《顺控保护复习》PPT课件.ppt
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1、顺序控制与保护总复习,第一章 绪论及开关量控制基础知识第二章开关量控制系统的基础部件第三章热工信号和自动报警系统第四章 单元机组的热工保护第五章 锅炉机组的热工保护第六章 汽轮机组的热工保护第七章 炉膛安全监控系统FSSS 第八章 火电机组的顺序控制 第九章 电气控制系统简介,第一章 绪论,开关量控制项目内容及作用:自动报警作用;热工保护作用(热工保护三步骤)及项目;顺序控制作用及项目;开关量控制逻辑及技术术语;可靠性技术简介。,常见火电厂热工缩略语,DCS:分散控制系统或集散控制系统CMS:计算机监视系统;DAS:数据采集系统;MCS:模拟量控制系统;CCS:协调控制系统;TCS:汽轮机控制
2、系统;DEH:汽轮机数字电液调节系统;TSI:汽轮机安全监视仪表;BPC:旁路控制系统;ECS:电气控制系统;LCD:液晶显示;LED:发光二极管BTG:炉机电盘等,火电厂热工过程自动化技术的内容,自动检测;如:CMS、DAS等;自动报警;如:声光形式、报警内容等;自动保护;如:MFT、ETS、FCB、RB等;顺序控制SCS;如:BCS、联动控制等;自动调节;如:MCS、CCS、DEH等;管理和信息处理;如:SIS、MIS等。,开关量控制的内容及作用,1.自动报警系统基本作用:参数越限,设备异常,声光报警。2.顺序控制基本作用:可以减少误操作,减少操作监视点,提高操作效率、效益。3.自动保护基
3、本作用:防止事故产生、避免事故扩大、确保人身和设备安全。,逻辑控制基础知识基本逻辑,“与”逻辑:AND也称为逻辑乘;只要输入中有一个为0则输出为0。其输出为1的条件是输入缺一不可。“或”逻辑:OR也称为逻辑加;只要输入中有一个为1则输出为1。其输出为1的条件是输入有1就行。“非”逻辑:NOT也称为逻辑否;只要输入为1则输出为0。其输出与输入的关系是出是入非。,基本逻辑图例,常见逻辑功能环节,(1)自保持(自锁)环节:启动优先、停止优先(2)优先(互锁)环节:先动作优先、后动作优先(3)判断、记忆环节:m/n、R-S触发器(4)计时环节:延时通、延时断(5)转移环节 等。,开关信号与模拟信号相互
4、作用,一般用开关量信号主要是对模拟量信号通路进行切换或选择,以实现工作方式的切换或信号的切换。采用自动跟踪,可以实现无扰切换。而模拟量信号可以通过比较器开关转换为开关量信号,以实现条件生成信号、报警信息或逻辑控制运算等。,可靠性技术简介,可靠性的含义可以理解为:在一定的使用条件和规定使用的时间内,持续完成设定功能的概率。故障一般可以分为拒动作和误动作。一般:拒动作是指该动作而未动作,或者说是不正确的不动作。误动作是指不该动作却动作了,或者说是不正确的动作。控制系统可靠动作的先决条件是必须保证摄取的信号真实可靠。,信号摄取方法及其特点,单一信号法相对元件来说可靠性没改变。信号串联法适用于对误动作
5、要求高的场合。信号并联法适用于对拒动作要求高的场合。信号串并联法结论提高单元可靠性的前提是元件必须可靠。信号表决法的基本理论依据是:在元件可靠性相同的条件下,多个元件同时出故障的几率小于单个元件出故障的几率。信号多重化目的就是要剔除粗大误差(坏值)或减小干扰等因素的影响。,冗余技术简介,除了要求摄取的信号可靠外,为了提高控制系统的可靠性,在元件、器件、部件、设备或装置上采用冗余技术,如11,N1热备用;双电源,双通讯,双CPU等;以及UPS不间断电源,软件功能冗余,后备手操等方法等。,本章复习思考题,1、热工自动化技术包括哪几个基本方面?2、试说出典型热工控制系统名称和功能。3、何谓开关量控制
6、信号?热工开关量控制所包含的主要内容是那些?基本逻辑环节有哪些?各有何逻辑特点?4、常见逻辑功能环节有哪些?各有何逻辑特点?5、何谓可靠性?拒动作?误动作?6、试说出不同信号摄取方法各自的特点,各方法的应用场合或应用原理。思考题及习题 P200 3,第二章开关量控制系统的基础知识,主要内容:开关量控制系统的基本组成、特点;热工开关量变送器 特性、种类、功能、原理、结构;常用控制电器 分类、功能、结构原理;气动和液动执行机构 分类、特点、功能、原理、结构。,1.开关量控制系统的组成,开关量控制系统是由被控对象和开关量控制装置组成的。开关量控制装置具有检测开关,逻辑运算和控制执行三部分功能,在其工
7、作过程中,装置内信息的传递和变换都是以开关量信号进行的。开关量控制系统的基础部件包括了提供开关量信息的二位检测开关和执行开关量指令的执行机构,以及构成逻辑运算装置的元器件等。,2.热工开关量变送器,热工开关量变送器(检测开关)的任务是将被检测的物理量转换成开关量形式的信号。常用的检测开关有:压力(或差压)开关、温度开关、流量开关、液位开关、行程或位置开关等。检测开关都具有非线性(或继电器)特性。差值=动作值-复位值。工程应用中:必须选择合适的差值,开关量执行机构,开关量执行机构的任务是根据逻辑运算结果或指令作用于被控对象。常见执行机构种类:电动执行机构;气动执行机构;液动执行机构。常用控制开关
8、量执行机构的有接触器、电磁阀等等。它们的共同特点都是接受开关量控制信号去通/断电路,通/断管路等等。,逻辑控制装置,逻辑控制装置的主要任务是根据检测开关信号和指令,进行逻辑运算控制的实现,并发出开关量控制指令。逻辑控制装置可以是由电磁继电器或者由电子逻辑元件通过硬接线方式构成固定程序逻辑控制装置;现在还有通过软件编程来实现可编程序的计算机逻辑控制装置,如:可编程序逻辑控制器(PLC),分布式计算机控制系统(DCS)等等。,3.常用控制电器,属低压电器(交流1000V或直流1200V以下)。用作控制、保护切换开关。(一)手动电器(人工操作切换):按钮、组合开关、控制开关。(二)自动电器(对象参数
9、或外来信号切换)(1)电磁式继电器(开关量信号的转换与传递):电流、电压、中间、时间、固态等。(2)接触器:用于主电路的自动开关(通断)。(3)电磁阀:用电信号控制管路之间的通断。,厂用电动机,厂用电动机分为两类:高压厂用电动机,如6000V;油断路器控制;主要驱动磨煤机、送/引风机、给水泵等。低压厂用电动机,如380V;接触器或空开控制;主要驱动凝结水泵、润滑油泵、冷却水泵等。,4.气/液动执行机构,常见类型:薄膜式、活塞式;原理:利用压缩空气/油/水的压力作用在薄膜或活塞上,通过推杆和阀杆去驱动门的开度。正作用(气关式)即失败开:Fail Open.反作用(气开式)即失败关:Fail Cl
10、ose.另有保持式,即失去气源,保持当前位置。活塞式可输出力大,适用高静压、高差压场合。,本章复习思考题,1、检测开关任务作用2、检测开关的特性及特性参数3、常见检测开关的种类4、手动电器和自动电器的应用特点和各自种类5、继电器的分类及各自的主要作用5、接触器的作用、电磁阀的作用7、执行机构种类及各自特点8、气动执行器的正作用FO、反作用FC,第三章 热工信号和自动报警系统,基本作用:参数越限,设备异常,声光报警。热工信号:(1)状态信号(2)越限报警信号(热工预告信号)(3)趋势报警信号(4)跳闸报警信号(热工事故信号),对自动报警系统的主要操作,对于自动报警系统的主要操作有确认、消音、试验
11、等。一般在BTG盘上进行监操。确认操作主要用于运行人员对于当前报警信息的确认;消音操作主要用于消除当前报警音,以便新报警信息出现时再次发出报警音;试验操作主要用于对于报警系统设备、逻辑的检查。,常规报警系统功能,报警信息输出的主要形式,报警信息输出的主要形式是声(电笛、电铃、蜂鸣器、电子音、语音等)光(灯、光字牌、LED发光二极管、颜色、图形、文字、报警一览表等)的形式。,报警信息的主要内容,报警信息的主要内容有生产过程报警(参数异常、主辅设备异常)和自动控制装置异常两类三种情况。自动控制装置异常主要包括自动设备异常(如:检测、执行、控制器等异常);自动设备退出(即由于故障或不符合自动运行条件
12、等使自动装置退出自动状态)和自动设备等待(即故障解除或自动运行条件符合,可以将自动装置投自动);以提醒运行人员注意和处理。,本章复习思考题,1、自动报警系统的作用、系统基本组成2、热工信号的种类和各自主要作用3、常规报警系统基本应用功能及一般操作4、报警信息输出的主要基本形式5、报警信息的主要内容思考题及习题 P200 1、3,第四章 单元机组大联锁保,1、热工保护范围:锅炉机组热工保护、汽轮机机组热工保护、单元机组大联锁保护2、单元机组保护方式MFT主燃料跳闸(Main Fuel Trip),即紧急停炉。FCB机组快速甩负荷(Fast Cut Back)。RB辅机故障减负荷(Run Back
13、)。上述三种保护方式中,FCB和RB属于单元机组的事故处理,而MFT动作并炉跳机则是单元机组全局性的跳闸。,MFT主燃料跳闸(Main Fuel Trip),MFT主燃料跳闸,即紧急停炉。这是涉及到单元机组全局性的危险事故。停炉后并且炉跳机、机跳电则必然导致单元机组停止运行。,FCB机组快速甩负荷*(Fast Cut Back),FCB机组快速甩负荷一般是发生在炉运行正常而机电侧故障情况时(如电网故障导致主断路器跳闸,或汽轮机、发电机等故障);其处理手段是维持炉低负荷,汽轮发电机组带厂电,或不带厂电空转,或停机;目的是以便故障消除后可较快的恢复运行,向电网供电。,RB辅机故障减负荷*(Run
14、Back),RB辅机故障减负荷一般是发生在部分辅机局部重大故障时(如:个别水泵跳闸、个别引风机跳闸等);其处理手段是锅炉减燃料,汽机关小调门,机组相应的减负荷运行。目的是尽量维持机组的运行,向电网供电。,保护指令与其它控制指令之关系,在各种控制指令(调节指令、顺控指令等)中:保护联锁动作指令具有最高的权限,它可以闭锁其它指令;保护系统装置正常机组方可投运;保护系统需要与其它自动装置共同配合完成单元机组的保护;保护系统运行时始终监视,一旦动作必须及时可靠准确;为了提高可靠性,保护装置有必要的监视和试验手段。,单元机组大联锁保护框图*,本章复习思考题,1、单元机组热工保护范围。2、单元机组热工保护
15、作用。3、保护指令与其它控制指令之间关系。4、MFT、FCB、RB含义、发生的条件、采取的处理手段或措施、以及该保护方式的目的。5、单元机组炉机电大连锁保护框图及其简要说明。思考题及习题 P200 4、5,第五章 锅炉机组的热工保护,一般热工保护工作的三步骤:监视报警事故处理紧急跳闸(局部/全局)联锁技术包括联动与闭锁两种信号。对于具体设备来说,联动信号控制是指该信号存在成立则该设备动作,闭锁信号控制则是指该信号存在成立则禁止该设备动作。,锅炉机组热工保护项目*,锅炉汽压保护;汽包水位保护;直流锅炉断水保护;再热器保护;锅炉最极端的主燃料跳闸保护MFT等。这类保护主要防“爆”,如爆管、爆膛等。
16、1、锅炉汽压保护:该保护项目的主要是用于锅炉汽水系统设备防爆;其一般处理手段是控制燃烧和旁路;保护措施是利用安全门排汽降压。,图4-20有旁路系统的单元机组锅炉汽压保护系统框图*,2、汽包水位保护与断水保护,汽包水位保护:主要目的是保证锅炉汽包汽水分离效果,特别是防止满水和干锅、爆管等。一般其基本处理手段是控制汽包的流入水量;分为水位高时/水位低时的处理。极端的保护措施是紧急停炉。直流炉断水保护:基本目的是防止直流炉在运行中发生断水故障而导致锅炉受热面严重超温而损坏。其基本的处理手段是控制锅炉的流入水量;极端的保护措施是紧急停炉。,3、再热器保护,再热器保护可分为再热器壁温高保护和再热蒸汽温度
17、高保护。再热器壁温高保护的基本目的是在锅炉启动过程中,防止烟温过高而使再热器管壁超温烧坏。其基本处理手段是调整燃烧,减低烟气温度,若持续超温则紧急停炉MFT保护动作。再热蒸汽温度高保护有多种调整手段,一般采用喷水减温来进行事故处理。,4、主燃料跳闸保护MFT*(即紧急停炉),主燃料跳闸保护MFT的主要目的是保护炉膛安全,防止炉膛爆炸。它是锅炉保护最极端的手段,也是影响单元机组的全局性保护。,MFT的一般条件、逻辑、动作,一般条件:燃烧系统严重异常(熄火、断燃料、断风、炉膛压力波动越限等);汽水系统严重异常(断水、汽包水位越高/低限、汽压越限(某些机组)等);主辅设备严重异常(失电、失气、再热器
18、持续超温、凝汽器严重故障等);指令跳闸(人工指令、机跳炉(某些机组)等自动保护指令);基本逻辑:或(OR);,MFT的一般条件、逻辑、动作,基本动作:切断所有入炉燃料,停一次风机;发MFT信号,起停联锁相关设备(判断是否炉跳机、开旁路、强制风门档板开大、准备吹扫炉膛等)。MFT动作后,仍需要维持炉内通风,进行吹扫,以清除炉膛及尾部烟道中的可燃混合物。在吹扫结束之前,有关允许条件未满足情况下,不允许再送燃料至炉膛。,某单元机组MFT逻辑框图,本章复习思考题,1、保护的作用和三步骤2、联锁技术的信号作用3、常见保护方式作用4、掌握燃烧系统、汽水系统功能流程5、常见锅炉保护项目中的基本逻辑(保护目的
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