基于ECS-100小型火力电厂测控系统设计(3)

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水份过多从而使过热器结垢，易使过热器损坏。同时出口蒸汽中水份过太多，会使过热蒸汽温度产生急剧的变化，会直接影响机组的安全与稳定运行，汽包的液位过低会导致锅炉的水循环系统损坏，使水冷壁管破裂。所以，要保证锅炉、汽轮机安全经济运行就必须保持汽包液位的正常，锅炉给水自动调节是很重要并且受到很高重视的。

然而，在锅炉运行中汽包液位变化最为频繁，运行过程中给水流量调节的操作也很频繁。随着锅炉参数的不断提高和容量的不断增大，汽包相对容积减少，负载的变化和其他干扰影响的效果相对增加，增加了液位控制难度，对液位控制系统提出了更高的要求。

本课题以小型火力发电厂的运行为例，通过DCS对电厂测控系统的温度，液位与流量回路进行检测与测控，以说明DCS系统在电厂测控系统中的重要作用。目前，随着国家电力体制改革不断深化和电力节能减排政策力度的不断加大，发电企业机组的安全、稳定、经济运行意义重大,使用更智能的控制系统就显得很有意义[20]。

1.3 国内外研究概况

1.4 本课题研究的问题及拟采用的研究手段

本课题研究的问题是小型火力发电厂测控系统的温度、液位与流量回路监测与控制。同时，也需研究CS4000与AE2000系统中温度和液位的检测与控制过程。

拟采用的研究手段是采取浙大中控ECS-100集散控制系统对电厂进行自动化控制。

1.5 本章小结

本章主要对课题的研究背景和研究意义进行了一番介绍，结合国内外的研究现状，提出了研究本课题应当使用的研究方法，明确了本次课题的目的和方法以及借助的研究设备，为课题的进行打下基础。

2系统设备

2.1 AE2000过程控制实验装置

AE2000过程控制实验装置是浙江中控技术有限公司生产的过程控制对象系统，可以模拟现场生产环境，本装置的目的是使自动化及相关专业研究人员将理论算法研究应用到现场生产，提高工业自动化水平，推动生产力发展。文献综述

AE2000系统的主要特点：

①被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。

②执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相SCR移相调压等仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器。

③调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或手操作阀制造各种扰动。

④锅炉温控系统包含了一个防干烧装置，以防操作不当引起严重后果。

⑤系统中的两个独立的控制回路可以通过不同的执行器、工艺线路组成不同的控制方案。

⑥一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。

⑦各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。

2.1.1 AE2000实验对象组成结构

过程控制实验对象系统包含有：不锈钢储水箱（长×宽×高：850×450×400mm）、强制对流换热管系统、串接圆筒有机玻璃上水箱（Ф250×370mm）、下水箱（Ф250×270mm）、单相1.5KW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成），纯滞后盘管实验装置。系统动力支路分为两路组成：一路由单相丹麦格兰富循环水泵、电动调节阀、电磁流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路由小流量水泵、变频调速器、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。系统中的检测变送和执行元件有：压力变送器、温度传感器、温度变送器、涡轮流量计、电磁流量计、压力表、电动调节阀等