电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董寒晖 著

图书标签:

• 电厂
• 锅炉
• 自动控制
• 控制系统
• 安全性
• 自动化
• 电力工程
• 热能工程
• 工业控制
• 锅炉技术

出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787517063285

版次：1

商品编码：12350061

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：210

字数：242000

正文语种：中文

内容简介

　　锅炉的安全性是电厂安全生产管理的重要方面，全面总结和深入研究锅炉自动控制系统的安全运行技术，对保障电力系统安全生产具有重要意义。
　　《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》将对电厂锅炉自动控制系统运行及安全性进行探讨研究。具体内容包括直流锅炉自动控制系统、循环流化床锅炉控制系统、汽包锅炉给水控制系统、汽包锅炉蒸汽温度控制系统、汽轮机自动控制系统、单元机组协调控制系统、分散控制系统、安全监控系统的功能和组成原则等方面。
　　总体上，《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》强调理论联系实际，注重原理分析与工程实际相结合，可供高校能源与动力工程类专业的师生使用，也可供相关科技人员参考。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 火电厂运行过程的特点及自动化控制要求
1．2 锅炉汽水系统与汽水测量系统
1．3 锅炉燃烧系统与燃烧测量系统
1．4 分散控制系统（DCS）与现场总线控制系统简介

第2章 锅炉给水系统及自动控制
2．1 概述
2．2 给水自动控制系统
2．3 给水全程自动控制系统

第3章 汽包锅炉汽温自动控制系统
3．1 概述
3．2 串级过热汽温控制系统
3．3 双回路汽温控制系统
3．4 过热汽温分段控制系统
3．5 再热汽温自动控制系统
3．6 600MW过热汽温控制系统的应用

第4章 单元机组协调控制系统的组成及应用
4．1 单元机组协调控制系统的特性
4．2 协调系统的负荷控制
4．3 协调控制系统的组成
4．4 协调控制的能量平衡原理
4．5 600Mw单元机组协调控制系统的应用

第5章 汽轮机自动控制系统
5．1 概述
5．2 中间再热式汽轮机
5．3 功率频率电液控制系统
5．4 数字式电液控制系统

第6章 直流锅炉及其控制
6．1 直流锅炉的特点及动态特征
6．2 直流锅炉的基本控制方案
6．3 直流锅炉的给水控制系统
6．4 直流锅炉过热汽温控制系统
6．5 超临界机组协调控制系统

第7章 循环流化床锅炉及其控制
7．1 循环流化床锅炉及控制系统
7．2 燃烧过程的特点及控制任务
7．3 燃烧过程控制系统
7．4 300Mw机组循环流化床锅炉控制

第8章 锅炉安全监控系统
8．1 概述
8．2 锅炉炉膛安全监控系统的功能与配置
8．3 火检原理与炉膛压力检测
8．4 炉膛爆燃及其防止
8．5 MFT及公用逻辑
8．6 锅炉安全可靠性探析

参考文献

前言/序言

　　电厂锅炉自动控制在不断地进步，我国的火电机组已经向着高参数、大容量、低能耗、少污染、高自动化的方向发展。火力发电生产过程的自动控制水平显著提高，一些新的控制理念和控制方法已在新建大型火电机组上开始得到应用。
　　显而易见，电厂锅炉自动控制系统在发电厂机组安全稳定运行中的地位非常重要。电厂锅炉自动控制技术从主体上涉及系统的设计、安装、调试、运行维护、检修和技术管理各个方面。所以，不断提高发电厂热工专业人员的技术素质与管理水平是发电企业的一项重要工作。锅炉自动控制专业人员既要有扎实的专业理论基础，又要有丰富的专业实践经验，同时还要求有一定的热力系统知识。所以说，自动控制专业知识的掌握，应该是基础理论联系实际经验的渐进过程。随着技术的发展和新建机组的不断增加，新老电厂的热工专业人员都面临着专业知识和技术素质再提升的需求。
　　本书主要探讨电厂锅炉自动控制系统及安全性，全书分为8章。第1章主要阐述火电厂运行过程的特点及自动化控制要求、锅炉汽水系统与汽水测量系统、锅炉燃烧系统与燃烧测量系统、分散控制系统（DCS）与现场总线控制系统。第2章讨论锅炉给水系统及自动控制，内容包括给水自动控制系统和给水全程自动控制系统。第3章讨论汽包锅炉汽温自动控制系统，内容包括串级过热汽温控制系统、双回路汽温控制系统、过热汽温分段控制系统、再热汽温自动控制系统和600MW过热汽温控制系统的应用。第4章讨论单元机组协调控制系统的组成及应用，内容包括单元机组协调控制系统的特性、协调系统的负荷控制、协调控制系统的组成、协调控制的能量平衡原理和600MW单元机组协调控制系统的应用。第5章探讨汽轮机自动控制系统，内容包括中间再热式汽轮机、功率频率电液控制系统和数字式电液控制系统。第6章探讨直流锅炉及其控制，内容包括直流锅炉的特点及动态特征、直流锅炉的基本控制方案、直流锅炉的给水控制系统、直流锅炉过热汽温控制系统和超临界机组协调控制系统。第7章探讨循环流化床锅炉及其控制，内容包括循环流化床锅炉及控制系统、燃烧过程的特点及控制任务、燃烧过程控制系统和300MW机组循环流化床锅炉控制。第8章探讨研究锅炉安全监控系统，内容包括锅炉炉膛安全监控系统的功能与配置、火检原理与炉膛压力检测、炉膛爆燃及其防止、MFT及公用逻辑、锅炉安全可靠性探析。
　　总体而言，本书紧跟锅炉自动控制系统发展的步伐，探讨了实用技术及其理论，兼顾行业新理论、新技术，内容全面而丰富，注重系统性、科学性和实用性。
　　需要指出，在撰写本书的过程中，作者参考了大量国内国外的学术文献和资料，并引用了其中一些重要的数据与图表。虽然经过多次修改，但是限于作者水平，且人们对新理论、新技术的认识和实践也在不断完善之中，因此书中难免存在不足之处，希望同行学者和广大读者提出批评意见。

《现代电力系统运行优化与可靠性保障》 内容简介： 本书深入探讨了现代电力系统在日益复杂化、智能化发展趋势下的运行优化策略与可靠性保障技术。随着全球能源结构的转型和电力需求的持续增长，如何高效、稳定、安全地输送和管理电力，成为当前电力行业面临的核心挑战。本书旨在为电力系统工程师、科研人员以及相关领域从业者提供一套系统性的理论框架和前沿性的技术解决方案。 第一部分：电力系统运行优化理论与方法 本部分聚焦于如何通过科学的调度和控制，最大限度地提升电力系统的运行效率和经济性。 电网潮流优化控制： 详细阐述了直流潮流（DC Power Flow）和交流潮流（AC Power Flow）模型在优化调度中的应用。重点分析了如何利用先进的优化算法，如线性规划（Linear Programming）、二次规划（Quadratic Programming）以及混合整数规划（Mixed-Integer Programming），来解决潮流优化问题，以实现最小化输电损耗、均衡母线电压、避免过载等目标。书中还介绍了实时监测和调整潮流的技术，包括相控有功功率调节器（UPFC）、静止同步补偿器（STATCOM）等柔性交流输电系统（FACTS）器件的应用。 经济调度与发电计划制定： 深入研究了基于成本函数的经济调度模型，包括如何考虑燃料成本、启停成本、运行成本等因素，通过数学规划方法求解最优发电机组组合和出力分配，以达到最低的运行成本。此外，本书还探讨了短期、中期和长期发电计划的制定方法，并分析了可再生能源（如风电、光伏）发电的随机性和波动性对发电计划制定的影响，提出了相应的鲁棒优化和概率优化技术。 实时调度与频率/电压稳定控制： 针对电力系统实时运行中出现的频率和电压扰动，本书详细介绍了频率和电压稳定控制的原理与技术。包括一次调频、二次调频、三次调频等层级式调频机制，以及自动电压调节（AVR）和无功功率补偿（SVC）等装置的作用。重点分析了如何通过快速响应机组和储能系统，维持电网的频率和电压在允许范围内，保障电能质量。 考虑不确定性的优化调度： 随着可再生能源的大量接入，电力系统的运行面临着前所未有的不确定性。本书专门开辟章节，详细介绍了如何将不确定性因素（如负荷预测误差、风光发电预测误差）纳入优化调度模型。内容涵盖了鲁棒优化（Robust Optimization）、随机优化（Stochastic Optimization）和机会约束规划（Chance-Constrained Programming）等先进方法，以制定能够在各种不确定性情景下都能保证一定可靠性的运行方案。 第二部分：电力系统可靠性保障技术 本部分着重于提升电力系统的稳定性和抗干扰能力，确保电力供应的连续性和安全性。 故障分析与保护策略： 详细阐述了电力系统中可能发生的各类故障，包括短路故障、接地故障、孤岛效应等，并分析了故障的成因和传播机制。在此基础上，本书系统介绍了各种保护原理和技术，如差动保护、过流保护、距离保护、重合闸技术等，以及如何根据电网结构和设备特性选择和整定保护参数。同时，还探讨了智能电子设备（IEDs）和微机保护在现代保护系统中的应用，以及故障定位和故障录波分析技术。 暂态稳定分析与控制： 暂态稳定是电力系统最基本也是最重要的稳定性之一。本书深入讲解了暂态稳定分析的基本理论，包括同步机模型、微分代数方程组（DAEs）的求解方法，以及如何通过仿真来评估系统在遭受大型扰动（如发电机组甩负荷、线路故障）后的动态响应。重点介绍了提高暂态稳定性的技术，如快速励磁控制、断路器切负荷、调相机投入等。 动态安全分析（DSA）与风险评估： 动态安全分析是实时或准实时地评估系统在当前运行状态下抵御未来潜在扰动的能力。本书介绍了DSA的流程和方法，包括事后分析（Contingency Analysis）、前推分析（Predictive Analysis）和实时在线DSA。此外，还深入探讨了电力系统可靠性评估的统计方法，如频率和持续时间法（Reliability Indices）、蒙特卡洛模拟法，以及如何将风险管理的概念引入电力系统的运行决策。 电网互联与区域协调： 随着区域电网互联程度的加深，区域间的电力协调运行对于提升整体可靠性至关重要。本书分析了电网互联带来的好处（如资源共享、负荷互济）和挑战（如故障传播、功率振荡），并介绍了区域电力调度和信息共享的机制。重点研究了如何通过区域协调，共同应对突发事件，提高区域电力系统的整体抗风险能力。 电网韧性增强策略： 面对日益增多的极端天气事件（如飓风、地震、极端高温/低温）和网络攻击，提升电网的韧性已成为迫切需求。本书探讨了电网韧性的概念，并提出了多种增强策略，包括： 物理基础设施加固： 如提升输电线路塔架抗风能力、增加设备绝缘等级、优化地下管线布局等。 网络安全防护： 介绍电网信息安全防护的体系架构，包括入侵检测、防火墙、安全审计等技术，以及应对网络攻击的应急预案。 冗余与备份设计： 分析了在关键节点设置备用设备、构建多重供电路径的必要性。 分布式能源与微电网的应用： 探讨了如何利用分布式发电、储能和微电网技术，在主电网大面积停电时，实现局部区域的供电可靠性。 弹性恢复机制： 详细介绍了故障发生后的快速故障隔离、故障定位、负荷转移和快速恢复供电的流程和技术。 第三部分：前沿技术与未来展望 本部分将目光投向电力系统发展的前沿，探讨新兴技术在优化运行和保障可靠性方面的应用前景。 大数据与人工智能在电力系统中的应用： 深入研究了大数据分析技术在负荷预测、故障诊断、设备状态监测等方面的应用。重点介绍了机器学习、深度学习、神经网络等人工智能算法在电力系统中的实践，如通过AI模型预测设备故障，优化调度决策，实现预测性维护，从而提高运行效率和可靠性。 区块链技术在电力交易与安全中的应用： 探讨了区块链技术在构建去中心化电力交易平台、增强电网安全、实现碳交易透明化等方面的潜力。 物联网（IoT）与通信技术在智能电网中的作用： 分析了物联网技术如何实现电网设备间的互联互通，以及5G通信技术如何为智能电网提供高速、低时延的通信保障，从而支撑实时控制和数据传输。 储能技术及其在系统优化与可靠性中的地位： 详细介绍了不同类型储能技术（如电池储能、抽水蓄能、飞轮储能）的特性、优势和应用场景。重点阐述了储能系统如何在峰谷套利、调频调压、削峰填谷、提高可再生能源消纳率以及作为故障备用等方面，发挥关键作用，提升电力系统的整体运行效率和可靠性。 综合能源系统（IES）的优化与运行： 随着能源领域多能耦合的趋势，本书也对综合能源系统的运行优化和可靠性保障进行了初步探讨，包括电、热、气、冷等多种能源形式的耦合与协调。 本书语言严谨，内容翔实，理论与实践相结合，旨在为电力行业从业者提供一份兼具深度与广度的参考资料，共同推动现代电力系统向更智能、更高效、更可靠的方向发展。

评分☆☆☆☆☆

老实说，当我看到《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》这个书名时，我脑海里闪过的是一本厚重、充斥着公式和图表的教材。然而，翻开之后，我惊喜地发现它并非如此。这本书更像是一位经验丰富的工程师，在向我娓娓道来他多年的实践经验和深刻洞见。它并没有一味地强调最前沿的技术，而是将重点放在了那些经过时间考验、在实际电厂中应用广泛的控制技术上，比如DCS系统的架构、PLC的编程逻辑、以及各种传感器和执行器的选型原则。同时，它对于锅炉本体的物理特性，如燃烧机理、热力学过程，也进行了相当深入的介绍，这为理解控制策略的制定提供了坚实的基础。更重要的是，书中对安全性的探讨，并非只是流于表面，而是深入到了安全仪表系统（SIS）的设计、风险评估方法（如HAZOP）、以及故障模式和影响分析（FMEA）等方面。它强调的是一种“预防为主”的安全理念，而不是等到事故发生后再去补救。对于我这种在电厂一线工作的技术人员来说，这本书提供了一种系统性的安全思维框架，非常具有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我最近在阅读《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》，不得不说，这本书提供了一个非常独特的视角来审视电厂锅炉的运行。它不像一些技术书籍那样，仅仅关注控制系统的硬件和软件配置，而是深入到控制背后的逻辑和哲学。书中对“安全”的定义和理解，也超出了我以往的认知。它不再是单纯的“不发生事故”，而是强调通过精密的控制，最大化地减少运行过程中的不确定性，从而从根本上杜绝事故的发生。书中对于控制策略的演进，从早期的简单开关量控制，到现在的基于模型预测控制，都进行了清晰的梳理。并且，它并没有回避在实际应用中遇到的各种挑战，比如传感器精度不足、执行器响应延迟、以及系统集成等问题，并提出了相应的解决方案。我尤其欣赏书中对“人因工程”的关注，它认识到即使是最先进的自动化系统，最终的运行也离不开操作人员。因此，书中对人机界面的设计、操作规程的制定，以及人员培训等方面的建议，都非常具有实践价值。

评分☆☆☆☆☆

《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》这本书，给我的感觉是，它不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于“责任”的书。它让我深刻理解到，在电厂这样高风险的行业，每一个控制环节的微小失误，都可能导致灾难性的后果。书中对风险管理的强调，让我看到了自动化控制系统在保障安全方面的巨大作用。它详细介绍了如何通过建立多层次、多冗余的安全保护系统，来应对各种突发情况。比如，针对超温、超压、水位异常等情况，书中都提供了详细的自动保护逻辑和联锁机制。我特别喜欢书中对“故障诊断与容错控制”的探讨，这部分内容让我意识到，即使系统出现部分故障，也能通过智能的控制策略，在一定程度上维持系统的稳定运行，从而为进一步的抢修赢得宝贵时间。这本书的写作风格非常严谨，但又不失人情味，它让我在学习技术知识的同时，也感受到了作者对电厂安全运行的深深敬意和责任感。

评分☆☆☆☆☆

这本书《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》的叙述方式可以说独树一帜。它没有采用那种按部就班的教科书式结构，而是将技术和安全两大主题巧妙地融合在一起。在介绍一项控制技术时，它会立刻引申到这项技术可能带来的安全隐患，以及如何通过其他技术或管理手段来解决。例如，在讲解燃煤锅炉的负荷调节时，它不仅会分析如何实现快速响应，还会详细说明不当调节可能导致的飞温、爆管等危险，并提出相应的安全联锁和保护措施。书中还大量引用了国内外一些知名电厂的实际案例，这些案例分析生动形象，让我能够看到理论知识在复杂工程实践中的应用和局限性。而且，作者在描述复杂控制系统时，善于使用类比和图示，将抽象的概念具象化，这对于我这样非控制专业背景的读者来说，简直是福音。读完之后，我感觉自己对电厂锅炉的运行过程有了一种更立体、更全面的认识，不再是孤立的技术点，而是相互关联、相互制约的整体。

评分☆☆☆☆☆

这本《电厂锅炉自动控制系统技术及安全性研究》简直是一本意外的宝藏！我本来只是抱着随便翻翻的心态，想了解一下现代火电厂是如何实现高效稳定的运行的，没想到这本书彻底刷新了我对锅炉控制的认知。它不仅仅是枯燥的技术说明，更是将复杂的控制原理抽丝剥茧，用一种非常易于理解的方式呈现出来。书中对各种先进的控制算法，比如PID的变种、模糊控制、神经网络的应用等等，都有细致的讲解，并且结合了大量的实际案例，让我能够直观地感受到这些理论是如何转化为实际操作的。尤其让我印象深刻的是，作者并没有止步于理论的堆砌，而是花费了很大篇幅去探讨如何将这些控制技术与安全性完美结合。它详细阐述了在锅炉运行过程中可能出现的各种风险，以及如何通过精密的自动控制系统来预警、规避和应对，这一点对于保障电厂的稳定运行和人员安全至关重要，也让我对“安全”这个词有了更深刻的理解。这本书的语言风格虽然偏向技术性，但却非常清晰流畅，即使是初学者也能从中获益匪浅。