电厂热工自动化技术专业简介

电厂热工自动化技术专业简介专业代码530206专业名称电厂热工自动化技术基本修业年限三年培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握热工检测技术和自动控制理论，以及其他工业过程控制基本知识，具备热工仪表和自动控制装置的选型、安装、调校与维护，以及小型控制系统设计、安装与调试能力，从事发电厂过程检测和自动装置安装、调试与检修，热工自动控制系统投运、维护、安装和调试等工作的高素质技术技能人才。

就业面向主要面向发电企业和电力建设及检修、控制仪表或系统企业，在热工仪表及自动装置运行维护、自动控制系统维护开发岗位群，从事热工测控设备及系统的安装、调试、维护、检修和技术管理等工作。

主要职业能力1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；2.具有热工仪表和控制装置的选型、安装、调试、校验和检定能力；3.具备热工自动控制系统的安装、组态、调试与运行维护能力；4.具备PLC 的控制技术应用和运行维护能力；5.具备小型控制系统设计、安装与调试能力；6.具备中等复杂程度的DCS 系统组态调试能力；7.具备基础的热力设备运行能力；8.具备电气、电子、控制系统线路原理图识读，电气、电子线路、控制设备一般故障的检测和处理能力。

核心课程与实习实训1.核心课程热工检测及仪表、热工自动装置维护与检修、热工自动控制系统、分散控制系统（DCS）组态与维护、PLC 应用技术、热工保护与程序控制设计与调试、热力设备及运行等。

2.实习实训在校内进行金工、电工技术、热工仪表维护与检修、控制系统、自动控制装置维护与检修、DCS 控制系统、火电机组仿真运行等实训。

在发电厂，电力检修、安装等企业进行实习。

职业资格证书举例热工仪表检修工热工自动装置检修工热工程控保护工热工仪表及控制装置安装工热工仪表及控制装置试验工衔接中职专业举例火电厂热工仪表安装与检修工业自动化仪表及应用接续本科专业举例能源与动力工程自动化测控技术与仪器。

电厂热工自动化控制技术随着科技的不断发展，我国电厂热工自动化控制技术呈现出设备智能化和技术高新化的特点，同时仍然存在一些问题，因此，电厂应当拓展技术资源，对热工自动控制技术的管理开发不断进行优化，同时加强热工自动化控制技术的创新实践，不断提高电厂热工自动化控制技术水平。

标签：电力系统；热工自动化；自动化技术；技术应用社会经济的高速运行，促进了电力能源的开发进程，促使电力企业生产模式朝着多元化发展。

在信息技术的不断应用中，火电厂热工自动化控制技术得到进一步完善，成为现代电力能源管理的重要环节。

在新的国际形势影响下，探讨火电厂热工自动化控制技术的创新与实践已成为目前火电厂运行生产的安全前提和保障依据。

一、电厂热工自动化控制技术内容随着科技的不断发展，我国电厂在热工自动化控制方面得取得了长足发展。

现目前，我国电厂热工自动控制技术在自动装置方面，热工自动化控制组装仪表已发展成为数字仪表，热工自动化控制的设备也在不断进行更新，电厂一些机组专门配备了用来检测和控制的小型计算机和CRT显示器，大幅度提高电厂热工自动化监控水平，同时在局部应用控制方面和热工保护方面也取得了较好成效。

电力事业中热工自动化控制系统的广泛应用推动了我国火力发电的发展。

现目前，热工自动化主要内容有自动检测、自动控制、自动报警以及自动保护，下面对这几项内容进行一一介绍：（1）自动检测。

电厂热工自动控制技术的自动检测是指采用自动化仪表来独立测量热力过程中的相关参数，如压力、温度、成分、流量以及液位等相关参数，以便及时发现电厂工作存在的相关问题，及时调整电厂机组的运行状况。

（2）自动控制。

为了保证电厂机组安全、稳定运行，电厂采用自动控装置来对机组的设备或某些运行过程进行调节。

（3）自动报警。

为了避免电厂机组发生重大事故，电厂往往采用自动报警装置来对机组在无人控制下运行出现偏离情况进行及时提示。

（4）自动保护装置。

自动保护装置对电厂设备有着重要意义，能够在热工参数超过限定值或者相关的设备运行条件无法满足设计要求时，使机组自动终止工作或对机组进行控制和自我修复，避免机组产生损伤，延长机组的使用寿命。

导读：电厂热工自动化是在火力发电的道路中慢慢发展而来的，自动化的发展也为我国的电力事业提供了有效的基础。

目前，我国在火力发电加强了技术改革，现阶段的电厂热动自动化已经得到了很大的发展。

随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善。

近几年更是日新月异：一方面作为机组主要控制系统的DCS，已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化；另一方面随着厂级监控和管理信息系统（SIS）、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用，给热工自动化系统注入了新的活力。

通过先进控制技术的应用，火力发电有望发展成为“环境友好”型行业，既为社会发展对能源的需求作出贡献，又促进了自身的发展。

热工自动化的现状热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术，对热力学相关参数进行检测、控制，从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。

它主要是指对锅炉、汽机及其辅助设备运行的自动控制，使机组自动适应工况的变化，且保持在安全、经济的条件下运行。

一般来说，热工控制系统是由测量装置、执行机构和控制系统三大部分组成。

其中，测量装置和执行机构在原理和结构上没有新的变化，只是引入了智能化、网络通信接口、微处理器等，可以实现计算机远程设定、控制，逐步向现场总线方向发展，其核心已逐步由计算机控制系统取代。

由于火电厂的特殊性，涉及的势力设备众多、热力系统庞大，生产过程复杂，多数设备长期处于高温、高压、高速、易燃等恶劣的条件下，现代热工控制系统往往还包括自动保护、自动检测、自动报警、顺序控制等内容。

在“十一五”期间，SIS应用技术走向成熟、DCS进一步发展以及现场总线的快速应用，火电厂掀起了信息化建设的浪潮，纷纷向数字化电厂转型。

虽不断提高，但差距仍在，主要表现在机炉电整体控制程度不高；热工测量及仪表工艺有待提高；安全监视和保护装置覆盖面窄，功能不全；机组自动调节自动投入率低；程序控制投入使用少以及开环应用多。

火电厂热工自动化的发展、新技术和方向1热工自动化概述热工自动化专业和机、炉、电、化学专业是电力生产主体（发电厂）最重要的专业，其工作内容由过去简单的测量仪表而发展成目前以仪表、自动、保护、基础管理为主要内容,贯穿于整个电力生产设计、安装、调试、生产及技术改造等全过程。

热工技术作为发电厂生产技术重要的一部分，它的重要性体现在热工仪表及控制装置是保障机组安全启停、正常运行和故障处理的重要技术装置,是促进安全经济运行、文明生产和提高劳动生产率的不可缺少的手段。

随着电力工业的快速发展，大容量、高参数超临界、超超临界机组的不断投产，且已成为目前电网运行的主力机组，热工测量、控制技术也在飞跃发展。

一方面,机组对热工测量和控制技术的要求越来越高；另一方面，国外先进的测量和控制技术的引进，也加深了热工技术和热控设备的复杂程度。

对热工参数进行检测的仪表称为热工仪表，包括温度、压力、流量、转速、振动、物位、火焰、氧量、煤量等检测量；对热力设备及系统的工艺过程进行调节、控制、保护与连锁系统称为热工控制系统，包括数据采集系统（DAS），模拟量控制系统(MCS)，锅炉安全监控系统（FSSS)或锅炉燃烧器管理系统(BMS）,开关量控制系统(OCS），数字式电液控制系统（DEH）,给水泵汽轮机电液控制系统（MEH)、汽轮机紧急跳闸系统（ETS),汽轮机安全监视仪表（TSI)，高低压旁路控制系统(BPS）等，分散控制系统（DCS）是构成上述热工控制系统的装置。

为适应发电厂热工自动化技术的发展和变化，电力行业标准将热工仪表及热工控制系统统称为热工仪表及控制系统，简称为热控系统.火电厂热工自动化简介。

ppt2火电广热工自动化的发展概况高参数、大容量火电机组已成为我国电力工业的主力机组，火电站的热工自动化技术也随着火电机组单机容量的增加和控制仪表的进步而达到崭新的水平。

自动控制系统作为实现机组安全经济运行目标的有效手段，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，已从辅助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、过程控制和联锁保护的综合体系，成为大型火电机组运行必不可少的组成部分.这个进步标志着我国电站的主、辅机设备的可控性、监控仪表的功能、性能和可靠性以及工程的规划、系统设计、安装调试和运行维护的总体水平有了质的提高。

火力发电厂中热工自动化技术解析发布时间：2021-01-26T02:58:35.962Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第24期作者：张哲[导读] 随着时代的发展，“电”已经成为人类生活中不可或缺的东西。

电力为人们提供了各种各样的便捷，但电力在发电过程中同样存在危险。

广西百色百矿发电有限公司广西百色 533600摘要：随着时代的发展，“电”已经成为人类生活中不可或缺的东西。

电力为人们提供了各种各样的便捷，但电力在发电过程中同样存在危险。

为了能够保证火力发电厂在发电的过程中的安全性，引入了新兴发展技术——即热工自动化技术。

热工自动化技术能够改善整个电网的结构，并且提高了发电的效率和电力输送的质量。

本文主要阐述了热工自动化技术在电力发展中的应用，以及提出了改进热工自动化技术的有效措施，促进我国电力更好的发展。

关键词：火力发电厂；热工自动化；技术解析1、热工自动化技术的概念和发展热工自动化技术指的是点火力发电厂中利用设备的自动控制、自动报警和自动对电厂进行保护为基础。

能够使我国的火力发电厂在发电过程中使发电的设备存在一定的安全性，避免在电厂中发生意外事故，造成人力物力的伤亡和损失。

时代的进步让我国的电力发电厂迈向了一个新的台阶，最具有典型代表性意义的热工自动化技术——DCS技术被我国的火力发电厂普遍使用。

DCS技术具有经济、安全的特点，利用信息技术的发展为其管理系统和火力发电厂的信息化的相关处理提供了保证，对电力生产过程中也有很好的控制作用。

2、热工自动化技术的相关应用热工自动化现阶段在我国的火力发电厂中被广泛的使用，利用热工自动化技术提高了发电的效率，满足了人类的大量用电的需求。

热工自动化还满足了火力发电厂对能源的需求，对能源的使用效率有显著的提升，下面介绍我国热工自动化技术中集中常见的技术的应用。

2.1、DCS核心技术DCS核心技术是热工自动化技术中最重要的技术之一，随着新兴技术的发展，DCS技术发展得比较全面，已经达到一个成熟的阶段，被广泛使用在火力发电厂中。

火电厂热工仪表自动化技术的应用探讨火电厂是指利用燃煤、燃气、石油等能源进行燃烧发电的生产设施。

而火电厂热工仪表自动化技术是指通过对火电厂热工过程中的参数进行监测、控制和调节，以提高热电厂的稳定性、安全性和经济性的技术手段。

随着科技的不断发展，热工仪表自动化技术在火电厂中的应用日益广泛，其作用不可忽视。

本文将从火电厂热工仪表自动化技术的基本原理、应用实例和发展趋势这三个方面进行探讨。

一、火电厂热工仪表自动化技术的基本原理火电厂热工仪表自动化技术是建立在控制理论、仪表技术和计算机技术的基础之上的。

它利用现代计算机技术，通过对火电厂的各项工艺参数进行实时监测、分析和调节，以实现对火电厂热工过程的精确控制。

具体来说，火电厂热工仪表自动化技术主要包括以下几个方面的内容：1. 传感器技术：火电厂热工控制系统中需要大量的传感器来对各项参数进行监测，例如温度、压力、流量等。

传感器技术是火电厂热工仪表自动化技术的核心之一。

传感器将物理量转换成电信号，然后通过信号调理器将其转换成标准信号输出给控制系统。

2. 控制系统：火电厂热工仪表自动化技术主要依靠控制系统来实现对火电厂热工过程的自动控制。

控制系统是由计算机、控制器、执行器等组成，通过对传感器采集的数据进行处理，实现对温度、压力、流量等参数的精确控制。

3. 数据采集与处理：火电厂热工仪表自动化技术通过对火电厂各项参数进行实时采集，然后利用计算机进行数据处理和分析，以实现对热工过程的优化控制。

火电厂热工仪表自动化技术在实际生产中应用十分广泛，它不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还提高了生产安全性和稳定性。

下面将以某火电厂的热工仪表自动化技术应用实例为例进行介绍。

某火电厂引进了先进的热工仪表自动化技术，对其锅炉进行了优化控制。

通过利用高精度的传感器对锅炉内的温度、压力、流量等参数进行实时监测，并将监测数据传输给控制系统，控制系统根据实时数据自动调节燃烧系统、给水系统等设备，实现了对锅炉燃烧、水平等过程的精确控制。

电厂热工自动化技术日期:目录•电厂热工自动化技术概述•电厂热工自动化系统组成及功能•电厂热工自动化设备及技术•电厂热工自动化系统设计与优化•电厂热工自动化技术面临的挑战与解决方案•电厂热工自动化技术发展趋势与展望电厂热工自动化技术概述电厂热工自动化技术是指利用自动化仪表、控制系统、计算机等设备和技术，对火力发电厂的热力系统进行监测、控制和优化，以提高发电效率、保障生产安全和降低运行成本。

定义自动化技术贯穿于电厂的整个生产过程中，具有复杂性、高精度性、高可靠性等特点。

通过对热力系统的实时监测和控制，能够实现电厂的节能减排、提高效率和降低成本等目标。

特点定义与特点第一阶段（20世纪初-20世纪60年代）初始发展阶段，主要特点是手工操作和简单仪表控制，生产过程以经验为主导。

电厂热工自动化技术的发展历程第二阶段（20世纪60年代-20世纪80年代）自动化技术开始进入快速发展阶段，出现了许多自动化设备和控制系统，如DCS、PLC等，生产过程逐渐实现半自动化。

第三阶段（20世纪80年代至今）自动化技术进入高级发展阶段，计算机技术、信息技术和人工智能等技术的广泛应用，使得电厂的自动化水平不断提高，生产过程实现高度自动化。

电厂热工自动化技术的应用场景包括锅炉、汽轮机、发电机等主要设备的监测和控制，以及燃烧系统、给水系统、蒸汽系统等辅助系统的控制。

火电厂的热力系统通过对单元机组的整体协调控制，实现锅炉和汽轮机的优化运行，提高机组整体效率。

单元机组协调控制系统包括燃烧自动控制、给水自动控制、蒸汽温度自动控制等，通过对锅炉各参数的控制，实现锅炉的高效运行。

锅炉自动控制系统包括转速自动控制、负荷自动控制、凝汽器真空度自动控制等，通过对汽轮机各参数的控制，保证汽轮机的稳定运行。

汽轮机自动控制系统电厂热工自动化系统组成及功能测量系统能够实现对电厂热工过程中各种温度的精确测量，包括热电偶、热电阻等温度传感器以及相应的数据采集装置。

2024年浅论电厂热工自动化中的节能减排措施一、电厂热工自动化概述电厂热工自动化，是指在电厂生产过程中，通过采用先进的自动化控制系统和技术，实现对热力过程的自动监测、调节、控制和管理，以提高电厂的运行效率和安全性。

热工自动化涵盖了锅炉、汽轮机、发电机等热力设备及其辅助系统的自动化，是现代电厂不可或缺的重要组成部分。

随着科技的不断进步，电厂热工自动化水平日益提高，不仅大幅提升了电厂的运行效率，也为实现节能减排目标提供了有力支持。

电厂热工自动化的应用，不仅体现在单机设备的自动化控制上，更体现在全厂乃至区域电网的协同优化调度上。

二、节能减排措施的重要性节能减排是现代社会可持续发展的必然要求，也是应对全球能源危机和环境问题的关键举措。

电厂作为能源消耗和污染排放的主要源头之一，实施节能减排措施具有特别重要的意义。

首先，节能减排有助于缓解能源压力。

随着经济的快速发展和人口规模的不断扩大，能源需求持续增长，能源供应紧张局面日益加剧。

通过实施节能减排措施，可以有效降低电厂的能耗，提高能源利用效率，从而减轻对能源的依赖和压力。

其次，节能减排对于减少污染排放、保护环境具有积极作用。

电厂运行过程中产生的废气、废水等污染物，对环境和生态造成了严重影响。

通过实施节能减排措施，可以减少污染物的排放，改善环境质量，保护生态环境。

最后，节能减排也是电厂提高自身竞争力和可持续发展的必然选择。

在能源市场竞争日益激烈的今天，电厂只有不断提高运行效率、降低成本，才能在市场中立于不败之地。

实施节能减排措施，不仅可以降低电厂的运行成本，还可以提高电厂的能源利用效率，增强电厂的市场竞争力。

三、电厂热工自动化中的节能减排措施在电厂热工自动化中，实施节能减排措施主要包括以下几个方面：1. 优化热力系统运行通过对热力系统的实时监测和数据分析，优化热力设备的运行参数，提高热力系统的整体效率。

例如，通过优化锅炉的燃烧过程、提高汽轮机的进汽参数等方式，减少能量损失，提高能源利用效率。

电厂热工过程自动化基本知识第一节概述1、电厂热工过程自动化主要内容1）自动检测,即对反映热工过程运行状态的物理量、化学量以及表征设备工作状态的参数进行自动的检查、测量和监视.2）自动调节,即自动维持一个或几个能够表征热力设备正常工作状况的物理量为规定值,消除因各种因素干扰和影响造成的运行工况偏离.3）自动保护,即在热力设备发生异常,甚至事故时能够自动采取保护措施,防止事故进一步扩大,或保护设备不受损坏.4）程序控制,即根据预先拟定的程序及条件,自动地对机组进行启动、停止及其他一系列操作.2、自动调节基本概念在电力生产过程中,为了保证生产的安全性、经济性,保持设备的稳定运行,必须对标志生产过程进行情况的一些物理参数进行调节,使它们保持在所要求的额定值附近,或按照一定的要求变化,如汽轮机转速,锅炉蒸汽温度、压力,汽包水位,炉膛负压等.在设备运行中这些参数总要经常受到各种因素的影响而偏离额定值规定值,此时,用一整套自动控制装置来实现操作的过程,就是自动调节.例如,在锅炉运行过程中,锅炉出口主汽压是锅炉进出热量平衡的标志,汽压的变化表示锅炉的蒸发量和汽轮机的耗汽量不相适应,这就意味着锅炉燃料燃烧产生的热量与产生一定蒸汽所需的热量不相适应,因此,汽压是表征锅炉运行状况的一个重要参数.通常希望将汽压保持在某一规定的数值,运行中,运行人员必须经常地监视仪表,监视汽压的变化.若由于某种原因如汽轮机负荷变化,汽压偏离所规定的数值,那么运行人员就要进行手动操作,调整锅炉的燃料量,使锅炉产生的蒸汽适应汽轮机负荷的需要,使汽压恢复到规定数值.这里,锅炉是被调节的设备,称为调节对象；需要调节的物理量汽压称为被调量；被调量的汽压的规定数值称为给定值或目标值；引起被调量汽压偏离给定值的各种原因比如汽轮机负荷的变化,锅炉燃料量的变化等称为扰动；调整燃料量的装置如燃油阀、制粉系统等称为调节机构；由调节机构控制被调量的作用称为调节作用；随调节机构动作而改变数量的燃料量就是调节量.调节过程的实质是随时检测被调量偏差并纠正偏差的过程,以维持被调量等于或接近于给定值.1、自动调节装置实现自动调节作用所需要的自动调节装置主要有：1）测量单元变送器,用来测量被调量的大小,并能把被调量水位、温度、压力和流量等转换成与之成比例或其他固定的函数关系并便于远距离传送和综合的测量信号.2）调节单元调节器,接受测量单元送来的被调量信号,并把它与给定值进行比较,当被调量偏离给定值时,调节单元将偏差信号按它的大小和方向以预定的规律进行运算例如比例、积分、微分等,根据运算结果发出一定规律的调节信号给执行器.3）执行单元执行器,按照调节单元发出的调节信号去移动调节机构,改变调节量.汽轮机负荷比较偏差值调节作用调节给定值PO量简图：锅炉汽压自动调节原理图当调节对象锅炉受到扰动,被调量偏离给定值后,测量单元压力变送器检测出被调量的变化,被调量与其设定值比较后的偏差值通过调节单元进行放大、运算和综合,调节单元输出的信号控制执行器,改变调节器,直到被调量恢复到给定值或接近给定值为止.第二节自动调节系统生产流程过程中存在着两种流程：1物质和能量流程,如蒸汽锅炉中燃料燃烧产生的热量被受热面中的水吸收,水变成蒸汽,蒸汽经过过热器加热后送到汽轮机作功；2信息流程,如在锅炉的汽压自动调节中,为了维持汽压为规定值,自动调节检测汽压的偏差,然后根据偏差控制燃料量,使燃料量满足产生一定蒸汽量的需要.汽压调节对象和自动调节装置是通过信息的传递相互连接而构成自动调节系统的,这样,研究自动调节系统就是研究信息的流程,即研究信号间的相互连接、传递和转换问题.1、调节系统分类按信号馈送方式分类1）反馈调节系统.是最基本的调节系统,按被调量与给定值的偏差进行调节,调节的目的是尽可能地减小或消除被调量与给定值之间的偏差.参见锅炉汽压自动调节原理图.反馈调节系统属于闭环调节系统.由于调节系统是按被调量与给定值的偏差进行调节的,因此,在调节对象受到扰动作用时,只有在被调量出现偏差后才开始调节,调节只是为尽快地消除偏差.例如讲BFG热值的变化；燃料热值的变化设定值与实际值发生变化时引起锅炉主蒸汽压力变化的调节过程.2）前馈调节系统.调节器直接根据扰动信号进行调节,扰动是调节的依据.由于该系统没有被调量的反馈信号,不构成闭环回路,故称为开环调节系统.λt对象简图：前馈调节系统方框图扰动λt是引起被调量Ct变化的原因,前馈调节器根据扰动进行调节,就可能及时抵消扰动λt对被调量Ct的影响,从而使被调量保持不变.但由于是开环系统,调节效果无法检查,调节结束后不能保证被调量等于给定值,所以前馈调节系统在实际生产过程中是不能单独应用的.例如送风量的变化是引起炉膛压力波动的扰动,吸风调节采用送风前馈信号.3）前馈—反馈调节系统复合调节系统在反馈调节系统中加入对于主要扰动的前馈调节,构成了前馈—反馈调节系统.+-简图：复合调节系统方框图当扰动发生后,前馈调节的作用是及时地补偿扰动对被调量的影响,而反馈调节的作用则是保证被调量的偏差在允许的给定范围内.因此前馈——反馈调节系统有较好的调节效果.2、调节系统分类按给定值信号特点分类1）恒值调节系统在调节系统工作过程中,被调量的给定值恒定不变,从而使被调量保持为某一固定数值.这是热工过程自动调节中应用最多的一种调节系统,如锅炉的过热蒸汽温度、压力、汽包水位等自动调节系统都是恒值调节系统.2）程序调节系统被调量的给定值是一个已知的时间函数,调节的目的是保证被调量按预先确定的时间函数来改变.例如,锅炉在滑压启动过程中,汽压和汽温要按预先给定的曲线升高,即按一定的升温、升压曲线启动,就要采用程序调节系统.3）随动调节系统被调量的给定值往往是无规律的,按事先不能确定的一些外来因素而改变.调节的结果是使被调量尽快和准确地跟随给定值变化.例如,在汽轮机启动过程中,采用计算机对汽轮机转速实现最优升速控制.汽轮机的最优升速率不是预先给定的,而是通过计算机按过热汽温、再热汽温、汽缸壁温等参数在线计算出热应力的数值,与允许的热应力进行比较,同时参照升速时汽轮机的振动、串轴等参数确定的,这样可缩短启动时间.计算机控制主汽门的开度,使汽轮机转速跟随最优升速率而升高.4）比值调节系统维持两个变量之间的比值保持一定数值.例如锅炉燃烧过程中,要求空气量随燃料量的变化而成比例变化,这样,才能保证经济燃烧.因此,对于锅炉燃烧经济性的调节,要求采用比值调节系统.3、自动调节系统的过渡过程在自动调节系统中,把被调量不随时间变化的平衡状态称为静态或稳态,把被调量随时间变化的不平衡状态称为动态.当系统处于静态时,扰动等于零,给定值不变,调节器和调节阀的输出都暂时不改变,这时被调量也就保持不变.当有扰动发生时,系统平衡被破坏,被调量偏离给定值,于是调节器控制调节阀,改变调节量,使被调量回到给定值,系统恢复平衡状态.这样从扰动发生,经过调节,直到系统重新建立平衡的这段过程,称为调节系统的过渡过程,或称为调节过程.一个调节系统在不同形式和幅度的扰动作用下,其调节过程是不一样的.在实际生产过程中可能遇到的扰动形式是多种多样的.为了比较调节系统工作品质的好坏,分析系统工作品质能否满足生产过程的需要,通常要选定一种比较典型的或经常出现的扰动形式,作为研究调节系统工作品质的标准输入信号.在热工过程自动调节系统中,最常用的是单位阶跃函数.在阶跃扰动作用下,过渡过程有四种基本形式：1衰减振荡过程,即被调参数经过一段时间的振荡后,能很快趋向于一个新的平衡,是比较理想的；2非周期过程,即被调参数没有振荡,单调地趋向于一个新的平衡,是一个稳定的过程；3扩幅振荡过程,即被调参数的变化幅度越来越大,直到超出限值,或受到限幅保护装置的限制为止,是一种不稳定的过程；4等幅振荡过程,被调参数的数值以及执行机构的位置都作等幅振荡,幅值既不衰减也不发散,是一种边界稳定过程.4、衡量调节过程指标1稳定性：调节过程的稳定性是对调节系统最基本的要求.只有稳定的系统才能完成正常的调节任务,不稳定的系统在工程上不能采用的.2快速性：指调节过程持续时间的长短.一般希望过渡过程时间越短越好,以避免在调节过程中出现前波未平,后波有起,被调量长期不能稳定在给定值附近的情况.3准确性：指被调量偏差的大小,它包括动态偏差和静态偏差.对于一个调节系统,必须首先保证其稳定性好,同时兼顾调节的快速性和准确性.第三节自动调节器基本调节规律自动调节器是构成自动调节系统的核心部分,它主要包括测量单元、调节单元、执行单元.测量单元和执行单元的动态特性一般都可近似看作为比例环节或时间常数很小的惯性环节,因而自动调节器的调节规律主要是指调节单元的动态性质,它直接影响着自动调节系统的调节品质.1、三种基本调节作用1）比例调节作用比例调节作用是指调节器的输出与输入成比例关系.动态方程为μt=Kpet.其中：μt为执行机构位移即调节器的输出；et为给定值与被调量的偏差,et=rt-ct；Kp为比例系数或比例增益.比例调节作用的动作规律是：执行机构的位移量μt与偏差et的大小成比例,即偏差越大,执行机构输出位移也越大；偏差的变化速度越大,执行机构输出位移的速度也越大.比例调节作用的特点是：动作快,对干扰能及时和有很强的抑制作用,但由于执行机构的位移与被调量的偏差有一一对应的关系,所以调节的结果是被调量存在着静态偏差.2）积分调节作用积分调节作用是指调节机构的位移量的变化速度dμ/dt与偏差信号et成比例的作用.动态方程式为：μt= 1/Tt edt0i其中：μt为执行机构位移即调节器的输出；et为给定值与被调量的为积分时间.偏差,et=rt-ct；TI积分调节作用的动作规律是：只要对象的被调量不等于给定值即偏差存在,那么执行机构就会不停地动作,而且偏差的数值越大,执行机构的移动速度就越大,只有当偏差等于零时即被调量等于给定值,调节器的输入信号为零,调节过程才能结束,执行机构才停止动作,调节系统才能平衡.积分调节作用的突出优点是能消除静态偏差,因为只要被调量存在偏差,调节作用变随时间不断加强,直至偏差为零.在被调量偏差消除后,由于积分规律的特点,执行机构将停留在新的与负荷变化相适应的位置上.缺点：由于积分调节作用是随时间而逐渐增强的,与比例调节作用相比过于迟缓,所以在改善静态品质的同时却恶化了动态品质,使过渡过程的振荡加剧,甚至造成系统不稳定.所以,在实际生产过程中几乎不采用单纯的积分调节作用.3）微分调节作用微分调节作用是指调节机构的位移量与被调量偏差的变化速度成正比,它的动态方程为：μt=Tdde/dt,其中：μt为执行机构位移即调节器的输出；et为给定值与被调量的偏差,et=rt-ct；Td为微分时间.微分调节作用的特点是：与比例和积分调节作用相比,它是超前的调节作用,因为在调节过程刚开始时,被调量的偏差小,但其变化速度却较大,可使执行机构产生一个较大的位移,有利于克服动态偏差.但是,当调节过程结束,即当偏差的变化速度等于零时,微分调节器的输出也将等于零,即执行机构的位置最后总是回复到原来的数值,这就不能适应负荷的变化,不能满足调节的要求.因此,只有单纯微分调节作用的调节器,在工业上是不能使用的.2、自动调节器典型调节规律1）比例调节器P调节器采用比例调节器的调节是有差调节.调节器的比例增益的选择有其两重性.比例增益Kp 越小比例带越大,Kp=1/δ,调节器的动作幅度越小,调节过程越稳定,但被调量的静态偏差增大.反之,比例增益Kp越大比例带δ越小,调节器的动作幅度越大,被调量的静态偏差减小,但调节过程易出现振荡,稳定性降低.2）比例积分调节器PI调节器在比例积分调节器中,当改变比例带δ的数值时,既改变比例作用,也改变积分作用.而两个作用的比值则不变；改变积分时间Ti的数值,只是改变积分作用的大小,从而改变了调节器中比例作用和积分作用的相对大小.比例积分调节器兼有比例调节作用和积分调节作用的特点.调节系统中采用这种调节器时,由比例作用保证调节过程的稳定性,增大比例带δ数值,可以削弱振荡倾向,但比例带δ过大,将削弱调节作用,使调节过程的时间拖长；增大Ti 值使比例作用相对增强,也能削弱振荡倾向,但Ti值不宜过大,因为Ti值过大,调节作用的积分成分将过小,调节过程时间将很长.积分调节作用可保证调节结果无差,因此,比例积分调节器在工业上得到广泛的应用.3）比例微分调节器PD比例微分调节器有两个可以整定的参数.改变微分时间Td的数值只改变微分作用的大小,改变比例带δ的数值将同时改变比例作用和微分作用的大小,而两者的比值不变.如系统处于平衡状态,则微分作用消失,但比例微分调节器仍具有比例调节器的特点,即调节过程结束后,被调量存在静态偏差.如果对象存在较大的延迟和惯性,单纯采用比例调节器达不到调节的要求时,就可以引入微分调节器作用.只要微分作用的大小选择适当,不仅可以减小调节过程中被调量的动态偏差,也能减小调节过程的振荡倾向.4）比例积分微分调节器PID比例调节作用的特点是保证过程的稳定性；积分调节作用的特点是保证调节过程作无差调节；微分调节作用的特点是补偿调节对象的延迟和惯性.3、调节器调节规律对调节品质的影响1）比例调节器P不论是什么对象,采用比例调节器都是有差调节,比例带δ越大,静态偏差就越大.调节器的比例带δ增大,意味着在相同的被调量变化下,调节作用较小,因而在受到扰动后,被调量的动态偏差将增大.总之,比例调节器的比例带δ越大,系统的衰减率越大,过程越稳定；但是,增大比例带δ,将导致过程的动态偏差和静态偏差的增大.2）比例积分调节器PI比例积分调节器的主要优点是能靠积分作用消除静态偏差,因此,在热工过程自动化中得到了最广泛的应用.与比例调节器的比例作用相似,增加比例带δ可以增加系统的稳定性,越短,系统的稳定性下降越多.积分作用使系统的稳定性下降,积分时间Ti从提高系统稳定性的角度出发,需要加大比例带δ和增加积分时间T,i 然而比例带和积分时间过大时,调节器的调节作用减弱.3）比例积分微分调节器PID微分调节作用有助于克服迟延所造成的被调量的过大变化.比例积分微分调节器既能实现无差调节,又能改善调节过程的动态品质,在工业上得到了较广泛的应用.4、复杂调节系统1）串级调节系统串级调节系统的调节品质较好,在热工自动控制中得到了广泛的应用.对于时间常数较大,阶次较高和有较大迟延的调节对象,在某些场合下即使采用PID调节规律依然不能得到满意的调节品质,这时可采用串级调节系统.系统中除了主被调量外,还有一个辅助被调量,辅助被调量对调节作用的响应应比较迅速.例如锅炉过热汽温调节系统,当减温水量改变后,过热汽温的变化较慢,减温器出口汽温变化较快,这时就可把减温器出口汽温作为过热汽温调节系统中的辅助被调量,形成一个调节回路,构成串级调节系统.1对象Ⅱ CS- - 调节对象简图：串级调节系统方框图与单回路调节系统的区别在于有两个调节器,有两个闭合回路.由调节器Ⅰ和调节对象Ⅰ构成的回路称为副回路或内回路,调节器Ⅰ称为副调节器,调节对象Ⅰ的输出信号称为辅助被调量.由调节器Ⅱ、副回路和调节对象Ⅱ所构成的回路称为主回路或外回路,调节器Ⅱ称为主调节器,调节对象Ⅱ的输出信号称为主被调量,调节对象Ⅰ和调节对象Ⅱ统称是系统的调节对象.特点：1对副回路所受到的扰动具有很强的克服能力；2副回路起改善调节对象动态特性的作用,从而提高整个系统的调节品质.2）采用中间被调量微分信号的调节系统对于时间常数大,阶次高和迟延大的调节对象,为了改善调节品质,除了采用串级调节外,还可以采用引入中间被调量微分信号的调节系统.例如过热汽温调节系统,其中间被调量就是减温器后的汽温,汽温调节器除接受过热器出口温度信号外,还同时接受减温器后汽温的微分信号.简图：采用中间被调量微分信号的调节系统方框图特点是调节器除了接受调节对象的主被调量信号外,还接受一个中间被调量的微分信号.由于中间被调量的响应比主被调量快,因此,这个微分信号起着导前作用,以补偿主被调量的滞后.在稳态时,中间被调量微分信号等于零,调节器维持主被调量为规定值.3）前馈—反馈调节系统按被调量偏差进行调节的负反馈系统,当系统受到扰动时,调节器要等到被调量出现偏差后才开始调节,因而调节作用总是落后于扰动作用的.被调量产生偏差的原因是扰动,如果调节系统能直接按扰动进行调节,就有可能及时消除被调量的偏差,这种按扰动进行的调节称为前馈调节.前馈调节是开环调节,不构成闭合回路.一般采用前馈调节器实现局部补偿,以改善调节品质,同时采用反馈调节,以确保被调量在稳态时能恢复到给定值.一般,系统中存在着经常变动、可测而不可控的扰动时,反馈调节难以克服扰动对被调量的显着影响,这时为了改善调节品质,可以引入前馈调节.例如锅炉汽包水位调节系统,引入蒸汽流量前馈信号.蒸汽流量对被控水位来说就是一个可测而不可控的扰动信号.。

第一章火电厂热工自动化概述第一节引言随着我国国民经济的高速发展，工、农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，使电力工业得到了迅速的发展。

随着单机发电容量的增大和电网容量的迅速扩大，我国已进入了大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。

由于300MW 、600MW以及以上大容量、高参数机组的新技术发展迅速，装机数量日益增多，机组对热工自动化水平的要求越来越高。

另外由于微电子技术的迅猛发展，大型自动化装备的现代化程度快速提高，促使大型火力发电厂现代热工自动化技术发展迅猛。

其特点是上世纪70年代中期，以计算机技术（Computer）、通讯技术（Communication ）、控制技术（Control）和显示技术（CRT）为基础的计算机分散控制系统（简称DCS-Distributed Control System）的问世和其技术的日臻完善。

分散控制系统广泛应用于大型发电机组的自动控制中，并将热工自动化水平推上了一个崭新的台阶，取得了十分显著的经济效益和社会效、益。

与中、小容量火力发电机组相比，600MW 及以上大容量机组的特点之一是监视点多、参数变化速度快和被控对象数量大，而且各个控制对象相互关联，操作稍有失误就会引起严重的后果。

因此，大型发电机组必须采用完善的自动化系统。

如果将大型发电机组的监视和操作任务仅交给运行人员去完成，不仅体力和脑力劳动强度大，而且很难做到及时调整和避免人为的误操作。

大量事实证明，自动化技术的运用对于提高大型发电机组的安全经济运行水平是行之有效的。

在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动维持运行参数在规定值的范围内，以取得较高的热效率和较低的消耗（煤耗和厂用电率等）。

当机组运行出现异常时，自动化系统能迅速按照预定的规律进行处理，以保证机组尽快恢复正常运行。

如辅机故障减负荷（简称RB- RunBack）、迫升/迫降（RUNUP/RUNDOWN ）、机组快速甩负荷（简称FCB-Fast Cut Back）等功能。

火力发电厂热工自动控制实用技术摘要：目前，我国社会生产人们生活对电力的依赖程度较大，若是电力系统出现不稳定的情况，就会造成较为严重的经济损失。

火电厂作为电力系统的重要构成，必须要充分利用热工自动控制技术，提高火电厂运行安全与效率，最大限度上保证供电稳定。

因此，联系实际分析火力发电厂热工自动控制实用技术是十分必要的。

关键词：火力发电厂；热工自动控制实用技术；前言：在火力发电厂中，热工自动化是保障设备安全、提高机组经济效益、降低员工劳动强度的有效手段，能够实现自动检测、远程控制、自我保护、自动调节能，营造良好的火电厂运行环境，具有较高应用价值。

一、火电厂热工自动化控制的意义火电厂热工自动化，是指在火电厂热力过程中，在不需要工作人员直接参与的情况下，通过各种自动化仪表和装置(包括计算机系统)对各种生产行为，如测量、自动控制、自动报警、信息处理和自动保护等，进行开环的和(或)闭环的监视、控制，使之安全、经济、高效运行的技术。

自动化技术对火力发电厂热工过程具有重要意义，主要体现在如下方面：1.保证设备和人身安全。

发电机组在运行的过程中，如果出现异常的情况，人们就可以通过自动化技术来对发电机组进行及时、全面的控制，这样就大幅度的降低了机组异常造成的损失，保障人们操作人民院的人数安全。

2.保证火电厂正常、经济运行。

自动化系统可以使机组运行长期稳定在设计参数上，如果运行出现问题可以及时调整运行参数，避免不必要的联锁保护动作导致停机、停炉，或使机组尽快恢复正常运行，减少机组的停运次数。

3.提高生产效率和经济效益。

发电机组在使用的过程中，技术人员可以通过自动化系统来对其机组的运行情况进行全面的了解，从而采用相关的技术措施，来使其工作效率可以到达预期的要求，使其能量效果消耗量控制在一个额定的范围内，使得火电厂的经济效益得到有效的增加。

4.满足现代电网管理的需要。

随着社会的不断发展，人们对电网控制的要求也在组建的提高，而要想使得电网控制系统的功能得到明显的提升，我们就要对发电单元机组的自动化水平进行严格的要求。