锅炉过热蒸汽温度操纵系统课程设计.docx

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1、 进程操纵课程设计说明书 锅炉过热蒸汽温度操纵系统 院系：化工学院化工机械系 班级：10自动化（1） 姓名：李 正 智 学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6 日期：2021/12/2-2021/12/15 指导教师：王淑钦教师 引言蒸汽温度是锅炉平安、高效、经济运行的要紧参数，因此对蒸汽温度操纵要求严格。太高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而损坏；蒸汽温度太低，又会引发烧效率降低，阻碍经济运行。锅炉操纵现场环境恶劣，采纳传统的基于模拟技术的操纵器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，而且靠得住性也不高。本次课程设计的要紧目的是锅炉蒸汽温度操纵系统的

2、设计。蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。锅炉汽温操纵系统要紧包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调剂。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳固对机组的平安经济运行是超级重要的。过热蒸汽温度操纵的任务是维持过热器出口蒸汽温度在许诺的范围之内，并爱惜过热器，使其管壁温度不超过许诺的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，过热蒸汽温度太高或太低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。蒸汽温度太高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严峻阻碍平安。一样规定过热器的温度与规定值的临时误差不超过10，长期误差不超过5【1】。若是过热蒸汽温度偏低，那么会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的

3、蒸汽湿度增加，引发叶片磨损。据估量，温度每降低5，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，乃至使之带水，严峻阻碍汽轮机的平安运行。一样规定过热汽温下限不低于其额定值10。通常，高参数电厂都要求维持过热汽温在540的范围内。由于汽温对象的复杂性，给汽温操纵带来许多的困难，其要紧难点表此刻以下三个方面： （1）阻碍汽温转变的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的多余空气系数和火焰中心位置、燃料成份等都可能引发汽温转变。 （2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温操纵的难度。 （

4、3）汽温对象在各类扰动作用下（如负荷、工况转变等）反映出非线性、时变等特性，使其操纵的难度加大。一生产工艺概述 1.1.锅炉生产工艺介绍锅炉是进程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可供生产进程作为热源，而且还可作为蒸汽透平的动力源。在热电厂中按锅炉设备所利用燃料的种类、燃烧设备、炉体形式、锅炉功能和运行要求的不同，锅炉生产有各类不同的流程。常见锅炉设备的工业流程如图1.1所示2： 图1.1 锅炉设备要紧工艺流程蒸汽发生系统由给水泵、给水调剂阀、省煤器、汽包及循环管组成。燃料和热空气依照必然的比例进入燃烧室燃烧，产生的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds ，然后通过热器成必然汽温的

5、过热蒸汽D，聚集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽，经负荷设备调剂阀供给生产负荷利用。与此同时，燃烧进程中产生的烟气，将饱和蒸汽变成过热蒸汽后，经省煤器预热锅炉预热空气，最后经引风机送往烟筒排入大气。 锅炉设备的控制任务：根据生产负荷的要求，供应一定压力或温度的蒸汽，同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。按照这些控制要求，锅炉设备将有如下主要的控制系统：锅炉汽包水位操纵系统：主若是维持汽包内部的水位平稳，使积水量适应锅炉的蒸汽汽量，维持汽包中水位在工艺许诺的范围内；锅炉燃烧系统的操纵：其操纵方案要知足燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，使燃料与空气量维持必然的比值，保证燃烧的经济性和锅炉的平安

6、运行，使引风量与送风量相适应，维持炉膛负压在必然范围内；过热蒸汽系统操纵：要紧使过热器出口温度维持在许诺范围内，并保证管壁温度不超过工艺许诺范围；锅炉水处置进程：要紧使锅炉给水的水性能指标达到工艺要求。 1.2过热器的介绍过热器概念：锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件。过热器概述：过热蒸汽温度的高低取决于锅炉的压力、蒸发量、钢材的耐高温性能和燃料与钢材的比价等因素，对电站锅炉来讲,低压锅炉的温度一样为350375，过热器前布置有大量对蒸汽管制，进入过热器的烟温约在700上下。中压锅炉多为烧煤粉或重油的室燃炉，其过热气温为450，这时的炉膛辐射传热的烟温可达1000左右3。高压锅炉

7、，尤其超高压锅炉，加热水的热量和过热热量增大很多，而蒸发烧减少，当有中间再过热时，情形更为突出，这时必需把一部份过热器受热布置在炉膛内，是吸收部份辐射热。为了提高电厂热力循环的效率，蒸汽的初参数不断提高。蒸汽压力的提高要求相应的提高过热蒸汽温度，不然蒸汽在汽轮机膨胀终了的湿度就会太高，阻碍汽轮机的平安。但蒸汽温度的增高要受到过热器钢材高湿强度性能的限制，因此采纳了中间再热，即高压高温蒸汽在汽轮机内膨胀至某一中间压力后，引到布置在锅炉烟道内的再热器，再一次加热升温，然后又回到汽轮机的中、低压缸，继续膨胀至凝汽器压力，如此蒸汽膨胀终了的湿度可操纵在许诺范围内。超高压机组采纳中间再热时，理论上可使循

8、环经济性相对提高6%8%，在实际设备中，由于有压降损失，热经济性的提高比理论值稍低。过热器能够依照它所采纳的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。现代大容量高参数锅炉的过热器要紧由对流过热器，屏式过热器，包覆过热器，顶棚过热器，联箱及减温器组成。由于过热器管壁金属在锅炉受压部件中经受的温度最高，因此必需采纳耐高温的优质低碳钢和各类铬钼合金钢等，在最高的温度部份有时还要用奥氏体铬镍不锈钢。锅炉运行中若是管子经受的温度超过材料的持久强度、疲劳强度或表面氧化所允许的温度限值，那么会发生管子爆裂等事故。二蒸汽温度操纵系统的组成与对象静动态特性 2.1.过热蒸汽温度操纵的意义与任务锅炉过

9、热蒸汽温度是阻碍机组生产进程平安性和经济性的重要参数。现代锅炉的过热器是在高温、高压的条件下工作的，过热器出口的过热蒸汽温度是机组整个汽水行程中工质温度的最高点，也是金属壁温的最高处。过热器采纳的是耐高温高压的合金刚材料，过热器正常运行的温度已接近材料所许诺的最高温度。若是过热蒸汽温度太高，容易损坏过热器，也会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀而损坏，阻碍机组的平安运行。若是过热蒸汽温度太低，将会降低机组的热效率，一样蒸汽温度降低5-10，热效率约降低1%，不仅增加燃料的消耗量，浪费能源，而且还将使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片的水蚀。另外，过热汽温的降低还会致使汽轮

10、机高压级部份蒸汽的焓值减小，引发反动度增大，轴向推力增大，也对汽轮机平安运行带来不利的阻碍。因此，过热蒸汽温度太高或太低都是生产进程所不许诺的。 2.2过热蒸汽温度操纵对象的静动态特性2.2.1 静态特性2.2.1.1锅炉负荷与过热汽温的关系4锅炉负荷增加时，炉膛燃烧的燃料增加，可是，炉膛中的最高的温度没有多大的转变，炉膛辐射放热量相对转变不大，因此炉膛温度增高不大。这确实是说负荷增加时每千克燃料的辐射放热百分率减少，而在炉膛后的对流热区中，由于烟温和烟速的提高，每千克燃料的对流放热百分率将增大。因此，关于对流式过热器来讲，当锅炉的负荷增加时，会使出口汽温的稳态值升高；辐射式过热器那么具有相反

11、的汽温特性，即当锅炉的负荷增加时，会使出口汽温的稳态值降低。若是两种过热器串联配合，能够取得较平坦的汽温特性，但一样在采纳这两种过热器串联的锅炉中，过热器出口蒸汽温度在某个负荷范围内，仍随锅炉负荷的增加有所升高。2.2.1.2多余空气系数与过热汽温的静态关系多余空气量改变时，燃烧生成的烟气量改变，因此所有对流受热面吸热随之改变，而且对离炉膛出口较远的受热面阻碍显著。因此，当增大多余空气量时将使过热汽温上升。2.2.1.3给水温度与汽温关系提高给水的温度，将使过热汽温下降，这是因为产生每千克蒸汽所需的燃料量减少了，流过过热器烟气也就减少了。也能够以为：提高给水温度后，在相同燃料下，锅炉的蒸发量增

12、加了，因此过热汽温将下降。那么是不是投入高压给水加热器将使给水温度相差专门大，这对过热汽温有显著的阻碍。2.2.1.4燃烧器的运行方式与过热汽温的静态关系在炉膛内投入高度不同的燃烧器或改变燃烧器的摆角会阻碍炉内温度散布和炉膛出口烟温，因此也会阻碍过热汽温，火焰中心相对提高时，过热汽温将升高。 2.2.2 动态特性目前，火电机组厂普遍采纳喷水减温方式来操纵过热蒸汽温度。阻碍汽温转变的因素很多，但要紧有蒸汽流量、烟气传热量和减温水量等。在各类扰动下，汽温操纵对象是有烟池、惯性和自平稳能力的。2.2.2.1蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性大型锅炉都采纳复合式过热器，当锅炉负荷增加时，锅炉燃烧率

13、增加，通过对流式过热器的烟气量增加，而且烟气温度也随负荷的增大而升高。这两个因素都使对流式过热器的气温升高。但是，当负荷增加时，炉膛温度升高的并非明显，由炉膛辐射传给过热器的热量比锅炉蒸汽量增加所需热量少，因此使辐射式过热器出口温度下降。可见，这两种型式的过热器对蒸汽流量的扰动的反映恰好相反，只要设计上配合适当，就能够使过热其出口汽温随蒸汽流量转变的阻碍减小。因此在生产实践中，通常把对流式过热器与辐射式过热器结合利用，还增设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式下吸收的热量多，综合而言，过热器出口汽温是随流量D的增加而升高的。动态特性曲线如图2-1（a）所示。蒸汽流量扰动时，沿过热器长度

14、上各点的温度几乎是同时转变的，延迟时刻较小，约为15s左右。图2-1 在扰动下温度的转变曲线2.2.2.2烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性当燃料量、送风量或煤种等发生转变时，都会引发烟气流速和烟气温度的转变，从而改变了传热情形，致使过热器出口温度的转变。由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温转变的迟延很小，一样在15-25s之间。烟气侧扰动的汽温响应曲线如图2-1（a）所示。它与蒸汽量扰动下的情形类似。2.2.2.3蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性当减温水量发生扰动时，尽管减温器出口处汽温已发生转变，但要通过较长的过热器管道才能使出口汽温发生转变，其扰动地址

15、（过热器入口）与测量蒸汽温度的地址（过热器出口）之间有着较大的距离，现在过热器是一个有纯滞后的多容对象。.动态曲线图如图2-1（b）所示。当扰动发生后，要隔较长时刻才能是蒸汽温度发生转变，滞后时刻比较大，滞后时刻约为30-60s。综上所述，可归纳出以下几点：（1）过热器出口蒸汽温度对象不管在哪一种扰动下都有延迟和惯性，有自平稳能力。而且改变任何一个输入参数（扰动），其他的输入参数都可能直接或间接的阻碍出口蒸汽温度，这使得操纵对象的动态进程十分复杂。（2）在减温水流量扰动下，过热器出口蒸汽温度对象具有较大的传递滞后和容量滞后，缩减减温器与蒸汽温度操纵点之间的距离，能够改善其动态特性。（3）在烟气

16、侧热量和蒸汽流量扰动下，蒸汽温度操纵对象的动态特性比较好。三过热蒸汽温度操纵原理简介过热蒸汽温度操纵系统采纳两级喷水减温，如此做的目的有两个，一是为了使汽温调剂更灵敏，减小热惯性，二是为了爱惜过热器。第一级喷水减温器布置在前屏过热器以后，调剂量较大且调剂惰性大，用来调剂因负荷、给水温度和燃料性质转变而引发的汽温转变，为粗调。另外它还有爱惜屏式过热器和对流过热器受热面的作用。第二级喷水减温器布置在高温对流过热器（末级过热器）之前，这一级热惯性小，可保证出口汽温能取得迅速调剂。减温器共有四只，每级安装两只，每只喷水量为每级喷水量的一半。减温水源为自制冷凝水。目前，过热汽温的操纵方案很多，而且随着自

17、动操纵技术和运算机技术的不断进展，新的操纵方式不断显现，汽温操纵的质量也不断提高。传统的汽温操纵系统有两种：单回路操纵系统和串级汽温操纵系统5。 3.1单回路操纵系统单回路操纵系统是各类复杂操纵系统的基础，由于其操纵简单而取得普遍应用。由图3.1可知，这种调剂方式是最不睬想的。图3.1 单回路操纵系统原理图理论上减温器应尽可能地安装在靠近蒸汽出口处，但需在过热器材料平安的基础上，如此会取得较好的动态特性。但作为操纵对象的过热器由于管壁金属的热容量比较大，使其有较大的热惯性，加上管道有必然较长时刻的传递滞后，同时在单回路操纵系统，调剂器在同意过热器出口蒸汽温度的转变后，调剂器才会开始动作，去操纵

18、减温水的水流量转变又要通过一段时刻才能阻碍到蒸汽温度的转变，如此既不能及早发觉扰动，又不能及时反映操纵的成效，将使蒸汽温度发生不能许诺的动态误差，即便整个系统采纳PID算法。如此的操纵方案会阻碍到锅炉生产的平安，而且还不够经济。 3.2串级操纵系统由图3.2能够看出，锅炉蒸汽温度串级操纵系统采纳两级调剂器串在一路的；两级调剂器各有其特殊的任务，调剂器1直接操纵调剂阀的动作，同时调剂器2操纵着调剂器1的设定值，从而形成了特殊的双闭环系统，其中副环由调剂器1和减温水出口温度组成，调剂器2和出口蒸汽温度形成的闭环为主环。主环和副环一路组成了一个完整的串级操纵系统。其中调剂器1为副调剂器，主调剂器是调

19、剂器2。图3.2 过热蒸汽温度串级操纵系统原理图串级操纵系统的原理方框图如图3.3所示，具有内外两个回路。内回路由导前汽温变送器、副调剂器、执行器、减温水调剂阀及减温器组成；外回路由主汽温对象、汽温变送器、主调剂器及整个内回路组成。由图可知，主调剂器的输出即副调剂器的给定，而副调剂器的输出直接送往调剂阀。其中主调剂器的的给定值使是一个定值，因此主回路是一个定值操纵系统。而副回路的给定值是由主调剂器的输出给定的，因此它随主调剂器输出的转变而转变，为一个随动操纵系统。图3.3串级操纵系统方框图系统中以减温器的喷水作为操纵手腕，通过减温水的操纵达到操纵蒸汽温度的成效。由于汽温对象具有较大的延迟和惯性

20、，主调剂器多采纳PID操纵规律，副调剂器采纳PI或P操纵规律。在主、副调剂器均具有PI操纵规律的情形下，当系统达到稳固时，主、副调剂器的输入误差均为零。从而提高了整个系统的准确度和有效性。再者，在串级操纵系统中，两个调剂器串联工作，可是以主调剂器为主导，保证主变量为目的，在整个操纵进程两个调剂器和谐一致，相互配合，假设干扰来自副回路，副调剂器第一进行粗调，主调剂器再进一步进行细调。相关于过于简单的单回路操纵系统，串级操纵系统的操纵质量明显优越。具体体此刻：由于副回路的存在，减少了操纵对象的时刻常数，缩短了操纵通道，使操纵作用加倍明显；在必然程度上提高了系统的工作频率，使震荡周期明显缩短，调剂时

21、刻也有必然程度上的缩短，系统的快速性相对增强了；整个操纵系统对二次干扰即包括在副回路范围内的扰动具有很强的克服能力，这是单回路操纵系统所不能实现的；对负荷或操作条件的转变有必然的自适应能力。综上所述，串级操纵系统更适应锅炉蒸汽温度的操纵。四过热蒸汽温度操纵系统的设计 4.1系统操纵参数的确信 4.1.1主变量的选择依照串级操纵系统选择主变量的原那么：在条件许诺的情形下，第一应尽可能选择能直接反映操纵目的的参数为主变量；第二，要选择与操纵目的有某些单值对应关系的间接单数作为主变量；最后，所选的主变量必需要足够的转变灵敏度。因此，在本系统中需选择送入负荷设备的出口温度作为主变量。该参数能够直接反映

22、本系统的操纵目的。4.1.2副变量的选择副回路应该把生产系统的要紧干扰包括在内，应力求把转变幅度最大、最猛烈和最频繁的干扰包括在副回路内，以充分发挥副回路改善系统动态特性的作用，保证主参数的稳固，为发挥这一特殊作用，在系统设计时，副参数的选择应使得副回路尽可能多的包括一些扰动。同时要求主、副对象的时刻常数应适当匹配。而且应保证副变量的选择能实现生产工艺上的合理性、可能性和经济性。综上所述，应选择减温器和过热器之间的蒸汽温度作为副变量。4.1.3操纵变量的选择操纵变量和扰动变量是工业进程的两大输入变量。其中，干扰时刻存在的，它是阻碍系统平稳操作的要紧因素，而操纵变量的要紧作用是克服干扰的阻碍，是

23、系统能从头稳固运行的因素。选择操纵变量的大体原那么为：选择对所选定的被控变量阻碍较大的输入量作为操纵变量；在的前提下，选择转变范围较大的输入量作为操纵变量，以便于操纵；在的基础上选择对被控变量作用效应较快的输入变量作为操纵变量，使操纵系统响应较快；综上所述，应选择减温水的输入量作为操纵变量。 4.2执行器的选择在本系统中，调剂阀是系统的执行机构，是依照调剂器所给定的信号大小和方向，改变阀门的开度，来实现调剂流体流量的装置。调剂阀的口径大小，直接决定着操纵介质流过它的能力。为了保证系统有较好的流通能力，需要使操纵阀两头的压降在整个管线的总压降中占有较大的比例。在正常工况下一样要求调剂阀开度应处于

24、15%85%之间，具体应依如实际需要的流通能力的大小进行选择。 调剂阀按驱动方式可分为：气动调剂阀、电动调剂阀和液动调剂阀，即以紧缩空气为动力源的气动调剂阀，以电为动力源的电动调剂阀，以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调剂阀；由于生产现场有防爆要求，因此应选择气动执行器。此设计中的串级操纵系统主若是通过换热来达到操纵的目的，过热蒸汽在过热器内与减温水进行热互换被冷却，调剂阀安装在减温水的管道上，用换热后的蒸汽温度来操纵减温水的水量，在气源中断时，调剂阀应处于开启位置更平安些，宜选用气关式调剂阀。 4.3操纵仪表的选择4.3.1温度变送器的选择温度变送器可分为电动和气动，经常使用的操纵仪表有

25、电动型、型。再串级系统中，选用的仪表不同，具体的实施方案也不同。电动型和电动型仪表就其功能而言是大体上相同的，可是就其操纵信号而言是存在不同的。具体表此刻：电动型的典型操纵信号为010mADC,电动型的典型操纵信号时420mADC。另外，与型仪表相较型仪表操作、保护更为方便、简捷，同时型仪表还有较完善的跟踪、维持电路，使得手动切换更为方便，随时都能够进行转换，而且保证无干扰。综上所述，在本设计中需选用电动型仪表。4.3.2温度传感器的选择 温度传感器有热电偶和热电阻两种。在本设计中，最好选用热电偶温度传感器。缘故在于热电偶的测温范围广（2001300,特殊情形下2702800），耐高温，精度高

26、，结构简单，改换方便，压簧式感温元件，抗震性能好，能够将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度6。热电阻也能够作为温度传感元件。大多数电阻的阻值随温度转变而转变，若是某材料具有电阻温度系数大、电阻率大、化学及物理性能稳固、电阻与温度的关系接近线性等条件，就能够够作为温度传感元件用来测温，称为热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。大多数金属热电阻的阻值随其温度升高而增加，而大多数半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减少。在利用热电偶时，由于冷端暴露在空气中，受周围环境温度波动的阻碍，且距热源较近，其温度波动也较大，给测量带来误差，为了降低这一阻碍，通经常使用补偿导线作为热电偶的连接导线

27、。补偿导线的作用确实是将热电偶的冷端延长到距离热源较远、温度较稳固的地址。补偿导线的作用如图4.1所示。用补偿导线将热电偶的冷端延长到温度比较稳固的地址后，并无完全解决冷端温度补偿问题，为此还要采取进一步的补偿方法。具体的方式有：查表法、仪表零点调整法、冰浴法、补偿电桥法和半导体PN结补偿法。采纳热电阻法测量温度时，一样将电阻测温信号通过电桥转换成电压，当热电阻的链接导线很长时，导线电阻对电桥的阻碍不容轻忽。为了排除导线电阻带来的测量误差，不管热电阻和测量一边之间的距离远近，必需使导线电阻的阻值符合规定的数值，若是不足，用锰铜电阻丝凑足。同时，热电阻必需用三线接法，如图4.2所示，热电阻用三根

28、导线引出，一根连接电源，不阻碍电桥平稳，另外两根被别离置于电桥的两臂内，使引线电阻值随温度转变对电桥的阻碍大致抵消。 图4.1 补偿导线的作用图4.2 热电阻三线制接法具有采纳K型热电偶。缘故在于：K型热电偶能够直接测量各类生产中从0到1300范围的液体蒸汽和气体介质和固体的表面温度。K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳固性和均匀性较好，抗氧化性能强，价钱廉价等优势，能用于氧化性惰性气氛中。 4.4主、副操纵器操纵规律的选择由于在操纵系统中，主、副调剂器的任务不同，对它们各自的选择也应有不同的考虑。主调剂器的任务是准确维持被调量符合生产要求。凡是需采纳串级操纵的生产进程，对操纵的

29、品质都是很高的，不许诺被调量存在静差。因此主调剂器必需具有积分作用，一样都采纳PI调剂器。若是操纵对象惰性区的容积数量较多，同时又有要紧扰动落在副回路之外的话，就能够够考虑采纳PID调剂器。 副调剂器的任务是要快速动作以迅速排除进入副回路内的扰动，而且副参数并非要求无差，因此一样都选P调剂器，也可采纳PD调剂器，但这增加了系统的复杂性，在一样情形下，采纳P调剂器就足够了，若是主、副回路频率相差专门大，也能够考虑采纳PI调剂器。 4.5操纵器正、反作用的选择关于一个完整的串级操纵系统，主、副操纵器的正、反作用的判定应该是先副后主。副回路的正、反作用的选择：副回路的具体情形决定了副操纵器的正、反作

30、用，而与主回路无关。为了使副回路能组成一个稳固的系统，因此副回路的开环放大系数符号必需是“正”。即副回路中所有环节的放大倍数符号的乘积为“正”。在本串级操纵系统中随着调剂阀的开度增加，减温水的流量会随之增加，副对象即减温器后端蒸汽会有必然幅度的降低，因此调剂阀对副对象的作用为负；而调剂阀是气关阀，其操纵作用为负；变送器的操纵作用均为正，为了保证开环放大系数乘积的符号为“负”，因此副调剂器的操纵作用符号需为“正”，即副调剂器的操纵作用为反作用。主回路的正、反作用的选择：与副回路相同，主回路中主操纵器的正、反作用要依照主回路所包括的各个环节的情形来确信，同时由于副回路是一随动系统，因此可将整个副回

31、路视为一放大系数为负的环节来对待。在本系统中，随着调剂阀的开度增加，主对象即过热器出口的蒸汽温度会降低，因此主对象的放大倍数的符号为负，为了保证开环放大系数乘积的符号为“正”，因此主操纵器的操纵作用符号“正”，即操纵器的操纵作用为反作用。 4.6 过热器温度声光报警 温度是热水锅炉运行进程中的重要参数，对它的测量和操纵是保证热水锅炉平安运行的重要手腕。一样采纳温度操纵器和声光信号组成超温报警装置。五MATLAB simulink仿真 以某300MW机组过热蒸汽温度操纵系统为例，由资料【7】可得出过热蒸汽温度操纵对象的的传递函数为：其中减温器与过热器之间的操纵对象的传递函数为： 过热蒸汽出口操纵

32、对象的传递函数为：5.1那么采纳串级操纵时的系统框图成立与仿真结果当阶跃输入为1时，过热器与减温器之间的温度输出曲线为：当阶跃输入为1时，过热蒸汽出口温度输出曲线为： 由两曲线课看出，输出的稳态误差较大，而且调剂时刻较长，不能达到理想的操纵成效。5.2采纳PID串级操纵时的系统框图成立与仿真结果 内环Kp=10 Ki=0.1 Kd=0 外环Kp=0.5 Ki=0.01 Kd=0当阶跃输入为1时，过热器与减温器之间的温度输出曲线为：当阶跃输入为1时，过热蒸汽出口温度输出曲线为： 当采纳PID串级操纵时，系统响应时刻及调剂时刻变小，但在个人尝试多次后在操纵成效上仍是未能达到理想的成效。六设计心得

33、通过这次课程设计，锅炉设备有了更全面的了解和熟悉，尤其是用AUTO CAD软件绘制锅炉设备操纵系统的进程，使我对锅炉设备各个部份有了更清楚的熟悉，对工程画图有了熟练的把握。锅炉设备依照不同的生产工艺要求，能够有多重不同的操纵系统，而咱们组的任务是设计锅炉过热蒸汽温度操纵系统，在设计中，通过对方案的分析与论证，咱们选用串级操纵系统，这使我对串级操纵系统有了更详细更深如的了解和熟悉。我个人设计没有太多的改变书中操纵系统的设计进程，几乎依照讲义进程操纵系统提供的步骤进行，这使我，对操纵系统设计从方案到各类变量的选择、再到各个环节的选择及参数确信、最后到参数整定，整个进程有了更清楚的把握，对操纵系统设

34、计有了一个比较清楚的轮廓，这关于我以后的工作将有专门大的阻碍。 固然，设计中也碰到了很多的问题，尤其是知识的欠缺。很多东西，尽管学了，仍是留在书上，历时都得翻阅讲义及相关资料，这让我意识到，学习更应该把握真正的知识，应做到胸有成竹，而不能等应历时每一步都依托书本。以后的学习工作中，应更注重知识的把握和应用。而且在自己成立仿真图时，平经常使用PID操纵器调剂时，大体每次都能调剂到自己预期的理想成效，但在本次锅炉过热蒸汽的操纵系统设计时，尽管尝试好多次来调剂pid参数，但由于系统复杂仍是未能调剂到自己预期的理想成效。本次课程设计，使我对书本上的理论知识取得进一步的巩固，并提高了我的实践动手能力，能

35、用CAD工程制图软件绘制一样的工艺流程图，而且学会了visol画图软件的用法，使我收成很多。参考文献：（1） 方康玲，进程操纵系统，武汉理工大学出版社，2002（2）蒋慰孙，俞金寿.进程操纵工程.上海：中国石化出版社，1999.9 （3）王树青，工业进程操纵工程，化学工业出版社，1995（4）刘巨良.进程操纵仪表.北京：化学工业出版社，1998（5）何衍庆，工业生产进程操纵，化学工业出版社，2004（6）陈广栋.锅炉主蒸汽温度的操纵、调剂J.中国科技博览,2021年1月（7）马玲,王爽心,谷毅.FUZZY-PI串级系统在火电厂汽温操纵中的应用J.华北电力技术,2004年4月附录1 过热蒸汽温度

36、操纵系统带操纵点的工艺流程图附录2 过热蒸汽温度串级操纵系统框图附录3 仪器仪表清单青海大学工程名称锅炉控制自控设备表编制李正智图 号1020301016设计项目过热蒸汽温度控制系统设计校核第1张共1张设计阶段施工设计审核序号仪表位号检测点名称仪表名称及规格型号数量安装地点操作条件备注1TT-101过热器与减温器之间的温度检测热电偶WRN-130 1现场用补偿导线作为热电偶的连接导线分度号K，允差等级为A2TT-102出口蒸汽温度的检测热电偶WRN-130 1现场同上同上3TC-101过热器与减温器之间处变送器SBW-R-70 1控制室热电偶温度变送器精度：0.5%FS回路保护：防止电源正负极4TC-102蒸汽出口处变送器SBW-R-70 1控制室 同上5执行器ZMBS-320B 1现场气动薄膜反作用气关式320：PN320MPa6电气转换器EPC110-OG-I 1控制室气源压力范围： 最小值：高于输出压力上限值20kPa；最大值：700kPa线性度：跨度的1%。重复性：跨度的0.5%。回差：跨度的1.0%。7主副回路处调节器XMTG-8038C22控制室抗震性强、可靠性好、安装方便、读数清晰、无视差、可远距离观察等独特优点仪表内置PID功能与位式控制功能