典型顺序控制设计

课 程 设 计 报 告 学生姓名 学 号 学 院 自动化工程学院 班 级 题 目 锅炉启动的顺序控制 2016 年 11 月 4 日 火电厂典型顺序控制系统实习报告 目录 第 1 章 绪论 1 1 1 课题背景与意义 1 1 2 设计目的 1 1 3 设计内容及要求 1 第 2 章 引风机介绍 3 2 1 引风机作用 3 2 2 引风机工作原理 3 2 3 引风机相关设备 3 2 4 引风机联锁保护 3 第 3 章 引风机的启动和停止 5 3 1 引风机启动条件 5 3 2 引风机的启动 5 3 2 1 大体步骤 5 3 2 2 注意事项 6 3 3 引风机的停运 6 3 4 引风机逻辑图 6 第 4 章 引风机功能子组 8 4 1 功能组主要逻辑功能 8 火电厂典型顺序控制系统实习报告 4 2 引风机功能子组 A B 启动步序 8 4 3 引风机功能子组 A B 停止步序 8 4 4 A B 侧引风机 8 4 4 1 操作 8 4 4 2 启动允许条件 AND 9 4 4 3 停允许条件 9 4 4 4 联锁跳闸条件 9 4 5 A 引风机出口门 10 4 5 1 操作方式 10 4 5 2 打开允许条件 与逻辑 10 4 5 3 关闭允许条件 10 火电厂典型顺序控制系统实习报告 4 5 4 联锁打开条件 10 4 5 5 联锁关闭条件 10 4 6 B 引风机出口门 10 4 6 1 操作方式 10 4 6 2 打开允许条件 与逻辑 10 4 6 3 关闭允许条件 11 4 6 4 联锁打开条件 11 4 6 5 联锁关闭条件 11 第 5 章 总结及体会 12 参考文献 13 火电厂典型顺序控制系统实习报告 火电厂典型顺序控制系统实习报告 1 第 1 章 绪论 1 1 课题背景与意义 所谓自动控制 是指在没有人直接参与的情况下 利用特定的设备或装置 使机器 设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行 顺序控制是自动控制领域中的一种控制方式 在顺序控制系统中 它的预定规 律 即系统的希望值 是随着时间来改变的 例如机械加工中的数控机床 生 产流程中自动控制系统等均属于顺序控制系统的范畴 因此我们这样来定义顺 序控制 按照预先设定好的顺序或按一定的逻辑设定顺序使控制动作逐次进行 的控制 顺序控制很早就被人们所利用 它是生产现场应用中与反馈控制相媲美的 极其重要的控制技术 但顺序控制的体系化 理论化还远远不如反馈控制 随 着社会经济的发展和科学技术水平的提高 顺序控制在社会日常生活中的作用 越来越受到人们的重视 随着计算机技术的飞速发展 控制技术产生了新的飞 跃 传统的以继电器为主体的顺序控制技术也焕然一新 新型控制器的控制柜 及其构造原理都不同于传统的控制器 所以有必要研究和学习它的有关制造 原理和使用等方面的技术 1 2 设计目的 训练学生的综合设计能力和创新能力 通过查阅资料了解锅炉的主要辅机 的配置情况 在系统中的作用和启停条件 从而确定出顺序控制方案 设计并 画出控制逻辑图 写出设计报告等过程 使学生更加清晰的掌握电厂主要辅机 的典型顺序控制系统并得到一次科学研究工作的启蒙训练 1 3 设计内容及要求 按照实际设备的配置情况 制定出锅炉的启动顺序控制方案 画出描述该 火电厂典型顺序控制系统实习报告 2 方案的工程图 1 掌握所设计机组的主辅机配置情况 辅机的数量 位置 工作参数 工 作条件 2 掌握所设计机组热力系统和工作流程 3 按照前述的条件设计出描述顺序控制的框图 4 画出满足上述控制要求的硬件图或组态图或梯形图 5 要求所有图纸符合工程设计图纸要求 控制方案合理 功能比较完整 6 设计成品能够在答辩时帮助正确理解并回答老师提出的问题 火电厂典型顺序控制系统实习报告 3 火电厂典型顺序控制系统实习报告 4 第 2 章 引风机介绍 引风机是依靠输入的机械能 提高气体压力并排送气体的机械 它是一种 从动的流体机械 引风机广泛用于工厂 矿井 隧道 冷却塔 车辆 船舶和 建筑物的通风 排尘和冷却 锅炉和工业炉窑的通风和引风 空气调节设备和 家用电器设备中的冷却和通风 谷物的烘干和选送 风洞风源和气垫船的充气 和推进等 引风机的工作原理与透平压缩机基本相同 只是由于气体流速较低 压力变化不大 一般不需要考虑气体比容的变化 即把气体作为不可压缩流体 处理 2 1 引风机作用 引风机是火电厂重要的辅助设备之一 它将锅炉燃烧产生的高温烟气排除 维持炉膛压力 形成流动烟气 完成烟气及空气的热交换 经除尘装置后排向 烟道 用来调整锅炉炉膛负压的稳定 2 2 引风机工作原理 烟气以一个角度进入叶轮 在翼背上产生一个升力 同时必定在翼腹上产 生一个 大小相等方向相反的作用力 使气体排出 叶轮呈螺旋形沿轴向向前运 动 与此同时 风机进口处由于差压的作用 使气体不断地吸入 2 3 引风机相关设备 引风机电机 轴承 引风机入口挡板 出口挡板 引风机导叶 静叶 引 风机轴承轮引风机本体及油系统滑油系统 轴流冷却风机及热工测点 2 4 引风机联锁保护 1 对应侧送风机跳闸 2 对应空预器跳闸 延时 120 秒 火电厂典型顺序控制系统实习报告 5 3 引风机异常跳闸 4 引风机轴承温度 100 延时 3 秒 5 引风机电机轴承温度 80 延时 3 秒 6 引风机电机线圈温度 125 延时 3 秒 6 取 2 7 引风机两台润滑油泵均停延时 10 秒 8 锅炉 MFT 动作后 10S 炉膛压力仍低 4 0KPa 三选二 FSSS 发 出跳闸引风机信号 9 引风机运行延时 60 秒 且入口电动挡板已关延时 20 秒 10 顺控停引风机 11 脱硫请求 MFT 火电厂典型顺序控制系统实习报告 6 第 3 章 引风机的启动和停止 火电厂典型顺序控制系统实习报告 7 3 1 引风机启动条件 1 引风机轴承温度 90 2 引风机电机轴承温度 70 3 引风机电机线圈的温度 110 4 引风机的任一轴承冷却风机运行 5 引风机入口静叶关闭 6 引风机入口挡板关闭 7 引风机出口挡板开启 8 对应侧的空气预热器运行 且其入口烟气挡板已开 风烟通路已建立 9 无引风机油站闭锁条件 a 引风机电机润滑油箱油温 25 时 闭锁引风机启动 b 引风机电机润滑油箱油温 45 时 闭锁引风机启动 c 油站滤网前后压差 0 1MPa 闭锁引风机启动 d 油箱油位高 低 闭锁引风机启动 e 油泵过载 闭锁引风机启动 10 引风机无跳闸保护动作信号 11 引风机开关在远方控制位 3 2 引风机的启动 3 2 1 大体步骤 1 启动轴承润滑油泵 带有轴承冷却风机时应启动轴承冷却风机 对采 火电厂典型顺序控制系统实习报告 8 用液力联轴器的风机 应启动辅助润滑油泵 以便对各级齿轮和轴承进行润滑 2 调节风机的风门及挡板开度 以便风机在空载下启动 保证电动机的 安全 3 启动风机的主电动机 待电流恢复至正常值时 再开启风机的出入口 挡板 增加风机的负荷 4 风机启动后 应对风机的运行情况做全面检查 3 2 2 注意事项 1 启动前要确认引风机热工仪表 连锁保护正常投运 2 启动电机前查看 6KV 母线电压是否正常 应适当提高母线电压 3 启动电机时应观察启动电流及时回落至正常值 4 电机启动后应检查引风机内部无异音 无碰磨 刮卡现象 振动 温 升在允许范围 5 待风机启动运行平稳后缓慢开启入口静叶对炉膛负压进行调节 不可 大幅操作 3 3 引风机的停运 1 检查对应侧送风机已停运 2 解除准备停止的引风机入口静叶自动 3 逐渐关闭要停止的引风机入口静叶 检查另一台引风机入口静叶自动 增加出力 调节正常 4 停止该引风机 检查引风机入口挡板自动关闭 检查引风机出口挡板 自动关闭 5 引风机停止后 2 小时 停止轴承冷却风机运行 3 4 引风机逻辑图 火电厂典型顺序控制系统实习报告 9 如下图 3 1 所示 在逻辑设计过程中 为了安全可靠地控制引风机 反映 引风机实际的控制过程 引入了引风机的前后轴承温度和振动 入口挡板开度 运行状态反馈信号等 NN1 NN5 是逻辑点提供的内部数值寄存器 分别用来存 储挡板开度 轴承温度和振动的内部常数 FL12 是逻辑点提供的内部标志量寄 存器 主要用来投入和切除引风机联锁 当引风机联锁投入时 FL12 为 TRUE 当引风机联锁切除时 FL12 为 FALSE P1 为允许联锁参数 当引 风机入口挡板开度小于 NN1 时 允许启动风机 I0 为强制联锁参数 当引风机 前 后轴承振动大于 NN2 NN3 或前 后轴承温度大于 NN4 NN5 时 引风 机强制停机 CMDDISFL 为有命令不执行 UNCMDFL 为没命令却执行 这两 种故障出现 引风机都会强制停机 3 1 引风机逻辑图 火电厂典型顺序控制系统实习报告 10 第 4 章 引风机功能子组 烟气顺控功能组就是引风机功能组 主要设备有引风机电机 出口挡板 入口电动调节门等 火电厂典型顺序控制系统实习报告 11 4 1 功能组主要逻辑功能 1 引风机启动 停止时 相关设备的逻辑控制 含进 出口挡板 入口电动 调节门 2 引风机轴承温度高 引风机电机轴承温度高 引风机电机线圈温度高 轴承振动大 喘振大时 输出报警信号及联锁 跳闸指令 3 输出引风机的状态信号 用于送风机 一次风机 密封风机的启 停逻 辑控制 MFT 4 2 引风机功能子组 A B启动步序 1 对侧引风机未运行 建立烟风通道 2 启动 A 侧引风机 1 号或者 2 号冷却风机 3 置 A 引风机入口导叶最小 4 打开 A 引风机出口电动风门 5 关 A 引风机入口烟气电动挡板 6 启动 A 引风机马达 7 开 A 引风机入口烟气电动挡板 释放 A 引风机入口导叶 4 3 引风机功能子组 A B 停止步序 1 置 A 引风机入口导叶最小 2 停止 A 引风机马达 3 关闭引风机入口烟气电动挡板 释放 A 引风机入口导叶 4 4 A B 侧引风机 4 4 1 操作 1 手动启 停 火电厂典型顺序控制系统实习报告 12 2 顺控启 停 3 联锁启 停 4 4 2 启动允许条件 AND 1 A 侧引风机断路器远方控制 2 A 引风机电动机定子线圈温度 1 2 3 4 5 6 正常 100 3 A 引风机滚子轴承温度 1 2 正常 70 4 A 引风机推力轴承工作面温度 1 2 正常 70 5 A 引风机推力轴承非工作面温度 1 2 正常 70 6 A 引风机电动机驱动端 非驱动端轴承温度正常 70 7 A 引风机入口烟气电动挡板已关 8 A 引风机入口导叶已关 5 9 至少一台冷却风机在运行 10 本侧空预器运行 A B 主变频器或者辅变频器运行且对应的二次风出口 电动风门已开 入口烟气挡板已开 11 无跳闸条件 4 4 3 停允许条件 1 两台引风机运行且一台送风机停 或两台送风机全停 2 引风机动叶已关 5 或入口门已关 4 4 4 联锁跳闸条件 1 A 引风机滚子轴承温度 1 2 高 110 2 A 引风机推力轴承工作面温度 1 2 高 95 火电厂典型顺序控制系统实习报告 13 3 A 引风机推力轴承非工作面温度 1 2 高 95 4 A 引风机电动机驱动端 非驱动端轴承温度高 95 5 A 引风机轴承水平振动大 停风机 6 A 引风机轴承垂直振动大停风机 7 MFT 与炉膛压力低三值 3 取 2 延时 2 秒 8 MFT 与炉膛压力高三值 3 取 2 延时 2 秒 9 本侧空预器停 延时 10 秒停本侧引风机 10 两侧空预器全停 11 风机运行后 入口门在 60S 内未全开 4 5 A 引风机出口门 4 5 1 操作方式 1 手动开启 关闭阀门 2 联锁开关 3 顺控开 4 5 2 打开允许条件 与逻辑 1 A 引风机出口门远控允许 2 A 引风机出口门无故障 4 5 3 关闭允许条件 1 A 引风机出口门远控允许 2 对应的引风机停运 4 5 4 联锁打开条件 火电厂典型顺序控制系统实习报告 14 1 本侧引风机运行延时 10S 2 A B 引风机均停运 4 5 5 联锁关闭条件 1 本侧引风机停运 对侧引风机运行 4 6 B 引风机出口门 4 6 1 操作方式 1 开启 关闭阀门 2 联锁开关 3 顺控开 4 6 2 打开允许条件 与逻辑 1 B 引风机出口门远控允许 2 B 引风机出口门无故障 4 6 3 关闭允许条件 1 B 引风机出口门远控允许 2 对应的引风机停运 4 6 4 联锁打开条件 1 本侧引风机运行延时 15S 2 A B 引风机均停运 延时 60S 4 6 5 联锁关闭条件 1 本侧引风机停运 对侧引风机运行 火电厂典型顺序控制系统实习报告 15 火电厂典型顺序控制系统实习报告 16 第 5 章 总结及体会 在这三周的时间内 通过复习以前的知识和查找相关书籍资料 我独立完 成了引风机功能子组的顺序控制的简单设计 在此次设计中 我发现了我过去 所学的知识并不足以完成设计 之后不得不去图书馆查找书籍 在查找书籍的 过程中 我又发现了很多新的知识和新的疑问 原来仅仅一个引风机功能子组 的启动过程就需要十几个具体的步骤 而步与步之间紧密衔接 缺一不可 这 些步骤虽然看起来复杂而繁琐 但正是这些步骤保证了引风机功能组能够安全 启停和运行 而且通过仔细观察 可以发现每一步之间存在必然联系 这就保 证了功能组的合理性 顺序控制是自动控制领域中最基本应用又最广泛的一个方面 进入 21 世纪 以来 它发展的非常迅速 在多个行业都有应用 备受人们的青睐 但要想将 顺序控制应用于工业生产中 我们当前所学的知识还远远不够 顺序控制对每 一步的顺序要求都十分严苛 任何一个事件都不能缺失 任何一个步骤都不能 颠倒 还需要多做练习和实验 才能熟练地掌握顺序控制的设计 此次设计由 于时间仓促 准备工作难免有所不足 设计内容也十分简单 我想以后应该更 多地进行这方面的设计 更好地了解顺序控制的知识 火电厂典型顺序控制系统实习报告 17 参考文献 1 韦根原 火电厂顺序控制与热工保护 北京 中国电力出版社 2009 2 李江 边立秀 何同祥 火电厂开关量控制技术及应用 北京 中国电力出 版社 2000 3 陈庚 单元机组集控运行 北京 中国电力出版社 2001 4 杨飞 单元机组运行 北京 中国电力出版社 2001 5 丁炜 等 可编程序控制器在工业控制中的应用 北京 化学工业出版 社 2004 6 李江 等 火电厂开关量控制技术及应用 北京 中国电力出版社 2000 7 王志祥 热工保护与顺序控制 北京 中国电力出版社 1995 8 张文博 程序控制与热工保护 北京 水利电力出版社 1989 火电厂典型顺序控制系统实习报告 18 9 望亭发电厂 仪控 M 北京 中国电力出版社 2002 10 章德龙 锅炉设备及其系统 M 北京 中国电力出版社 2005