【正文】 過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。部分水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進入過熱器中。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。在除氧器水箱內的水經過給水泵升壓后通過高壓加熱器送入省煤器。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經排粉風機送入鍋爐的爐膛內燃燒。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉?；痣姀S的容量大小各異，具體形式也不盡相同，但就其生產過程來說卻是相似的。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。根據所利用的能源形式可分為熱力發(fā)電、水利發(fā)電、核電、地熱發(fā)電、風力發(fā)電等。在所有發(fā)電方式中，熱力發(fā)電是歷史最久的，也是最重要的一種。輔助車間實現高度集中控制：(1) 提高可控性，并集中解決好某些特殊檢測問題，使設計的順序控制得以可靠運行，實現在當地基本無人值班；(2) 配置好輔助車間的計算機監(jiān)控網絡，實現若干輔助車間遠方集中監(jiān)控。FCS的現場總線和全數字的現場總線智能化儀表熔入DCS后，將徹底解決這個問題。傳統(tǒng)DCS的一個致命弱點是，它可以控制和監(jiān)視工藝過程，對自身進行診斷、維護和組態(tài)。根據電廠特點，應當在提高每一組控制器的可靠性上下功夫，而在控制器容量和速度允許情況下，可以合理地配置控制器，適當提高功能配置的集中度。首先，單元機組各個控制系統(tǒng)間有著千絲萬縷的信號聯(lián)系，一對控制器故障，往往會導致另一對控制器因沒有正確的聯(lián)系信號而不能正常工作，甚至誤動；其次，由于目前大多沒有常規(guī)后備監(jiān)控設備，因此，對于大部分重要控制器，只要其中一對控制器故障，可能就要被迫停機，而過多的控制器實際上反而增加了故障停機的概率；再次，目前控制器容量和速度均大大提高，多個相互聯(lián)系密切的控制系統(tǒng)集中在一對控制器中，反而因內部信息交換方便而提高可靠性。對現場來的信號，將大量采用遠程I/O控制。龐大的控制樓將取消，變成若干個小型的電子設備間，分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。未來10年左右時間里，可以斷定，單元機組自動化必將在下列幾個方面進一步向前發(fā)展：⑴ 控制系統(tǒng)全計算機化，控制室緊湊小型化單元機組實現全CRT監(jiān)控，傳統(tǒng)監(jiān)控盤臺將取消，控制室(2臺單元機組)面積由目前的350～4000m2，降到150 m2以下。輔助車間網絡通過網關連接到上層網——廠級SIS網，不連接到單元機組DCS網，再將信息引到SIS網的做法，因為這樣增加了DCS負荷，降低了單元機組監(jiān)控可靠性，很難處理單元機組公用車間運行管理不同的矛盾，而且單元機組對大量輔助車間信息也沒有需要。過去國內都是一個輔助車間內由PLC和上位機構成一個網絡，在車間控制室內控制。隨著光纜在各地區(qū)，乃至全國范圍內的鋪設，有可能不再需要RTU，而可以由專用Intrenet網實現上述通信。SIS和MIS可以是設置在一個網絡中的2個功能，共用計算單元和數據服務器， SIS網與MIS網用網關(G)或其它接口分隔成2個網，分別設置相應的計算單元和數據服務器，以提高SIS網的安全性?！　、?廠級生產過程自動化和管理現代化系統(tǒng)(簡稱廠級自動化系統(tǒng))由廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(Supervisory information system in plant level,簡寫SIS)和廠級管理信息系統(tǒng)(Management information system in plant level,簡寫MIS)組成?？梢灶A見，進入21世紀，我國熱電廠自動化技術應用很可能將以更快的速度發(fā)展，這是由于世界高科技飛速發(fā)展，世界進入信息時代。到2010年，國家電網在跨區(qū)域電網建設方面，交流特高壓輸電線路建設規(guī)模將達到4200千米，變電容量達到3900萬千伏安，跨區(qū)送電能力達到7000萬千瓦；在城鄉(xiāng)電網建設方面，220千伏及以上交直流輸電線路要超過34萬千米，交流變電容量超過13億千伏安。其中，水電發(fā)電量4167億千瓦時，%；火電發(fā)電量23573億千瓦時，%；核電發(fā)電量543億千瓦時，%。 220千伏及以上變電設備容量達到98131萬千伏安。 經過了100多年電力行業(yè)的發(fā)展，截止2006年底，全國發(fā)電裝機容量達到62200萬千瓦。在全世界范圍內，火電廠的裝機容量約占總裝機容量的70％ ，發(fā)電量約占總發(fā)電量的80％ ，％，％，可見火電廠對國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高都起著重大作用。地方性電廠多建在負荷中心，需經長距離運進燃料，它生產的電能供給比較集中的用戶。按服務規(guī)模可分為區(qū)域性火電廠、地方性火電廠以及流動性列車電站。按功能又可分為發(fā)電廠和熱電廠。 關鍵詞：汽包水位；三沖量；集散控制系統(tǒng)；MCGS組態(tài)軟件內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）the boiler control system configuration of the hot power plant based on MCGS drum water level control system Abstract The power resource is one kind of necessary energy in the national economy，and the most basic craft process is that using the boiler to produce steam and let the vapor to turn，then driving the generator to generate the boiler is the essential motive equipment in the production processes such as generate electricity ，each parameter in the boiler production process must be strictly controled.Connecting with the craft requirement of the boiler，the design analyzes the onevariable、twovarisble、threeariable boiler drum water level control system specificly aims at the dynamic characteristic of the boiler drum water level，and furtherly analyze their function and characteristics ，choosing the threeariable control system in the main work of this design includes：te object characteristic analysis、analyze pare and choose the system scheme、the hardware constitute、the software control scheme and control configuration etc.key words：drum water level；threeariable；total distributed control system；MCGS configuration目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引言 1 電力行業(yè)發(fā)展現狀與趨勢 1 熱電廠發(fā)展趨勢 1 熱力發(fā)電廠生產流程[2] 4 鍋爐設備的工藝和分類[2] 7 鍋爐設備的工藝 7 鍋爐分類 9第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng) 10 鍋爐汽包水位的動態(tài)特性[4] 10 13 單級三沖量和串級三沖量汽包水位控制系統(tǒng)的分析和整定[5] 15 15 20 控制給水的手段 23第三章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的硬件設計 26[11] 26 27 30 30 31 32第四章 汽包水位控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài) 38 38[17] 39 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成 39 MCGS組態(tài)軟件的特點 41 42 42 43總結 47參考文獻 48致謝 49內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）第一章 引言 電力行業(yè)發(fā)展現狀與趨勢火電廠是利用煤、石油、天然氣等固體、液體燃料燃燒所產生的熱能轉換為動能以生產電能的工廠。本設計結合鍋爐的生產工藝要求，針對鍋爐汽包水位的動態(tài)特性，具體分析了單沖量、雙沖量、三沖量鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)，并對其性能特點進行深入的分析和比較，最終選擇了三沖量。內蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）題 目：基于MCGS的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài) 汽包水位控制系統(tǒng)學生姓名：邱玲學 號：200440503245專 業(yè)：測控技術與儀器班 級：測控042班指導教師：左鴻飛50內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）基于MCGS的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài)汽包水位控制系統(tǒng)摘 要電力資源在國民經濟中是一項不可或缺的能源，在熱電廠的生產過程中，最基本的工藝過程是用鍋爐生產蒸汽，使汽輪機運轉，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。而鍋爐在發(fā)電等工業(yè)生產過程中是必不可少的重要的動力設備，因此，鍋爐生產過程中的各個主要參數必須嚴格控制。本設計的主要工作包括：對象特性分析、系統(tǒng)方案分析比較和選擇、硬件組成、軟件控制方案以及控制組態(tài)等。按燃料的類別可分為燃煤火電廠、燃油火電廠和燃氣火電廠等。發(fā)電廠只生產并供給用戶以電能；而熱電廠除生產并供給用戶電能外，還供應熱能。區(qū)域性電廠裝機容量較大，一般建造在燃料基地，如大型煤礦附近，又稱坑口電廠，其電能通過長距離的輸電線路供給用戶?；痣姀S還按蒸汽壓力分為低壓電廠（～（MPa））、中壓電廠(2～4MPa）、高壓電廠（6～10MPa）、超高壓電廠（12～14MPa） 、亞臨壓力電廠（ 16～18MPa ）和超臨界壓力電廠（）。1882年，中國在上海建成一座裝有1臺12KW直流發(fā)電機的火電廠，這是中國第一座火電廠。其中，水電達到12857萬千瓦，%；火電達到48405萬千瓦，%。從電力生產情況看，2006年全國發(fā)電量達到28344億千瓦時?！笆晃濉逼陂g，我國將迎來電網建設的新高潮。 熱電廠發(fā)展趨勢在本世紀最后十幾年左右的時間里，我國熱電廠自動化技術應用和發(fā)展，盡管經歷過挫折和重重困難，但仍以前所未有的速度發(fā)展。㈠ 熱電廠將進入信息網絡化時代未來21世紀的最初10年，火電廠必將隨著不可抗拒的潮流加速進入信息網絡時代，火電廠乃至電力系統(tǒng)和電力企業(yè)集團將形成生產過程自動化和管理現代化的信息網絡。SIS主要處理全廠實時數據，完成廠級生產過程的監(jiān)控和管理，廠級故障診斷和分析，廠級性能計算、分析和經濟負荷調度等；MIS主要為全廠運營、生產和行政的管理工作服務，主要完成設備和維修管理、生產經營管理(包括電力市場報價子系統(tǒng))、財務管理等。電力集團企業(yè)MIS和電網運營系統(tǒng)與火電廠的廠級MIS相連，而電網調度系統(tǒng)則通過發(fā)電端的遠程發(fā)送單元(RTU)與網內火電廠的的廠級SIS相連，進行1級或2級調度，也可采用傳統(tǒng)方法連接到網絡站監(jiān)控系統(tǒng)。⑵ 輔助車間監(jiān)控系統(tǒng)一個火電廠有十幾個輔助車間，國外已有通過網絡集中到1個控制室進行集中控制的做法。目前趨向于采用適度集中控制的方案，例如全廠形成煤、灰、水3個網絡、3個監(jiān)控點，待今后條件成熟時再減少控制點。㈡ 單元機組自動化將展現新的特點火電廠單元機組的自動化水平，無論國外和國內，都是比較高的。⑵ 監(jiān)控系統(tǒng)的功能配置和物理配置① 物理配置隨著計算機技術的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)將由以前的全部集中到一個控制樓里的配置方式，逐步趨向于采用適度物理分散配置的原則。節(jié)省電纜，并為主廠房模塊化設計、安裝、縮短工期，以及主廠房合理布局創(chuàng)造條件。② 功能配置縱觀DCS發(fā)展史，結合火電廠單元機組控制系統(tǒng)的特點，DCS功能配置將與物理配置走正好相反的方向，正在趨向再適度集中一點的方向發(fā)展。目前有的公司推出的DCS，CPU采用22冗余(由于計算機技術發(fā)展，成本增加很小)，可靠性進一步提高。⑶ 現場總線控制系統(tǒng)(FCS)DCS的本質是監(jiān)控集中，控制分散，故又稱集散控制系統(tǒng)(TDCS)，FCS的全數字化通信將引起真正的革命。但是，由于其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此，它無法在DCS的工程師站上對現場儀表(變送器、執(zhí)行機構等)進行遠方診斷、維護和組態(tài)。㈢ 輔助車間高度集中控制一個電廠有十幾個輔助車間，過去在每個車間都設一個控制室，采用PLC實現順序控制，值班人員多達100～200人，不少電廠輔助車間實際達到的自動化水平不高。 熱力發(fā)電廠生產流程[2]熱力發(fā)電是利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產生的熱能，通過發(fā)電動力裝置（包括電廠鍋爐、汽輪機和發(fā)電機及其輔助裝置）轉換成電能的一種發(fā)電方式。發(fā)電廠是把各種動力能源的能量轉變成電能的工廠。熱力發(fā)電廠簡稱熱電廠，是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產生出電能的工廠。前者僅向用戶供應電能，而熱電廠除供給用戶電量外，還向熱用戶供應蒸汽和熱水，即所謂的“熱電聯(lián)合生產”。燃煤，用輸煤皮帶從煤場運至煤斗中。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤機內磨成煤粉。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最后進入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內，與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房內，再由灰漿泵送至灰場。在省煤器內，水受到熱煙氣的加熱，然后進入鍋爐頂部的汽包內。水冷壁水管的上下兩端均通過聯(lián)箱與汽包連通，汽包內的水經水冷壁不斷循環(huán)，吸收燃燒過程中放出的熱量。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽。具有熱勢能的過熱蒸汽經管道引入汽輪機后，便將熱勢能轉變成動能。汽輪機的轉子與發(fā)電機的轉子通過連軸器聯(lián)在