毕业设计（论文）-锅炉汽包水位控制系统的设计

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1、电气信息工程学院毕业设计论文锅炉汽包水位控制系统的设计目录1引言11.1论文选题背景、目的和意义11.1.1电厂热工自动化控制的发展21.1.2自动控制理论的发展21.2控制系统规模、组成结构和硬件的发展31.2.1初级阶段31.2.2常规仪表阶段31.2.3大型自动化阶段31.3国外一些主要的DCS系统42汽包锅炉工艺42.1汽包锅炉简介42.2汽包水位控制系统52.3汽包水位的动、静态特性52.3.1汽包水位在给水流量作用下的动态特性62.3.2汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性72.3.3燃料量扰动下汽包水位的动态特性82.3.4水位对象静态特性分析93目前主要存在单冲量水位控制系统

2、、双冲量控制系统、三冲量系统93.1单冲量水位控制方案93.2双冲量控制方案103.3三冲量控制系统133.3.1三冲量控制方案之一133.3.2三冲量控制方案二153.3.3三冲量控制方案三163.4几种控制方案的比较183.5最优方案解析193.6三冲量控制系统的工程整定213.6.1输入信号之间的静态配合213.6.2控制系统动态整定234工程中需要注意的问题254.1关于汽包水位测量的问题254.2给水阀的选择问题254.2.1关于给水调节阀的气开气关的选择。254.2.2关于给水调节阀型号的选择。254.3给水流量蒸汽流量265结束语26参考文献26致谢27-27-电气信息工程学

3、院毕业设计论文锅炉汽包水位控制系统的设计锅炉汽包水位控制系统的设计攀枝花学院电气信息工程学院，攀枝花617000文摘本文在具体分析了一些影响汽包水位对象控制主要因数的基础上，讨论了目前通常采用的控制方法,深入分析了水位对象模型的动静特性。首先从锅炉汽包内水的热平衡、物质平衡原理出发，推导出了用来描述锅炉水位对象的通用机理控制模型，通过对几种控制方案的分析、研究与比较，选三冲量系统作为最佳控制方案，并着力研究三冲量系统的特点。随后对其在PID的参数整定方面也进行了必要的分析，并略述了工程中需要注意的问题。在此基础上，我们可以了解到汽包水位控制系统的新发展。关键词锅炉汽包；水位控制；三冲量控制

4、系统；PID；参数整定；最佳方案1引言1.1论文选题背景、目的和意义随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现，越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制。工业应用自控技术在中国的推广使用较晚，但近年来发展较快。国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多，但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多，所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用，在水位控制系统中，主要采用“三冲量控制”方案来实现锅炉汽包水位控制更是重中之重。本设计是通过了解了锅炉汽包水位控制的发展并在具体分析其动、静特性的

5、基础上从单冲量控制到双冲量控制最后到三冲量控制的设计方案中择优选择了“三冲量”控制，具体的方案设计存在的优缺点详见下文解析。-27-电气信息工程学院毕业设计论文锅炉汽包水位控制系统的设计本课题的目的及意义：锅炉汽包水位控制是维持锅筒水位在允许的范围内，使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量。由于锅炉的水位同时受到锅炉侧和气轮机侧的影响，因此，当锅炉负荷变化或气轮机用汽量变化时，通过给水调节系统保持锅炉的水位正常是保证锅炉和气轮机安全运行的重要条件。水位过高或过低，都是不允许的。水位过高会影响汽水分离器的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增加，使过热器管壁和气轮机叶片结垢，造成事故；锅炉出口蒸汽带水过多

6、还会使过热蒸汽温度产生急剧变化。水位过低，则会破坏正常水循环，危及水冷壁受热面的安全。一般要求锅筒水位维持在设计值±75~±100mm范围内。1.1.1电厂热工自动化控制的发展自动控制理论及工程应用的发展至今已有100多年的历史，随着现代科学技术的飞速发展，自动控制系统应用范围也越来越广泛。电厂热工系统更不例外主要表现在系统越来越大，高参数大容积，除了对控制硬件提出了高可靠性要求之外，对控制理论也不断提出新要求，希望能不断解决新出现的控制难题，自动控制的发展主要包括两个方面：（1）控制理论的发展；（2）控制系统规模及组成结构和硬件的发展。有效控制虚假水位现象并使水位在允许的范围内，保证锅炉

7、的安全高效运行，1.1.2自动控制理论的发展l“经典控制理论”阶段上世纪50年代前发展的控制理论被称为“古典控制理论”。它主要研究的自动控制系统为线性定常系统，被控对象集中于SISO系统。经典控制理论所采用的方法通常是以传递函数、频率特性、根轨迹分布为基础的波德图法和根轨迹法，包括各种稳定性判据和对数频率特性。l“现代控制理论”阶段60年代以后发展起来的现代控制理论主要研究MIMO系统。系统可以是线性或非线性的，定常或时