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1、I&C System Training,I&C System Overview,This Project will employ computer-based Distributed Control System(DCS)for centralized control of boilers and turbines of the units.The DCS is equipped with CRTs and keyboards(mouse)acting as the monitoring and control center,which are supplemented with certai
2、n number of conventional instruments and operating equipment.Through the DCS,the operators in the central control room can perform comprehensive control of the operating conditions of the units and can realize startup and shutdown of the units as well as emergency operation in case of emergency cond
3、itions under coordination of a small number of local personnel.The DCS of this Project includes several subsystems including the Modulating Control System(MCS),the Switching Control System(SCS),and the Data Acquisition System(DAS).,Contents,1.I&C Instrument2.Control Device3.Control Systmem,Contents,
4、热工检测概述,测量技术是研究测量原理、测量方法和测量器具的技术学科。热工检测技术是所有热工生产过程中极为重要的基础环节，它是了解生产过程中的物质变化和状态的手段，其目的在于监视、控制和调节生产过程，使之在预定的条件下，确保生产优质、高效和安全。具体热工检测是指在热力生产过程中对诸如温度、压力、流量、含氧量、振动、位移和物位等参数及物理量的测量,温度测量仪表-热电偶,热电偶原理：当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体
5、的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。,温度测量仪表-热电偶,热电偶特点：1、装配简单，更换方便；2、压簧式感温元件，抗震性能好；3、测量精度高；4、测量范围大（2001300，特殊情况下2702800）；5、热响应时间快；6、机械强度高，耐压性能好；7、耐高温可达2800度；本厂300度以上测量大部分采用K分度热电偶,上海运能有限公司,温度测量仪表-热电阻,热电阻原理：热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制
6、成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。,Pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0时它的阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁镍等。,温度测量仪表-热电阻,热电阻特点：1、准确度高，常用温度计中准确度最高；2、输出信号大灵敏度高；3、测温稳定性好；4、无需参考点
7、，温度可由测量的电阻值直接求出；5、输出现行好，只用简单的辅助回路就能得到线性输出；本厂300度以下测量大部分采用PT100热电阻,上海运能有限公司,温度测量仪表-温度变送器,将热电偶及热电阻输出信号转化电流信号或电压送入需要系统，本厂锅炉气机控制系统使用温度变送器,温度测量仪表-双金属温度计,双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80-+500范围内液体蒸汽和气体介质温度。工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片，利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的。是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀
8、时，带动指针旋转，工作仪表便显示出热电势所应的温度值。,压力测量仪表-压力变送器,压力变送器（pressure transmitter）是指以输出为标准信号的压力传感器，是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如420mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信
9、号或者1-5V电压信号。,压力测量仪表-压力变送器,压力变送器特点：1、压力变送器具有工作可靠、性能稳定等特点；2、专用V/I集成电路，外围器件少，可靠性高，维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装调试极为方便；3、铝合金压铸外壳，三端隔离，静电喷塑保护层，坚固耐用；4、4-20mA DC二线制信号传送，抗干扰能力强，传输距离远；5、LED、LCD、指针三种指示表头，现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质；6、高准确度，高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外，对整机在使用温度范围内的综合性温度漂移、非线性进行精细补偿。,压力测量仪表-压力开关,压力开关的工作原理：是当系统内压力高于或
10、低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升额定的恢复值时，碟片瞬时复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等,压力表通过表内的敏感元件（弹簧管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。按使用类型分为普通压力表、氨压力表、氧气压力表、电接点压力表、远传压力表、耐振压力表、带检验指针压力表、双针双管或双针单管压力表、
11、数显压力表、数字精密压力表等。本厂主要是用弹簧管式和膜盒式压力表。,压力测量仪表-压力表,流量测量仪表-流量计概述,流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表，工程上常用单位m3/h，它可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量，流过的物质可以是气体、液体、固体；累计流量即为在某一段时间间隔内（一天、一周、一月、一年）流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可
12、求得累计流量，所以瞬时流量计和累计流量计之间也可以相互转化。流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、涡街流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。,压力测量仪表-差压式流量计,差压式流量计原理：充满管里的流体经直线管道进入节流装置，流速将在节流处收缩，使流速加快，静压力降低，导致节流件前后产生差压。流速增大，差压也随之增大，因此，通过测量差压，可以确定流量。差压式流量计主要有：孔板、喷嘴、锥形、楔形、均速管、文丘里、德尔塔巴、阿牛巴等本厂流量计大部分为差压式流量计。,压力测量仪表-电磁式流量计,电磁流量计（Electromagnetic Flowmet
13、ers，简称EMF）是20世纪5060年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。,压力测量仪表-超声波式流量计,超声波流量计采用时差式测量原理：一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差t，根据推算可以得出流速V和时间差t之间的换算关系V=(C2/2L)t，进而可以得到流量值Q,液位测量仪表-概述,在工业生产过程中测量液位、固体颗粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的仪表
14、。一般测量液体液面位置的称为液位计，测量固体、粉料位置的称为料位计，测量液-液、液固相界面位置的称为相界面计。在工业生产过程中广泛应用物位测量仪表，液位计的类型有磁翻板、压力式、超声波、雷达、电接点、双色、等。料位计的类型有重锤式、超声波、雷达（导波雷达）、阻旋式等。,液位测量仪表-磁翻板,液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示.
15、,液位测量仪表-压力式,压力式液位计是一种测量液位的压力传感器，包括静压液位计、液位变送器、液位传感器、水位传感器、压力变送器等，是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为420mA/15VDC）。压力式液位计适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。,液位料位测量仪表-雷达,雷达物位计它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被
16、转换成物位信号。探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。智能雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。,液位测量仪表-电接点,电接点水位计根据水与汽电阻率不同而设计。测量筒的电极在水中对筒体的阻抗小。在汽中对筒体的阻抗大。随着水位的变化，电极在水中的数量产生变化。转换成电阻值的变化。传送到二次仪表，从而实现水位的显示、报警、保护联锁等功能。,液位测量仪表-双色水位计,双色水位计是用在锅炉汽包上或其它压力容器上、用来监视水位变化的一种仪表。它是通过光的
17、反射、折射、透视等不同原理，使气相呈红色，液相呈绿色。,料位测量仪表-阻旋式料位计,当被检测的物料上升至叶片位置时,叶片转动受阻,将该阻力传给接线盒内的检测装置,检测装置则相外输出一个开关信号,并切断电源使叶片停止转动.当物料下降时,叶片阻力消失,检测装置便依靠弹簧的拉力恢复到原始状态,针对不同比重的物料可调整的拉力,比重大时弹簧的拉力调整至最强,反之则调整至弱.,分析测量仪表-概述,于各种在线分析仪表的作用原理、分析对象和复杂程度不同，其组成也大不相同。基本构成 一般都由四个部分所构成（见图），取样、预处理及进样系统。从流程中取出具有代表性的样品，并使它符合分析器对样品状态或条件的要求。分析
18、器。将样品的成分量或物性量转换成可测量的电信号。电源和电子线路。对仪表各部分供电，控制仪表各部分的工作，将分析器送来的电信号放大后，输出至显示、记录器，或同时送至自动控制器或电子计算机。显示、记录器。用来显示、记录代表成分量或物性量的电信号。常用的有：热学式分析仪表，如热导式和热化学式气体分析器等；电化学式分析仪表，如pH计，电导仪，盐量计，电磁浓度计，原电池式、极谱式和氧化锆氧分析器等；磁式分析仪表，如热磁式和磁力机械式氧分析器等；光学式分析仪表，如红外线气体分析器、紫外线分析器和流程光电比色计等；色谱分析仪,如流程气相色谱仪和流程液相色谱仪两类；此外,还有密度计、湿度计、水分仪和粘度计等。
19、,分析测量仪表-氧量氧分析仪,被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时，在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）该氧浓差电势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号，供氧量仪表显示和输出,上海运能有限公司,分析测量仪表-在线PH计,PH计是以电位测定法来测量溶液PH值的，因此PH计的工作方式，除了能测量溶液的PH值以外，还可以测量电池的电动势。PH在拉丁文中，是Pondus hydrogenii的缩写，是物质中氢离子的活度
20、，PH值则是氢离子浓度的对数的负数。PH计的主要测量部件是玻璃电极和参比电极，玻璃电极对PH敏感，而参比电极的电位稳定。将PH计的这两个电极一起放入同一溶液中，就构成了一个原电池，而这个原电池的电位，就是这玻璃电极和参比电极电位的代数和。PH计的参比电极电位稳定，那么在温度保持稳定的情况下，溶液和电极所组成的原电池的电位变化，只和玻璃电极的电位有关，而玻璃电极的电位取决于待测溶液的PH值，因此通过对电位的变化测量，就可以得出PH溶液的PH值。,分析测量仪表-在线电导率计,电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压)，然后测量极板间流过
21、的电流。根据欧姆定律，电导率(G)-电阻(R)的倒数，由导体本身决定的。,上海运能有限公司,分析测量仪表-在线溶氧仪,光学法测量溶解氧基于荧光淬灭的原理：荧光物质受到激发光照射产生荧光，氧气分子导致荧光发生淬灭，荧光淬灭的时间间隔和氧分子含量有关系，因此，根据荧光淬灭的时间可以测量出氧气的含量。,分析测量仪表-COD检测仪,有机物在线监测仪原理：水 样、重铬酸钾、硫酸银溶液（催化剂使直链芳香烃化合物氧化更充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到175，在此期间铬离子作为氧化剂从VI 价被还原成III 价而改变了颜色，颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的C
22、OD 显示出来。主要干扰物为氯化物，加入硫酸汞形成络合物去除。,分析测量仪表-浊度仪,浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉尘、微细有机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水中呈现浊度。本浊度仪（浊度计）采用90散射光原理。由光源发出的平行光束通过溶液时，一部分被吸收和散射，另一部分透过溶液。与入射光成90方向的散射光强度符合雷莱公式：Is=(KNV2)/)I0其中：I0入射光强度 Is散射光强度 N单位溶液微粒数，V微粒体积 入射光波长 K系数在入射光恒定条件下，在一定浊度范围内，散射光强度与溶液的混浊度成正比。上式可表示为：Is/I0=KN（K为常数）
23、根据这一公式，可以通过测量水样中微粒的散射光强度来测量水样的浊度,汽轮机安全监视及保护系统主要包括监视保护系统（TSI）TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、偏心、轴振、瓦振、轴位移、胀差等参数进行监测，帮助运行人员判明机器故障，使得这些故障在引起严重损坏前能及时遮断汽轮发电机组，保证机组安全。TSI监测信息提供了动平衡和在线诊断数据，维修人员可通过诊断数据的帮助，分析可能的机器故障。本厂TSI系统有热膨胀、轴向位移、振动、转速、表决、电源等卡件及传感器。,汽轮机测量仪表（TSI）-概述,以机械零位为基准，监测汽轮机转子在轴向的窜动量。汽轮机轴向位移过大时，轻则可能造成烧
24、瓦、轴颈局部弯曲事故，重则会导致汽轮机动静部分发生摩擦、碰撞，从而造成叶片折断、大轴弯曲、隔板和叶轮碎裂等恶性事故。汽轮机轴向位移设计报警限值、停机保护限值，越过停机限值时ETS动作停机。,汽轮机测量仪表（TSI）-轴向位移传感器,影响轴向位移的因素1).负荷变化.2).叶片结垢严重.3).汽温变化.4).蒸汽流量变化.5).高压轴封漏汽大,影响轴承座温度的升高.6).频率变化.7).运行中叶片断落.8).水冲击.9).推力轴瓦磨损或损坏.10).抽汽停用,轴向推力变化.11).发电机转子窜动.12).高压汽封疏汽压调节变化.13).真空变化.,汽轮机测量仪表（TSI）-振动传感器,轴承振动用
25、来测量汽轮机轴承的振动量，因此又称为绝对振动，俗称瓦振。轴承振动可采用振动速度和振动位移两种测量方式，同时水平、垂直两种方向可选。轴振动则是测量轴承振动与大轴振动之间的相对值，因此又称为相对振动，俗称轴振。轴振动也可采用速度和位移、水平和垂直多种测量方式。汽轮机振动过大时会发生轴封/汽封磨损、滑销磨损、转动部件疲劳强度降低等危害，严重时会发生烧瓦、轴弯曲等恶性事故。,汽轮机测量仪表（TSI）-转速传感器,在旋转的齿轮等分加上磁铁,传感器正对磁铁固定,当旋转中,传感器和磁体重合,感应一次,输出脉冲跳变,转速越快,也是频率输出越高,输出的电平的频率正比与转速,测出频率就测出了转速,也可将频率转化成
26、电压或电流信号,汽轮机测量仪表（TSI）-热膨胀传感器,汽轮机在启动过程中，随着转速的上升，进汽量的加大，汽缸温度缓慢上升，这时汽缸开始膨胀，如果汽缸受热不均匀，就会出现扭胀的现象，这就需要进行暖机运行，当扭胀现象消失时方可继续冲转。汽缸膨胀测量可以连续监测机组两侧汽缸的膨胀，监测模块使用的信号采用安装在汽缸两侧的两个线性差动传感器（LVDT）。,上海运能有限公司,CEMS烟气检测-系统概述,CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置,被称为“
27、烟气自动监控系统”,亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。CEMS分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NO等的浓度和排放总量;颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量;烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等,用于排放总量的积算和相关浓度的折算;数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成,实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管
28、部门。,上海运能有限公司,CEMS烟气检测-系统图,一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。其基本类型有部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式,控制装置-电动执行机构,控制装置-气动执行机构,气动 执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合
29、阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。,控制装置-电磁阀,电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。,上海运能有限公司,行程开关，位置开关（又称限位开
30、关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。,控制装置-行程开关,控制系统-概述,自动控制的概念：在热力生产设备上配置一些自动化装置，代替人的部分直接劳动，使生产在在不同的程度自动地进行。这种无人直接参与的情况下，由自动化仪表和控制装置来控制生产过程的办法就叫热力过程自动化。本厂使用的控制系统有：DCS SystemDEH Sytem(505)PLC Control System,控制系统-DCS,
31、控制系统-DCS,控制系统-DEH,数字电液控制系统（DEH）：随着计算机技术的发展及其在自动化领域中的应用，20世纪80年代，出现了以数字计算机为基础的数字式电气液压控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System,DEH）,简称数字电调。DEH主要功能：汽轮机转速控制；自动同期控制；负荷控制；参与一次调频；机、炉协调控制；快速减负荷；主汽压控制；单阀控制、多阀解耦控制；阀门试验；轮机程控启动；OPC控制；甩负荷及失磁工况控制；双机容错；与DCS系统实现数据共享；手动控制。,PLC控制系统，Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。,控制系统-PLC,上海运能有限公司,
