：国家电网公司、中国南方电网有限责任公司。中国南方电网有限责任公司。 4. 4. “七五七五”、“八五八五”期间，我国电力工业所建主期间，我国电力工业所建主力机组大多还是力机组大多还是300MW300MW机组，但也开始建设机组，但也开始建设600MW600MW级机组。级机组。 5. 5. “九五九五”期间，我国电力建设的机组主力将逐步期间，我国电力建设的机组主力将逐步转为以转为以600MW600MW机组为主。机组为主。6第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 四、大型火电机组的特点四、大型火电机组的特点四、大型火电机组的特点四、大型火电机组的特点 1. 1. 监监视视点点多多（600MW600MW机机组组I IO O点点多多达达3000300050005000个个，随随着着发发电电机机- -变变压压器器组组和和厂厂用用电电源源等等电电气气部部分分监监视视纳纳人人DCSDCS之后，之后，I IO O点已超过点已超过70007000个）个）; ; 2. 2. 参参数数变变化化速速度度快快和和控控制制对对象象数数量量大大（600W600W机机组组超超过过13001300个）个）; ; 3. 3. 各各个个控控制制对对象象特特性性时时变变、时时滞滞、相相互互间间关关联联耦耦合合、环境强干扰；环境强干扰； 4. 4. 由由高高度度计计算算机机化化的的单单元元机机组组集集控控取取代代传传统统的的机机、炉炉、电电分分别别人人工工监监控控。自自动动化化系系统统的的功功能能也也已已从从单单台台辅辅机和局部热力系统发展到整个单元机组的检测与控制。机和局部热力系统发展到整个单元机组的检测与控制。 7第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 5. 5. 随随着着整整个个单单元元机机组组自自动动化化的的不不断断完完善善以以及及电电网网发发展展的的需需要要，火火电电厂厂热热工工自自动动化化的的功功能能必必然然会会和和调调度度自自动动化化系系统统（automatic automatic dispatch dispatch systemsystem，ADSADS）相相协协调调而而实现电网的自动发电控制（实现电网的自动发电控制（AGCAGC）。）。 6. 6.厂厂级级实实时时监监控控信信息息系系统统（Supervisory Supervisory Information Information System System in in Plant Plant LevelLevel，简简称称SISSIS），是是集集过过程程实实时时监监测测、优优化化控控制制及及生生产产过过程程管管理理为为一一体体的的厂厂级级自自动动化化信信息息系系统统, ,实现机组的安全经济运行的有效手段。实现机组的安全经济运行的有效手段。8第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 五、热工五、热工五、热工五、热工自动化的意义自动化的意义自动化的意义自动化的意义 1. 1. 在在在在机机机机组组组组正正正正常常常常运运运运行行行行过过过过程程程程中中中中，自自自自动动动动化化化化系系系系统统统统能能能能根根根根据据据据机机机机组组组组运运运运行行行行要要要要求求求求，自自自自动动动动将将将将运运运运行行行行参参参参数数数数维维维维持持持持在在在在要要要要求求求求值值值值，以以以以期期期期取取取取得得得得较较较较高高高高的的的的效效效效率率率率（如如如如热热热热效效效效率率率率）和和和和较较较较低低低低的的的的消消消消耗耗耗耗（如煤耗、厂用电率等）。（如煤耗、厂用电率等）。（如煤耗、厂用电率等）。（如煤耗、厂用电率等）。 9第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 2. 2. 在在机机组组运运行行工工况况出出现现异异常常，如如参参数数越越限限、辅辅机机跳跳闸闸时时，自自动动化化设设备备除除及及时时报报警警外外，还还能能迅迅速速、及及时时地地按按预预定定的的规规律律进进行行处处理理。这这样样，既既能能保保证证机机组组设设备备的的安安全全，又又能能保保证证机机组组尽尽快快恢恢复复正正常常运运行行，减减少少机机组的停运次数。组的停运次数。 例例如如，RUN RUN BACKBACK（自自动动快快速速减减负负荷荷）、RUN RUN UPUP（强强增增负负荷荷），RUN RUN DOWNDOWN（强强减减负负荷荷）、FAST FAST CUT CUT BACKBACK（FCBFCB，负负荷荷快快速速切切回回或或称称快快速速甩甩负负荷荷）等功能。等功能。 10第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 3. 3. 当当机机组组从从运运行行异异常常发发展展到到可可能能危危及及设设备备安安全全或或人人身身安安全全时时，自自动动化化设设备备能能适适时时采采取取果果断断措措施施进进行行处处理理，以以保保证证设设备备及及人人身身的的安安全全。如如锅锅炉炉主主燃燃料料跳跳闸闸（master master fuel fuel triptrip，MFTMFT）、汽汽轮轮机机监监测测系系统统（TSITSI）和和汽汽轮轮机机紧紧急跳闸系统（急跳闸系统（ETSETS）等。）等。 4. 4. 在在机机组组启启停停过过程程中中，自自动动化化设设备备又又能能根根据据机机组组启启动动时时的的热热状状态态进进行行相相应应的的控控制制，以以避避免免机机组组产产生生不不允允许许的的热热应应力力而而影影响响机机组组的的运运行行寿寿命命，即即延延长长机机组组的的服服役役期期。如如汽汽轮轮机机的的计计算算机机应应力力估估算算和和寿寿命命管管理理系系统统，汽汽轮轮机机自自启停系统启停系统(turbine automatic system(turbine automatic system，TAS)TAS)。 11第一章第一章第一章第一章 热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述热工自动化概述North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 5. 5. 随随着着电电网网的的发发展展，对对自自动动发发电电控控制制（automatic automatic generation generation controlcontrol，AGCAGC）的的要要求求日日趋趋严严格格。AG