发电厂实习报告之发电机组锅炉热工监控
【摘要】锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）是现代大型火力发电厂发电机组必备的一种监控系统，主要承担发电机组安全保护和燃烧器系统控制的任务。采用FSSS，有利于发电机组锅炉的正常运行，保证了发电厂正常生产的需要。锅炉产生的过热蒸汽为汽轮机提供了动力，在保证正常提供过热蒸汽的同时，要对过热蒸汽加以温度监控。锅炉汽包既为锅炉水冷壁提供了水，又为汽轮机提供了蒸汽。汽包水位过高，可使汽轮机发生事故，水位过低，可使水冷壁局部过热甚至爆管，发生生产事故。这些监控系统都在发电机组的生产运行中起着至关重要的作用。
【关键词】锅炉 炉膛安全 过热蒸汽温度 串级控制系统 汽包水位测量 监控系统
为了充实我的假期和更好的利用假期时间学习新知识，我有幸得到了一次发电厂实习的机会。实习的单位是***有限责任公司，它隶属于***有限责任公司，主要为发电机组进行检修与文护，因此，我有了一次详细了解发电机组难得的机会。我也从中学到了丰富的知识，为我以后的就业打下了良好基础。
***有限责任公司为***的自备电厂，仅供内部用电，为中温中压热电联产燃煤机组。
2009年某月某日实习开始，2009年某月某日实习结束。锅炉车间是我本次实习的重点部门。进厂后听取了安全操作规程的详细讲解。为保证实习的顺利进行，确保发电厂运行安全，我必须遵守厂规厂纪，未经允许，不得触动任何现场设备，这是一个初学者必须做到的。
基于PLC的锅炉炉膛安全监控系统
锅炉炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System）简称FSSS,它包括燃烧器控制系统（BCS）和燃料安全系统（FSS）。FSSS在锅炉的启动、运行及停止过程中对锅炉进行智能化自动管理，并且在运行中对锅炉运行的各种安全参数进行连续的检测，根据检测结果，系统会自动按照预先制定的控制逻辑对各种情况做出操作、告警或跳闸等必要的处理。避免了爆炸性的气体燃料混合物在炉膛及烟道内聚积，在危及锅炉安全的工况时，迅速切断进入炉膛的所有燃料，有效地防止了锅炉事故的发生。
近几年随着我国工业规模的不断拓展，电力工业也得到了飞速发展，大容量、高参数火电机组相继建设投产，机组安全运行的重要性日益提高。煤粉锅炉灭火爆燃是火电厂的常见事故，锅炉灭火时，若不及时采取紧急保护措施，切断燃料来源，则有可能使燃料在不受控的再点燃条件下瞬间爆燃造成事故。因此，采用锅炉炉膛安全监控系统，有利于锅炉的正常运行，保证了正常的生产需要。
一、技术指标
燃烧不稳报警：报警值设定（每层是否满足4取3逻辑）
清扫计时时间：3 min
跳闸条件：
1、炉膛灭火3/4逻辑，延时3S
2、炉膛压力高2/3逻辑，延时2S
3、炉膛压力低2/3逻辑，延时1S
4、送风中断，同时失去2台送风机
5、引风中断，同时失去2台引风机
6、燃烧中断：同时失去给粉与供油，延时4S
7、水位异常（高，低），延时10-20S
8、手动跳闸：同时按下2个手动按键
报警条件：燃烧不稳报警
故障引起动作：跳排粉机（跳给粉机——关燃油电磁阀——去热工信号）
保护投切：4个给粉层在工作且持续5min以上；灭火保护压板投入。
不同现场锅炉设备运行条件：设置了压力及其他保护投切开关（K1）和火焰投切开关（K2）；对于运行较差的锅炉，在点火状态下先投入K1，待负荷增加到50%以上时，再投入火焰保护K2，保证点火的顺利进行。
节点故障报警：对6个跳闸压力开关进行在线自检，发现某一压力开关出现故障，延时15S发出节点故障报警。
二、项目功能
炉膛火焰监视，燃烧不稳报警，灭火保护逻辑，首次跳闸原因，打印首次跳闸原因，事故发生时间，炉膛清扫计时，无需点火时间，保护全程投入（设有保护投退开关），节点故障巡检，火焰探头巡检保护和自检功能。
三、硬件配置
SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列的特点：
1、极高的可靠性
2、极丰富的指令集
3、易于掌握
4、便捷的操作
5、丰富的内置集成功能
6、实时特性
7、强劲的通讯能力
8、丰富的扩展模块
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床，机械，电力设施，民用设施、环境保护设备等等。
锅炉过热蒸汽温度监制系统
锅炉过热蒸汽是汽轮机的动力来源。锅炉过热蒸汽温度是火力发电厂发电机组锅炉设备的重要参数，在发电厂生产过程中，整个汽水通道中温度最高的是过热蒸汽温度，过热器正常工作时的温度，一般要接近于材料允许的最高温度，如果过热蒸汽温度过高，则过热器易损坏；也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀严重影响生产运行的安全；过热蒸汽温度偏低，则设备的效率将会降低，同时使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片的磨损。因此，必须控制过热器出口蒸汽温度。锅炉蒸汽过热系统的控制任务，就是为了文持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
造成过热蒸汽温度变化的扰动因素有：蒸汽流量的变化；减温水流量的变化；烟气方面的热量变化。
在运行过程中，改变减温水流量，实际上是改变过热器出口蒸汽的热焓，亦改变进口蒸汽温度。采用串级控制系统是调节锅炉过热蒸汽温度比较好的方法。串级控制系统是一个双回路系统，实质上是把两个调节器串接起来，通过它们的协调工作，使一个被控量准确地保持为给定值。通常串级系统副环的对象惯性小，工作频率高，而主环惯性大，工作频率低。串级控制系统可以看作一个闭合的副回路代替了原来的一部分对象，起了改善对象特征的作用。
锅炉汽包水位测量监制系统
锅炉汽包既给锅炉水冷壁提供水，又给汽轮机提供蒸汽。大型发电机组都设计全程给水控制系统，在机组启动到满负荷或停机减负荷及负荷波动中，汽包压力在不断地变化，汽包内的蒸汽和水的密度也随之变化，从而影响汽包水位测量的准确性和全程给水控制系统的投运，危及机组的安全。因为汽包水位过高可能造成蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，轻则加重管道和汽轮机积垢，降低出力和效率，重则使汽轮机发生事故；汽包水位过低，则对水循环不利，可能导致水冷壁局部过热甚至爆管。因此汽包水位的准确测量值是电厂最重要的测量参数之一。
汽包水位测量方式很多，一般可分为：静压式；浮力式；电气式；超声波式；核辐射式。目前电厂中最常用的是静压式测量方法中的连通式液位计和压差式液位计。
实习总结
本次实习是我一次新的尝试，使我在专业课程理论基础上得到了一次实际的动手机会。在课堂中我用三菱PLC设计过《基于PID控制的温度加热控制系统》，并在计算机上很好的进行了实现，而在工厂中，通过跟班师傅的辅导，我学习了西门子S7-200系列PLC在微机中的实际编程操作，这是书本与实际的一次很好结合，也是很好的一次延伸。提高了我的应变能力，为我以后的实际工作中打了良好的基础。本次实习是完成了基础理论课教学后的一次生产实习，旨在贯彻理论联系实际的教学原则，巩固和扩大所学的理论知识，同时使我对发电机组锅炉热工控制的内容有了个感性的认识，也使我对发电机组锅炉具体操作运行有了初步的认识。
总之，在实习期间，我深有感触的是：我觉得自己在大学三年里确实是学到东西了，不仅认识到了理论，而且还能学以致用。在这将近两个半月当中，我学会了很多东西，但我也感到自己平时的知识不够巩固，做事起来会事倍功半。因为我在学校的学习，总是在背书，使你已经理解了书中所有概念与内容，但由于这种背出来的东西从来未曾经受实践的检验，所以到真正应用的时候我们就会迷茫而止步不前。我想解决这一问题的方法只有更努力的学习，抓紧一切机会将理论转化为实际，因为，实践是检验理论的唯一标准。
在这次短期的工作中，我收获了太多的东西，这其中的一点一滴，无论是具体的实际操作，还是为人处事，都让我学到了很多以前在书本中没有的东西，这些都将成为我人生中的一笔宝贵的财富，为我在以后的工作道路上奠定了基础。我将继续努力学习，以便将来更好的服务于社会，服务于人民。