精品畢業(yè)論文基于xdps組態(tài)的火電機組給水控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

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1、第48頁共48目錄1引言11．1火電機組給水控制的發(fā)展現(xiàn)狀和意義11．2本文研究內(nèi)容及手段32全程給水控制系統(tǒng)42．1汽包水位簡述42．2被控對象的動態(tài)特性52．3汽包水位控制方式82．4汽包水位測量方法142．5火電機組全程給水控制系統(tǒng)方案SAMA圖193集散控制系統(tǒng)軟件203．1XDPS組態(tài)軟件203．2組態(tài)軟件操作254基于XDPS組態(tài)軟件的給水控制系統(tǒng)的工程實現(xiàn)與MATLAB仿真344．1三沖量給水控制系統(tǒng)仿真圖344．2給水系統(tǒng)邏輯組態(tài)圖364．3汽包水位調(diào)節(jié)組態(tài)圖分析414．4汽包水位報警系統(tǒng)43結(jié)論45致謝46參考文獻47第

2、48頁共481引言汽包水位是鍋爐運行中的重要參數(shù)，它間接地表示了鍋爐負荷和給水量的平衡關(guān)系。維持汽包水位是保持機組安全運行的重要條件，給水調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量，并維持汽包水位在允許范圍內(nèi)變化。鍋爐汽包水位過高，影響汽包內(nèi)汽水分離裝置的正常工作，造成出口蒸汽中水分過多，結(jié)果使過熱器受熱面結(jié)垢而導(dǎo)致過熱器燒壞，同時還會使過熱汽溫產(chǎn)生急劇變化，直接影響機組運行的經(jīng)濟性和安全性；汽包水位過低，則可能使鍋爐水循環(huán)工況破壞，造成水冷壁管供水不足而燒壞。因此加快了負荷變化時水位的變化速度，對給水控制也提出了更高的要求，但若企圖用人工控制給

3、水量來維持汽包水位不僅操作繁重，而且是非常困難的。所以，對200MW以上的單元機組，都要求設(shè)計具有能實現(xiàn)全程調(diào)節(jié)的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)擴大了調(diào)節(jié)范圍，是具有邏輯保護功能的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是程序控制、保護和自動調(diào)節(jié)相結(jié)合的綜合性調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比常規(guī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能更全，更先進，特別適用于調(diào)峰機組和啟動頻繁的鍋爐[1]。所以，為減輕運行人員的勞動強度，保證鍋爐的安全穩(wěn)定運行，提高機組的效率，實現(xiàn)給水系統(tǒng)的全程自動控制也是非常必要的。1．1火電機組給水控制的發(fā)展現(xiàn)狀和意義鍋爐是一種受壓又直接受火的特種設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備。對鍋爐生產(chǎn)如果操作

4、不合理，管理不善，處理不當，往往會引起事故，輕則停爐影響生產(chǎn)，重則造成爆炸，造成人身傷亡，損壞廠房、設(shè)備，后果十分嚴重。因此，鍋爐的安全問題是一項非常重要的問題，必須引起高度重視[2]。工業(yè)鍋爐中最常見的事故有：鍋內(nèi)缺水，鍋爐超壓，鍋內(nèi)滿水，爐管爆破，爐膛爆破，二次燃燒，鍋爐滅火等，其中以鍋爐缺水事故比例最高。這些事故中的大部分是由于鍋爐水位控制不當引起的，可見鍋爐汽包水位控制在鍋爐設(shè)備控制系統(tǒng)中的重要性。第48頁共48電機組全程給水控制系統(tǒng)，在機組啟停過程、正常運行以及負荷變化的過程中都能實現(xiàn)鍋爐給水的自動控制。鍋爐是人類供熱，取暖的主

5、要來源，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對鍋爐容量、參數(shù)要求的不斷提高，鍋爐技術(shù)也得到長足發(fā)展。隨著我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，我國電力發(fā)展迅速，利用大容量、高參數(shù)機組的新技術(shù)生產(chǎn)出一批大容量火電機組。發(fā)電機組工作時，鍋爐給水流量波動會對機組負荷、溫度、主蒸汽壓力、蒸汽流量等重要參數(shù)產(chǎn)生影響，鍋爐給水控制成為控制鍋爐主蒸汽溫度的一個重要手段。隨著單元機組容量的增大和參數(shù)的提高，隨著生產(chǎn)機組的參數(shù)提高和容量增大，機組在生產(chǎn)過程中需要被監(jiān)控的地方開始增多，為了機組安全經(jīng)濟運行，實現(xiàn)鍋爐給水全程自動控制來得迫切而有必要。近幾年，我國350MW、600MW的火電機組

6、都已經(jīng)開始采用先進的分散控制系統(tǒng)，對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制，保證生產(chǎn)過程的安全。我們都知道，鍋爐的負荷與參數(shù)不同，會影響被控對象的動態(tài)特性。低負荷時，蒸汽參數(shù)也低，“虛假水位”現(xiàn)象不明顯，對水位平衡的要求低，因此可以采用單沖量給水控制系統(tǒng)，使用調(diào)節(jié)閥對水位進行適當調(diào)節(jié)。高負荷會造成水位動態(tài)特性的繁雜，汽包水位存在嚴重的“虛假水位”，這時要采用三沖量給水控制系統(tǒng)對鍋爐水位進行適當調(diào)節(jié)。下面以我國外高橋在該領(lǐng)域的發(fā)展做一個介紹。在我國，上海外高橋是世界上第一個沖破實際運行供電煤耗280克/千瓦時整數(shù)關(guān)口的發(fā)電廠，這是值得所有人驕傲的事。該

7、公司2008年公布，兩臺機組在負荷率僅為74%，實際運行供電煤耗就達到了287.4克/千瓦。2009年供電煤耗實現(xiàn)282.16克/千瓦時，2010年突破280克/千瓦時大關(guān)，大大領(lǐng)先世界其他國家，成為世界火電行業(yè)的節(jié)能減排新標桿的同時，同時推動了經(jīng)濟發(fā)展。目前，許多發(fā)電廠的汽包鍋爐給水全程控制系統(tǒng)在機組啟動和低負荷階段，自動投入率不高，原因有兩方面，一方面是控制方案不夠完善，另一方面，是被空對象可控性差。因此，發(fā)電廠對汽包鍋爐給水全程控制系統(tǒng)的研究都在控制系統(tǒng)的啟動、低負荷和高負荷等階段進行改進。由此可見，在火力發(fā)電行業(yè)，所有企業(yè)都不斷在

8、為了節(jié)能這一不變的課題在研究，而節(jié)能之后，緊隨而來地鍋爐給水控制也同樣要隨之改變。我們都知道，生產(chǎn)過程自動控制化是降低成本、保證安全、提高勞動生產(chǎn)率的重要手段，鍋爐汽包水位是影響鍋爐安全運行的