热工过程自动控制培训.pptx

1.电厂热工过程自动控制1.1热工过程自动控制的目的 电厂热工过程的自动控制主要是对锅炉、汽轮机及其辅助设备运行的自动控制，控制的目的是使机组自动适应工况的变化而且保持在安全、经济的条件下运行。第1页/共45页1.电厂热工过程自动控制 1.2热工过程自动控制的概念 无须人的直接参与，通过控制设置使机器设备，生产过程中热工参数（如温度、压力、流量、液位、化学成分等）按照预定的规律运行，完成要求的任务，就称为热工过程自动控制。第2页/共45页2.自动化仪表2.1温度测量仪表（*）2.2流量测量仪表（*）2.3物位测量仪表2.4压力测量仪表（*）2.5过程分析仪表（*）2.6控制阀（*）2.7吹灰器（*）2.8电气材料（*）注：（*）为公司项目常用的仪表，下同。第3页/共45页2.1温度测量仪表温度计 热电阻（*）热电偶（*）温度变送器（*）第4页/共45页温度计压力式温度计测量范围：-100500双金属温度计 测量范围：0150电接点温度计 除作为温度计外，还有当温度达到设定值时还可发出报警信号的电接点温度计。报警作用：H，L；L，LL；H，HH。第5页/共45页热电阻基本概念热电阻分度号：电阻值相对应的温度值。Pt100、Cu50。单/双支热电阻：单支里有一个感温电阻芯，一个信号输出。双支里有两个感温电阻芯，2个信号输出。型号：WZP/WZP2测量范围WZP型铂电阻 测量范围：-200420 Pt100WZC型铜电阻 测量范围：-50100 Cu50第6页/共45页热电偶基本概念热电偶分度号：毫伏信号相对应的温度值。K、J、R、S。K分度号（镍铬-镍硅）等。补偿导线：在一定温度范围内（包括常温）具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线，用他们连接热电偶与测量装置，以补偿他们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。测量范围镍铬-镍硅，K分度，WRNK 测量范围：-401000 铂铑10-铂，S分度，WRPK 测量范围：01100 第7页/共45页温度变送器作用将热电阻的电阻信号或热电偶的mV信号转换为4-20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、DCS 等。一体化温度变送器的优点u二线制 420mA DC 输出。传输距离远，抗干扰能力强。u冷端、温漂、非线形自动补偿。u测量精度高，长期稳定性好。u温度模块内部采用环氧树脂浇注工艺，适应于各种恶劣和危险场所使用。u一体化设计，结构简单合理，可直接替换普通装配式热电偶、热电阻。u机械保护 IP65。u采用热电偶温变，可免用补偿导线，降低成本u液晶、数码管、指针等多种指示功能方便现场适时监控。第8页/共45页2.2流量测量仪表流量仪表的分类 常用的流量计第9页/共45页流量仪表的分类按测量的目分总量表：用于测量一段时间内流过管道（流道）的流体总量。在能源计量中，一般采用总量表。如水表和天然气表。流量计：用于测量流过管道的流量。在过程控制系统中需要检测和控制管道中流体的流量。按测量体积流量和质量流量分体积流量计：流量计检测件的输出信号与管道中流体的平均流速或体积流量成一定关系，是反映真实体积流量的流量计。考虑温度和压力补偿。质量流量计：流量计检测件的输出信号直接反映流体的质量流量。第10页/共45页常用的流量计差压式流量计（*）测风速装置（如右图）转子流量计容积式流量计涡轮流量计电磁流量计涡街流量计超声流量计第11页/共45页2.3物位测量仪表直读式液位测量仪表 差压式液位测量仪表浮力式液位测量仪表电气型液位测量仪表超声波液位测量仪表雷达液位计第12页/共45页直读式液位测量仪表测量原理 利用仪表与被测量容器的气相、液相直接连接来直接读取容器内的液位高低。这种液位计适宜于就地直读液位的测量。有时也用于自动液位计零位和最高液位的校准。常用的液位计玻璃管式液位计：适用于开口容器；小于2米；气相和液相的颜色不同。第13页/共45页差压式液位测量仪表测量原理只要保证气相管内没有冷凝液，P1=P0，在密度稳定时测得的差压完全代表了液位的高度。第14页/共45页浮力式液位测量仪表磁性翻板式液位计测量原理与容器相连的浮子室（用非导磁的不锈钢制成），内装带磁钢的浮子，翻板指示标尺贴着浮子室壁安装，当浮子下升或下降时，当液位上升或下降时，浮子也随之升降。翻板标尺中的翻板，受到浮子内磁钢的吸收而翻转，翻转部分显示为红色，未翻转显示为绿色，红绿分界之处即表示为液位所在。第15页/共45页电气型液位测量仪表射频导纳液位计基本原理由于电容电极在粘稠介质中使用容易结垢挂料，在使用一段时间后就出现一个附加的电容和电阻，而射频导纳液位计就是在电容式液位计的基础上，采用增加缓冲放大器和交流驱动电路两项补偿电路的技术，克服了挂料所引起测量误差，而重新得名的液位计。第16页/共45页超声波液位测量仪表超声波液位计基本原理 超声波液位计利用超声波的各种特性来测量液位，如利用声波碰到液面（或料面）产生反射波的原理，测出发射波和反射波的时间差，从而计算出液面高度，用于连续测量。另外利用声波在不同介质中声阻抗的差异，有液位时，声阻抗较小，无液位时，声阻抗最大，放大器使继电器励磁或释放，来进行液位报警。第17页/共45页雷达液位计雷达液位计基本原理 雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波和回波的时差，从而计算出液面的高度。第18页/共45页2.4压力测量仪表液柱式压力计（*）弹性式压力表压力变送器（*）压力开关第19页/共45页液柱式压力计测量原理 利用平衡时液柱高度差作为检测信号。常用的压力计U形管压力计：工程上用于冷、热态调试时风速的调平。第20页/共45页弹性式压力表测量原理 根据弹性元件受压后产生与被测压力大小成比例的形变而制成。常用的压力计u隔膜式压力表u充油耐震式压力表第21页/共45页压力变送器将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如420mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。第22页/共45页压力开关压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路，再经专用 CPU模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。第23页/共45页2.5过程分析仪表氧分析仪（*）水分析仪环保安全检测仪表（*）第24页/共45页氧分析仪传统的氧化锆传感器是由一个在内外表面镀有多孔铂电极的氧化锆陶瓷管组成的。当探头被加热到1100（600）以上时，它变得对氧离子具有渗透性，晶格中的空位使得它们可以流动。因为这样，探头变成可传到氧离子的电解质.铂电极为氧分子、氧气转变成氧离子以及氧离子变化成氧分子提供了一个催化表面。在探头高浓度参比气一端的氧分子获得电子变成离子进入电解液。与此同时，内侧电极的氧离子失去电子，以氧分子的形式从表面被释放出来。当传感器两侧的氧浓度有差别时，氧离子从高浓度端向低浓度端运动。离子运动通过电极时产生一个直流电压电势。这一电压电势是传感器温度和传感器两侧氧气压（浓度）比的函数。第25页/共45页水分析仪PH分析仪：是电位法测量酸碱度的仪器。电导仪：是测量物质导电能力的仪器。浊度仪：浊度，即水的混浊程度，由水中含有微量不溶性悬浮物质，胶体物质所致，ISO标准所用的测量单位为FTU（浊度单位），FTU与NTU（浊度测定单位）一致。浊度仪就是根据这个原理来测量水的浊度。第26页/共45页环保安全检测仪表可燃气体报警器可燃气体报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。第27页/共45页环保安全检测仪表有毒气体报警器有毒气体报警器，用于检测大气中的有毒气体，浓度用ppm（百万分之一）表示，有毒气体报警器有3个预设制报警点可以通过程序修改，分别对应3个LED指示灯。另外2个LED灯指示故障和电源上电。探测器的输出为4-20mA，以及一个触点继电器输出对应报警/故障。第28页/共45页环保安全检测仪表CEMS烟气在线监测系统CEMS是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置。第29页/共45页2.6控制阀（控制阀由执行机构和阀门两部分组成。控制阀种类繁多，按照执行机构的动力源可分为：气动、电动、液动和混合型控制阀）气动控制阀 电动控制阀第30页/共45页气动控制阀气动控制阀按其执行机构的形式又可分为：气动薄膜式控制阀活塞式控制阀长行程控制阀第31页/共45页电动控制阀开关型电动控制阀调节型电动控制阀第32页/共45页2.7吹灰器蒸汽吹灰器 声波吹灰器 激波吹灰器第33页/共45页蒸汽吹灰器长伸缩式吹灰器 半伸缩式吹灰器固定旋转式吹灰器第34页/共45页声波吹灰器声波吹灰器是利用声波使粉尘颗粒产生振动，从设备表面脱落的原理来清灰的。应用实例包括选择性催化还原反应器（SCR）、锅炉、主风机、静电除尘器、管道系统、旋风除尘器，滤袋除尘器、料仓、灰斗等。第35页/共45页激波吹灰器蒸汽激波吹灰器 空气激波吹灰器第36页/共45页3.数字控制系统3.1分散控制系统3.2可编程序控制器3.3ABB系统结构图3.4系统组成3.5电厂所用的DCS品牌第37页/共45页3.1分散控制系统分散控制系统(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM，简称DCS),它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。第38页/共45页3.2可编程序控制器可编程序控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC),它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。第39页/共45页3.4系统组成过程控制站工作站第40页/共45页过程控制站控制模块I/O模块AI(4-20mA模拟量输入)、AO(4-20mA模拟量输出)、DI(开关量输入)、DO(开关量输出)、RTD(热电阻输入)、TC(热电偶输入)。通讯模块供电模块第41页/共45页工作站操作站工程师站历史站第42页/共45页3.5电厂所用的DCS品牌u上海新华u和利时u浙大中控uABBuABuFOXBORO第43页/共45页 谢谢！第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页