《热工过程自动控制技术》课件第四章.ppt

1、2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,第四章 单元机组的热工保护,概述 热工开关量控制系统的基础部件 热工信号和自动报警系统 单元机组的热工自动保护 锅炉机组的热工保护 汽轮机组的热工保护 单元机组的旁路控制系统,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-1 概述,一、常用术语： 二、主要技术要求： 1.动作的稳定性 2.动作的可靠性 3.切换差(死区) 三、开关量信号的摄取方法： 开关量控制系统的完好状态是由正确“动作”和正确“不动作”两部分组成，相对于

2、这两种完好状态，有两种故障状态，即“不正确动作”和“不正确不动作”。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,开关量信号的摄取方法1,误动作：系统不应该动作而动作； 拒动作：系统应该动作而不动作。 式中，实际动作次数为正确动作次数与误动作次数之和；应当动作次数为实际动作次数与拒动作次数之和，再扣除误动作的次数。 1.单一信号法：用单个检测元件组成信号单元的方法。 元件少，结构简单，但系统的可靠性太差。 2.信号串联法：将几个检测元件输出信号串联。 误动作率低，而拒动作率高。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONG

3、QING ELECTRIC POWER COLLEGE,开关量信号的摄取方法2,3.信号并联法：将几个检测元件输出信号并联。 拒动作率大大下降，而误动作率却增加了。信号并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求不高的场合。 4.信号串并联法：将两个信号先进行串联，然后进行并联 。 串并联后的信号单元的误动 作率或拒动作率均大大减小。 5.“三取二”信号法：采用三个检测元件测量。当其中两个或两个以上检测元件触点闭合时，信号单元就有输出。 既减小误动作率又减小拒动作率。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,开关量信号的摄取

4、方法3,6.信号表决法：2/4或3/4表决电路、3/5表决电路。 能有效地防止信号单元的误动作或拒动作。 7.信号的多重化摄取法： “二取一”、“二取均”、 “三取中”、“三取均”等。 对提高测量准确度，增加 系统的可靠性，很有必要。 对开关量控制系统，除了要求其检测信号必须正确可靠外，还要求逻辑控制装置和执行机构也必须正确可靠地动作，才能使开关量控制系统正常投入运行。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,常用术语1,1.设定值：设定被控量的预期值的参比信号。 2.位式作用：开关量变量值的数目。 3.开关量变送器：能够输出

5、标准开关量信号的控制仪表，称为开关量变送器。 开关量变送器的输入输出特性，如图4-1所示。 (1)当输入P1时，输出1-2通； (2)当输入P1P时， 输出1-3通； (3)当P1输入P1P 时，输出可以是1-2通也可以 是1-3通。如果输入是增方向 通过P1时，则输出1-2通；若 输入是减方向通过P1P时，则输出1-3通。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,常用术语2,4.切换值：使输出变量改变的任一输入变量值。 5.上切换值(动作值)：输入变量增大时，使输出变量改变的输入变量值，如图4-1中的P1P。 6.下切换值(

6、返回值：输入变量减小时，使输出变量(开关量)改变的输入变量值。如图4-1中的P1。 7.切换差：上切换值与下切换值之差，又称为死区。如图4-l中P。 8.重复性误差： 在相同条件下，输入变量按照同一方向变化时，连续多次测得的切换值之最大变化值。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-2 热工开关量控制系统的基础部件,一、开关量变送器： 将被测物理量转换成开关 形式的电信号。 1.压力开关 2.差压开关 3.流量开关 4.液位开关 5.温度开关 二、常用控制电器： 三、气动和液动执行机构：,2020/7/29,重庆电力高等

7、专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,常用控制电器,按钮开关 控制开关 行程开关(限位开关) 继电器 电流继电器 中间继电器 时间继电器 固态继电器 接触器,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,接触器,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,气动和液动执行机构,(一)气动执行机构：P147 1.气动薄膜式调节阀： 2.气动活塞调节阀： 对于活塞式气动阀门和薄膜式气动阀都有“气开式”和“气关式”之分。如经常用于化学水处理

8、的气动活塞隔膜阀。 一般选择执行机构时必须考虑失去控制气压时，运行工况是允许“开”还是允许“关”来确定选用“气开或“气关”式执行机构。 (二)液动执行机构：P148,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-3 热工信号和自动报警系统,一、热工信号： (一)状态信号 (二)越限报警信号(热工预告信号) (三)趋势报警信号 (四)跳闸报警信号(热工事故信号) 二、自动报警系统： (一)自动报警系统的组成： (二)自动报警系统的基本要求：P150 (三)自动报警装置： 1AN系列闪光报警器： 2YDB微机语音闪光报警装置：,20

9、20/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,YDB微机语音闪光报警装置,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-4 单元机组的热工自动保护,一、单元机组热工自动保护的作用：P153 二、单元机组热工自动保护的动作条件： 三、单元机组热工自动保护的保护方式： 1.主燃料跳闸保护(MFT)： 2.机组快速甩负荷(FCB)： 3.辅机故障减负荷(RB)： 四、炉、机、电大联锁保护： 1炉、机、电大联锁保护系统： 2炉、机、电大联锁保护实例：,2020/7/29,重庆电力

10、高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,炉、机、电大联锁护系统,1.概念： 单元机组大联锁保护系统主要是指锅炉、汽轮机、发电机等主机之间以及与给水泵、送风机、引风机等主要辅机之间的联锁保护。根据电网故障或机组主要设备故障情况自动进行减负荷、投旁路控制系统、停机、停炉等事故处理。 2.炉、机、电大联锁保护系统的动作过程： 图4-17,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-5 锅炉机组的热工保护,一、概述： 1.锅炉机组热工保护的任务：P156 2.锅炉热工自动保护的保护方式： (1)

11、限值保护 (2)联锁保护 (3)紧急停炉保护 二、锅炉汽压保护： 三、汽包锅炉水位保护： 四、直流锅炉断水保护： 五、再热器保护,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,主蒸汽压力高保护,脉冲式电磁安全门 有旁路的主汽压力保护系统,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,直流锅炉断水保护,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,再热器保护,屏式再热器壁温高保护,再热汽温高保护,2020/7/2

12、9,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-6 汽轮机组的热工保护1,一、概述： 1汽轮机热工自动保护的作用：P162 2汽轮机热工自动保护的保护方式： 紧急停机、甩负荷及低负荷保护。 3汽轮机热工自动保护的内容： 二、电涡流传感器： 三、轴向位移的监测与保护：P165 四、缸胀和差胀的监测与保护： 五、机组转速监测与保护：,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,汽轮机组的热工保护2,六、振动监测与保护： 七、主轴偏心度的监测与保护：P179 八、汽轮机监测仪表系统(TSI

13、)：P181 九、汽轮机防进水保护：P185 十、轴承安全监测与保护：P187 十一、凝汽器真空监测与保护：P189 十二、汽轮机紧急跳闸保护系统：P190 1.ETS系统的功能： 2.ETS系统的遮断控制继电器总逻辑：,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,电涡流传感器,电涡流传感器结构组成 探头外形图 原理示意图,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,缸胀和差胀的监测与保护,缸胀：汽缸受热而膨胀的现象。 差胀(或胀差)：转子和汽缸之间的相对膨胀差值。

14、1.机组热膨胀的原因：P167 2.机组差胀过大的危害： 3.缸胀、差胀监测与保护 装置： (1)线性差动变压器LVDT： (2)缸胀和差胀监视器：,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,机组转速监测与保护,1.汽轮机超速的原因：P169 2.汽轮机超速的危害：P170 3.汽轮机的超速保护：P170 4.转速测量方法： (1)磁阻式 (2)磁敏式 (3)电涡流式 5.数字式转速表： 6.零转速监控器：P173,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,振动监

15、测与保护,1.汽轮机发生振动的原因：P174 2.汽轮机振动过大的危害：P175 3.振动的监测方法：P176 (1)磁电式振动传感器 (2)电涡流式振动传感器 (3)复合式振动传感器 4.键相器及矢量监视器： (1)键相器 (2)矢量监视器,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,轴承安全监测与保护,(一)汽轮机轴承故障的原因与危害 (二)润滑油压的监测与保护 (三)润滑油温监测 (四)轴承、推力瓦 温度监测,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,ETS系

16、统的功能,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,ETS系统的遮断控制继电器总逻辑,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,4-7 单元机组的旁路控制系统,一、概述： 1.汽轮机旁路控制系统是指与汽轮机并联的蒸汽减温、减压系统。由阀门、管道及调节机构等组成。 2.旁路控制系统一般分为高压旁路(级旁路)、低压旁路(级旁路)及大旁路等型式。 二、旁路控制系统的功能： 四、旁路控制系统的组成：,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,旁路控制系统的功能,(1)改善机组启动性能。 (2)能够适应机组定压和滑压运行的要求。 (3)保护再热器。 (4)实现机组快速切负荷功能。 (5)正常工况下，若负荷变化太大，旁路控制系统将帮助锅炉、汽机协调控制系统调节锅炉主蒸汽压力。,2020/7/29,重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE,旁路控制系统的组成,1.高压旁路控制系统 1.高压旁路控制系统的运行方式 2.高压旁路压力控制系统 3.高