1、第七章第七章 汽包鍋爐給水控制系統試驗汽包鍋爐給水控制系統試驗浙江大學馮曉露返回目錄返回目錄上一頁上一頁第七章第七章 汽包鍋爐給水控制系統試驗汽包鍋爐給水控制系統試驗一、汽包水位控制系統信號的測量和修正一、汽包水位控制系統信號的測量和修正1。汽包水位的測量 玻璃管水位計：主要用于就地觀察水位 電觸電水位計：曾用于水位保護 差壓式水位計：主要用于水位的控制，目前也作為水位保護信號源，但在 鍋爐起停過程中誤差較大，此時應以電極式水位計為準2。差壓式水位計的計算和修正0HpLLHswSa2、蒸汽流量的測量和修正、蒸汽流量的測量和修正),(tpPKD),(tp)/(0561. 066. 1001. 0

2、56.18),(3mkgptptp 過熱蒸汽密度，過熱蒸汽壓力和溫度的函數p - - - - - 過熱蒸汽絕對壓力t - - - - - 過熱蒸汽溫度K - - - - - 流量系數3 3、給水流量的計算和修正、給水流量的計算和修正273tPKQt給水溫度K流量系數1 1給水量擾動時的動態特性給水量擾動時的動態特性 給水量擾動時，汽包水位的變化過程可以分別從兩個角度加以分析： 1、僅僅從物質平衡的角度來分析； 2、僅僅從熱平衡的角度來分析。二、汽包水位控制對象特性試驗二、汽包水位控制對象特性試驗 綜合上述兩種角度分析的結果，對曲線和曲線進行線性疊加，得到在給水量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲

3、線：式中：遲延時間 s； 飛升速度，即單位給水流量改變時水位的變化速度 ；1)s(s(s)G01 在給水量擾動下，被調對象具有遲延、慣性和無自平衡 能力特性。2 2蒸汽量擾動時的動態特性蒸汽量擾動時的動態特性 蒸汽量擾動時，汽包水位的變化過程同樣可以從兩個角度加以分析。 1僅僅從物質平衡的角度來分析 2僅僅從熱平衡的角度來分析。在蒸汽量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線。動態特性的數學描述為：s1Tsk(s)G02 式中： k比例系數 ， T時間常數 飛升速度3燃料量擾動時的汽包水位動態特性燃料量擾動時的汽包水位動態特性 燃料量擾動時的汽包水位的變化與蒸汽流量擾動時相近，只是虛假水位更輕些，遲

4、延時間也較短。汽包水位動態特性的特點總結：汽包水位動態特性的特點總結：1、具有遲延；2、具有“虛假水位”現象；3、無自平衡能力三、三、 單級三沖量給水調節系統及參數整定單級三沖量給水調節系統及參數整定 1、單級三沖量給水自動調節系統的組成D2內回路(inner loop)的分析與整定 內回路的主要任務是當給水流量側產生自發性擾動時，必須迅速消除擾動，使被調量（汽包水位H）基本不受到自發性擾動的影響；當內回路外部發生擾動汽包水位H 發生變化時，內回路要具有快速隨動的特性，使給水流量W盡快地起到調節汽包水位的作用。WWSISW1)()(3外回路(outer loop)的分析與整定 外回路可以看作是

5、一個單回路調節系統，所以可以采用整定單回路調節系統的方法來整定外回路。 4. 蒸汽流量側 的選擇 D 要使靜態偏差為零，靜態時必須滿足ID=IW，即：wwDDWD 在正常運行時，可認為D=W，D=W，則有D=W 因此，為了克服靜態偏差，蒸汽流量側分流器的分流系數D必須等于給水流量側分流器的分流系數W。 串級系統實現自動調節比單級系統更加靈活，克服靜態偏差完全由主調節器實現，分流系數D取值不必考慮靜態偏差的問題，D值可取得大一些，以利于更好地改善調節過程的調節品質。分流系數W取值影響內回路的穩定性，在外回路中，可通過主調節器的和Ti來整定，W的影響并不大，從而使內、外回路互不影響。四、四、 串級

6、三沖量給水調節系統及參數整定串級三沖量給水調節系統及參數整定 1、串級三沖量給水控制系統的組成3外回路(outer loop)整定 4蒸汽流量側D的選擇此時蒸汽流量信號不一定與給水流量信號嚴格配合，即: 2內回路(inner loop)整定 與單級三沖量系統的內回路一樣等效主調：)11 (11STKWWWD五、 變速給水泵的安全工作 設計變速泵最小流量控制系統：用一次測量元件和流量變送器對各個給水泵的入口流量進行測量，通過各泵的再循環調節閥將泵出口的部分給水流回除氧器，以保證通過給水泵的流量高于設計的最小流量。 第一節第一節 過熱蒸汽溫度調節系統過熱蒸汽溫度調節系統第八章第八章 汽溫調節系統汽

7、溫調節系統The Steam Temperature Control System鍋爐過熱器結構示意圖 第一節第一節 過熱蒸汽溫度調節系統過熱蒸汽溫度調節系統 一過熱蒸汽溫度的動態特性試驗一過熱蒸汽溫度的動態特性試驗 三種擾動：蒸汽量、煙氣量和減溫水量。1蒸汽量擾動時，過熱蒸汽溫度的動態特性 特點是有遲延，有慣性，有自平衡能力。階躍響應曲線 蒸汽量變化對汽溫變化的傳遞函數可用下式近似表示： sDDeSTKsDssG1)()()(2煙氣側擾動時過熱蒸汽溫度的動態特性 階躍響應曲線： 煙氣擾動時的過熱器出口汽溫的階躍響應曲線 特點是：有遲延、有慣性、有自平衡能力。3減溫水量擾動時過熱蒸汽溫度的動態

8、特性 導前區：導前汽溫2測點前至減溫器 惰性區：過熱器出口汽溫1測點到導前汽溫測點 )()()(202swssG)()()(2101sssG )()()()()(01021sGsGswssG式中2導前汽溫1過熱器出口汽溫 w減溫噴水量 減溫水量擾動時過熱蒸汽溫度被調對象的階躍響應曲線圖： 2)1 ()(2202nSTKsG1)1 ()(2101nSTKsGnTSKsGsGsG)1 ()()()(0102汽溫對象的傳遞函數可用下式表示：一般n2=2 一般n12 二串級汽溫調節系統二串級汽溫調節系統 1系統構成及工作原理 2 2串級汽溫調節系統的分析與整定串級汽溫調節系統的分析與整定 系統方框圖為

9、： GPI(s)GP(s)G 01(s)G 02(s)KzKr2r1I0I1I2+-+-+I1WW1W2圖 8-6 串級汽溫調節系統原理框圖G02(s)導前區對象傳遞函數；G01(s)惰性區對象傳遞函數；r1和r2溫度1和2的變送器系數；Kz執行機構傳遞系數；K噴水調門傳遞系數；W1調節作用下減溫水量；W1擾動作用下減溫水量；W總減溫水量，W=W1+W221（1）內回路分析設副調節器選用比例調節規律： 此時可將除G02(s)以外的部分視為等效調節器，則等效副調節器為: 21)(sGp*222*11)(rKKsGzup22*2rKKzu可根據單回路系統整定原則對內回路進行整定計算。 （2）外回路

10、分析 當內回路整定好后，可把它看作一個快速隨動系統，則 2121rI即：整個內回路等效為一個比例環節。GPI(s)G01(s)1/r2r1I0I1+-I112圖 8-7 等效外回路方框圖如果將主調節器GPI（s）以外均視為被調對象，則等效被調對象的傳遞函數為： )()(0121*01sGrrsG根據單回路整定方法來整定外回路。 導前汽溫微分信號雙回路系統為串級系統的方框圖 上一頁上一頁返回目錄返回目錄三采用導前汽溫微分信號的雙回路汽溫調節系統三采用導前汽溫微分信號的雙回路汽溫調節系統 1系統構成及工作原理 該系統可用等效串級系統整定和補償法整定兩種方法來整定。 2等效串級系統整定方法 等效主調

11、節器)(1)(1sGsGDPI（1）等效主調節器 SGsGDPI1)(1STKSTDDD1)11 (1STKDD可見等效主調節器為PI作用，其比例帶和積分時間分別為：DiDTTK11（2）等效副調節器)11 ()(2STKsGiDPI可見等效副調節器也為PI作用，其比例帶和積分時間分別為：iiDTTK22/ 調節器出現積分飽和的原因：調節器具有積分作用，只要被調量偏差存在時，積分作用就不停的進行積分運算，使調節器輸出不斷增加或減少，當被調量偏差存在時間較長時，調節器的輸出就會達到其上限或下限，即出現積分飽和。防止辦法：1。解除調節器的積分作用2。外部反饋模式3。引入閥位指令限制四、串級控制結構

12、中主調防止積分飽和的方法四、串級控制結構中主調防止積分飽和的方法五、再熱汽溫的控制五、再熱汽溫的控制第九章 燃燒過程自動控制系統返回目錄返回目錄上一頁上一頁一、燃燒過程自動調節的任務 鍋爐燃燒過程自動調節的目的在于使進入鍋爐的燃燒鍋爐燃燒過程自動調節的目的在于使進入鍋爐的燃燒的燃燒熱量與鍋爐的蒸汽負荷要求相適應，同時保證鍋的燃燒熱量與鍋爐的蒸汽負荷要求相適應，同時保證鍋爐燃燒過程安全經濟地運行。爐燃燒過程安全經濟地運行。 鍋爐燃燒調節需要包鍋爐燃燒調節需要包括下列幾項內容：括下列幾項內容： 1 1、燃料量調節、燃料量調節 2 2、送風量調節、送風量調節 3 3、引風量調節、引風量調節 二、燃燒

13、過程調節的特點 燃燒過程的調節系統有三個被調量和三個調節量。燃燒過程的調節系統有三個被調量和三個調節量。鍋爐的運行實踐表明，對燃燒過程的三個被調量的調節鍋爐的運行實踐表明，對燃燒過程的三個被調量的調節存在著明顯的相互影響。存在著明顯的相互影響。 這主要由于對象內部這主要由于對象內部每個被調量都同時受到幾每個被調量都同時受到幾個調節量的影響，而每個個調節量的影響，而每個調節量的改變又能同時影調節量的改變又能同時影響幾個被調量。左圖表示響幾個被調量。左圖表示了燃燒對象的調節了燃燒對象的調節 量對被量對被調量的這種影響。所以燃調量的這種影響。所以燃燒過程調節對象是一個多燒過程調節對象是一個多輸入多輸出的多變量相關輸入多輸出的多變量相關調節對象。調節對象。 燃燒對象調節量對被調量的影響燃燒對象調節量對被調量的影響 1 1燃料量的修正燃料量的修正 （1）熱量信號DQ 熱量信號DQ的表達式為 : 其中：D蒸汽流量kg/s Ck蓄熱系數，kg/Mpa Pd汽包壓力 Mpa 汽包壓力信號微分 （2）熱值校正 a.對總燃料量的校正 b.對給煤機煤量的熱值校正 c.熱值校正對機前壓力的影響 dtdPCDDdkQ dtdPd2 2氧量的校正氧量的校正 氧量校正的原因： 鍋爐實際上是非線性系統，僅靠前饋獲得的風量不能保證最佳的氧量； 氧量設定值是負荷的函數，與負荷呈非線性關系（而鍋爐機組是按線性系