摘  要


火電廠鍋爐過熱汽溫控制系統(tǒng)是火電廠熱工控制的主要組成部分，過熱器的主要任務(wù)是保證鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽維持在一定溫度范圍之內(nèi)，同時在鍋爐允許的負荷波動變化范圍內(nèi)以及工況變化時保持過熱蒸汽溫度正常，其波動保持在規(guī)定范圍以內(nèi)。

對于過熱蒸汽溫度的控制通常采用傳統(tǒng)的 控制,如串級控制和導(dǎo)前微分控制，這兩種控制方法對于具有非線性、大滯后、大慣性和不確定性的汽溫對象，都能得到令人滿意的控制效果。

本文設(shè)計了火力發(fā)電廠單元機組的過熱汽溫的控制系統(tǒng)。通過介紹過熱器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，然后分析影響過熱汽溫的各種因素，最后分別應(yīng)用串級控制和導(dǎo)前微分控制算法對過熱汽溫進行了控制研究，整定了控制器參數(shù)，并進行了仿真研究。仿真結(jié)果表明：這兩種算法都能夠使系統(tǒng)快速響應(yīng)并使較快的達到穩(wěn)定，超調(diào)量比較小，所以都是可行的設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：過熱汽溫；串級控制；導(dǎo)前微分控制


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


Abstract


Superheated Steam Boiler temperature control system is the main component of the thermal power plant control system, the main task of super heater is to guarantee the boiler steam generated with a certain temperature within limits, at the same time, make sure the volatility of superheated steam temperature within the specified scope when the boiler load fluctuations and changes happen within the scope of changes in working conditions.

Conventional PID control mode such as Cascade Control and Guidance Differential Control can both get satisfactory control effect in facing with distributed parameter characteristics, non-linear, lag, high inertia and uncertainty steam temperature targets.     

The present paper designed a thermal power plant unit of superheated steam temperature control system. First of all, the paper introduced the working principle and structures as well as characteristics of the super heater, and then analyzed the cause which has influence on the supper heated steam. At last, applied cascade control and the Guidance Differential control system to study the supper heated steam separately and made a simulation as well. The SIMULINK result shows that: the two control system can response quickly, achieve stable quickly and has relatively smaller overshoot capacity, overall they are viable design option.

Keywords: Boiler temperature ; Cascade control ; Guidance differential control


 


 


 


 


 


 




 

目  錄

                                      

引  言 1

第一章 火電廠的鍋爐及過熱器系統(tǒng) 2

1.1 火電廠鍋爐設(shè)備概述 2

1.2 鍋爐設(shè)備的組成 2

1.3 鍋爐的分類 4

1.4 鍋爐的過熱設(shè)備 5

1.4.1 過熱器 5

1.4.2 冷凝水系統(tǒng) 7

1.5 過熱器的分類及布置形式 7

1.5.1 過熱器的分類 7

1.5.2 過熱器系統(tǒng)的基本布置形式 9

第二章 過熱汽溫靜態(tài)和動態(tài)特性 11

2.1 影響過熱汽溫的因素 11

2.1.1 過熱器類型對汽溫的影響 11

2.1.2 煙氣側(cè)的主要影響因素 12

2.1.3 蒸汽側(cè)的主要影響因素 14

2.2 過熱汽溫被控對象的特性研究 14

2.2.1 靜態(tài)特性 15

2.2.2 動態(tài)特性 15

第三章 過熱汽溫串級控制系統(tǒng) 18

3.1 串級控制系統(tǒng)的分析 18

3.2 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)節(jié)器的選型 20

3.2.1 主、副回路的設(shè)計原則 20

3.2.2 主、副調(diào)節(jié)器的選型 21

3.3 串級控制系統(tǒng)的整定 22

3.4 過熱汽溫串級控制系統(tǒng)的原理 24

3.5 過熱汽溫串級控制系統(tǒng)參數(shù)的整定 26

3.6 過熱汽溫串級控制系統(tǒng)仿真 28

第四章 過熱汽溫導(dǎo)前微分控制系統(tǒng) 31

4.1 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的組成 31

4.2 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的特點 32

4.3 控制系統(tǒng)參數(shù)的整定 33

4.3.1 等效為串級控制系統(tǒng)進行整定 34

4.3.2 用補償法進行整定 36

4.3.3 兩種整定方法的比較 36

4.4 控制系統(tǒng)的仿真 39

4.5 兩種汽溫自動控制系統(tǒng)的比較 44

結(jié)  論 46

參考文獻 47

附  錄 48

謝  辭 49