[其他]热电厂的自动控制系统

说明书

本发明涉及一个热电厂的自动控制系统，它特别涉及上述种类的一个自动控制系统，该系统能有效地减少单独过程之间的相互干扰，并适用于单元过程的局部控制。

为了使热电厂生产一所需电力输出，有必要去控制例如象燃料量、供水和空气的过程变量，因而产生与所需电力输出相匹配的在一定温度和压力下的蒸汽。然而，上述的过程变量相互之间有很大的联系，很难同时获得对于所有过程变量的控制。例如，供水量的增加导致了主蒸汽温度的相应降低。为了补偿这种主蒸汽的温度下降，必须增加燃料量，同时，对于燃料的增加量，必须相应增加供给一定量的空气。正如上述的那样，过程变量互相之间密切相关。因为过程变量密切的相互关联，对于热电厂的控制需要一个有很复杂结构的自动控制系统。作为这样一个控制系统的先有技术的例子，一个带有一如下述结构的系统已报道于“日立评论”杂志第65卷、第9期（1983年9），第603-608页。

在已报道的系统所应用的方法中，汽轮机进汽口控制阀的开口控制是通过施加于热电厂的一个负载指令信号进行控制的。另一方面，就锅炉而言，向锅炉供水的流速是根据附加一产生于使主蒸汽压力从它的所需值向成比例的附加积分运算偏差的压力补偿指令信号来修正负载指令信号而得到的一个锅炉输入指令信号控制的，燃料流速是根据附加一产生于使主蒸汽温度从它的所需值向成比例的附加积分运算偏差的温度补偿信号来修正锅炉输入指令信号而得到的一燃料指令信号控制的。另外，供给气体和空气的流速是通过附加一产生于使在炉中气体从其所需值向成比例的附加积分运算的氧气聚焦偏移的一个氧气浓度信号来修正燃料指令信号而得到的一个空气流速指令信号按制的。按照上述的先有技术的方法，作为该控制的结果可产生高质量的主蒸汽。然而，所报道的系统是不完善的，为了完全稳定电厂的电力输出它需要很长一段时间去最终修正所有相关过程变量。甚至当电厂的电力输出稳定时，涉及到电厂控制的许多终端设备可能仍未稳定，从而导致了电厂的低效率。另外，当在指示压力和主蒸汽的温度和在炉中气体氧气浓度的基础上用于修正供给水、燃料、气体和空气的流速任何一个补偿信号产生部份不能正常操作或不正常时，例如，当涉及主蒸气的压力的补偿信号产生部份变为不正常时，不正常的补偿信号产生部份对所有的供给水、燃料、气体和容易控制部份的下流产生不利的影响。这意味着必须采用一多路控制系统或分散控制系统从而保证控制系统的可靠性，但导致该系统十分昂贵。为了避免上面指出的先有技术的不足，本发明的主要目的是提供一个用于热电厂的自动控制系统，其中电厂的单独过程进行独立控制，这样它们可以尽量少地相互关联。

与先有技术的控制系统相比较，其中锅炉输入指令、燃料流速指令和空气流速指令信号是由通过连续的压力补偿信号、温度补偿信号和氧气浓度补偿信号修正负载指令信号而得到的，本发明的电厂控制系统其特征在于锅炉输入指令、燃料流速指令和空气流速指令是直接从分别通过单独函数发生器的负载指令信号获得的。其后，如果有必要，有关的指令信号可以各自由压力、温度和炉内气体氧气浓度补偿信号进行修正。

图1是一按照本发明展示的一自动电厂控制系统的一个最佳实施例的结构方块图。

图2是一应用本发明的热电厂的结构示意图。

图3a到3h展示了分别根据锅炉输入指令的函数发生器的输出特性。

一个应用了本发明的热电厂有如图2展示的一结构。

参见图2，热电厂包括由点划线展示的锅炉1，汽轮机2，发电机3包括汽轮机4a，4b，4c的供给水泵4，喷阀5，燃烧阀6a，6b强制通风扇7a、7b和气体环流风扇8a、8b。空气预热器301a和301b用燃烧的排出气体通过热交换预热燃烧空气。燃烧器部件302被分成多个燃烧器级，控制每一级的空气-燃料比例以使炉子脱硝。窗-盒式进气口空气调节阀303在相应的燃烧器装置中调节燃烧空气的流速。混合气体（GM气体）调节器304调节喷入燃烧空气的燃烧排出气体的的流速。主气调节阀305调节直接喷入燃烧器部件302的燃烧排出气体的流速。热电厂进一步包括一冷凝器306，低压供水加热器307，排气器308，供水阀309，高压供水加热器310，蒸发器311，主过热器312，第一级过热蒸汽降温器313，第二过热器314，第二级过热蒸汽降温器315，第三过热器316，再热器317和汽轮机进气口控制阀330。当根据涉及锅炉的操作的变量分类后，热电厂被分为四个过程，即，燃烧过程9，水/蒸汽过程10，燃烧过程11和通风过程12。