典型過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)(已修改)
2025-01-19 03:32 本頁(yè)面
【正文】 第 10章 典型生產(chǎn)過(guò)程控制 與工程設(shè)計(jì) 本章要點(diǎn) 1） 了解電廠鍋爐的各種控制要求，熟悉它們的控制方案； 2） 掌握鍋爐燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法； 3） 了解精餾塔的控制任務(wù) , 熟悉各變量之間的關(guān)系； 4） 掌握精餾過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法； 一、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)流程 火力發(fā)電廠外觀 在火力發(fā)電廠，最基本的工藝過(guò)程是用鍋爐生產(chǎn)蒸汽，使汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 汽輪發(fā)電機(jī)組 鍋爐控制是火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要組成部分。它的主要任務(wù)是根據(jù)負(fù)荷設(shè)備（汽輪機(jī)）的需要，供應(yīng)一定規(guī)格（壓力、溫度、流量和純度）的蒸汽。 二、單元機(jī)組生產(chǎn)流程示意圖（各單元說(shuō)明。） 重點(diǎn)以 鍋爐汽包水位控制 、 過(guò)熱蒸汽溫度控制 、 鍋爐燃燒控制 為例討論它們的控制方案。 1－汽輪機(jī)高壓缸；2－汽輪機(jī)中、低壓缸； 3－汽包； 4－爐膛； 5－煙道； 6－發(fā)電機(jī)； 7－冷凝器； 8－補(bǔ)充水； 9－凝結(jié)水泵； 10－循環(huán)水泵； 11－低壓加熱器； 12－除氧器； 13－給水泵；14－高壓加熱器；15－給水調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；16－省媒器； 17－過(guò)熱器； 18－減溫器； 19－汽機(jī)高壓調(diào)汽門(mén)； 20－再熱器； 21－再熱器減溫器； 22－汽機(jī)中壓調(diào)汽門(mén)； 23－媒粉倉(cāng)； 24－燃料量控制機(jī)構(gòu)； 25－噴燃器； 26－送風(fēng)機(jī)； 27－空氣預(yù)熱器； 28－調(diào)風(fēng)門(mén)； 29－水冷壁管； 30－引風(fēng)機(jī)； 31－煙道擋板 。 汽包水位控制 將鍋爐的汽包水位控制在一個(gè)允許范圍內(nèi)，是鍋爐運(yùn)行的 主要指標(biāo) ，也是鍋爐能提供符合質(zhì)量要求的蒸汽負(fù)荷的 必要條件 。 的 控制方案 一種可行的控制方案是 以汽包水位為主被控參數(shù)、給水流量為副被控參數(shù)、蒸汽流量為前饋信號(hào) 的三沖量前饋－反饋串級(jí)控制系統(tǒng)。 采用這種控制方案的理由分析如下： （ 1）單沖量水位控制方案 以 汽包水位為被控參數(shù)、給水流量為控制參數(shù) 構(gòu)成的單回路控制系統(tǒng)稱(chēng)為單沖量控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便，缺點(diǎn)是克服給水自發(fā)性干擾和負(fù)荷干擾的能力差（ 虛假水位問(wèn)題。 ）。 （ 2）雙沖量水位控制方案 如果根據(jù)蒸汽流量的變化來(lái)校正 虛假水位 的誤動(dòng)作，就能使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作準(zhǔn)確及時(shí)，減少水位的波動(dòng)，改善控制質(zhì)量。也就是說(shuō)，若 將蒸汽流量作為前饋信號(hào) ，就構(gòu)成了雙沖量控制系統(tǒng)。 圖 10－ 1 雙沖量控制系統(tǒng)流程圖及方框圖 顯而易見(jiàn) ，該控制方案與單沖量水位控制相比，控制質(zhì)量已有明顯改善，但它對(duì)于給水系統(tǒng)的干擾仍不能有效克服，需要再引入給水流量信號(hào)構(gòu)成三沖量串級(jí)控制系統(tǒng)。 （ 3） 三沖量串級(jí)控制方案 該控制系統(tǒng)由主、副兩個(gè)調(diào)節(jié)器和三個(gè)沖量（ 汽包水位、蒸汽流量、給水流量 ）構(gòu)成。其中，主調(diào)節(jié)器為水位調(diào)節(jié)器，副調(diào)節(jié)器為給水流量調(diào)節(jié)器，蒸汽流量為前饋信號(hào)。 圖 10－ 2 汽包水位三沖量串級(jí)控制系統(tǒng)流程圖 三沖量前饋－反饋串級(jí)控制系統(tǒng)在克服虛假水位的影響、維持水位穩(wěn)定、提高給水控制質(zhì)量等多方面都優(yōu)于前述兩種控制系統(tǒng)，是現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用的汽包水位控制方案。 過(guò)熱蒸汽溫度控制 1．控制要求與過(guò)程特性 過(guò)熱蒸汽溫度是影響安全和經(jīng)濟(jì)的重要參數(shù)，要求保持在 177。 5℃ 的范圍內(nèi)。 過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的 控制任務(wù) 是使過(guò)熱器出口溫度維持在允許范圍內(nèi)。 影響過(guò)熱蒸汽溫度的 外界因素 很多，例如蒸汽流量、減溫水量、流經(jīng)過(guò)熱器的煙氣溫度和流速等的變化都會(huì)影響過(guò)熱蒸汽的溫度。各種階躍干擾對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)如左圖所示。 圖 10－ 3 不同干擾對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度對(duì)象的階躍響應(yīng)曲線(xiàn) 由左圖可知，在各種階躍干擾作用下，其動(dòng)態(tài)特性都有時(shí)延 和 慣性 ，只是時(shí)延和慣性的大小不同而已。 2．控制變量的選擇與控制方案的確定 由于 蒸汽流量 的變化是負(fù)荷干擾，因而不能作為控制變量； 若采用 煙氣 側(cè)干擾作為控制變量，則會(huì)使鍋爐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給設(shè)計(jì)制造帶來(lái)困難，也不宜作為控制變量； 若采用 減溫水流量 作為控制變量則既簡(jiǎn)單又易行。但存在的問(wèn)題是： ①減溫水流量與過(guò)熱蒸汽溫度之間存在較大的時(shí)延和慣性； ② 在工藝上，鍋爐給水與減溫水常常合用一根總管，這樣會(huì)導(dǎo)致減溫水自身波動(dòng)頻繁。 針對(duì)上述存在的問(wèn)題，如果設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)則無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。為此，需要設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。 一種可行的控制方案是設(shè)計(jì)串級(jí)控制系統(tǒng)，如下圖所示。 圖 10－ 4 過(guò)熱蒸汽溫度
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1