熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件

熱工自動(dòng)控制技術(shù)

熱工自動(dòng)控制技術(shù)單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)給水控制系統(tǒng)蒸汽溫度控制系統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)機(jī)組旁路控制系統(tǒng)單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)第一講單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)一、控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1、控制任務(wù)：（1）保證機(jī)組功率迅速滿足電網(wǎng)的要求（2）迅速協(xié)調(diào)機(jī)爐間能量供求平衡關(guān)系（3）在各種運(yùn)行工況下，保證機(jī)組安全運(yùn)行第一講單元機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)一、控制任務(wù)與對(duì)象動(dòng)態(tài)特性目前電網(wǎng)參加AGC機(jī)組的負(fù)荷變化率為1.5%Pe/min左右，負(fù)荷響應(yīng)遲延時(shí)間小于2分鐘。負(fù)荷調(diào)節(jié)的范圍應(yīng)為機(jī)組最低穩(wěn)燃負(fù)荷到滿負(fù)荷，40%~100%Pe。從協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來(lái)講應(yīng)是CCS投入自動(dòng)的范圍。60~100%目前電網(wǎng)參加AGC機(jī)組的負(fù)荷變化率為1.5%Pe/min左右（1）制粉系統(tǒng)的制粉和輸送特性：直吹式制粉系統(tǒng)：對(duì)于配備中速磨的直吹式制粉系統(tǒng)，給煤量變化到煤粉量變化有一個(gè)純延遲時(shí)間和一定的慣性，煤粉量對(duì)給煤量的響應(yīng)特性：

FP為煤粉量，F(xiàn)M為給煤機(jī)的煤量，T1和τ為慣性和延遲時(shí)間常數(shù)。2、單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性（1）制粉系統(tǒng)的制粉和輸送特性：2、單元機(jī)組負(fù)荷控制對(duì)象的動(dòng)中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)：給粉機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，煤粉量幾乎同步變化，相對(duì)直吹式制粉系統(tǒng)，粉機(jī)轉(zhuǎn)速變化到煤粉量變化的延遲可以忽略，煤粉量對(duì)給煤量的響應(yīng)特性：FP為煤粉量，F(xiàn)N為給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，k為給粉量與給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。（2）鍋爐的能量轉(zhuǎn)換特性：燃燒率對(duì)鍋爐指令的響應(yīng)特性為W1（S）爐內(nèi)熱負(fù)荷對(duì)燃燒率的響應(yīng)特性為W2（S）蒸汽熱負(fù)荷對(duì)爐內(nèi)熱負(fù)荷的響應(yīng)特性為W3（S）

（式7-1-2）FP為煤粉量，F(xiàn)N為給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，k為給粉量與給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)：給粉機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，煤粉量幾乎同步變化，相直吹式制粉系統(tǒng)：中間倉(cāng)儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)：爐內(nèi)熱負(fù)荷是燃料轉(zhuǎn)換成的高溫?zé)煔鉄崃?，其?duì)燃燒率的響應(yīng)特性可看成一個(gè)較快多階慣性環(huán)節(jié)，即：直吹式制粉系統(tǒng)：鍋內(nèi)介質(zhì)（水和汽）對(duì)高溫?zé)煔獾奈鼰崾且粋€(gè)傳熱過(guò)程，蒸汽熱負(fù)荷對(duì)爐內(nèi)熱負(fù)荷的響應(yīng)特性可看成一個(gè)較慢的高價(jià)的慣性環(huán)節(jié)，即：（3）汽輪發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換特性機(jī)組發(fā)電量對(duì)蒸汽熱量的響應(yīng)特性W4（S）可近視為一個(gè)比例環(huán)節(jié)（K4）。鍋內(nèi)介質(zhì)（水和汽）對(duì)高溫?zé)煔獾奈鼰崾且粋€(gè)傳熱過(guò)程，蒸汽熱負(fù)荷（1）機(jī)組負(fù)荷對(duì)汽機(jī)調(diào)門的響應(yīng)特性（鍋爐蓄熱能力）（1）機(jī)組負(fù)荷對(duì)汽機(jī)調(diào)門的響應(yīng)特性（鍋爐蓄熱能力）（2）機(jī)組負(fù)荷對(duì)鍋爐指令的響應(yīng)特性

熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)速度分析

鍋爐響應(yīng)的遲延特性主要取決于鍋爐接到負(fù)荷指令后，從煤量改變到蒸汽流量變化所需的時(shí)間，即蒸汽產(chǎn)生的純遲延時(shí)間?；瑝哼\(yùn)行的影響

滑壓運(yùn)行的負(fù)荷適應(yīng)性較差，因?yàn)闄C(jī)組在滑壓運(yùn)行時(shí)，鍋爐蓄熱能力將隨參數(shù)的變化而變化，變化方向恰好與負(fù)荷需求方向相同。機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)速度分析機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化率的限制對(duì)于汽包爐，在正常的機(jī)組調(diào)峰范圍內(nèi)，變負(fù)荷影響最大是汽包的熱應(yīng)力。一般汽包的溫度變化速度不能超過(guò)2℃/min，由于汽包內(nèi)工質(zhì)處于飽和狀態(tài)，汽包的溫度隨汽包壓力同步變化。根據(jù)計(jì)算，當(dāng)汽包壓力17.8MPa時(shí)，汽壓允許變化0.425MPa/min；當(dāng)汽包壓力12.2MPa時(shí)，汽壓允許變化0.32MPa/min。這是汽機(jī)調(diào)門變化不能變化太快的原因。對(duì)于直流爐，變負(fù)荷影響最大是分離器和聯(lián)箱處的熱應(yīng)力。磨煤機(jī)啟停的影響機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化率的限制鍋爐蓄熱能力的利用鍋爐的蓄熱能力取決于爐型與汽壓。通過(guò)汽壓的變化利用鍋爐的蓄熱，盡管在一定程度上可有效地縮短負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間，但其程度取決于參數(shù)允許偏離設(shè)定值的范圍，受到機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的限制。鍋爐蓄熱能力的利用二、單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式1、鍋爐跟隨方式（BF）2、汽機(jī)跟隨方式（TF）3、協(xié)調(diào)控制方式（CCS）（1）以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式（2）以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式（3）機(jī)爐綜合協(xié)調(diào)控制方式二、單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式三、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案根本任務(wù)是維持機(jī)爐間的能量平衡由于能量信號(hào)無(wú)法直接測(cè)量，因此常用一些間接的參數(shù)表征這些平衡關(guān)系。直接能量平衡：通過(guò)構(gòu)造能量信號(hào)，并依此控制機(jī)組的能量輸入，稱為直接能量平衡系統(tǒng)。間接能量平衡：如以鍋爐主汽壓力表征鍋爐、汽輪機(jī)間能量供求平衡關(guān)系，通過(guò)控制這一間接參數(shù)維持機(jī)爐間的平衡，換為間接能量平衡系統(tǒng)。三、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案（一）間接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略1、單向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制：

汽機(jī)跟隨（單向補(bǔ)償）鍋爐跟隨（單向補(bǔ)償）（一）間接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略2、雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制鍋爐跟隨（雙向補(bǔ)償）汽機(jī)跟隨（雙向補(bǔ)償）2、雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制3、非線性補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)控制（1）非線性環(huán)節(jié)（a）死區(qū)環(huán)節(jié)（b）飽和環(huán)節(jié)3、非線性補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)控制（2）非線性補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（2）非線性補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（二）直接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略1、能量平衡信號(hào)：（1）（2）（二）直接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中提高控制性能的一些措施前饋控制技術(shù)的應(yīng)用前饋控制技術(shù)使有關(guān)被調(diào)參數(shù)能被控制到很接近屆時(shí)要求的水平（粗調(diào)），而不完全依賴于反饋控制的緩慢且往往會(huì)引起不穩(wěn)定的積分過(guò)程。非線性元件的使用提高了機(jī)組對(duì)外界負(fù)荷變化的初始響應(yīng)能力。主汽壓在允許范圍內(nèi)，充分利用鍋爐的蓄熱能力。（TF）限制主汽壓力在動(dòng)態(tài)過(guò)程中過(guò)大變化。（BF）（Lb2A3114)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中提高控制性能的一些措施前饋控制技術(shù)的應(yīng)用熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件提高安全可靠性的一些措施當(dāng)系統(tǒng)故障或出現(xiàn)事故工況，控制系統(tǒng)能自動(dòng)快速地從自動(dòng)方式無(wú)擾切換到手動(dòng)方式。提供在任何變動(dòng)工況下，保證安全所必須的保護(hù)和聯(lián)鎖功能。對(duì)控制參數(shù)采取三重或雙重冗余測(cè)量技術(shù)，并對(duì)信號(hào)的不正?；蛟较迗?bào)警，同時(shí)將系統(tǒng)的控制切至手動(dòng)。多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變?cè)鲆婧推胶饣芈肥謩?dòng)/自動(dòng)切換和自動(dòng)跟蹤提高安全可靠性的一些措施第二講燃燒控制系統(tǒng)一、燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)與特點(diǎn)1、控制任務(wù)：（1）維持汽壓的穩(wěn)定（2）保證燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性（3）維持爐膛壓力的穩(wěn)定2、控制系統(tǒng)的組成（1）燃料量控制系統(tǒng)（2）風(fēng)量控制系統(tǒng)（3）爐膛壓力控制系統(tǒng)第二講燃燒控制系統(tǒng)一、燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)與特點(diǎn)3、控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性（1）燃燒率擾動(dòng)下汽壓控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性（內(nèi)擾特性）：①用汽量不變時(shí)②調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不變時(shí)（2）負(fù)荷擾動(dòng)下汽壓控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性（外擾特性）①調(diào)節(jié)閥開(kāi)度擾動(dòng)②進(jìn)汽量擾動(dòng)3、控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件二、鍋爐燃料控制系統(tǒng)的基本方案燃燒控制系統(tǒng)存在的特殊問(wèn)題：（1）煤粉量（給煤量）的測(cè)量（2）送入爐膛實(shí)際風(fēng)量的測(cè)量燃料量的測(cè)量方法：

直接測(cè)量：用給粉機(jī)（給煤機(jī)）轉(zhuǎn)速代表，但轉(zhuǎn)速信號(hào)不能反應(yīng)煤粉的自發(fā)性擾動(dòng)和燃煤發(fā)熱量的變化。（需經(jīng)熱值校正）

間接測(cè)量：用熱量信號(hào)代表。對(duì)熱量信號(hào)的要求：隨燃料量且僅隨燃料量B的改變而改變。二、鍋爐燃料控制系統(tǒng)的基本方案熱量信號(hào)在燃燒率和負(fù)荷階躍擾動(dòng)下的反應(yīng)曲線（a）燃燒率階躍擾動(dòng)（b）負(fù)荷階躍擾動(dòng)（熱量信號(hào)有遲延）熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件1、中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)鍋爐燃料-空氣燃燒控制方案（1）采用熱量信號(hào)的燃燒控制系統(tǒng)（2）采用給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的燃燒控制系統(tǒng)1、中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)鍋爐熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件2、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐（1）一次風(fēng)-燃料控制方案（配球磨機(jī)）（2）燃料-空氣燃燒控制方案2、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐F0(x)-將經(jīng)給水溫度修正后的負(fù)荷指令轉(zhuǎn)換成總?cè)剂狭恐噶?。F1(x)-由給水溫度偏差開(kāi)成給水溫度校正信號(hào)。F2(x)-將總風(fēng)量轉(zhuǎn)換成該風(fēng)量下能完全燃燒的燃料量。F(t)-超前/滯后環(huán)節(jié)，燃料量指令增加時(shí)具有滯后作用，燃料量攤減小時(shí)具有超前作用。F3(x)-將燃油量折算成煤量。F4(x)-調(diào)節(jié)燃料指令前饋信號(hào)的強(qiáng)度F5(x)-一次風(fēng)量限制，將一次風(fēng)量轉(zhuǎn)換為該風(fēng)量下最大允許給煤量對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速指令。F6(x)-將熱值校正調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為熱值校正系數(shù)。調(diào)節(jié)器的0~100%輸出，轉(zhuǎn)變?yōu)?.85~1.15的系數(shù)。F0(x)-將經(jīng)給水溫度修正后的負(fù)荷指令轉(zhuǎn)換成總?cè)剂狭恐噶?。三、風(fēng)量控制與氧量校正1、氧量校正的作用：（1）鍋爐只是近似的線性關(guān)系，僅依靠前饋回路獲得的風(fēng)量并不能保證氧量指標(biāo)符合要求，要獲得準(zhǔn)確的風(fēng)量，必須加入氧量校正。（2）氧量校正值是負(fù)荷的函數(shù)，與負(fù)荷呈非線性關(guān)系。三、風(fēng)量控制與氧量校正常見(jiàn)的氧量校正方式有兩種：（1）用氧量調(diào)節(jié)器的輸出對(duì)實(shí)際總風(fēng)量信號(hào)進(jìn)行修正。（2）用氧量調(diào)節(jié)器的輸出對(duì)風(fēng)量指令進(jìn)行修正。常見(jiàn)的氧量校正方式有兩種：2、氧量測(cè)量信號(hào)的處理（1）4個(gè)氧量信號(hào)取均值（2）三取中，一路氧量信號(hào)作備用2、氧量測(cè)量信號(hào)的處理3、風(fēng)量測(cè)量信號(hào)的處理二次風(fēng)量通過(guò)風(fēng)室兩端二次風(fēng)入口管道上的一次元件分別進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果經(jīng)溫度補(bǔ)償后相加，作為總的二次風(fēng)量；同樣方法測(cè)得總一次風(fēng)量；總二次風(fēng)量與總一次風(fēng)量相加后得到總風(fēng)量。Je2C31503、風(fēng)量測(cè)量信號(hào)的處理F0(x)-由機(jī)組負(fù)荷經(jīng)運(yùn)算形成氧量定值F1(x)-形成氧量校正系數(shù)，調(diào)節(jié)器的0~100%輸出，轉(zhuǎn)變?yōu)?.8~1.2的系數(shù)。F2(x)、f3(x)-按風(fēng)煤比將燃料量或燃料指令換算成風(fēng)量需求值（風(fēng)量指令）。F4(t)-超前/滯后環(huán)節(jié)，風(fēng)量指令增加時(shí)具有超前作用，風(fēng)量指令減小時(shí)，具有滯后作用。F5(x)-調(diào)節(jié)風(fēng)量指令前饋信號(hào)的強(qiáng)度。F0(x)-由機(jī)組負(fù)荷經(jīng)運(yùn)算形成氧量定值四、風(fēng)煤交叉限制平行控制：燃料與風(fēng)量控制回路同時(shí)動(dòng)作。存在問(wèn)題：風(fēng)量對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大于燃料量對(duì)象的時(shí)間常數(shù)，負(fù)荷變化時(shí)，過(guò)?？諝庀禂?shù)超控。交叉控制：（1）單交叉限制

四、風(fēng)煤交叉限制（2）交叉限制與平行調(diào)節(jié)（2）交叉限制與平行調(diào)節(jié)（3）雙交叉限制單交叉限制解決了負(fù)荷變化時(shí)冒黑煙的問(wèn)題，但沒(méi)有解決過(guò)?？諝庠斐傻呐艧煋p失的增加和污染特排放的增加問(wèn)題。雙交叉限制是在單交叉限制的基礎(chǔ)上，在風(fēng)量控制回路增加一個(gè)小選模塊，在燃料控制回路增加一個(gè)大選模塊，通過(guò)兩次交叉限制將動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中的過(guò)?？諝庀禂?shù)控制在一定范圍內(nèi)，這樣既能解決負(fù)荷變化冒黑煙的問(wèn)題，又能解決過(guò)?？諝庠斐傻呐艧煋p失的增加和污染特排放的增加問(wèn)題。Je2F3080（3）雙交叉限制K3、K4設(shè)置一般為K1、K2的2~4倍，升負(fù)荷時(shí)，回路①②的作用實(shí)現(xiàn)了“先加風(fēng)后加煤”，又由于回路④的作用，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)過(guò)程中過(guò)?？諝獾目刂?；降負(fù)荷時(shí)，同樣由回路①②實(shí)現(xiàn)“先減煤后減風(fēng)”，由于回路③的作用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)中過(guò)?？諝獾目刂?。K3、K4設(shè)置一般為K1、K2的2~4倍，升負(fù)荷時(shí)，回路①②五、爐膛壓力控制1、爐膛壓力控制系統(tǒng)采用了變?cè)鲆婵刂撇呗?，根?jù)爐膛壓力偏差的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；小偏差采用小增益控制，大偏差采用大增益控制，增強(qiáng)系統(tǒng)抑制偏差的能力。此外系統(tǒng)還根據(jù)投入自動(dòng)的引風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)增益補(bǔ)償，將風(fēng)量指令信號(hào)或送風(fēng)控制指令作為超前變化的前饋信號(hào)，使?fàn)t膛負(fù)壓的變化最小。Je2A2267五、爐膛壓力控制2、爐膛壓力的防內(nèi)爆回路（1）方向閉鎖（2）超馳控制（3）MFT返程控制2、爐膛壓力的防內(nèi)爆回路第三講汽溫控制系統(tǒng)一、汽溫對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性1、影響汽溫變化的因素：煙氣側(cè)—燃料量、燃料特性、對(duì)流吸熱量及輻射吸熱量、空氣量、燃燒器的運(yùn)行方式、受熱面的清潔程度等。蒸汽側(cè)—蒸汽流量、減溫水和減溫水焓、給水溫度等。最主要的擾動(dòng)有3個(gè)：蒸汽流量、煙氣流量（總風(fēng)量、燃料量）和減溫水流量。第三講汽溫控制系統(tǒng)一、汽溫對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性2、過(guò)熱汽溫的靜特性：對(duì)流過(guò)熱段汽溫隨鍋爐負(fù)荷增加而上升，輻射過(guò)熱段汽溫隨鍋爐負(fù)荷增加而下降，因?qū)α鞫握?0%以上，過(guò)熱器的汽溫是鍋爐負(fù)荷增加而上升的。2、過(guò)熱汽溫的靜特性：3、汽溫的動(dòng)態(tài)特性：（1）蒸汽負(fù)荷擾動(dòng)有慣性有自平衡能力τ=10~20STc≈100S（2）煙氣側(cè)擾動(dòng)與蒸汽負(fù)荷擾動(dòng)相似。τ=10~20STc≈100S3、汽溫的動(dòng)態(tài)特性：（3）減溫水?dāng)_動(dòng)：導(dǎo)前區(qū)慣性較小，控制通道慣性較大。τ1=30~60ST1≈40~100S（3）減溫水?dāng)_動(dòng)：二、汽溫控制的特點(diǎn)：（1）過(guò)熱汽溫的控制：采用減溫水為調(diào)節(jié)手段，τ/T較大，采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能滿足調(diào)節(jié)的要求，多采用帶導(dǎo)前微分信號(hào)的雙回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)或串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（2）再熱汽溫的控制：為保證經(jīng)濟(jì)性，一般采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)（煙道擋板或擺動(dòng)式燃燒器）為正常調(diào)節(jié)手段，減溫水作為后備控制。二、汽溫控制的特點(diǎn)：三、過(guò)熱汽溫控制策略1、串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)內(nèi)回路及副調(diào)的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾，要求調(diào)節(jié)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間較短，但不要求無(wú)差，故副調(diào)也可選用純比例調(diào)節(jié)；當(dāng)導(dǎo)前區(qū)慣性較大時(shí)，也可選用比例微分調(diào)節(jié)。外回路及主調(diào)的任務(wù)是維持主汽溫恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)；當(dāng)過(guò)熱器惰性區(qū)惰性較大時(shí)，也可選用比例積分微分調(diào)節(jié)。三、過(guò)熱汽溫控制策略由于引入了導(dǎo)前汽溫微分信號(hào)，可以改善單回路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。由汽溫被調(diào)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可知，導(dǎo)前汽溫可以提前反映擾動(dòng)，取其微分信號(hào)引入調(diào)節(jié)器后，由于微分信號(hào)動(dòng)態(tài)時(shí)不為零而穩(wěn)態(tài)時(shí)為零，所以動(dòng)態(tài)時(shí)可使調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用超前，穩(wěn)態(tài)時(shí)可使過(guò)熱器出口汽溫等于給定值，從而改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。2、具有導(dǎo)前微分信號(hào)的雙回路汽溫控制系統(tǒng)由于引入了導(dǎo)前汽溫微分信號(hào)，可以改善單回路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。23、過(guò)熱汽溫分段控制策略（定值控制）3、過(guò)熱汽溫分段控制策略（定值控制）3、過(guò)熱汽溫分段控制策略（溫差控制）3、過(guò)熱汽溫分段控制策略（溫差控制）4、Smith預(yù)估器的應(yīng)用汽溫控制對(duì)象具有大遲延、大慣性、非線性和時(shí)變性的特點(diǎn)，采用常規(guī)和簡(jiǎn)單的控制規(guī)律難以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果，目前工程中常用Smith預(yù)估、參數(shù)自適應(yīng)、模糊控制等控制策略。SMITH預(yù)估控制是基于古典控制理論，其基本設(shè)計(jì)思想是，將被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性分解為一個(gè)純延遲環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，將兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)而構(gòu)成一個(gè)SMITH預(yù)估器，由于所構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型能夠預(yù)估控制器的輸出將會(huì)對(duì)被控對(duì)象的控制變量產(chǎn)生的可能影響，從而使控制作用提前而改善調(diào)節(jié)效果。4、Smith預(yù)估器的應(yīng)用熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件5、惰性區(qū)特性預(yù)估補(bǔ)償模糊PID汽溫綜合控制5、惰性區(qū)特性預(yù)估補(bǔ)償模糊PID汽溫綜合控制熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件6、ABBBailey公司主汽溫控制策略6、ABBBailey公司主汽溫控制策略7、西門子公司主汽溫控制策略7、西門子公司主汽溫控制策略熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件四、再熱汽溫控制策略為保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，再熱汽溫一般采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)，利用煙氣擋板或擺動(dòng)式燃燒器作為正常調(diào)節(jié)手段，噴水減溫作為后備手段。1、煙氣擋板調(diào)節(jié)調(diào)溫靈敏度差，調(diào)溫范圍小，擋板開(kāi)度與汽溫變化呈非線性關(guān)系。四、再熱汽溫控制策略熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件2、采用擺動(dòng)式燃燒器調(diào)節(jié)2、采用擺動(dòng)式燃燒器調(diào)節(jié)五、串級(jí)控制結(jié)構(gòu)中主調(diào)防積分飽和的方法五、串級(jí)控制結(jié)構(gòu)中主調(diào)防積分飽和的方法1、解除調(diào)節(jié)器的積分作用采用變參數(shù)的調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到上、下限值時(shí)，解除調(diào)節(jié)器的積分作用，即令調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間=∞。2、外部反饋模式3、引入閥位指令限制1、解除調(diào)節(jié)器的積分作用熱工自動(dòng)控制技術(shù)課件第四講汽包爐給水控制系統(tǒng)一、鍋爐給水系統(tǒng)工藝流程第四講汽包爐給水控制系統(tǒng)一、鍋爐給水系統(tǒng)工藝流程二、給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)及對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1、給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)（1）全程自動(dòng)控制的概念：常規(guī)給水控制系統(tǒng)是在機(jī)組達(dá)到一定負(fù)荷后才投入自動(dòng)運(yùn)行，否則就運(yùn)行在手動(dòng)方式。全程自動(dòng)控制系統(tǒng)是指機(jī)組從點(diǎn)火啟動(dòng)、升溫升壓、升負(fù)荷及降負(fù)荷、鍋爐滅火后降溫降壓等全過(guò)程均能進(jìn)行自動(dòng)控制。機(jī)組的啟動(dòng)分為冷態(tài)、熱態(tài)等不同啟動(dòng)工況，一個(gè)完善的全程自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)機(jī)組的不同啟動(dòng)工況。二、給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)及對(duì)象動(dòng)態(tài)特性2、給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)：在給水全過(guò)程中，自動(dòng)控制鍋爐的進(jìn)水量，以保證汽包水位在正常范圍內(nèi)變化，同時(shí)對(duì)名爐的水循環(huán)和省煤器要有保護(hù)作用。維持汽包水位靠控制給水流量的大小來(lái)完成，而給水流量變化得過(guò)分劇烈，將會(huì)對(duì)省煤器等給水設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。給水控制的任務(wù)實(shí)際上包括兩方面內(nèi)容：（1）保持水位在工藝允許范圍（2）盡量使給水流量穩(wěn)定。2、給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)：3、給水控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：（1）給水量擾動(dòng)下的水位特性

3、給水控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：（2）蒸汽流量擾動(dòng)下的水位特性存在“虛假水位”現(xiàn)象，（2）蒸汽流量擾動(dòng)下的水位特性（3）燃料量擾動(dòng)下的水位特性（3）燃料量擾動(dòng)下的水位特性（4）汽包水位動(dòng)態(tài)特性的特點(diǎn)具有延時(shí)（延時(shí)時(shí)間τ）具有“虛假水位”現(xiàn)象：虛假水位的變化情況與鍋爐的特性有關(guān)，與負(fù)荷的變化形式和速度有關(guān)，降負(fù)荷過(guò)程比升負(fù)荷過(guò)程要大。在鍋爐發(fā)生MFT以及汽機(jī)甩負(fù)荷后，虛假水位特別嚴(yán)重。水位對(duì)象無(wú)自平衡能力：?jiǎn)挝浑A擾下，水位的最大變化速度與鍋爐的結(jié)構(gòu)和容量有關(guān)，機(jī)組容量越大，ε越大，水位變化快，更難控制。（4）汽包水位動(dòng)態(tài)特性的特點(diǎn)4、對(duì)全程給水系統(tǒng)的要求（1）既要維持水位，又要經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)給水全程控制可以改變給水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度即改變給水管道阻力的方法來(lái)改變給水流量，也可以采用改變給水泵轉(zhuǎn)速即改變給水壓力的方法來(lái)改變給水量。（2）解決控制系統(tǒng)之間和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間的切換。由于機(jī)組在不同負(fù)荷下呈現(xiàn)不同的對(duì)象特性，要求控制系統(tǒng)能適應(yīng)這樣的特性。隨鍋爐負(fù)荷的增加和降低，控制系統(tǒng)要從單沖量過(guò)渡到三沖量或從三沖量過(guò)渡到單沖量，從啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥切換到主給水閥，必須保證切換的無(wú)擾。（3）測(cè)量信號(hào)的校正。全程給水控制系統(tǒng)的工作范圍大，對(duì)各信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量提出理更高要求，給水流量、蒸汽流量、汽包水位信號(hào)都要經(jīng)過(guò)溫度或壓力的校正補(bǔ)償。（4）運(yùn)行中要保證給水泵等設(shè)備的安全。保證給水泵的運(yùn)行不越出其安全工作區(qū)。4、對(duì)全程給水系統(tǒng)的要求三、測(cè)量信號(hào)的校正測(cè)量信號(hào)自動(dòng)校正的基本方法：先推導(dǎo)出被測(cè)參數(shù)隨溫度、壓力變化的數(shù)學(xué)關(guān)系，然后利用各種功能模塊進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正。（1）汽包水位校正（2）蒸汽流量校正（3）給水流量校正三、測(cè)量信號(hào)的校正（1）汽包水位的校正：汽包水位的壓力修正回路：（1）汽包水位的校正：參比端γa對(duì)水位測(cè)量的影響如果不對(duì)參比水柱進(jìn)行溫度補(bǔ)償，或者只是簡(jiǎn)單地設(shè)定為一個(gè)溫度補(bǔ)償值，可能影響的水位差值為50－100mm。汽包壓力在17~18MPa，參比水柱的平均溫度每相差10℃，由此引起的水位差值約為10mm。參比端γa對(duì)水位測(cè)量的影響對(duì)參比水柱的管道進(jìn)行不正確的保溫后，將改變?cè)瓉?lái)確定的溫度補(bǔ)償關(guān)系，使得參比水柱的平均溫度難以設(shè)定。因此，從水位補(bǔ)償計(jì)算的要求，參比水柱的管道應(yīng)該裸露在環(huán)境溫度中，即從單室平衡容器以下至水側(cè)取樣孔高度的管道不得施加伴熱或者保溫。引到差壓變送器的兩根取樣管則應(yīng)平行敷設(shè)并共同保溫，這是為了使兩根取樣管內(nèi)的介質(zhì)具有相同的溫度和相同的重度，不會(huì)產(chǎn)生附加的差壓誤差。對(duì)參比水柱的管道進(jìn)行不正確的保溫后，將改變?cè)瓉?lái)確定的溫度補(bǔ)償（2）蒸汽流量的測(cè)量與校正采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置測(cè)量過(guò)熱蒸汽流量上式與查水蒸氣表相比，在3~15MPa，300~555℃范圍內(nèi)相差不超過(guò)1％。利用調(diào)節(jié)級(jí)壓力測(cè)量主蒸汽流量根據(jù)弗留格爾公式，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力p1與主蒸汽流量之間存在近似線性關(guān)系。D≌K1K（t）p1（2）蒸汽流量的測(cè)量與校正K1由汽輪機(jī)制造廠根據(jù)機(jī)組在額定工況下的主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級(jí)后壓力、主蒸汽溫度等參數(shù)計(jì)算得出，通常為一段折線。K(t)為主蒸汽溫度修正函數(shù)，可由下式計(jì)算：t—實(shí)際主蒸汽溫度t0—額定工況下主蒸汽溫度K（t）也可以采用重度修正的方法，將K1P1視為額定主汽溫度工況下的主蒸汽流量，根據(jù)額定主汽溫度和主汽壓力工況下的γB構(gòu)造關(guān)于主汽溫度變化后的重度修正折線補(bǔ)償函數(shù)，重度與溫度成反比關(guān)系，折線修正計(jì)算式：K1由汽輪機(jī)制造廠根據(jù)機(jī)組在額定工況下的主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級(jí)后（3）給水流量的測(cè)量與修正實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)給水溫度為100℃不變，壓力在0.196~19.6MPa范圍內(nèi)變化時(shí)，給水流量的測(cè)量誤差為0.47%；若給水壓力為19.0MPa，溫度在100.0~290.0℃范圍內(nèi)變化時(shí)，給水流量測(cè)量誤差為13.0%。所以對(duì)給水流量信號(hào)進(jìn)行校正時(shí)，通常只考慮溫度變化的影響。（3）給水流量的測(cè)量與修正四、控制系統(tǒng)之間和控制設(shè)備之間的切換（1）控制系統(tǒng)之間的無(wú)擾切換全程給水系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)采用單沖量控制系統(tǒng)，在高負(fù)荷時(shí)采用三沖量控制系統(tǒng)，故需解決好系統(tǒng)