自动化仪表技术课程报告解析.doc

上 海 电 力 学 院 自动化仪表技术课程报告 锅炉过热蒸汽温度控制系统 报告内容 一．摘要 目前，工业锅炉是能源转换和能源消耗的重要设备。为了保证锅炉的安全、经济运行,锅炉的水位、温度、压力、流量都要严格的控制，不应该有较大的波动，应该严格控制在一个精确的范围内，只有这样才能安全生产。工业锅炉是能源转换和消耗的重要设备，对锅炉的水位、温度、压力、流量都要严格的控制，不仅能够提高产品质量，改善操作人员的工作环境和条件，而且可以使锅炉燃烧效率最佳。锅炉在正常运行时，为了保证其安全和经济，必须维持主要运行参数在规定值。主要运行参数为水位、压力、温度等。随着蒸汽负荷极其因素的变化，水位、压力、温度将发生变化偏离设定值。此时，应及时调整给水量，燃料供给量和通风量，使主要参数返回到规定值。 二．方案论证及选择 1.系统工作流程图 2.串级方案 主控制器的给定值是由工艺规定的，是一个定制，因此，主环是一个定值控制系统；而副控制器的给定值是由主控制器的输出提供的，它随主控制器输出变化而变化，因此，副环是一个随动控制系统串级控制系统可以看作一个闭合的副回路代替了原来的一部分对象，起了改善对象特征的作用。除了克服落在副环内的扰动外，还提高了系统的工作频率，加快过渡过程。在炉温过热蒸汽温度控制系统中，为了获得更好的控制精度，所以采用串级控制系统以得到良好的控制特性。 在运行过程中改变减温水流量，实际上是改变过热器出口蒸汽的热焙，亦改变进口蒸汽温度，如下图所示。从动态特性上看，这种调节方法是最不理想的，但由于设备简单，因此应用得最多。 实际中过热蒸汽控制系统常采用减温水流量作为操纵变量，但由于控制通道的时间常数及纯滞后均较大，组成单回路控制系统往往不能满足生产的要求。因此常采用串级控制系统，减温器出口温度为副参数，以提高对过热蒸汽温度的控制质量。 控制仪表的选择 对于串级控制系统，主、副控制器正、反作用的选择顺序应该是先副后主。 主控制器采用PID调节器，副控制器采用P调节器，可以使用单片机编程实现P、I、D的调节作用，也可以直接使用模拟电路搭建PID调节模块，在实际生产中，大多采用制作成型的PID模块以保证系统的正常运行。 智能温控仪表智能温控仪表由单片机控制，可输入各种热电偶、热电阻或线性信号五种输出方式只须插上相应模块即可，正反控制任意设置手动自动切换。调节阀开、关形式在锅炉过热蒸汽控制系统中，调节阀选择气开阀。调节阀的流量特性的选择 在实际生产中常用的调节阀有线性特性、对数特性和快开特性三种，在本系统中选择调节阀的流量特性线性特性。 STN锅炉减温水调节阀是一种防空化的多级节流调节阀。该阀可用于大，中型发电机组，控制锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度所需减温水的流量，它是发电厂关键调节阀之一。防爆热电偶测温范围大多种防爆形式，防爆性能好机械强度高，耐压性能好本系统中选择送入负荷设备的出口蒸汽温度作为主变量该参数可直接反应控制目的选择减温器和过热器之间的蒸汽温度作为副变量 2.控制变量的选择 选择减温水的输入量作为操纵变量。 本是基于串级控制系统的锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计，对炉温过热蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提。采用串级控制系统，可以极大地消除控制系统工作过程中的各种扰动，使系统工作在良好的状态下。 - 1 -