锅炉汽包水位控制系统仿真设计.doc

内蒙古科技大学 本科生课程设计论文 题 目：锅炉汽包水位控制系统仿真设计 学生姓名：xxx 学 号： 专 业：测控技术与仪器 班 级： 指导教师：xxx 年 月 日 内蒙古科技大学课程设计任务书 课程名称 控制系统仿真 设计题目 锅炉汽包水位控制系统仿真 指导教师 xxx 时间 一、教学要求 1、理解锅炉汽包水位控制系统的组成及的工作原理； 2、掌握使用Matlab/Simulink软件对控制系统的建模与仿真的方法； 3、掌握 设计资料详见《过程控制系统的Matlab仿真》（刘文定主编）9.2.2节。 本设计涉及到的控制原理、过程控制系统等内容参考相关专业课教学内容。 设计参数：见《过程控制系统的Matlab仿真》（刘文定主编）9.2.2节。 三、设计要求及成果 1、利用Simulink建立锅炉汽包水位三冲量控制系统的仿真模型，采用3种不同的控制方案。 2、设计以上系统中控制器的参数，观察仿真结果，比较各种参数下的系统响应曲线，内容验证仿真结果的正确性，比较不同方案的优劣; 3、撰写不少于3000字的设计报告。 设计报告要求提交纸质文档，设计报告包括设计背景、设计原理、设计过程、结果分析等几个部分，要求给出设计模型图以及仿真结果图。相关Matlab/Simulink设计文件要求提交电子文档。 四、进度安排 收集和查阅资料（一天） （两天） （一天） 编写技术设计书（一天） 课程设计成绩评定依据包括以下几点：1）工作态度（占10%）；2）基本技能的掌握程度（占20%）；3）方案的设计是否可行和优化(40%)；4）课程设计技术设计书编写水平(占30%)。分为优、良、中、合格、不合格五个等级。 考核方式：期间教师现场检查；评阅设计报告。 1 1.1锅炉汽包水位控制概述 1 1.2锅炉汽包水位控制系统分析 3 1.3仿真软件功能概述 3 第2章 总体方案设计 4 2.1汽包水位控制方式 4 2.1.1 单冲量控制方式 4 2.1.2 双冲量控制方式 4 2.1.3三冲量控制方式 6 2.2汽包水位控制规律 7 2.2.1 调节规律选择 4 2.2.2 调节器正反方式的选择 4 第3章 simulink建模 9 第4章 simulink仿真与优化设计 10 第5章 总结 12 参考文献  第1章 概述 1.1锅炉汽包水位控制概述 锅炉是火电厂重要的动力设备，其任务就是根据生产负荷的不同需求，提供相应规格（压力和温度）的蒸汽，同时应保证锅炉经济和安全的进行。锅炉的主要的控制要求主要包括供给满足负荷需求的蒸汽量、过热蒸汽压力保持在一定范围内、过热蒸汽温度保持在一定范围内、汽包水位保持在一定范围之内、炉膛负压保持在一定范围之内、保持锅炉燃烧的经济性、保证锅炉安全稳定运行。 汽包水位控制的任务是使锅炉给水量始终跟着蒸发量，维持汽包水位在锅炉生产允许的范围内。汽包及蒸发管储存着蒸汽和水，储存量的多少，是以被控制量水位表征的，通常情况下汽包的流入量是给水量，流出量是蒸汽量，当给水量等于蒸汽量时，汽包水位就恒定不变。引起水位变化的主要扰动式蒸汽流量和给水量的变化。当蒸汽流量突然增大，汽包压力将急剧下降，饱和水将快速蒸发，使得饱和水中产生大量的汽包致使水位上升，而此时给水量并没有增加。这就是锅炉的“虚假水位”现象，此时的水位并不能代表锅炉中水位真实情况。因此，我们有必要对汽包的水位进行控制，将其严格控制在规定的范围内。 1.2锅炉汽包水位控制系统分析 锅炉是火电厂重要的动力设备，其任务就是根据生产负荷的不同需求，提供相应规格（压力和温度）的蒸汽，同时应保证锅炉经济和安全的进行。锅炉的主要的控制要求主要包括供给满足负荷需求的蒸汽量、过热蒸汽压力保持在一定范围内、过热蒸汽温度保持在一定范围内、汽包水位保持在一定范围之内、炉膛负压保持在一定范围之内、保持锅炉燃烧的经济性、保证锅炉安全稳定运行。 其中锅炉汽包是锅炉运行的重要指标，本次设计是针对锅炉汽包水位控制的设计，维持汽包水位在一定的范围之内是保证锅炉安全正常运行的首要条件。如果水位过高则会影响汽包内的汽水分离，出现蒸汽带液的现象，这会使过热器管壁结垢，并使过热蒸汽温度急剧下降，如以该过热蒸汽作为汽轮机动力，将会损坏汽轮机叶片，影响安全运行；相反如果水位过低，则当负荷很大时，水将加快汽化速度，此时，如不及时补水，则会导致汽包内的水全部汽化，烧毁水冷壁甚至引起爆管事故。因此必须对汽包水位进行严格控制。 锅炉汽包水位特