热工课程设计修改

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1、前言11汽温控制系统的对象特性11.1影响汽温变化的因素11.2影响汽温变化的主要因素12串级过热汽温控制系统22.1串级过热汽温控制系统23汽温控制系统的整定与仿真34汽温控制系统的SAMA图74.1一级过热器控制系统SAMA图简化：74.2再热器控制系统SAMA图简化：8结论9参考文献9刖s火电厂中汽温控制系统是锅炉的重要控制系统之一，汽温控制的质量直接影响到机组的安全与经济运行。蒸汽温度自动控制系统包括过热蒸汽温度控制系统与再热蒸汽温度控制系统两大部分，过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温

2、度在允许范围Z内，并保护过热器，防止爆管，而再热器汽温控制本文主耍研究喷水减温方法，当单冋路控制系统不能满足控制系统的性能要求时，需要采用功能更完善的多冋路控制系统，主耍是串级冋路方法。1汽温控制系统的对象特性1.1影响汽温变化的因素影响汽温变化的扰动因素很多，例如蒸汽;流量（负荷），烟气温度和流速，给水温度,炉膛热负荷，送风量，给水母管压力和减温水量等，归纳起來主要是蒸汽流量、烟气热传量和减温水量三个方而的扰动。1.2影响汽温变化的因素彫响汽温变化的扰动因素主要是以下三个方面因素：（-）蒸汽流屋扰动下

3、气温对象的动态特性蒸汽流量变化是因为锅炉变化引起的。当锅炉负荷变化时，过热器出口温度的阶跃响应的特点是有延迟、有惯性和口平衡能力，且延迟和惯性较小。虽然在蒸汽负荷扰动下，汽温变化特性较好，但蒸汽符合是由用户决定的，不可能考虑作为控制汽温的手段。只能看做汽温控制系统的外部扰动。（-）烟气扰动下汽温对彖的动态特性引起烟气传热量扰动的因素很多，但总的来说不外是烟气流速和烟气温度对过热汽温的影响。在这种烟气侧扰动作用下，汽温对象的阶跃响应曲线有延迟、有惯性和自平衡能力，且延时很小。从动态特性决定考虑，利用烟气侧

4、扰动作为过热汽温控制手段较好，但这类控制方法均会导致锅炉结构复杂化，从而实现起来较麻烦，所以一般较少使用。（三）减温水量扰动下汽温对象的动态特性减温水流量变化时引起过热器入口蒸汽温度变化的主耍因素，减温水扰动时，汽温控制对象也是有延迟、有惯性和口平衡能力的控制对象。减温器位置对对象的动态特性有显著的影响，故减温水扰动时控制对象也有延迟、有惯性比较大。综上所述，在各种扰动下气温对象是有延迟、有惯性的自平衡能力的控制对象，其典型的阶跃曲线如图1所示。9I图1汽温控创对象的典型的阶跃响应曲线2串级过热汽温控制

5、系统2.1串级过热汽温控制系统过热汽串级控制系统，其原理结构如下图2所示:喷水过热器减温器过热器图2串级过热汽温控制系统由上图，可得过热汽温串级控制系统的方框图：如图3所示图3串级过热汽温控制原理方框图3汽温控制系统的整定与仿真过热汽温串级控制系统屮主调节器采用比例积分微分(PTD)调节器，副调节器采用比例(P)调节器。打开一个Simulink控制系统仿真界面，根据过热汽温串级控制系统方框图建立仿真组态图，如图4所示：图4串级过热汽温控制系统仿真组态图(1)首先整定内回路，即副调节器参数的整定将中主回路

6、反馈系数斤设为0,同时令主调节器的比例系数KQ,积分系数^=0,微分系数Kdl=0.将阶跃信号输出模块(Step)的终值(Finalvalue)设为过热蒸汽温度的稳态值535°C,仿真时间设为1000s,逐渐增加副调节器的比例系数Kp2,在响应曲线显示器Scopel中观察温度‘2的变化，使温度‘2尽快达到稳定，并尽量接近稳态值419.2&C，此时的比例系数Kp2即为副调节器的比例系数。调节完成后得：4.4456,仿真运行效果：如图5所示图5串级过热汽温控制系统内回路参数整定后的仿真曲线(2)整定外回路，

7、即主调节器参数的整定图中主回路反馈系数斤改为1,副调节器的比例系数K〃2保持上一步的整定参数不变,仿真时间设1000s,逐渐增加主调节器的比例系数Kpl,在响应曲线显示器Scope中观察温度斤的变化，直至响应曲线出现等幅振荡，记下此时的比例系数K刃8k=—同时通I心丿过响应曲线可以确定振荡周期7；,查表即可确定调节辭参数值调节完成后由图得：K刃=2.01234567；=210其仿真运行图：如图6所示图6串级过热汽温控制系统外冋路参数整泄后等幅震荡的仿真曲线计算主调节器的各参数：厲=丄=——}——=0.4

8、969Kp2.0123456查表确沱参数为：KiA=—=!=0.9583八2.1厉2」x0.4969b'~265kTk~1.26x0.4969x210-°°°76“侖=不黑矿血872温度T1的响应曲线，如图7所示图7串级过热汽温控制系统温度tl的响应曲线在过热汽温串级控制系统的参数整后，在500s时加入减温水扰动，分别在机组负荷50%、100%下的MATLAB仿真下的曲线。50%的负荷主汽温整定下，T1的响应的曲线：如图8所示图8机组在