熱工過程自動控制培訓35

1、1.電廠熱工過程自動控制電廠熱工過程自動控制1.1熱工過程自動控制的目的 電廠熱工過程的自動控制主要是對鍋爐、汽輪機及其輔助設備運行的自動控制，控制的目的是使機組自動適應工況的變化而且保持在安全、經(jīng)濟的條件下運行。1.電廠熱工過程自動控制電廠熱工過程自動控制 1.2熱工過程自動控制的概念 無須人的直接參與，通過控制設置使機器設備，生產(chǎn)過程中熱工參數(shù)（如溫度、壓力、流量、液位、化學成分等）按照預定的規(guī)律運行，完成要求的任務，就稱為熱工過程自動控制。2.自動化儀表2.1溫度測量儀表（*）2.2流量測量儀表（*）2.3物位測量儀表2.4壓力測量儀表（*）2.5過程分析儀表（*）2.6控制閥（*）2.

2、7吹灰器（*） 2.8電氣材料（*）注：（*）為公司項目常用的儀表，下同。2.1溫度測量儀表2.1.1溫度計 2.1.2熱電阻（*）2.1.3熱電偶（*）2.1.4溫度變送器（*）2.1.1溫度計壓力式溫度計測量范圍：-100500雙金屬溫度計 測量范圍： 0150電接點溫度計 除作為溫度計外 ，還有當溫度達到設定值時還可發(fā)出報警信號的電接點溫度計。報警作用：H，L；L，LL；H，HH。 2.1.2熱電阻基本概念熱電阻分度號：電阻值相對應的溫度值。 Pt100、 Cu50。單/雙支熱電阻：單支里有一個感溫電阻芯，一個信號輸出 。雙支里有兩個感溫電阻芯，2個信號輸出。型號： WZP /WZP2測

3、量范圍WZP型鉑電阻 測量范圍： -200420 Pt100WZC型銅電阻 測量范圍： -50100 Cu502.1.3熱電偶基本概念熱電偶分度號：毫伏信號相對應的溫度值。 K、J、R、S 。K分度號（鎳鉻-鎳硅）等。補償導線：在一定溫度范圍內(nèi)（包括常溫）具有與所匹配的熱電偶的熱電動勢的標稱值相同的一對帶有絕緣層的導線，用他們連接熱電偶與測量裝置，以補償他們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。測量范圍鎳鉻-鎳硅，K分度，WRNK 測量范圍： -401000 鉑銠10-鉑，S分度，WRPK 測量范圍： 01100 2.1.4溫度變送器作用將熱電阻的電阻信號或熱電偶的mV信號轉(zhuǎn)換為4-20mA

4、DC 的電信號傳輸給顯示儀、調(diào)節(jié)器、記錄儀、 DCS 等。一體化溫度變送器的優(yōu)點u 二線制 420mA DC 輸出。傳輸距離遠，抗干擾能力強。u 冷端、溫漂、非線形自動補償。u 測量精度高，長期穩(wěn)定性好。u 溫度模塊內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂澆注工藝，適應于各種惡劣和危險場所使用。u 一體化設計，結(jié)構(gòu)簡單合理，可直接替換普通裝配式熱電偶、熱電阻。u 機械保護 IP65 。u 采用熱電偶溫變，可免用補償導線，降低成本u 液晶、數(shù)碼管、指針等多種指示功能方便現(xiàn)場適時監(jiān)控。2.2流量測量儀表2.2.1流量儀表的分類流量儀表的分類 2.2.2 常用的流量計常用的流量計2.2.1流量儀表的分類按測量的目分總量表：

5、用于測量一段時間內(nèi)流過管道（流道）的流體總量。在能源計量中，一般采用總量表。如水表和天然氣表。流量計：用于測量流過管道的流量。在過程控制系統(tǒng)中需要檢測和控制管道中流體的流量。按測量體積流量和質(zhì)量流量分體積流量計：流量計檢測件的輸出信號與管道中流體的平均流速或體積流量成一定關系，是反映真實體積流量的流量計?？紤]溫度和壓力補償。質(zhì)量流量計：流量計檢測件的輸出信號直接反映流體的質(zhì)量流量。 2.2.2常用的流量計差壓式流量計（*） 測風速裝置（如右圖）轉(zhuǎn)子流量計容積式流量計渦輪流量計電磁流量計渦街流量計超聲流量計2.3物位測量儀表2.3.1直讀式液位測量儀表 2.3.2差壓式液位測量儀表2.3.3浮力

6、式液位測量儀表2.3.4電氣型液位測量儀表2.3.5超聲波液位測量儀表2.3.6雷達液位計2.3.1直讀式液位測量儀表測量原理 利用儀表與被測量容器的氣相、液相直接連接來直接讀取容器內(nèi)的液位高低。 這種液位計適宜于就地直讀液位的測量。有時也用于自動液位計零位和最高液位的校準。常用的液位計玻璃管式液位計：適用于開口容器；小于2米；氣相和液相的顏色不同。2.3.2差壓式液位測量儀表測量原理只要保證氣相管內(nèi)沒有冷凝液，P1=P0，在密度穩(wěn)定時測得的差壓完全代表了液位的高度。 2.3.3浮力式液位測量儀表磁性翻板式液位計測量原理與容器相連的浮子室（用非導磁的不銹鋼制成），內(nèi)裝帶磁鋼的浮子，翻板指示標尺

7、貼著浮子室壁安裝，當浮子下升或下降時，當液位上升或下降時，浮子也隨之升降。翻板標尺中的翻板，受到浮子內(nèi)磁鋼的吸收而翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)部分顯示為紅色，未翻轉(zhuǎn)顯示為綠色，紅綠分界之處即表示為液位所在。 2.3.4電氣型液位測量儀表射頻導納液位計基本原理由于電容電極在粘稠介質(zhì)中使用容易結(jié)垢掛料，在使用一段時間后就出現(xiàn)一個附加的電容和電阻，而射頻導納液位計就是在電容式液位計的基礎上，采用增加緩沖放大器和交流驅(qū)動電路兩項補償電路的技術，克服了掛料所引起測量誤差，而重新得名的液位計。 2.3.5超聲波液位測量儀表超聲波液位計基本原理 超聲波液位計利用超聲波的各種特性來測量液位，如利用聲波碰到液面（或料面）產(chǎn)生反射

8、波的原理，測出發(fā)射波和反射波的時間差，從而計算出液面高度，用于連續(xù)測量。 另外利用聲波在不同介質(zhì)中聲阻抗的差異，有液位時，聲阻抗較小，無液位時，聲阻抗最大，放大器使繼電器勵磁或釋放，來進行液位報警。 2.3.6雷達液位計雷達液位計基本原理 雷達液位計是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被探測容器的液面發(fā)射，當電磁波碰到液面后反射回來，儀表檢測出發(fā)射波和回波的時差，從而計算出液面的高度。 2.4壓力測量儀表2.4.1液柱式壓力計（*） 2.4.2彈性式壓力表2.4.3壓力變送器（*）2.4.4壓力開關2.4.1液柱式壓力計測量原理 利用平衡時液柱高度差作為檢測信號。 常用的壓力計U形管壓力計：工程上用于冷

9、、熱態(tài)調(diào)試時風速的調(diào)平。2.4.2彈性式壓力表測量原理 根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生與被測壓力大小成比例的形變而制成。 常用的壓力計u 隔膜式壓力表u 充油耐震式壓力表2.4.3壓力變送器將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號（如420mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。 2.4.4壓力開關壓力開關采用高精度、高穩(wěn)定性能的壓力傳感器和變送電路，再經(jīng)專用 CPU模塊化信號處理技術，實現(xiàn)對介質(zhì)壓力信號的檢測、顯示、報警和控制信號輸出。 2.5過程分析儀表2.5.1氧分析儀（*） 2.5.2水分析儀2.5.3環(huán)保安全檢測儀表（*）2

10、.5.1氧分析儀傳統(tǒng)的氧化鋯傳感器是由一個在內(nèi)外表面鍍有多孔鉑電極的氧化鋯陶瓷管組成的。當探頭被加熱到1100 （600）以上時，它變得對氧離子具有滲透性，晶格中的空位使得它們可以流動。因為這樣，探頭變成可傳到氧離子的電解質(zhì).鉑電極為氧分子、氧氣轉(zhuǎn)變成氧離子以及氧離子變化成氧分子提供了一個催化表面。在探頭高濃度參比氣一端的氧分子獲得電子變成離子進入電解液。與此同時，內(nèi)側(cè)電極的氧離子失去電子，以氧分子的形式從表面被釋放出來。 當傳感器兩側(cè)的氧濃度有差別時，氧離子從高濃度端向低濃度端運動。離子運動通過電極時產(chǎn)生一個直流電壓電勢。這一電壓電勢是傳感器溫度和傳感器兩側(cè)氧氣壓（濃度）比的函數(shù)。 2.5.

11、2水分析儀PH分析儀：是電位法測量酸堿度的儀器。電導儀：是測量物質(zhì)導電能力的儀器。濁度儀：濁度，即水的混濁程度，由水中含有微量不溶性懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)所致，ISO標準所用的測量單位為FTU（濁度單位），F(xiàn)TU與NTU（濁度測定單位）一致。濁度儀就是根據(jù)這個原理來測量水的濁度。2.5.3環(huán)保安全檢測儀表可燃氣體報警器可燃氣體報警器就是氣體泄露檢測報警儀器。當工業(yè)環(huán)境中可燃或有毒氣體泄露時，當氣體報警器檢測到氣體濃度達到爆炸或中毒報警器設置的臨界點時，可燃氣體報警器就會發(fā)出報警信號，以提醒工作采取安全措施，并驅(qū)動排風、切斷、噴淋系統(tǒng)，防止發(fā)生爆炸、火災、中毒事故，從而保障安全生產(chǎn)。2.5.3環(huán)保安

12、全檢測儀表有毒氣體報警器有毒氣體報警器，用于檢測大氣中的有毒氣體，濃度用ppm（百萬分之一）表示，有毒氣體報警器有3個預設制報警點可以通過程序修改，分別對應3個LED指示燈。另外2個LED燈指示故障和電源上電。探測器的輸出為4-20mA，以及一個觸點繼電器輸出對應報警/故障。2.5.3環(huán)保安全檢測儀表CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)CEMS是指對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測并將信息實時傳輸?shù)街鞴懿块T的裝置。2.6控制閥（控制閥由執(zhí)行機構(gòu)和閥門兩部分組成?？刂崎y種類繁多，按照執(zhí)行機構(gòu)的動力源可分為：氣動、電動、液動和混合型控制閥）2.6.1氣動控制閥 2.6.2電動控制閥

13、2.6.1氣動控制閥氣動控制閥按其執(zhí)行機構(gòu)的形式又可分為：氣動薄膜式控制閥活塞式控制閥長行程控制閥2.6.2電動控制閥開關型電動控制閥調(diào)節(jié)型電動控制閥2.7吹灰器2.7.1蒸汽吹灰器 2.7.2聲波吹灰器 2.7.3激波吹灰器2.7.1蒸汽吹灰器長伸縮式吹灰器 半伸縮式吹灰器固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器2.7.2聲波吹灰器聲波吹灰器是利用聲波使粉塵顆粒產(chǎn)生振動，從設備表面脫落的原理來清灰的。應用實例包括選擇性催化還原反應器（SCR）、鍋爐、主風機、靜電除塵器、管道系統(tǒng)、旋風除塵器，濾袋除塵器、料倉、灰斗等。2.7.3激波吹灰器蒸汽激波吹灰器 空氣激波吹灰器3.數(shù)字控制系統(tǒng)3.1分散控制系統(tǒng)3.2可編程序控

14、制器3.3ABB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.4系統(tǒng)組成3.5電廠所用的DCS品牌3.1 分散控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM，簡稱，簡稱DCS),它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。3.2可編程序控制器可編程序控制器可編程序控制器(Programmable Logic Controller，簡稱，簡稱PLC),它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字