热工系统（精选十篇）
热工系统 篇1
电厂热工是一个大滞后、非线性、时变的控制过程。 为了在工业中更好的控制纯滞后时变系统,不少学者基于内模控制结构,综合各种控制(如模糊控制、自适应控制、神经网络)的优点,提出了很多控制方法。而本文首先在总结2自由度内模控制的调节方法和规律的基础上,采用模型参考自适应控制的思想,将模糊控制方法和内模控制方法结合在一起,提出了一种模型参考模糊自适应内模控制方法:采用相消法设计内模控制器,用参考模型理想输出和实际对象输出之差e及其变化率Δe在线模糊调节控制器中滤波参数,目标是使系统输出平稳快速[1]。仿真结果表明,这种方法可以使系统的性能达到快速性和鲁棒性的最佳结合。然后,在总结前人对输入受限问题的处理经验的前提下,提出了一种限幅状态与内模控制相互切换的方法。最后,把控制器滤波参数的模糊自整定和有输出限幅的内模控制二者有机的结合起来,发挥各自的长处,形成在线智能切换的模型参考自适应内模控制方法,对由国内某500 MW火电厂锅炉一级减温系统的实际阶跃响应信号拟和出来的相应的一级减温被控对象动态传递函数进行仿真,并与常规内模控制系统、PID控制系统作各种性能比较[2]。仿真结果表明,采用本文提出的方法在系统响应的快速性、鲁棒性和抗干扰方面都得到了较大改善,从而证明了方法的正确性和有效性。
本文综合应用内模控制方法和模型参考自适应控制的思路,控制器的设计用内模结构的相消法设计,调节信号来自参考模型输出与系统实际输出的误差及其变化率,采用模糊调节,目标是使系统输出平稳快速[3]。系统结构如图1所示。
1 控制量限幅的内模控制器
工业过程控制中,大部分控制量由于执行机构等的限制,控制信号的幅度和变化率都受到限制,若直接应用未考虑控制受限的控制器就相当于在系统中引入了非线性环节,性能将大幅度下降。为了解决该问题,在总结前人对输入受限问题的处理经验的前提下,提出了一种限幅状态与内模控制其相互切换的方法,即根据系统响应是否在误差带范围内及系统的模型预测输出是否超过一该误差带,来共同确定控制量在限幅值与内模控制器输出值之间进行在线智能切换[4]。采用智能控制器的系统结构图如图2所示。
如图3,设y1和y2分别为系统实际响应误差带的下、上限, y1′和y2′分别为系统预测输出的上、下限,y1,y2,y1′,y2′均可在线调整;yp(k+L)为系统模型预测输出值,其L表示滞后步数。为严格限制控制量u,保证系统良好的响应速度及抗扰性,且系统响应不出现过大超调,对控制器的输出采用分段计算的方法。即当系统响应小于y1且模型预测值也小于y1′时,用最大限幅值,以提高快速性; y(k)< y1且yp(k+L)<y1′,按最大限幅值计算u(k);当系统响应大于y2且模型预测值也大于预测误差带y2′时,用最小限幅值;y(k)> y2且y(k+L)> y2′,按最小限幅值计算u(k);其余时候就直接按式y=Gr×r+Gd×d=r计算控制量u(k)(图3)。
为验证本方案的有效性,将本文方案与直接用常规内模控制器输出加限幅相比。取常见的一阶惯性对象加纯滞后,即实际对象为:
采样周期T=1 s,加零阶保持器后离散化模型为:
从而可得
控制量限幅值为0≤u(k)≤1.8,取α=0.4,β=0.7,参考信号r为单位阶跃信号,在仿真时间40 s时加一幅值为0.5的阶跃扰动。
当模型精确时,智能控制系统对应参数为: y1=0.85,y2=1.1,y1′=1,y2′=0.88,响应如图4中实线所示,直接用常规内模控制器输出加限幅时,系统响如图4中虚线所示。控制量均经系数为0.3的变换后,表示在图下方。
当对象参数发生20%变化时,即实际对象为
本智能控制系统对应参数为: y1=0.8,y1′=0.95, y2=1.15, y2′=0.9.响应如图5中实线所示;直接用常规内模控制器输出加限幅时,系统响应如图5中虚线所示。控制量均经系数为0.3的变换后,表示在图下方。以上仿真结果表明,本文方案在其响应速度、抗扰性及鲁棒性等方面都有一定改善。
2 模型预测的改进
考虑到实际对象中存在着时变或非线性等因素,或多或少的存在模型误差,加上系统中的各种随机干扰,使得预测模型不可能于实际对象的输出完全一致。上一节所述方法的不足之处是,因为预测是基于模型,当模型失配越大,预测就越不准确,从而影响控制效果[5]。现举例如下:
假定对象模型为:
采样时间T=1 s,则其加零阶保持器的离散化模型为:
当实际对象有模型失配时,实际对象变成了:
这时,对于单位阶跃输入,在T=40 s时加一幅值为0.5的阶跃扰动,根据模型的预测结果如图6中点划线所示。
图6中实线为实际输出。从图6可以很清楚的看出,由于模型的失配,使得预测效果完全偏离系统的真实输出。上述的预测都是完全基于其模型,实质上是开环的。在预测控制中,其最具生命力的三大特征之一便是反馈校正。借鉴其思路,也利用反馈校正来修正开环模型预测。具体的做法就是:将第k步的实际对象输出测量值y(k)与预测模型输出ym(k)之间的误差,加到模型的预测输出ym(k+i)上,得到闭环输出预测,用yp(k+i)表示:
yp(k+i)=ym(k+i)+h[y(k)-ym(k)]=ym(k+i)+hem(k)
其中:h为修正误差系数, em(k)为k时刻预测模型输出误差。
由于系统存在纯时延t,最开始em(k)(k=l,2,…, t+l)是0,到了t+l时刻就会在预测值上突加一个em,对预测值有一定振荡,为了减小这个影响,本文对h取变参数,刚开始时取h<l,慢慢增加h,最终取h=1。上述模型失配系统的预测结果如图7点划线所示。实线为实际输出。图7改进后的预测输出图。根据上述改进预测输出的思想,对上面的系统进行仿真。系统对象为:
而发生模型失配后,实际对象为:
仿真结果如图8中实线所示,点划线为未加改进的模型预测所得响应曲线。控制量均经系数为0.3的变换后,表示在图下方。由图8和图5可以看出,利用改进后的带反馈校正的模型预测代替简单模型预测作为系统预测输出,系统响应比改进前有更好的响应特性,从而验证了本文方法的正确性和有效性[6]。
3 仿真研究
在前面的章节里已经分别讨论了控制器滤波参数的模糊自整定和有输出限幅的内模控制问题,且分别作的仿真都己经证明了方法的正确性和有效性。本文把二者有机的结合起来,发挥各自的长处,形成在线智能切换的模型参考模糊自适应内模控制方法。结构框图如图9。
为了验证本文提出的该方法的有效性,用Matlab对系统进行仿真,仿真框图采用图9的结构,并将系统仿真结果与模型参考模糊自适应内模控制加限幅输出方法进行比较。上图中,G为实际对象,GM为被控对象模型,Q是包含调节滤波参数和处理有控制限幅的智能控制器,F馈为反滤波器,R,D和Y分别代表参考输入、扰动和输出,M,e,e和Δe分别表示模型误差、理想输出和实际输出之差e及其变化率[7]。
对象模型为工业过程中常见的二阶惯性环节加纯滞后
其中,T1=1.5,T2=1.8,K=1,τ=2采样周期为T=1 s,则其加零阶保持器的离散化模型为:
参考模型为
被控对象分别取以下3种形式(采样周期T=0.5 s):
控制量限幅为0≤u (k)≤3。参考模型为
从仿真结果可以看出,无论有无模型误差,采用本文提出的方法在系统响应的快速性、平稳性和鲁棒性方面都得到了较大改善,从而证明了本文方法的正确性和有效性。
4 结论
在结合对输入受限问题的处理经验的前提下,本文根据系统响应是否在误差带范围内及系统模型的预测输出是否超过该误差带,来共同确定控制量在限幅值与内模控制器输出值之间进行在线智能切换。其特点是:在线调节时,当滞后增大或者模型失配时,适当减小系统实际响应误差带和系统预测输出的的上限,增大系统实际响应误差带和系统预测输出的的下限,便可获得较好的效果,该方法简单实用,便于在线调节,具有一定的工程应用价值;另外,对模型失配较大情况下预测不准进行了讨论,受预测控制的启发,在模型预测中引入反馈校正,即根据k时刻以及以前时刻的预测误差对未来的模型预测值进行修正。使预测更加准确,从而更精确的决定控制状态的切换和控制量的选取,使系统响应获得更好的快速性、平稳性和抗扰性。仿真结果证明了本文方法的正确性和有效性。
参考文献
[1]张玉铎,王满稼.热工自动控制系统[M].北京:水利电力出版社,1984.
[2]Garcia C.E.,Morari,M.Intemal model control.2.Design procedurefor multivariable systems.I&EC process Des.Dev.,1985,24(2):472-484.
[3]祝小莲,等.一种有输出限幅的智能内模控制器设计方法[J].昆明理工大学学报.2001,26(增刊):132-134.
[4]郭巨众.模糊内模控制模糊内模控制及其在过热汽温控制中的应用[M].太原:太原理工大学,2003.
[5]李成鑫,赵耀.有控制输出限幅的智能内模控制器的一种改进[J].贵州科学学报,2002,20(4):10-12.
[6]廖明,吴宁,谢品芳.神经网络内模控制算法的研究[J].电气传动自动化,1998,20(4):24-28.
电力系统热工先进事迹材料 篇2
电力系统热工先进事迹材料Xxx同志，xx年x月出生，xx年x月进厂，xx年x月入党，热工高级技师，现任副总经理。先后荣获。他政治思想觉悟高，综合业务能力强，对自己要求严格，各项工作成绩突出，体现了一名基层党员的先进性，发挥了一名基层党员的先锋模范作用，保持了一名当代老工人的优秀思想品质和严谨的工作作风。多年来，他始终坚持党的路线、方针和政策，认真学习并努力实践邓小平理论和“三个代表”重要思想，贯彻落实科学发展观，团结协助xxx开拓创新、积极进取，在平凡的工作岗位上，做出了不平凡的业绩，得到了公司党委和全厂职工的认同，赢得了大家对他的尊重。党员形象，就是岗位形象。一个党员如果能在本职岗位中发挥先锋模范作用，就能为其他同事树立良好的榜样。作为一名有着几十年党龄的老党员，他深知自己的一举一动都会直接或间接，部分或全部的影响到身边同志的工作热情。所以在日常工作和生活中他都力求率先垂范，始终坚持用邓小平理论和“三个代表”重要思想指导自己的工作，用科学发展观来武装自己的头脑，统领三产企业的经营和发展思路；处处用党员的标准严格衡量、约束自己的言行，按照党章的规定履行党员义务，以新时期保持共产党员先进性的具体要求鞭策自己，不断增强党性的观念，加强党性修养，不断提高综合素质和业务能力，牢固树立了正确的世界观、人生观和价值观，坚定共产主义理想信念。
热工控制系统DCS技改问题探讨 篇3
【关键词】热控；DCS；升级控制
1.概述
1.1主要功能
某电厂125MW机组#1机DCS分散控制系统采用美国利诺公司生产的MAX1000系统，主要配置功能是：
（a）DAS（数据采集系统）。
（b）CCS（模拟量控制系统）。
1.2 MAX1000分散控制系统包括设备
（a）十个分布式处理单元（DPU）和多个输入/输出设备（I/O）用于对实际过程进行监视和控制。
（b）两个MAX1000产品目录号525实时处理器（RTP）和RPU接口并从RPU处收集数据。
（c）一个MAX1000产品目录号526应用处理器（AP）用于数据库和控制组态。
（d）三个MAX1000产品目录号527图形处理器（GP）用于产生和观察图形，操作和监视生产过程。
（e）环形网络及OEI接口装置。
（f）MAX1000分散控制系统构成图。
2.存在的问题
MAX-1000系统，版本是E版。使用到现在已有10年有余的时间时间，设备老化严重，部分设备已无备品。GP经常死机，经常发生重启死机，这在机组运行中无疑增加了运行安全隐患，GP属于老工控机，其微机的硬件配置无法在市场上购买，系统的WIN95系统处理能力差，运行不稳定，GP工控机损坏后恢复难度大。网络故障，包括光纤网和以太网通讯状态经常故障。每班必须两次调出系统画面检查系统工作状态，以保证网络正常。平时运行中经常对网络的同轴电缆接头及其网卡进行维护，OEI及其光纤使用时间长也经常发生故障。
应用处理器AP（工程师站）使用UNIX系统，该系统已经无法兼容新系统，掌握人员难度大，该系统在命令系统等与常规系统均有较大区别。AP内进行组态、调试已经不满足现实需求，系统、工程备份需用磁带机进行，这些老化的设备无法在市场获得，其工控机硬件同样GP状况一样存在问题，无法更换检修。
3.改造的措施及施工
3.1 DCS系统结构
MAX1000+PLUS系统结构由远程处理单元（RPU）、工作站（Work Station）、冗余的10M/100Mbps快速切换型以太网、智能切换开关（switch HUB）构成。
3.2系统工作站部分
a.拆除原锅炉汽机及DCS控制室工作站机柜中MAX1000的3台GP，1台AP，2台RTP，拆除原数据采集系统IDAS工控机1台。
b.在原锅炉汽机工作站机柜中安装maxDNA的3台操作员站，原数据采集系统IDAS操作台安装1台台操作员站；DCS控制内安装1台工程师站，1台历史站，1台LINK站，1台SIS站。
3.3系统网络部分
a.在原工作站机柜中安装冗余通讯交换机2台。
b.连接相应的网络预制电缆，包括DPU到交换机、交换机至各操作员站、历史站等网络连接网线。
3.4控制机柜部分
a.拆除原控制机柜内MAX1000E.3版本的DPU，新装增加送、引风机变频的机柜卡件。
b.在原来控制机柜内安装maxDNA的新系列DPU。
3.5系统软件及组态工作
a.新装各操作员站的操作系统，按maxDNA的系统软件重新组态125MW机组#1机的工程应用软件。
b.现场安装新的maxDNA系统软件和应用软件，并进行调试。，回收美卓公司原机组MAX1000的硬件狗，包括3只GP，1只AP的硬件狗。
c.将数采系统经过数采控制器接入lingk工控机，由DCS系统内虚拟DPU进行组态显示和报警等功能。
d.将送引风机变频系统纳入DCS控制。
3.6遗留问题
因原来系统设计及现场控制盘台问题，机组在硬件上没有彻底进行改造，只是对原有DCS硬件及软件进行升级。因此机组的原有的硬手操回路，原始的控制盘上的M/A操作器；原始的外回路逻辑判断（包括电器回路判断）；原始回路的FSSS系统等，在这次升级中保留原始状态，均没有引入DCS控制。
DCS硬件部分，受限费用及机柜，考虑实际使用情况，没有进行更换老的I/O卡件。
3.7调试情况
调试中，上位机网络调试与DPU通讯因版本原因，厂家调试时间较长，最后通过重新修改原配置的通讯程序完成通讯；LINK与数采通讯的问题匹配通过数采通控制器完成；不能实现DPU之间的冗余以及不能与下层部分I/O卡件采集数据均在调试中出现，集中体现是DPU内设置不正确和I/O卡件接触不良造成该现象。调试中因组态参数不当，造成部分流量参数显示有误，通过组态更改达到目的。
4.改造效果
此次升级改造，硬件将DPU版本由原来的DPU 4E版本升级为DPU4F版本。操作员站操作系统升级为WINXP系统；组态软件改造为maxTOOLS4E，版本MaxDNA3.5；图形组态器Graphical Configurator；图形用户界面软件maxVUE；历史数据和报表包软件maxSTORIAN；还包含有丰富工具软件（报警、记录、诊断等）、Security安全软件、SBP Wrapper Calculation背板软件等。
改造后的操作员站MAXSTATION人-机接口，解决了老DCS系统操作员站死机、无硬件更换的问题，解决了运行人员可靠的与DCS系统接口、保证机组安全。
数据通讯系统改造为MAXNET数据通讯系统，星型网络故障比环形网络故障容易处理，网络更加可靠实用，解决老DCS网络OEI光电转换装置、网络故障引起操作员站死机的问题和网络故障。
改造后的DPU4F版本，使设备的可靠性得到了提高。该DPU4F版本的DPU无需风扇、不会受散热不良的影响其DPU的工作，解决了原来DPU风扇故障导致DPU散热不良而导致DPU故障、死机的问题。DPU无需电池，使用存储卡进行下装程序的保存，增加设备的稳定可靠性，解决了因老DPU电池失效带来程序因电源切换等原因造成的程序丢失。新DPU4F取消了插针，使得DPU4F通讯只靠总线通讯，简化安装方式，安装方便，接触可靠，解决老DPU插针加总线的安装方式带来的一系列故障、及不方便、也容易损坏插针和接触不良带来的故障。
操作员站操作系统升级为WINXP系统，使得系统运行比原来win95系统更加可靠稳定。增加了一台操作员站，保证了运行人员有足够的操作监视平台，保障了安全。
升级后的DCS系统组态软件方便、填表式的组态方式容易上手，在设备的可靠性和安全性上得到了提高。硬件上有利于备品备件的订购，方便维护，增加了一台操作员站，方便了运行人员的操作。
升级后完善的报警、SOE记录、历史趋势等功能保证了机组运行的需求，解决了原始SOE、历史趋势记录时间较短（有时30分钟SOE记录就刷新掉）无法及时保存的难题。
总体上，此次升级改造，解决了老MAX1000系统的软件、硬件问题，确保了机组的的安全运行。
5.结束语
此次DCS升级为MAX100+PLUS系统，提高机组的安全与稳定性，解决机组DCS控制系统的配件问题，方便维护。为金沙另外2台机组MAX1000系统的升级提供参考依据，同时也为其它采用MAX系统的电厂升级使用新MAXDPU4F版本的DPU提供参考和依据，降低因DPU故障带来机组不安全运行的风险。 [科]
【参考文献】
《热工基础》考试系统的设计与实现 篇4
本系统遵循实用性原则,力求以解决实际需要为目的,总体上应满足:试题库的建立和维护方便、直观,更新扩充方便,支持图文习题;具有完备的试卷命题系统,能按要求随机抽题、自动组卷;能方便地浏览试题、试题答案,对试卷进行调整;能自动评阅并自动提醒考生考试时间,满足本课程多方位考试的需求。系统总体结构如图1所示。
一、考试登陆系统的制作
本系统实行考生实名登录制。考生必须输入自己的姓名和学号,才能进入考试系统进行考试。第一次考生登录后系统将记录考生的姓名和学号,以后再次登录系统会检验姓名和学号是否匹配,如果匹配,考生才能进入考试系统继续答题或者检查题目正确与否,直到考试时间终止或者点击提交试卷。考生登陆考试系统界面如图2所示。
二、自动组卷系统的制作
组卷系统是无纸化考试系统的核心。进入自动组卷,系统自动按照程序预设的每章节的比例不重复的从数据库中抽取题目。自动组卷必须保证所选择的试题不能重复、知识点不能遗漏,试卷必须涵盖大纲要求的所有知识点。
在Access数据库中设置了“Question ID”、“Questio n”、“Choice1”、“Choice 2”、“Choice 3”、“Choice 4”、“答案”、“选择G”、“插图1”、“zhang”“di”等1 1个字段,如图3所示,用来存储每道题的题号、题干、四个选项以及正确答案和本题知识点所属章节。其中“d i”字段用于存储本试题的难度等级。用户可以按照此格式任意修改更新数据库中的题目。
现要从题库中随机抽取5 0道不同的试题;设题库表名为tiku.Dbf,用VB设计的程序代码如下:
三、自动评分系统的设计
自动评分系统是本系统的另一个关键问题。当考生提交考试后,系统会自动将考生的答案与相关表中的Answer字段进行匹配,对于单选如果完全匹配系统会自动给考生加分,对于填空题,需要将考生答案逐一与对应答案核对,正确就加分,否则不给分,系统把考试成绩记录到数据库中。
四、考试时间的设计
加载考试时间,是为了使考试更准确,真实,考试时间可以由教师设定。服务器将从学生登录考试系统成功开始倒计时,将剩余时间显示到考生窗口的标题栏上,而实际经过的考试时间也显示在状态栏上,每秒钟时间显示刷新一次。设有交卷时间,并且在距交卷时间还有10 min时提醒考生,当交卷时间到时则自动交卷并退出考试系统。实现的代码如下:
五、系统维护
为了维护版权及防止大量的试题库文件被无意中修改,本系统中设置了管理员权限,只有拥有正确密码的用户才可以对试题进行更替。同时密码也可以方便地进行修改,主要是应用V B数据文件的功能实现,通过命令:O p e n A p p?P a t h&“
产生一个文件名为password·dat的数据文件,系统通过对输入的密码字符与该数据文件中的数据进行比对,从而判断用户是否具有管理员权限。
小结
本系统利用多媒体制作软件VB6.0调用Access数据库提供了一种科学、规范、公正、便捷的考试手段,提高了热工基础的命题效率和水平,实现了教考分离,有利于促进本课程教学改革的深入。
摘要：本文利用VB6.0和Access数据库技术,开发了热工基础考试系统,并简要介绍了该系统的设计思想、主要功能及实现方法,并给出了部分程序代码。
关键词：热工基础,考试系统,VB6.0
参考文献
[1]奚越,徐捷.计算机考试系统研究与实现[J].济南大学学报.2002,(3):274-277
[2]唐赞玉,瞿绍军.基于VB的计算机考试复习系统的设计与实现[J].吉首大学学报.2006,(2):39-42
[3]王兴晶.VisualBasic.NET.数据库开发典型实例[M].北京:电子工业出版社.2002
热工系统 篇5
随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都日益增大，热工保护系统的规模也大幅度上升，对热工保护系统的控制方式、运行水平的要求也越来越高，
热工保护的主要作用是当机组在启停和运行过程中发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证机组的正常启停和安全运行。热工保护是通过对设备工作状态和机组运行参数的严密监视，发生异常情况时，及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组维持原负荷运行或减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备时，停止机组(或某一部分)运行，避免事故进一步扩大。
发电机组的安全可靠性对本机、对电网乃至对国民经济来说都极为重要，因此，保护控制系统的安全可靠性，对保障机组的安全稳定运行显得十分关键。
2 原有热工保护系统改造的必要性
保护装置在机组正常运行时是长期不动作的，而一旦出现异常情况却要求必须可靠的立即动作，因此对于热工保护装置应有必要的监视和试验手段，以确保热工保护装置本身动作的正确和可靠。
机组运行的安全可靠，不仅依赖于各设备的安全可靠性能，而且同各类保护控制装置的准确性和可靠性密切相关。电厂原有热工保护装置较落后且投运时间较长，保护系统由继电器组成控制回路，回路硬接线多，加上继电器长期带电工作，继电器触点易老化，导致接触不良，易产生拒动或误动的情况。大修期间需对继电器进行测试，以确保继电器工作正常，大大增加了热工人员的维护工作量。而且随着运行时间的越来越长，故障点相应增多，维护工作量越来越大，严重影响着机组的安全运行，因此亟待进行改造。
3 热工保护系统改造的设计思想
系统设计的出发点是提供可靠、高效的产品，有效地提高火力发电厂热工保护系统的控制水平，给发电机组的安全、经济运行提供保障，同时实现减员增效的目的。
由于微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC已发展成为新一代工业控制机。它具有编程组态方便、硬件配置灵活、高可靠性和适应工业恶劣环境等优点，已经越来越多的被应用于各个工业控制领域。
新系统采用“上位机 PLC”方式，应用计算机通讯技术和PLC控制技术，对多个输入输出信号实现动态实时监控，具有输入输出信号状态显示、保护动作记录、报表打印、保护联锁试验等功能。
4 可编程控制器(PLC)的特点
4.1 功能丰富
PLC具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件，可以进行各种逻辑问题处理以及数据的运算。
PLC不仅能完成复杂的控制逻辑，而且也能实现模拟量控制和智能控制;并能实现远程通讯、计算机联网及上位机监控等功能。
4.2 编程方便
PLC是为取代传统的继电器控制逻辑而设计的，它沿用了继电器原理图或梯形图的编程方法，包含有触点、连线和线圈等概念。PLC一般采用梯形图编程，可由非计算机专业人员在使用现场完成，程序可以在线修改。
4.3 系列化与标准化程度高
PLC在结构、形式、编程语言、通讯等方面大同小异，且各种PLC产品均形成了适用于不同控制要求的系列产品。因此，PLC应用于发电厂的控制系统将使系统的设计及硬件配置更为经济合理。
4.4 开放的通讯功能
PLC既具有各PLC之间的协议通讯接口，也具有多种的通讯方式，如:RS232接口方式硬件成本低，经济性好，目前较常用，但传送距离短、速率低;RS485接口方式克服了RS232的一些缺点，传送距离大(最大可达1.2Km); CAN方式接口传送速度快，最大1～2M/S，传送距离可达1.0Km，误码率低; 以态通讯方式传送速度非常快(10Mbit/S)，同时可以实现超远距离的传输，只是硬件和传送介质的成本略高，用户组成大型控制系统时，可根据外围设备进行方便的选择，
4.5 PLC的选择
根据保护系统所需要的输入输出点数、节点容量、系统功能等的要求，采用欧姆龙公司的SYSMAC C200HG PLC对保护系统进行改造，C200HG-CPU63的各项性能指标如下表所示:
项目 功能
存储器 用户存储器(UM) 15.2K字
普通DM 6.144字(DM0000-DM6143)
固定DM 512字(DM6144-DM6655)
扩展DM 0-3000字(DM7000-DM9999)
扩展DM存储器(EM) 6.144字(EM0000-EM6143)
I/O分配 扩展机架 3个机架
I/O单元 单元号0-9，A-F
特殊I/O单元 单元号0-9，A-F
指令执行时间 基本指令 0.156μs
MOV(21) 0.625μs
ADD(30) 16.65μs
I/O刷新时间 0.7ms
通讯方式 RS232C端口
时钟功能 具备时钟功能
5 改造后热工保护系统的主要构成
改造后的保护系统主要由PLC控制器和上位计算机两大部分组成，通过RS232电缆通讯。
C200HG PLC控制器配置包括CPU机架和扩展机架， CPU机架由四部分组成:CPU底板、C200HG CPU、电源单元、I/O单元。扩展机架由三部分组成:扩展底板、电源单元、扩展I/O单元。
6 PLC与上位机的串行通讯
PLC接收上位机发送过来的开启、停止信号，通过梯形图编制的逻辑回路来控制相应的输出点，从而实现对外部设备和装置的控制。PLC与上位机采用串行通讯格式，ASCII码，7位数据位，2位停止位，奇偶校验位，通讯速率为9600bit/s。
7 改造后的热工保护系统特点
a 系统结构简单可靠，组件式插接，便于安装维护。I/O模件卡件式设计，可灵活、方便的进行扩充。
b 保护系统采用双电源供电，确保了系统稳定、连续的工作。
c 对PLC采用梯形图的组态编程方式，可方便的进行组态、监视和修改。通过梯形图编程可实现相应的保护联锁功能和在线编辑，系统工作安全可靠。
d 采用上位机监控，可实现报表打印、报警查询、状态监视、保护联锁试验记录等多种功能。
e 对输入信号状态进行记录，确认其动作或恢复的时间，给事故分析提供准确的依据。
8 小结
a 改造后的热工保护系统由上位机和可编程控制器PLC组成，对原有的由继电器构成的保护回路进行改造。系统结构合理、可靠性高、易扩展，能完全满足火电厂热工保护的需要。
b 能对所有输入/输出点进行状态记录，包括各输入点的接通和断开时间，而且热工维护人员可根据所提供的动作记录来判断一次元件或现场接线可能存在的问题，消除事故隐患。
c 系统可实现保护联锁试验、动作记录数据管理、状态监视、系统组态等功能，大大提高了热工保护装置的技术水平，减轻了热工人员的维护量，为事故分析提供了可靠、客观的依据。
d 该系统灵活性高、适应性强、扩展性好，可根据用户需要进行扩展和修改，并提供了与其它控制系统的接口。
我的热工节能生涯 篇6
1950年6月，我响应祖国经济建设的号召，奔赴东北沈阳新成立的东北航务总局和新建的北洋区海运管理局工作。1953年随着体制的调整，我转入上海海运管理局的大门，并伴随着她近四十年的成长。一路走来，中海集团已成为举足轻重的大型航运企业，真是感慨万分！
（一）
我从事热工节能，始于一次偶然。那是在1950年8月9日，奉命出差安东，搭乘一艘150吨载重的机动货船，主机是烧球式发动机，俗称“蹦蹦船”，在汽缸顶部罩有一个个小的“和尚头”。每次发动主机前，必须用火油喷灯将每一个“和尚头”烧红后才能将主机开动。“这种船机太落后了！太费油了！”每当我想起在英国学习时曾接触航空母舰，还特地拜访过的最大战列舰“密苏里”号（即日本签字投降所在的船），这么大的落差，刺痛我的心。
1951年，开始有起义北归的船到达大连，北洋区海运管理局正式成立。我从此走上了热工节能之路。如今早已耄耋的我，内心深处永远铭记一路走来的经历，自己的执着和毅然难以磨灭。我曾长期背着所谓政治历史问题的包袱（指为什么从英国回来），养成淡泊一生，埋头工作的习性，默默无闻地在“热工节能领域”耕耘，在不断推演和积累中找到了节能措施，创造了一定的节煤节油成果，为国家增加了财富。
（二）
从小船到大船，从“蹦蹦机”到蒸汽机、汽轮机，再到柴油机，似乎我经历了船舶技术发展历史的进程。首先在北洋区海运局接触大批起义北归的蒸汽机船，热工节能的基础工作是要建立船舶燃煤油技术消耗定额的考核制度和主机功率的测定调整。前者是累积数据，分析消耗作出标定；后者是跟船帮助船舶对主机示工图的计算分析，调整配合各气缸断汽率的最佳位置和气门匹配，发挥有效功率2%～3%。
上世纪五十年代后期，海运局尚未进入以调度为中心的船舶管理模式，一切是以机务管理为主，所以有机会跟船长共同探讨开船计划甚至决定主机使用的转速和船舶航速。大家都知道，减速航行的手段和方法远比高价改造和更新设备有利，而创造的节约价值是较高的，一个航次节约10～20吨煤是完全可能的。
首次与船长交锋，在开船前已明确被告知到达目的港的时间安排，我们就可以很容易计算出必须的航速、航行时间，最后确定主机的开度和转速。如某船从13海里/时减速到12海里/时，速度比12/13≤0.92，主机负荷减少75%，燃料消耗比为0.81，因此相应减速1海里/时，就可减少燃料消耗15%。不久，海运局的管理模式进入以调度为中心后，我们机务部门无权干涉船长开船命令，就此结束了特定的历史使命。
上世纪五十年代初期，国内业界仍处于蒸汽机时代。交通部组织苏联考察团访华，其中有航运企业的热工考察团。双方各自示范生火操作，同时由双方派遣的热工人员作热工测试，通过热效计算决定成绩。此前，我们总结出成套的“生火左右两次清炉法”，作为规范化操作在全局推开，后来由交通部推广实施。
这次中苏比试热工效率测定，凸显我方的“生火操作法”高于苏联方面2%～3%，他们心服口服。“生火操作法”的特点是：
1.焚火法的燃烧过程稳定，有利锅炉保养；
2.生火操作得力，有利于降低劳动强度；
3.测定热工效率高出苏方3个百分比。
热工节能工作逐步深入，不久全国范围（指烧火船）引发了机炉舱严重高温，船员面临60℃以上的环境温度下操作，这是一个残酷的事实。为了防暑降温急需依靠数百万元投入，安装大量通风设施，温度虽然有所下降，但又冒出了发电机超负荷频频“跳闸”的问题。当时我虽不是主管，但经过我现场了解，深知导致机舱高温的真实原因是由于设备老化。我在英国曾参观过美国最大主力舰“密苏里”号和航母，目睹了整个机舱动力设备外表都完整地包扎了一层绝热材料，而我们这些老旧船的机舱设施，有些都已破烂不堪，主副机设施系统甚至光秃秃得根本没有绝热包扎层，赤裸暴露的蒸排管系，将蒸汽热量全部发散出来。
提出要自行解决它，可在当时一切全无数据可查的情况下，只能去市科技图书馆翻阅国外的技术资料，竟然找到了国际船舶技术要求和方法，经过整理后的绝热包扎的整套计算要素重点在于求出最为经济的包扎厚度即热损失与投入费用的最佳优选点。全部报告经上级单位和领导核准后交修船科执行。一艘船的整套动力系统和装置若缺少绝热包扎设施，这种散热损失可达3%～4%。
当时，海运局一批运煤的主力船是自由轮，经过大跃进的“飞跃”，卸煤速度超越世界纪录，在上海港仅用了几个小时就能将万吨煤炭卸完开船。我关心他们是如何操作的。由于擅自将甲板起货机的蒸汽管系减压阀直接开通后导致起货机的汽缸漏气惊人，严重时泊港装卸的蒸汽供应需要多用一台锅炉供汽的问题也引起了我的警觉。想到蒸排汽管的流动阻力过大，可能这是核心问题之一，随即亲自动手对甲板蒸汽排气管系流通点先焊接装设若干压力表，观察卸煤操作过程中蒸汽流通的阻力变化，证实了很多管系口径安排不合理造成局部阻力过大，流通不畅。经过全部的系统流速阻力计算，重新合理安排管系的大小和布置，按新设计图择日改装。通过实测，证实了在快速卸煤过程中，蒸汽排气的漏泄基本消除，完全可以使用单台锅炉供气，从而节约大量燃料。
由于某大国单方面撕毁合同，使得海运局长期依赖国外进口的船用透平油陷入供油恐慌，船停航迫在眉睫。我通过查阅大量国外的船用润滑油的技术标准，在交通部支持下，会同石油部组织炼油厂共同详细研讨了有关在ASTM的抗氧化、抗锈蚀方面的特定性能要求和模拟实验可行标准，为炼油厂配置添加剂创造条件。不到半年，成功生产了国产船用透平油，亦为后来的船用柴油机油研制打下了基础。
余热利用量是热工节能技术的根本，船舶动力设备的热排放取决于燃料使用热效率。柴油机近乎近一半将损失的热量排放入大气中，试看下表所列：
nlc202309020941
在如此众多的热损失中，如有加以回收利用，主要是余热利用的回收。
因为当时大型船和大功率主机尚少见，也曾设想对增压空冷的利用余热产生热水，后因工作量较大，无能为力被搁置。攻关电站的排气加以利用，因为常常要多点一台锅炉来供气，但电站的负荷有时较低，波动大，余热利用难匹配。为解决这些矛盾，想到早已在陆地推广的余热制冷装置，船舶为使用空调改善生活，常常要多开一台发电机或多点一台锅炉，以满足供电和供气。如一艘船解决全船空调制冷量20万大卡的双效溴化锂制冷机组仅需20万大卡热供量即可，甚至热源为50℃～70℃的热水也可用来制冷。为此，与船舶设计院合作，首先在“和平28”轮使用发电机排汽，试作一台单效副机余热利用溴化锂制冷4万大卡机组供甲板船员舱室的空调使用。实效证明良好，无需照料，直到该船退役报废（共两年），继而又进一步在油轮试装20万大卡的机组，试供全部船员舱室，后因该油轮的余热量不稳定和振动问题使发生器结晶宣告失败。但查历史资料，这种设备早已在日本陆地和船舶成功使用。
总之，船舶余热利用的潜力极大，退休后又为地方企业航运公司开发了余锅炉的合作作为重点推广，但为数有限。
曾在七十年代后期借调到交通部，为落实总理提出的“节约燃油，增加出口”的指示，组织筹备直属水运船舶单位的“热工会议”，草拟了“船舶热工节约管理办法”，推动全国航运单位船舶的热工节能工作的开展。交通部举办第一期热工进修班，培训热工节能队伍，为了讲课需要介绍“国外航运船舶的节能技术”，较多查阅了世界各国节约能源的技术文献，编译了六篇文章，如船舶应用热流、均质器的未来、热管、未来船舶节能设想、柴油机余热利用、综合工业节能53个方法。
随着世界船舶节能的发展，现今已提高到国际号召节能减排的高标准要求，提出碳排放为全世界人民谋福利。有数据说明，世界航运企业每年碳排放量超过12亿吨，国际油轮约占全球总排放6%。
时代在前进，万万没有想到当今船舶节能工作已列入世界的主流——为节能减排出台一系列政策。IMO议定书从2013年开始400吨以上的船EEDI下降10%，到2024年再下降10%，2024年后要减排30%，到2050年要实现90%，甚至提出了柴油机可能就退出历史舞台了。虽然我们那时早已离开人间，但作为热工节能从事者是可以聊以自慰了。
目前世界航运船舶节能技术的发展新动向、新成果值得我们深思。如液化天然气的利用、生物混合燃料的使用、核能绿色燃料的使用、海上利用风筝风帆、用风能发电、太阳能利用、废气再循环、采用极低速航行。
从碳排放到碳税已看到节能减排的重大责任已落到世界航运企业，我认为中海集团应考虑迅速组织类似过去的热工节能专职机构，配备专职热工节能技术人员来担当如此高、新、难的节能工作。
热工系统 篇7
1 电源分级的意义
所谓分级也就是说单个热工仪表与控制的整个系统都不是相等的, 只有在这种情况下才会出现分级。根据对用电线路的分析得出的结论是:两路进电源柜可以自行切换, 并且在自动切换后还可以为不同的用电线路进行供电。这种做法的优势在于, 一旦在某个回路中发现故障, 也只是单纯的对上层的分级开关有所影响, 对于其他回路组的影响极小, 对于维护整个电源系统的稳定运行具有极大的积极作用。
分级概念的本意是指, 在热工电源系统中的常规设计, 在热工专业中却没有对此进行明确的规范。常规火力发电厂的热工电源系统设计一般都是从电气专业引进的总的电源, 然后经过统一的分配后, 导致原来的热工电源系统的线路十分模糊。随着对电力发电厂逐渐深入的研究, 从电源系统的特点出发对系统整体进行分析, 最后讨论出热工电源系统比较适合树状结构[2]。热力电源系统不能够在采用设计方案时, 将热工仪表与独立系统相结合, 而是要引入电源分级的理念将机组的故障率降到最低, 将原来电源柜开关上的故障分给每一级开关, 这样在一定程度上降低了其故障率, 并且提高了其机组的安全性。
2 热工电源系统设计中存在的问题
2.1 旧机组设计中的问题
以往老的火力发电厂热力电源系统结构是十分简单的, 每一个项目的设计之初都是只安装一个电源柜, 并且此电源柜控制着所有的电仪表, 电仪表以及控制盘的用电也均由此电源柜供应, 然而在增加了备用回路后, 此电源柜的配置会十分繁琐, 在这种情况下的运营就会出现问题。
⑴实际用电量比较大。由于在进行现场订货会时常发生变化, 或是辅机厂的配套仪表也会时常发生变化, 所以会导致实际用电量增加, 备用的用电回路在使用的同时还需要增加新的用电回路以供使用, 这种做法的后果会产生两个, 一个是使电源柜内的空间变小, 且配置十分拥挤, 导致运行人员会出现失误, 与此同时增加了其故障率, 对电源系统的危害不言而喻[3]。二是导致总电源容量增加, 因为热工仪表需要长时间使用, 电源的备用率自然就加大了, 如果在此时更改电源总开关, 那么就需要对电源开关柜进行重新设置。
⑵UPS电源的用电量较大。对于热工电源柜的设计一贯采用的是一路UPS, 也就是一路保安电源, 如果没有这种电源则需要使用厂用电源。但是在其实际的应用中并不是所有220V电源的控制对象都是UPS电源, 还有很多是不参与这种控制的, 并且这种控制对于机组主体并不起作用, 所以就没有必要采用UPS电源。
2.2 新机组设计中的问题
近年来由于新建的大型火力发电厂有很多, 所以对于工程招标会采用分岛方式进行, 例如锅炉岛、汽机岛等等, 这种招标方式会导致分岛设计, 分岛设计在一定程度上会破坏电源系统的完整性。另外在旧机组设计中, 热控主要以人工为主, 对于智能仪表盘的使用并不多见, 然而在新机组中, 主要的控制方式正是这种智能仪表以及控制设备的大量使用, 控制设备的大量使用会导致电源柜的供电对象增多, 但是用电回路仍采用原来的运行方式, 这对于电源系统来说, 存在着很大一个安全隐患。
3 对于电源柜配置方案中不足的修改
热工电源柜拥挤的原因主要在于:第一电量供给量十分之大, 全厂的仪表电源均由此供给;在供给高峰期增补的220VAC电源也是由此电源柜中的备用回路供给的[4]。此方案的弊端在于对系统的完整性忽略了, 由此可知如果一台送风机的润滑系统不做功, 那么产生的后果将是风机本体都不进行做功, 如果这样对于检测仪表的使用就没有太大的意义。在建立火力发电厂时, 要根据热工系统中的稳定性进行合理使用, 并且将热工电源提高到安全运行的最大限度, 这样对热工电源系统的稳定运行具有重大的意义。
结束语:常规火力发电厂电源系统配置的合理使用对于发电厂的安全是十分关键的, 对于发电厂电源系统的设计, 无论是设计方案还是设计分工的不同, 都不应该影响其整体结构或是分级结构, 如果结构受到了影响只有重新考虑电源系统的配置问题, 并且对其方案进行优化, 最终达到状态。
参考文献
[1]耿娜.王松寒.王明辉.等.火力发电厂热控系统电源稳定性及冗余措施[J].吉林电力, 2012, 06 (05) :12-15.
[2]孙长生.朱北恒.杨明花.等.DL/T261《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》的编制说明[J].仪器仪表用户, 2013, 06 (06) :17-21.
[3]蒲晓斌.热工自动化系统设计、实现及优化[D].成都:电子科技大学, 2011.
热工系统 篇8
该冷却器属于固定管板式换热器[1,2], 主要用于放射性废液处理蒸发系统一次蒸汽的冷却, 其中一次蒸汽为由锅炉房供给饱和蒸汽, 表压为0.5MPa;一次蒸汽依次经过蒸发器、预热器和冷凝器后温度降至90℃后进入冷却器。冷却介质采用一般工业用自来水, 冷却器出口温度约为40℃, 一次蒸汽凝结水冷却后贮存经检测待排放。
其结构包括以下主要零部件:壳体、接管、封头、管板、换热管、折流元件等组成[3]。结构简图1如下:
1 设计输入
设计输入参数如表1所示:
2 热工水力计算
2.1 建立计算模型
为确保模型建立准确计算合理, 本文对所研究的冷却器热工水力计算做基本假设如下:冷却器内介质流动方向是一维流动, 同一截面上, 相同工质具有相同的热力学和水力学参数[4];忽略轴向导热、对外散热和传热管外任何构件的热容。
(1) 传热面积
冷却器的传热面积F由传热方程计算得到, 即:
式中, k传热系数, W/ (m2·k) ;
Δtln对数平均温差, ℃;
(2) 对数平均温差
对数平均温差的计算公式为:
式中, Δtmax所计算换热区间的最大温度差, ℃;Δtmin所计算换热区间的最小温度差, ℃;
(3) 传热系数[5]
传热系数k的计算由下式得到:
式中, di, do传热管的内径和外径, m;αi, αo传热管内外侧换热系数, W/ (m2·k) ;Rw管壁导热热阻, m2·K/W;Rf污垢热阻, m2·K/W。
2.2 计算分析
将设计输入通过数学模型计算结果如下:
由表可知该冷却器热工水力计算校核结果为合格, 满足设计输入参数及使用要求。
3 结论
通过建立冷却器热工水力计算模型, 对冷却器进行换热计算和设计校核, 保证了冷却器满足使用要求, 使设备在系统运行中更加可靠与稳定, 保障了放射性废液处理系统的正常运行。另一方面本文研究成果将为后续类似设备的设计与试验提供有价值的数据和可借鉴的经验。
摘要：冷却器作为放射性废液处理系统中的关键设备之一, 直接决定了系统是否能够稳定运行, 本文建立基于热工水力计算的数学模型, 通过计算与校核, 确保系统关键设备冷却器能够满足设计和使用要求, 该方法为类似设备的设计和试验提供了可借鉴的经验。
关键词：冷却器,数学模型,热工计算
参考文献
[1]董其伍.换热器[M].北京:化学工业出版社, 2009:66-115.
[2]GB151-1999, 管壳式换热器[Z].国家质量技术监督局.
[3]李洪.机械加工工艺手册[M].北京:北京出版社, 1998:172-190.
[4]刘成洋.核动力装置总体参数最优化设计[J].哈尔滨工程大学, 2013:12-13.
火电厂热工设备保护系统优化研究 篇9
火力发电最早可追溯至18世纪, 在能源日益紧张的背景下, 火电厂在我国经济建设和人民生活中伴演着越来越为重要的角色, 起着不可替代的作用, 呈现出单机容量越来越大, 自动化水平越来越高的发展特征, 对机组运行的安全性和可靠性要求也越来越高。热工保护是炎电厂重要安全措施之一, 可以在机组启停和运行出现异常或危险时, 及时根据故障性质和情况自动采取措施, 操作处理相关设备以消除异常或危险, 防止事故进一步扩大, 对火电厂的安全运营起着巨大作用。但是, 目前很多热工保护系统都或多或少存在误动、拒动等现象, 严重威胁着机组的安全运行。下面, 本文根据热工保护的工作原理和火电厂应用需要, 对火电厂热工保护系统的优化进行浅要的研究, 为提高热工保护系统可靠性和安全性提供一些参考。
2 热工保护系统误动拒动原因分析
2.1 热工保护系统硬件组成
热工保护系统由测量元件、输入模件、控制器、输出模件、保护执行回路五个部分组成, 测量元件对机组相关设备和器件的工作状态进行检测, 将获取的信号通过输入模件输送给控制器, 由控制器根据相关算法和设置, 发出相应的控制信号, 通过输出模件将控制信号输送给保护执行回路, 保护执行回路根据获得的动作信号做出相应的动作, 从而消除和处理机组相关设备的异常或危险, 保证机的安全、稳定运行。
2.2 热工保护系统误动拒动原因
热工保护系统误动拒动原因, 包括DCS软硬件故障、热控元件故障、电缆线故障、电源故障、人为因素、设计安装调试缺陷。DCS控制系统的深入应用, 在热工保护中加入了部分重要过程控制以提高机安全可靠运行能力, 但DCS软硬件故障极容易引起保护误动, 如信号处理、通讯故障、设置错误等;热工元件如温度、压力、流量、电磁阀元件老化或质量不可靠, 从而产生故障误发信号, 则会引起主机、输机误、拒动故障;电缆线老化、绝缘破坏、接线进水、空气潮湿等则容易造成电费线断路、短路、虚接等故障, 造成热工保护系统误动拒动。其它如设备电源、人为原因、设计安装上的缺陷等, 都或多或少的会引起热工保护系统误动、拒动故障。
3 热工保护系统优化设计
开关控制量是热工保护系统的重要内容, 传统开关控制系统的设计多注重于满足火电厂生产工艺的需求, 而对提高系统本身可靠性考虑则较少, 使得在应用后经常发生突发故障, 只能在事后制定措施。下面, 本文对的热工设备开关控制系统的优化进行浅要的探讨。
3.1 开关容错优化设计
以往火电厂热工保护装置开关容错设计, 多根据被控设备的工艺要求来进行, 这种设计方法在实际应用中存在很多缺陷, 这主要是由于热工保护系统中的硬件, 如继电器、逻辑开关、变送器、一次元件、执行器等, 这些元件的可靠性会因为产品质量、运行环境、运行时间、维护管理等受到影响, 产生故障而导致热工保护系统发出错误动作, 出现拒动或误动, 影响机组正常运行和安全生产。容错优化设计思想, 是在开关系统操作逻辑设计时, 充分考虑该设备容易出现的故障, 预先设置逻辑措施来降低或避免控制逻辑失效。
热工保护系统容错能力需要在容措控制技术的支持下得以实现, 通过对故障进行检测、隔离、识别, 让开关控制系统在故障发生后进行重构以提高整个系统的可靠性。目前容措控制技术多针对变送器、执行器故障。在火电厂热工保护系统中, 其逻辑控制参数多通过测量轴承和电机线圈中的温度信号来满足, 当所测量的温度信号超过设定值时, 即触动保护动作。不过由于温度测量回路容易发生执着触不良或断线故障, 容易发生误动、拒动, 因此可以对测量回路状况进行监测, 在回路正常情况下根据设定值触发保护动作, 在回路不正常情况下发出报警信号, 待回路故障消除后再切换为正常状态重新运行。这种容错方法除了用于温度控制外, 还可以用于风烟系统压力、风量保护系统之中, 避免误动现象。
3.2 逻辑代数优化设计
在热工保护系统的应用中, 随着开关控制逻辑的补充和修改, 极容易变得十分复杂, 使整个系统更容易产生错误, 影响安全性和维护管理。实际上, 热工保护系统开关控制逻辑的设计, 应当越简单越好, 多一个元件或环节, 都会使系统自身发生故障的可能性增加。在传统的热工保护系统中, 由于没有采用DCS、PLC, 系统内存在大量固态逻辑电路, 与非门、非门逻辑单元, 使得整个热工保护系统控制回路极为复杂, 而一些设计者为了保护自己的知识产权, 也存在故意将系统控是回路设计得更为复杂, 以避免别人看懂设计者的意图, 这给热工保护系统的控制逻辑优化带来巨大困难。
应用逻辑代数可以更好的分析和设计开关逻辑控制回咱, 对开关量控制逻辑进行等效变换, 使逻辑控制的分析和简化更为容易。常用的基本逻辑运算有逻辑乘、逻辑加、逻辑非三种, 通过这三种基本逻辑运算, 采用结合、交换、分配、反演、吸收、代入、对偶等规则, 能实现各种复杂的逻辑关系。实际上, 热工保护系统的开关量控制逻辑并不太复杂, 应用代数法, 通过逻辑代数的基本定律和公式变换, 采用并项法、吸收法、消去法、配项法等方法, 即可有效的实现系统的逻辑控制, 使系统更为清晰简化, 避免过于复杂增加故障发生机率, 提高系统的安全性和可靠性。
4 结束语
热工保护系统对火电厂机组设备运行的安全性和可靠性有着重要意义, 但整个系统涉及面广, 工作琐碎, 组成复杂, 极容易因为系统自身的故障产生误动、拒动, 为了避免系统故障对机组设备造成损坏, 产生事故, 通过容错逻辑设计、逻辑代数优化等方法对系统进行优化, 提高热工保护系统自身的安全性和可靠性是一件极为重要的事情, 对火电厂的安全运营有着重要意义。
参考文献
[1]李海龙, 刘海波.火电厂热工保护系统可靠性分析[J].中国新技术新产品, 2010 (19) .[1]李海龙, 刘海波.火电厂热工保护系统可靠性分析[J].中国新技术新产品, 2010 (19) .
[2]朱立峰.继电保护系统的可靠性及其在电网中的应用[J].机电信息, 2011 (24) .[2]朱立峰.继电保护系统的可靠性及其在电网中的应用[J].机电信息, 2011 (24) .
[3]杜磊磊.火电厂热工自动控制可靠性分析[J].科技促进发展, 2011 (04) .[3]杜磊磊.火电厂热工自动控制可靠性分析[J].科技促进发展, 2011 (04) .
热工系统 篇10
1 提高热工保护系统可靠性的重要性
1.1 降低DCS系统失灵发生率，减少热工保护误动、拒动
近些年来，随着技术的进步和电厂竞争的激烈化，电厂机组设备不断更新，性能不断增强，主要表现为：发电机组容量不断增大，参数不断提高，热工自动化程度逐渐提升等等。特别是随着DCS分散控制系统的发展和应用，依托其强大的功能和优势，极大地提高了机组的安全性、可靠性、经济性和稳定性。但是，随着机组容量的增大，参与保护的热工参数自然也不断增多，致使机组或设备误动、拒动发生率明显提高，热工保护误动、拒动的情况时有发生。因此，提高热工保护系统的可靠性，对于减少DCL系统失灵情况，降低热工保护误动、拒动等具有积极意义。
1.2 提高机组的安全性、可靠性和稳定性
热工保护系统作为机组必不可少的重要组成部分，其可靠性直接关系到机组设备运行的稳定性和安全性。热工保护系统的作用是当机组设备在运行过程中参数出现异常时，自动联动相关设备并及时采取相应的措施加以保护，以软化设备或机组故障，避免发生重大设备损坏或其它更为严重的情况。因此，如果热工保护系统自身存在故障，在机组设备正常运行时，易造成设备停机，我们将这种情况称为保护误动;在设备运行过程中发生异常时，热工保护系统因发生故障而不动作，称为保护拒动。无论是保护误动还是保护拒动，都会给电厂造成不必要的损失。因而，提高热工保护系统可靠性，是提高机组设备运行稳定性、安全性和可靠性的关键。
2 造成热工保护误动、拒动的原因
很多因素都能引发热工保护误动和拒动，其中，较为常见的主要有三项：其一，DCS软、硬件发生故障。随着DCS分散控制系统的发展，为保障机组安全和稳定，热工保护中加入了些许过程控制站(如CCS、DEH、BMS等)两个CPU均故障时的停机保护，所以因DCS软、硬件发生故障而引发的保护误动、拒动发生率较高;其二，由于热控元件故障(如压力、温度、流量、液位、电磁阀等)误发信号而导致机组保护误动、拒动状况时有发生;其三，由于热工人员走错间隔、错强制或漏强制信号、看错端子排接线以及万用表使用不当等人为因素造成的机组误动、拒动状况不容小觑。此外，设计、安装、调试缺陷、设备电源故障等等，也都是造成热工保护误动、拒动的原因之一。
3 提高热工保护系统可靠性的对策
3.1 尊重并维持原有的热工保护设计
任何一种热工保护系统的产生都是设备厂家多年研发和实践的产物，较为完善、成熟，电厂应尽量避免对设备进行更改、删减等行为，即使要对设备进行一些完善和补漏，也应尽量同设备厂家协作，以确保热工保护系统的可靠性。
3.2 严密跟踪并记录保护系统校验过程
热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性关联密切，因而保障系统硬件的可靠性，特别是确保出口卡的可靠性至关重要。通常在每次保护投入运行前，要对检测元件和卡件进行校验，校验合格方可投入使用。但是，在使用过程中仍然会存在校验合格的检测元件或者卡件在运行中出现故障，致使设备误动的情况。这是因为热控设备对安装和环境要求苛刻，安装不严谨或无有效的产品保护等都会导致故障的发生，甚至有些特殊故障具有较强的隐秘性，因而极有可能忽视了故障隐患。基于上述情况发生的可能，在调试运行过程中做好记录，严密跟踪保护系统校验的每一环节，方可有效避免故障的发生。
3.3 采用技术可靠、成熟的热控元件
随着热控自动化程度的深化，对热控元件可靠性的要求也逐渐提高，采用技术可靠、成熟的热控元件直接关系到DCS系统的可靠性。基于热控自动化的要求，热控设备投资力度也在不断加强，因节省投资而置设备安全性于不顾的行为是得不偿失的。因此，在合理投资的基础上，务必选择品质佳、运行业绩良好的热控设备，以提高DCS系统的安全性、可靠性。
3.4 定期维护、管理
定期对机组设备进行检修管理，及时发现设备隐患，并做好日常保养和维护，确保设备处于良好的运行状态。
此外，对设计、施工、调试、检修质量严格把关，充分利用冗余设计，提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力，提高和改善热控就地设备的工作环境条件，对保护逻辑组态进行优化，严格控制电子间的环境条件等都能够有效增强电厂热工保护系统的可靠性。
4 结语
热工保护系统的可靠性直接关系到机组设备的可靠性和安全性，在技术、管理体制上积极采取措施提高热工保护的可靠性，是提高机组安全性、经济性的要求，也是增强电厂竞争力，促进电厂长久发展的要求。
摘要：热工保护系统作为火力发电机组必不可少的组成部分, 其可靠性和稳定性直接关系到机组设备的安全运行。尤其是在电力市场竞争日趋激烈的今天, 热工保护系统的可靠性成为决定发电厂成败的关键因素之一。文章提出了提高热工保护系统的重要性, 总结了热工保护误动、拒动的原因, 并分析了提高热工保护系统可靠性的对策。
关键词：热工保护系统,火力发电厂,可靠性,对策
参考文献
[1]李冬梅.完善电厂热工保护系统可靠性措施浅析[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2010 (5) .
[2]丁卉, 秦林.浅谈电厂热控系统运行可靠性的研究[J].科技风, 2011 (10) .
[3]孙宪龙.完善宏伟电厂热工保护系统可靠性措施浅析[J].科技创新导报, 2011 (3) .