典型工業(yè)過程控制系統(tǒng)-文庫吧
2025-01-03 16:43 本頁面
【正文】 泡體積變化所引起的水位變化的放大倍數(shù)和時(shí)間常數(shù)。 H0 13 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 蒸汽流量變化的 反向特性 (3)其他條件不變，總的蒸汽流量 D突然增加時(shí)的響應(yīng)曲線如下，為典型的“ 反向特性 ”。傳遞函數(shù)為： t ΔD ΔH2 ΔH1 ΔH H0 22()( ) 1f KHsD s s T se? ? ??蒸汽流量階躍干擾下的 汽包水位響應(yīng)曲線 虛假水位 理論水位 實(shí)際水位 14 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 (二 )鍋爐汽包水位的控制方案 汽包水位的單沖量控制 如圖所示為單沖量水位控制系統(tǒng)儀表流程圖。這里的沖量一詞指的是變量，單沖量即汽包水位。 ?結(jié)構(gòu)簡單，投資少。 ?適用于 虛假水位不嚴(yán)重 ，負(fù)荷較平穩(wěn)的場合 (小型鍋爐 )。 ?為安全運(yùn)行，可設(shè)臵水位報(bào)警和聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。 ?但由于存在虛假水位的反向特性，誤動(dòng)作、控制不及時(shí) LC蒸汽汽包省煤器給水單沖量控制系統(tǒng) 15 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 汽包水位的雙沖量控制 雙沖量水位控制系統(tǒng)利用蒸汽流量變化信號(hào)對(duì)給水量進(jìn)行補(bǔ)償控制，從而不僅可以消除或減小虛假水位現(xiàn)象對(duì)汽包水位的影響，而且使給水控制閥的調(diào)節(jié)更及時(shí)。 雙沖量：汽包水位與蒸汽流量。 LC蒸汽汽包省煤器給水∑PCPFC1PC + C2PF+ C0雙沖量控制系統(tǒng) 16 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 LC蒸汽汽包省煤器給水∑PCPFC1PC + C2PF+ C0實(shí)質(zhì)上是一個(gè)前饋－反饋控制系統(tǒng)。 前饋補(bǔ)償原理：假設(shè)調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥，C1=1，則調(diào)節(jié)器為正作用，而 C2應(yīng)取負(fù)號(hào)，具體數(shù)值可現(xiàn)場調(diào)整或根據(jù)閥門特性計(jì)算其初始值。 前饋 反饋控制系統(tǒng) 特點(diǎn)： 雙沖量控制系統(tǒng)考慮了蒸汽流量擾動(dòng)對(duì)汽包水位的影響，但對(duì)給水流量擾動(dòng)的影響未加考慮，因此適用于 給水流量波動(dòng)較小 的場合。 17 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 汽包水位的三沖量控制 汽包水位是主被控參數(shù)，也稱主沖量；給水流量為副被控參數(shù)，蒸汽流量是前饋補(bǔ)償?shù)闹饕獢_動(dòng)，給水流量與蒸汽流量也稱為輔助沖量。它實(shí)際上是一個(gè)前饋 串級(jí)復(fù)合控制系統(tǒng)。 ∑LC水位蒸汽FC給水PCPFC1PC + C2PF+ C018 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 三沖量控制系統(tǒng)的簡化連接 單級(jí)三沖量水位控制系統(tǒng)示意圖 (a) 加法器在調(diào)節(jié)器之前 (b)加法器在調(diào)節(jié)器之后 19 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需求，同時(shí)保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。 1）為適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃料量； 2）為完全燃燒，應(yīng)控制燃料量與空氣量的比值，使過剩空氣系數(shù)滿足要求； 3）為防止燃燒過程中火焰或煙氣外噴，應(yīng)控制爐膛負(fù)壓。此外，從安全考慮，需設(shè)臵防噴嘴背壓過低的回火和防噴嘴背壓過高的脫火措施。 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)與燃料的種類、燃燒設(shè)備以及鍋爐形式有關(guān)，以下以燃油鍋爐燃燒控制系統(tǒng)為例。 20 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 (一 )燃燒控制任務(wù)及被控量與操縱量選擇 ?控制任務(wù)： 鍋爐蒸汽出口壓力穩(wěn)定；燃燒過程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；鍋爐爐膛負(fù)壓穩(wěn)定，滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保要求 鍋爐燃燒的自動(dòng)控制系統(tǒng)： 被控變量：蒸汽壓力 操縱變量：燃料量 被控變量：煙氣含氧量 操縱變量：送風(fēng)量 被控變量：爐膛負(fù)壓 操縱變量：引風(fēng)量 21 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 (二 )燃燒過程的控制 方案一：串級(jí) 比值控制系統(tǒng) 該方案包括以蒸汽壓力為主被控變量、燃料量為副被控變量組成的串級(jí)控制系統(tǒng)；以及燃料量為主動(dòng)量、空氣量為從動(dòng)量的比值控制系統(tǒng)。 該方案能夠確保燃料量與空氣量的比值關(guān)系，當(dāng)燃料量變化時(shí)，空氣量能夠跟蹤燃料量變化，但是送入的空氣量滯后于燃料量的變化。 22 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 燃燒控制方案二：串級(jí) 串級(jí)控制系統(tǒng) 包括蒸汽壓力為主被控變量、燃料量為副被控變量組成的串級(jí)控制系統(tǒng)，及蒸汽壓力為主被控變量、空氣量為副被控變量的串級(jí)控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)中燃料量與空氣量的比值關(guān)系是通過燃料控制器和空氣控制器的正確動(dòng)作間接保證的，該方案能夠保證蒸汽壓力恒定。 23 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 方案三：邏輯提量 /減量控制系統(tǒng) 該方案以蒸汽壓力為主被控變量，燃料和空氣并列為副被控變量的串級(jí)控制系統(tǒng)。既能保證蒸汽壓力恒定，又可實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒。 兩個(gè)并列的副環(huán)具有邏輯比值功能，使該控制系統(tǒng)在穩(wěn)定工況下能夠保證空氣和燃料在最佳比值，也能在動(dòng)態(tài)過程中盡量維持空氣、燃料配比在最佳值附近。 提蒸汽負(fù)荷時(shí)，先提空氣量，后提燃料量；減負(fù)荷時(shí)先減燃料量，后減空氣量，保證燃料的完全燃燒。 24 劉玉長 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 方案四：雙交叉燃燒控制 該方案以蒸汽壓力為主被控變量，燃料和空氣并列為副被控變量的串級(jí)控制系統(tǒng)。 兩個(gè)并列的副環(huán)具有
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