jasontees顺序控制结课报告

1、顺序控制结课报告( 2014 - 2015 年度 第 1 学期)课程名称： 顺序控制 题目名称： 一次风机和制粉系统 院 系： 自动化系 班 级： 自动化1101 学 号： 0 学生姓名： 陶 王 东 成 绩： 2015 年1 月顺序控制系统(SCS)在火力发电机组开关量控制系统中，检查、运算和控制信息全部是1或0两种信息。系统输入的往往是设备状态信号，如设备的运行或停止、阀门的开或关，系统输出的是启停命令，或开关命令。在这类控制系统中，为了使设备A启动，往往要检测多个其他设备如B、C、D等的状态，判断它们的状态是否满足A设备启动的要求，若不满足，要由相应的命令控制B、C、D等设备的开关或启停

2、，直到所有条件满足后，再发出命令使A启动。所以这种控制系统的特点是一个按照预先规定的顺序进行检查、判断(逻辑运算)、控制、再检查、判断、控制的过程。所以开关控制又称为顺序控制系统(SCS)。火电厂SCS系统的任务是实现对单元机组的辅机、如各种电动机、阀门挡板的启动或停止、开或关控制。随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和辅机系统的复杂程度大大增加。对众多相互间具有复杂联系的辅机设备，靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，实现对辅机的顺序控制。CSPA-2000 FDCS系统对火电机组辅机SCS控制系统和辅助车间控制系统都有完美的实现，使机组的自动化控制水平达到

3、新的高度。SCS采用的顺序控制策略是机组及相关设备运行的客观规律的要求，也是长期运行经验的汇集，它相当于将辅机运行规程用一逻辑控制系统来实现。采用顺序控制后，对于大型辅机，操作人员只需按一个按钮，则与这个辅机有关的附属设备就会按照安全启停规定的顺序和时间间隔自动动作，运行人员只需要监视各程序步骤执行的情况，减少了大量繁琐的操作。同时又由于顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全联锁条件，无论是自动顺序操作还是单台设备手动操作，只要设备动作条件不满足，设备将被闭锁，从而避免运行人员误操作，保证设备的安全运行。火电厂SCS的控制范围包括与炉、机、电主设备运行关系密切的所有辅机及阀门和挡

4、板等。顺序控制系统将整个辅机系统划分为若干个功能组（Function Group），一般是以某一台重要辅机为中心。或者按照工艺系统的不同划分，顺序控制系统也可以分成功能组和子功能组两个层次。一次风机概述输送空气供给锅炉磨煤机所使用的风机称为一次风机，一次风机所输送空气的温度与室温一致。因制粉系统阻力影响，所以对这类风机除保证锅炉制粉系统所需要的空气量外，还必须克服送风系统和制粉系统的管道阻力，要求风机风压较高，所以在结构上多采用双级叶轮的高转速风机。本锅炉一次风机为上海鼓风机有限公司生产的两台双级动叶可调轴流式风机。一次风的作用是用来输送和干燥煤粉，并供给燃料燃烧初期所需的空气。大气经消声器垂

5、直进入两台轴流式一次风机，经一次风机提压后分成两路；一路进入磨煤机前的冷一次风管；另一路进入空预热器的一次风分仓进行加热，加热后进入磨煤机前的热一次风管，热风和冷风在磨煤机前混合。在冷一次风和热一次风管出口处都设有调节挡板和电动挡板来控制冷热风的风量，保证磨煤机总的一次风量和出口温度在要求范围内。合格的煤粉经煤粉管道由一次风送至炉膛燃烧。 一次风机的流量主要取决于燃烧系统所需的一次风量和空气预热器的漏风量。密封风机的流量尽管由一次风提供，但是最终进入磨煤机构成一次风的部分。一次风的压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空气预热器、挡板、磨煤机的流动阻力。其压头是随锅炉需粉量的变化而变化，可以通过调

6、节动叶的倾角来改变风量，维持风道一次风的压力，适应不同负荷的变化。一次风机结构（1）一次风机与送风机结构基本相同，只是一次风机叶片为双级叶轮。一次风机为上海鼓风机厂生产的PAF 型轴流机。风机由电机驱动，从驱动端看，叶轮逆时针旋转。PAF 型风机配有2 个转子，安装布置在中间段内的轴承箱上，转子位于机加工的叶轮机壳内。中间段栓接在进气箱和扩散器间的轨道上，可以轴向移动。风机静止部件稳定可靠，叶轮机壳与叶轮尖端之间的间隙很小，可保证较高的效率，叶轮运行可靠。风机转速恒定，但在运行过程中，风机的转子叶片角可以由液压液压系统调节从而可根据锅炉系统的性能要求调整风量。（2）调节和控制：在运行过程中，风

7、机风量可通过改变叶片角度来调节。伺服电机驱动外部调节臂，将控制信号送到轮毂的液压调节系统从而同时改变两个轮毂上的叶片角度。各风机部件都是通过传感器和仪表来控制的。信号的传送从传感器直接或者通过端子箱传到用户系统。（3）静态部件：静止部件包括进气箱、中间段、叶轮机壳和扩散器。静止部件依照规定的压力条件设计，中间段栓接在水泥机座上。用于支撑进气箱和扩散器的滑轨紧固在混凝土基础上。指向扩散器的轴端定义为非驱动端,而朝向进气箱的那侧则定义为驱动端转子安装在主轴的两端。进气箱上的导叶确保空气沿着叶片流动。风机叶轮平衡和叶片尖端至外壳的间隙测量均可在进气箱安装后进行。进气箱上有一检查门可以检修驱动端转子通

8、过进气箱内筒的检查盖来调节驱动端叶轮平衡。（4）轴承组：轴和两个转子安装在中间段上两个转子外壳分别栓接在中间段的两端。为保证叶片尖部和叶轮外壳间的间隙值最小, 叶轮机壳内部机加工，并用特殊定位销将其对中。扩散器与叶轮机壳相连接，它的作用是将风机动压转变为静压。扩散器安装在滑轨上，这样可轴向移动扩散器。风机叶轮平衡和叶片尖端至外壳的间隙测量均在扩压段安装后进行。叶轮平衡通过扩压器的内筒进行，间隙测量通过扩压器的空气流道进行，因此在连接扩压段和风道的过渡段内必须设有人孔门。消音器置于一次风机进气处，可以减小风机运行产生的噪音。（5）旋转部件：驱动端轮毂通过进气箱内管的主轴与主电机相连液压调节装置安

9、装于调节侧的轮毂上，外部调节臂将信号传给轮毂，从而同时调节两个轮毂上的叶片。铸铝叶片通过位于能转动的叶片枢轴上的专用螺丝安装在轮毂上，轮毂内部调节部件可将液压缸的调节动作传递给叶片。主轴连同径向和推力轴承一起安装在过渡段的轴承箱内。通过叶轮机壳上的检修门可以更换叶片。 （6）液压、润滑联合油站：液压系统为控制系统提供所需的液压缸油压，液压系统带有两个油泵（另一个备用）。轴承润滑油系统提供轴承的润滑油，润滑油系统带有两个油泵（一运一备）。液压系统至液压缸旋转油封之间有三路连接，即：液压缸的压力管路；液压缸的回油管路；泄油的回油管。油压和流量取决于运行中所需的调节速度。由于在运行过程中控制系统的负

10、载变化，因而油压不是恒定的，而流量则基本上恒定。为保证油温正常，液压系统配有冷油器和由恒温器控制的加热元件。（7）其它部件：伺服电机将控制脉冲从控制系统传到风机调节臂上，扩散器内的调节驱动装置将调节运动通过内管传递到液压缸的控制阀上。失速监测装置包括测量装置和与其相连的差压开关，安装时差压开关应连接电气报警系统（失速监控）上。当风机在失速区运行时，失速监测装置会发出报警信号。风机和辅助装置上均装有仪表，风机仪表连接到风机外壳的端子箱上。液压站和油站上的仪表分别连接至各自的端子箱内。风机轴承组配有温度探头和振动探头，这些探头与电气报警装置相连。风机上配有2 个具有内置测槽的环管用来测取压力和压差

11、。环管位于进气箱入口、 入口锥上。挠性连接位于进气箱出口法兰和扩散器出口法兰处，挠性连接可以补偿管道系统不可避免的热膨胀和消除机械振动的传播。 一次风机工作原理流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力），此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。一次风机联锁保护1.下列情况将在集控室DCS上发出报警信号：1）一次风机轴承温度 80时，发出轴

12、承温度高报警。2）一次风机电机轴承温度85时，发出电机轴承温度高报警。3）一次风机电机线圈温度110时，发出电机线圈温度高报警。4）一次风机油箱油位低于100mm时，发出油箱油位低报警。 5）一次风机轴承润滑油流量低于8.4L/min、电机轴承润滑油流量7L/min时，发出润滑油流量低报警。6）一次风机液压油压力0.8MPa时，发出液压油压低报警。7）一次风机轴承振动大于4.6mm/s，发出轴承振动大报警。8）一次风机液压油箱油温15时，发出油箱油温低报警。 9）一次风机液压油箱油温35时，发出油箱油温高报警。10）油站滤网前后压差0.35MPa时，发出滤网压差高报警。11）失速探针压差高20

13、0Pa报警 。12）一次风机发生喘振时。13）油箱电加热器跳闸时，发出一次风机系统故障报警。14）各油泵故障跳闸时，发出一次风机系统故障报警。15）一次风机事故跳闸时，发出一次风机系统故障报警。 16）一次风机液压油压力3.5MPa时，发出液压油压高报警。17）润滑油压力小于0.12MPa时发润滑油压低报警。一次风压力控制（1）原理与功能设计为在调节入口动叶模式下，调节热一次风母管压力。 G_11HLA21CP101：A一次风机出口风压 G_11HLA22CP101：B一次风机出口风压)二者平均值作为控制回路的被调量，一侧的测点坏后，使用另一侧的单测点。（2）压力设定值根据机组负荷指令建立该子

14、系统的设定值。为平衡A、B一次风机出力，在B手操站上M/A站上，可设挡板指令正向偏置。通过调节一次风机入口导向叶片的位置来控制一次风道压力。（3）主要逻辑A、B侧一次风机有相同的控制逻辑。满足下列条件时，风机控制强制切手动：1）风压设定值与实际测量值偏差大(SPPV)2）开度指令与实际阀位偏差大(OPFV)3）Q_BAD测点质量坏4）MFT动作5)HMI切到手动6）有超弛开关入口动叶指令：一次风机停，连关入口动叶指令顺启和顺停置入口动叶调门时，是否切到手动一次风机跳闸延时5S超弛信号（来自SCS）：顺启步序置风机动叶到最小位置顺停步序置风机动叶到最小位置MFT，全关动叶防喘振控制和风机启动联锁

15、一次风机启动允许条件1）一次风机动叶开度小于5%。 2）一次风机出口挡板关闭。 3）一次风机液压油压正常2.5MPa。 4）一次风机润滑油压正常0.12MPa。5）一次风机轴承温度 80。6）一次风机电机轴承温度85。7）一次风机电机线圈温度110。 8）一次风机液压油站油箱油位不低（100mm）。 9）一次风机轴承润滑油流量8.4L/min。 10）任意一台送风机、引风机在运行。11）一次风机任一油泵在运行。12）无保护跳闸信号。13）一次风机电机轴承润滑油流量7L/min。 14）至少有一套制粉系统风道畅通。15）对应侧的空预器在运行。一次风机跳闸条件1）锅炉MFT动作。 2）一次风机轴承

16、温度90，延时2秒。3）一次风机电机轴承温度95，延时2秒。4）对应侧的空预器跳闸。 5）一次风机轴承振动X高（大于4.6mm/s）且一次风机轴承振动X高高（大于7.1mm/s）。6）一次风机轴承振动Y高（大于4.6mm/s）且一次风机轴承振动Y高高（大于7.1mm/s）。7）一次风机运行60s出口挡板未打开。8）一次风机喘振动作延时15秒。9）一次风机油泵均停。10）就地事故按钮停运。11）一次风机电气保护动作。12）送风机全停。13）引风机全停。 制粉系统概述制粉系统的作用是将原煤经干燥和碾磨后制成细度合格的煤粉送到锅炉燃烧器，以满足锅炉负荷的需求。制粉系统分为两大类：中间储仓式和直吹式制

17、粉系统。储仓式制粉系统因有煤粉仓对磨煤机出力与锅炉煤粉消耗量间的缓冲以及邻炉间的调剂作用，制粉系统的运行及出力与锅炉的负荷没有直接的关系，提高了锅炉机组的可靠性。但因其系统复杂、投资和系统的占用的空间大，产生爆燃的可能性也相对较高，因而在现代大容量机组中使用较少。储仓式制粉系统一般采用低速钢球磨煤机。直吹式制粉系统简单、设备少、输粉管道短、阻力小，从而制粉电耗低，同时因系统简单产生爆燃的可能性也随之减少。但要求磨煤机出力与锅炉负荷相平衡，同时也必须与给煤机出力相平衡，使得磨煤机不能始终运行于其经济出力区。但因目前大容量锅炉通常有几套制粉系统，每套制粉系统对应一组喷燃器，当负荷变化时可以通过停运

18、部分制粉系统来实现，从而使运行磨基本处于经济出力区。因此，近几年来直吹式制粉系统得到广泛应用，尤其是在大容量机组中。直吹式制粉系统采用的磨煤机一般有MPS磨、HP磨、MBF磨以及双进双出钢球磨煤机。直吹式制粉系统可分为正压式和负压式制粉系统，正压式又可分为冷一次风机直吹式制粉系统和热一次风机直吹式制粉系统。负压式直吹式制粉系统因所有煤粉都经过排粉风机，磨损相当严重，因而较少被采用。热一次风机直吹式制粉系统中一次风机处于高温下工作，成本要求高，而冷一次风机直吹式制粉系统对一次风机只要求常温下工作，但要求空气预热器为三分仓式，比较两者的经济性，冷一次风机直吹式制粉系统得到了更为广泛的应用。我厂亦采

19、用冷一次风机直吹式制粉系统。冷一次风机直吹式制粉系统因磨煤机处于正压下工作，必需为磨煤机提供必要的密封风，以防煤粉进入磨辊轴承等。制粉系统工作原理制粉系统是指煤炭从锅炉房的原煤斗开始，直到被磨制成细度合格的煤粉后，又被输送到锅炉燃烧器的所有设施。一套完整的制粉系统包括1台双进双出钢球磨煤机，2台给煤机，2台粗粉分离器，1台密封风机，共用的一次风系统，8个煤粉燃烧器（每层4个），以及相配套的风门档板、煤粉管道等。锅炉制粉系统可分为直吹式和储仓式两种。直吹式制粉系统中，磨煤机磨制好的煤粉全部直接送人锅炉燃烧室内燃烧。磨煤机的制粉量随锅炉负荷变化而变化。若采用筒型球磨机，在低负荷下运行时，制粉系统很

20、不经济，因此直吹式制粉系统一般配中速或高速磨煤机。中间储仓式制粉系统，由磨煤机磨制出来的煤粉空气混合物经粗粉分离器后，不直接送人锅炉燃烧室燃烧，先经旋风分离器将煤粉从煤粉空气混合物中分离出来，储存在煤粉仓内或者经螺旋输粉机送入邻炉。锅炉需要的煤粉量由给粉机调节送人燃烧室燃烧。磨煤机可以按其本身的最佳工况运行而不受锅炉负荷的影响，提高了制粉系统的经济性。由于配置钢球磨煤机，因此其制粉系统对煤种、煤质的适应性好。制粉系统的工艺流程中间储仓式制粉系统，并为负压制粉系统，原煤由皮带输送到原煤仓落下后，通过给煤机均匀地送入磨煤机进行磨制，和原煤同时进入的还有热风。热风是来自于：送风机将空气送至空气预热器

21、加热成热风，其中一部分作为二次风由二次喷嘴喷入炉膛，另一部分热风通过热风门的调节作为干燥剂送入磨煤机，对煤进行干燥并将原煤带出磨煤机，由干燥剂带着磨制好的煤粉经过出口篦子进入粗粉分离器分离，不合格的粗煤粉被分离出来，经回煤管、锁气器又返回到磨煤机中重新碾磨，符合细度要求的煤粉继续由干燥剂输送至细粉旋风分离器，细粉分离器依靠煤粉气流旋转产生的离心力进行分离，在这里约有90的煤粉被分离出来，经过锁气器和木屑分离器（主要防止木质、纤维等落入粉仓）落到煤粉仓或经过齿索输粉机将煤粉相互调配，实现煤粉仓之间煤粉的分配，可以达到停止制粉系统后而不必停炉的目的。随后根据锅炉负荷要求，由给粉机调节給粉量送入一次

22、风管，由一次风完成最后的输送。由细粉分离器上部分离出来的干燥剂（磨煤乏气）还包含有占煤粉总量10-15的极细煤粉，为了利用这部分煤粉，由排粉机提高压头后经燃烧器中专门的喷口（三次风喷口）送入炉膛内燃烧。中间储仓式制粉系统中利用再循环管来协调磨煤、干燥、和燃烧三方面所需风量。例如；当燃用挥发分高的而水分不大的煤时，由于容易燃烧所以允许磨的粗些，而此时干燥的温度要低些，那么干燥剂风量必然要少，虽然可以通过掺入冷风方法来降低干燥剂风量，并提高了磨煤通风量，但其结果必然要减少流经空气预热器的空气量，那么将导致排烟温度高，锅炉效率降低，因而是不经济的。为此在中间储仓式制粉系统内装置了再循环管，再循环风门

23、可以根据磨煤通风量的大小所需进行调节，再循环管的作用既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，又可增加磨煤机的通风量，同时还能兼顾燃烧所需一次风的要求，所以装置的再循环管可以协调磨煤风量、干燥风量、和一次风量。15382479101112136614151617181-原煤斗 2-给煤机 3磨煤机 4-粗粉分离器 5-细粉分离器 6-煤粉仓7-给粉机 8排粉机 9-送风机 10-锅炉 11-热风管道 12-回煤管道 13-空气预热器 14 吸潮管 15-在循环风16-角向挡板17-齿索输粉机18- 一次风制粉系统功能组1）磨煤机入口风门密封风门操作方式手动开启关闭阀门打开允许条件磨煤机密封风风门远方控制； 磨煤机密封风风门无故障； 关闭允许条件磨煤机密封风风门远方控制； 2）磨煤机防爆蒸汽电动门操作方式手动开启关闭阀门打开允许条件磨煤机防爆蒸汽电动门远方控制； 磨煤机防爆蒸汽电动门无故障； 关闭允许条件磨煤机防爆蒸汽电动门远方控制； 3）磨煤机入口风门密封风门操作方式手动开启关闭阀门打开允许条件磨煤机密封风风门远方控制； 磨煤机密封风风门无故障； 关闭允许条件磨煤机密封风风门远方控制； 4）磨煤机防爆蒸汽电动门操作方式手动开启关闭阀门 打开允许条件磨煤机防爆蒸汽电动门远方控制； 磨煤机防爆蒸汽电动门无故障； 关闭允许条件磨煤机防爆蒸汽电动门远方控制； 5）磨煤机入口风门密封风门操