典型顺序控制设计.doc

火电厂典型顺序控制系统实习报告 课 程 设 计 报 告学生姓名:学 号：学 院:自动化工程学院班 级:题 目:锅炉启动的顺序控制 2016 年 11 月 4 日目录第1章 绪论11.1 课题背景与意义11.2 设计目的11.3 设计内容及要求1第2章 引风机介绍32.1 引风机作用32.2 引风机工作原理32.3 引风机相关设备32.4 引风机联锁保护3第3章 引风机的启动和停止53.1 引风机启动条件53.2 引风机的启动53.2.1 大体步骤53.2.2 注意事项63.3 引风机的停运63.4 引风机逻辑图6第4章 引风机功能子组84.1 功能组主要逻辑功能84.2 引风机功能子组A/B启动步序84.3 引风机功能子组A/B停止步序84.4A/B侧引风机84.4.1 操作84.4.2 启动允许条件（AND）94.4.3 停允许条件94.4.4 联锁跳闸条件94.5A引风机出口门104.5.1 操作方式104.5.2 打开允许条件（与逻辑）104.5.3 关闭允许条件104.5.4 联锁打开条件104.5.5 联锁关闭条件104.6B引风机出口门104.6.1 操作方式104.6.2 打开允许条件（与逻辑）104.6.3 关闭允许条件114.6.4 联锁打开条件114.6.5 联锁关闭条件11第5章 总结及体会12参考文献13第1章 绪论1.1 课题背景与意义所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用特定的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。顺序控制是自动控制领域中的一种控制方式。在顺序控制系统中，它的预定规律（即系统的希望值）是随着时间来改变的，例如机械加工中的数控机床、生产流程中自动控制系统等均属于顺序控制系统的范畴。因此我们这样来定义顺序控制：按照预先设定好的顺序或按一定的逻辑设定顺序使控制动作逐次进行的控制。顺序控制很早就被人们所利用，它是生产现场应用中与反馈控制相媲美的极其重要的控制技术，但顺序控制的体系化、理论化还远远不如反馈控制。 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，顺序控制在社会日常生活中的作用越来越受到人们的重视。随着计算机技术的飞速发展，控制技术产生了新的飞跃。传统的以继电器为主体的顺序控制技术也焕然一新。新型控制器的控制柜及其构造原理都不同于传统的控制器，所以有必要研究和学习它的有关制造、原理和使用等方面的技术。1.2 设计目的训练学生的综合设计能力和创新能力，通过查阅资料了解锅炉的主要辅机的配置情况、在系统中的作用和启停条件；从而确定出顺序控制方案、设计并画出控制逻辑图、写出设计报告等过程，使学生更加清晰的掌握电厂主要辅机的典型顺序控制系统并得到一次科学研究工作的启蒙训练。1.3 设计内容及要求按照实际设备的配置情况，制定出锅炉的启动顺序控制方案，画出描述该方案的工程图。1掌握所设计机组的主辅机配置情况（辅机的数量、位置、工作参数、工作条件）2掌握所设计机组热力系统和工作流程3按照前述的条件设计出描述顺序控制的框图4画出满足上述控制要求的硬件图或组态图或梯形图5要求所有图纸符合工程设计图纸要求、控制方案合理、功能比较完整6设计成品能够在答辩时帮助正确理解并回答老师提出的问题第2章 引风机介绍引风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。引风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。 引风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。2.1 引风机作用引风机是火电厂重要的辅助设备之一， 它将锅炉燃烧产生的高温烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。经除尘装置后排向烟道，用来调整锅炉炉膛负压的稳定。2.2 引风机工作原理烟气以一个角度进入叶轮，在翼背上产生一个升力，同时必定在翼腹上产生一个 大小相等方向相反的作用力，使气体排出 叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时，风机进口处由于差压的作用，使气体不断地吸入。2.3 引风机相关设备引风机电机，轴承，引风机入口挡板，出口挡板，引风机导叶（静叶），引风机轴承轮引风机本体及油系统滑油系统，轴流冷却风机及热工测点。2.4 引风机联锁保护（1）对应侧送风机跳闸。（2）对应空预器跳闸，延时120秒。（3）引风机异常跳闸。（4）引风机轴承温度100，延时3秒。（5）引风机电机轴承温度80，延时3秒。（6）引风机电机线圈温度125，延时3秒：6取2。（7）引风机两台润滑油泵均停延时10秒。（8）锅炉MFT动作后10S，炉膛压力仍低-4.0KPa（三选二），FSSS发出跳闸引风机信号。（9）引风机运行延时60秒，且入口电动挡板已关延时20秒。（10）顺控停引风机。（11）脱硫请求MFT。第3章 引风机的启动和停止3.1 引风机启动条件（1）引风机轴承温度90。（2）引风机电机轴承温度70。（3）引风机电机线圈的温度110。（4）引风机的任一轴承冷却风机运行。（5）引风机入口静叶关闭。（6）引风机入口挡板关闭。（7）引风机出口挡板开启。（8）对应侧的空气预热器运行，且其入口烟气挡板已开，风烟通路已建立。（9）无引风机油站闭锁条件：a) 引风机电机润滑油箱油温25时，闭锁引风机启动。 b) 引风机电机润滑油箱油温45时，闭锁引风机启动。c) 油站滤网前后压差0.1MPa，闭锁引风机启动。d) 油箱油位高、低，闭锁引风机启动。e) 油泵过载，闭锁引风机启动。（10）引风机无跳闸保护动作信号。（11）引风机开关在远方控制位。3.2 引风机的启动3.2.1 大体步骤（1）启动轴承润滑油泵。带有轴承冷却风机时应启动轴承冷却风机；对采用液力联轴器的风机，应启动辅助润滑油泵，以便对各级齿轮和轴承进行润滑。（2）调节风机的风门及挡板开度，以便风机在空载下启动，保证电动机的安全。（3）启动风机的主电动机，待电流恢复至正常值时，再开启风机的出入口挡板，增加风机的负荷。（4）风机启动后，应对风机的运行情况做全面检查。3.2.2 注意事项（1）启动前要确认引风机热工仪表，连锁保护正常投运；（2）启动电机前查看6KV母线电压是否正常（应适当提高母线电压）；（3）启动电机时应观察启动电流及时回落至正常值；（4）电机启动后应检查引风机内部无异音、无碰磨、刮卡现象，振动、温升在允许范围；（5）待风机启动运行平稳后缓慢开启入口静叶对炉膛负压进行调节，不可大幅操作。3.3 引风机的停运（1）检查对应侧送风机已停运。（2）解除准备停止的引风机入口静叶自动。（3）逐渐关闭要停止的引风机入口静叶，检查另一台引风机入口静叶自动增加出力，调节正常。（4）停止该引风机，检查引风机入口挡板自动关闭，检查引风机出口挡板自动关闭。（5）引风机停止后2小时，停止轴承冷却风机运行。3.4 引风机逻辑图如下图3-1所示。在逻辑设计过程中，为了安全可靠地控制引风机，反映引风机实际的控制过程，引入了引风机的前后轴承温度和振动、入口挡板开度、运行状态反馈信号等。NN1-NN5是逻辑点提供的内部数值寄存器，分别用来存储挡板开度、轴承温度和振动的内部常数；FL12是逻辑点提供的内部标志量寄存器，主要用来投入和切除引风机联锁，当引风机联锁投入时，FL12为“TRUE”，当引风机联锁切除时，FL12为“FALSE”；P1为允许联锁参数，当引风机入口挡板开度小于NN1时，允许启动风机；I0为强制联锁参数，当引风机前、后轴承振动大于NN2、NN3或前、后轴承温度大于NN4、NN5时，引风机强制停机；CMDDISFL为有命令不执行，UNCMDFL为没命令却执行，这两种故障出现，引风机都会强制停机。3-1引风机逻辑图第4章 引风机功能子组烟气顺控功能组就是引风机功能组，主要设备有引风机电机、出口挡板、入口电动调节门等。4.1 功能组主要逻辑功能(1)引风机启动、停止时，相关设备的逻辑控制 (含进/出口挡板、入口电动调节门)。(2)引风机轴承温度高、引风机电机轴承温度高、引风机电机线圈温度高、轴承振动大、喘振大时，输出报警信号及联锁、跳闸指令。(3)输出引风机的状态信号，用于送风机、一次风机、密封风机的启、停逻辑控制、MFT。4.2 引风机功能子组A/B启动步序(1) 对侧引风机未运行，建立烟风通道。(2) 启动A侧引风机1号或者2号冷却风机。(3) 置A引风机入口导叶最小。(4) 打开A引风机出口电动风门。(5) 关A引风机入口烟气电动挡板。(6) 启动A引风机马达。(7) 开A引风机入口烟气电动挡板，释放A引风机入口导叶。4.3 引风机功能子组A/B停止步序(1) 置A引风机入口导叶最小(2) 停止A引风机马达(3) 关闭引风机入口烟气电动挡板，释放A引风机入口导叶4.4 A/B侧引风机4.4.1 操作1.手动启/停 2.顺控启/停 3.联锁启/停4.4.2 启动允许条件（AND）1.A侧引风机断路器远方控制2.A引风机电动机定子线圈温度1/2/3/4/5/6正常1003.A引风机滚子轴承温度1/2正常704.A引风机推力轴承工作面温度1/2正常705.A引风机推力轴承非工作面温度1/2正常706.A引风机电动机驱动端/非驱动端轴承温度正常707.A引风机入口烟气电动挡板已关8.A引风机入口导叶已关 5%9.至少一台冷却风机在运行10.本侧空预器运行（A/B主变频器或者辅变频器运行且对应的二次风出口电动风门已开，入口烟气挡板已开）11.无跳闸条件4.4.3 停允许条件1.（两台引风机运行且一台送风机停）或两台送风机全停2.引风机动叶已关5%或入口门已关4.4.4 联锁跳闸条件1.A引风机滚子轴承温度1/2高1102.A引风机推力轴承工作面温度1/2高953.A引风机推力轴承非工作面温度1/2高954.A引风机电动机驱动端/非驱动端轴承温度高955.A引风机轴承水平振动大，停风机6.A引风机轴承垂直振动大停风机7.MFT与炉膛压力低三值3取2，延时2秒8.MFT与炉膛压力高三值3取2，延时2秒9.本侧空预器停, 延时10秒停本侧引风机10.两侧空预器全停11.风机运行后，入口门在60S内未全开4.5 A引风机出口门4.5.1 操作方式1.手动开启关闭阀门 2.联锁开关 3.顺控开4.5.2 打开允许条件（与逻辑）1.A引风机出口门远控允许；2.A引风机出口门无故障4.5.3 关闭允许条件1.A引风机出口门远控允许；2.对应的引风机停运4.5.4 联锁打开条件1.本侧引风机运行延时10S；2.A/B引风机均停运4.5.5 联锁关闭条件1.本侧引风机停运，对侧引风机运行4.6 B引风机出口门4.6.1 操作方式1.开启关闭阀门2.联锁开关 3.顺控开4.6.2 打开允许条件（与逻辑）1.B引风机出口门远控允许；2.B引风机出口门无故障4.6.3 关闭允许条件1.B引风机出口门远控允许；2.对应的引风机停运4.6.4 联锁打开条件1.本侧引风机运行延时15S；2.AB引风机均停运，延时60S4.6.5 联锁关闭条件1.本侧引风机停运，对侧引风机运行第5章 总结及体会在这三周的时间内，通过复习以前的知识和查找相关书籍资料，我独立完成了引风机功能子组的顺序控制的简单设计。在此次设计中，我发现了我过去所学的知识并不足以完成设计，之后不得不去图书馆查找书籍，在查找书籍的过程中，我又发现了很多新的知识和新的疑问。原来仅仅一个引风机功能子组的启动过程就需要十几个具体的步骤，而步与步之间紧密衔接、缺一不可。这些步骤虽然看起来复杂而繁琐，但正是这些步骤保证了引风机功能组能够安全启停和运行，而且通过仔细观察，可以发现每一步之间存在必然联系，这就保证了功能组的合理性。顺序控制是自动控制领域中最基本应用又最广泛的一个方面,进入21世纪以来，它发展的非常迅速，在多个行业都有应用，备受人们的青睐。但要想将顺序控制应用于工业生产中，我们当前所学的知识还远远不够。顺序控制对每一步的顺序要求都十分严苛，任何一个事件都不能缺失，任何一个步骤都不能颠倒，还需要多做练习和实验，才能熟练地掌握顺序控制的设计。此次设计由于时间仓促，准备工作难免有所不足，设计内容也十分简单，我想以后应该更多地进行这方面的设计，更好地了解顺序控制的知识。参考文献1 韦根原. 火电厂顺序控制与热工保护. 北京：中国电力出版社，2009.2 李江，边立秀，何同祥. 火电厂开关量控制技术及应用. 北京：中国电力出版社，2000.3