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热工自动化系统设计、实现及优化

作　者: 蒲晓斌
导　师: 胡江平；史永胜
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 火力发电厂热工自动化 DCS
分类号: TK39
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

火力发电厂工艺流程中的设备主要由锅炉、汽轮机和发电机组成。电站的稳定运行及电网的稳定运行主要体现在锅炉蒸汽的蒸发量和汽轮机的用汽量间的平衡、发电量与用电量的适时平衡。由于外界负荷的瞬时变化,要求上述所对应的参数适时变化,但两种稳定的动态反应过程在时间上相差上千倍。热工自动化系统是电厂中控制锅炉、汽轮机、发电机组的实时控制系统,是机组启停、运行和防止事故发生的重要手段。为保证汽轮发电机组安全可靠和经济的运行,电厂提出了越来越高的要求。本文以酒泉钢铁(集团)公司125MW、300MW、350MW火电机组热工自动化系统为对象,在对国内外现状进行分析的基础上,对热工自动化控制系统中的各个环节进行了研究。根据国内外125MW、300MW、600 MW火电机组热工自动化应用情况及发展趋势,通过对火电机组工艺特点深入了解,给出了热工自动化系统的详细设计方案,接着依据设计方案对系统的硬件进行了组态,开发了控制软件,结合运行人员的操作习惯编制了监控画面软件。最后,通过现场发生的事故,经过排查、分析,找到了系统不稳定的原因,制定了技术方案,进行了实施。本文对火电厂热工自动化系统从设计、组态、调试、使用维护的总体规划、各阶段重要工作及注意事项提出了一些观点。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-18
  1.1 引言  11-12
  1.2 热工自动化系统的现状及发展  12-15
    1.2.1 热工自动化系统的现状  13-15
    1.2.2 热工自动化系统的发展  15
  1.3 项目背景  15-16
  1.4 论文的工作内容及组织  16-18
第二章火电厂热工自动化需求分析  18-24
  2.1 引言  18
  2.2 火电厂需求分析  18-19
  2.3 设计思想和自动化水平  19-21
    2.3.1 设计思想  19-20
    2.3.2 热工自动化水平  20-21
  2.4 热工自动化系统规划  21-23
    2.4.1 热工自动化系统总体结构  21
    2.4.2 系统层次结构  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章火电厂热工自动化系统设计  24-49
  3.1 引言  24
  3.2 热工自动化系统控制方式  24-28
    3.2.1 单元机组控制  24-25
    3.2.2 集控室  25-26
    3.2.3 辅助车间  26-27
    3.2.4 脱硫系统控制  27
    3.2.5 汽机振动、炉管检漏、飞灰含碳系统  27
    3.2.6 全厂闭路电视监视系统  27
    3.2.7 火灾检测报警及消防控制系统  27
    3.2.8 集中空调自动控制系统  27-28
    3.2.9 厂级监控信息系统  28
  3.3 控制室/电子设备间布置  28-29
  3.4 热工系统及装置功能  29-44
    3.4.1 分散控制系统（DCS）  29-37
    3.4.2 汽轮机数字电液控制系统（DEH）  37
    3.4.3 给水泵汽机数字电液控制系统（MEH）  37
    3.4.4 汽轮机监测仪表（TSI）  37-38
    3.4.5 汽轮机紧急跳闸系统（ETS）  38-39
    3.4.6 汽机振动监测和故障诊断系统（TDM）  39
    3.4.7 锅炉炉管泄漏监测系统  39
    3.4.8 锅炉飞灰含碳测量系统  39
    3.4.9 脱硫工况在线监测与分析系统  39
    3.4.10 辅助车间控制系统功能  39-40
    3.4.11 火灾报警及消防控制系统  40
    3.4.12 空调系统  40
    3.4.13 脱硫控制系统  40-42
    3.4.14 脱硝控制系统  42-43
    3.4.15 热工保护及报警信号系统  43-44
  3.5 热工系统及设备配置  44-45
  3.6 电源和气源  45-46
    3.6.1 电源  45-46
    3.6.2 气源  46
  3.7 热工系统及设备材料选型  46-48
  3.8 本章小结  48-49
第四章火电厂热工自动化系统软件设计及实现  49-68
  4.1 引言  49-65
    4.1.1 总体设计  49-50
    4.1.2 初步设计  50-55
    4.1.3 详细设计及实现  55-65
  4.2 可靠性  65-67
    4.2.1 冗余  65
    4.2.2 隔离  65-66
    4.2.3 热工保护系统的可靠设计  66
    4.2.4 性能要求  66-67
  4.6 本章小结  67-68
第五章火电厂热工自动化系统维护  68-82
  5.1 问题的提出  68
  5.2 事故经过及现象  68-70
  5.3 现场排查及事故分析  70-72
    5.3.1 现场设备信号检查  70
    5.3.2 DCS 系统检查  70-71
    5.3.3 事故原因分析  71-72
  5.4 产生的原因  72-73
  5.5 问题的解决  73-76
    5.5.1 存在问题的解决  73-74
    5.5.2 防止DCS 系统通讯或电源消失而导致机组误跳的措施  74-76
    5.5.3 实施后的效果  76
  5.6 热工自动化专业事故原因  76-77
    5.6.1 软件方面  76-77
    5.6.2 保护投退操作  77
  5.7 热工自动化系统可靠性分析  77-81
    5.7.1 冗余功能  78
    5.7.2 通讯  78-79
    5.7.3 计算机软件  79-80
    5.7.4 环境条件  80
    5.7.5 供电电源  80-81
  5.8 本章小结  81-82
第六章结论和展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87

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