【正文】 的最佳比值來(lái)保證的。對(duì)于燃煤鍋爐，為防止?fàn)t膛向 外噴灰，通常采用微負(fù)壓運(yùn)行。 汽壓調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 鍋爐的燃燒過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換 、 傳遞的過(guò)程 ， 也就是利用燃料燃燒的熱量產(chǎn)生汽輪機(jī)所需蒸汽的過(guò)程。 圖 14 汽壓對(duì)象生產(chǎn)流程示意圖 已知汽壓被控對(duì)象的方框圖如圖 15 所示 。均無(wú)自平衡能力。 燃燒率的擾動(dòng)通常是指燃料量的自發(fā)擾動(dòng) ， 這不僅影響蒸汽壓力的穩(wěn)定 ， 在并列運(yùn)行方式下 ， 還會(huì)引起其它鍋爐汽包壓力 Pb 及鍋爐負(fù)荷的變化 ， 改變各鍋爐運(yùn)行工況 。系統(tǒng)由主蒸汽壓力控制和燃燒率控制組成串級(jí)型系統(tǒng)。引風(fēng)量控制子系統(tǒng)根據(jù)爐膛壓力 PS 調(diào)節(jié)引 風(fēng)量，由于爐 膛壓力能迅速反映送風(fēng)和引風(fēng)的擾動(dòng)，因此根據(jù)爐膛壓力 調(diào)節(jié)引風(fēng)量能夠保證引風(fēng)與送風(fēng)的協(xié)調(diào)變化，維持爐膛壓力穩(wěn)定。特別是 在滑壓方式下運(yùn)行時(shí)，汽壓變化范圍大。其 作用是保持燃料量與負(fù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 荷、 送風(fēng)量與燃料量之間的比值 關(guān)系 不變。 利用熱量信號(hào)的燃料調(diào)節(jié)系統(tǒng) 對(duì)于煤粉鍋爐，直接測(cè)量進(jìn)入爐膛燃燒的煤粉量目前還有困難，或者很難做到精確計(jì)量，因此直接用燃料量作為調(diào)節(jié)的信號(hào)是不準(zhǔn)確的。圖 中 (a)為 DQ 對(duì)于燃料量擾動(dòng)的階 躍響應(yīng)曲線， (b)為汽輪機(jī)耗汽量 DT 擾動(dòng)下 DQ 的階躍響應(yīng)曲線。由于熱量信號(hào)是根據(jù)蒸汽流量 D 和汽包壓力 Pb的變化反映爐膛發(fā)熱量，所以它不僅能反映燃料量的變化，而且可以反映燃料品質(zhì)的變化。保持一定過(guò)?？諝庀禂?shù)，即保證了總?cè)剂狭颗c總風(fēng)量之間的最佳比值。確保煙氣含氧量為最佳值，即間接保證了燃料量 與 送風(fēng)量之間的最佳比值。如采用熱量信號(hào)代表燃料量信號(hào)時(shí)，燃燒率信號(hào)即為熱量信號(hào)。通常各子系統(tǒng)衰減率 Ψ=。爐膛壓力 控制系統(tǒng)的等效框圖如圖 32 所示， 圖中 W1(S)為送風(fēng)擾動(dòng)下?tīng)t膛壓力 PS的傳遞函數(shù)， W0(S)為控制通道中廣義對(duì)象傳遞函數(shù) 。對(duì)于此對(duì)象一般采用 PI 規(guī)律的單回路控制系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為： H(s)=1+ W0(S)WPI(S)=0 （ 31） 式中 W0(S)=K0 ， WPI(S)= )11(sTK isPs ? 代入式（ 31），可得特征方程的根： )1( 00 Psi PsKKT KKs ??? （ 32） 顯然 ， Kps取任何值時(shí)，閉環(huán)調(diào)節(jié)過(guò)程都是非周期過(guò)程。也就是說(shuō)，當(dāng)干擾已出現(xiàn)調(diào)節(jié)器就直接根據(jù)檢測(cè)到的干擾大小和方向按一定規(guī)律去進(jìn)行控制。系統(tǒng)包括送風(fēng)量控制回路、氧量校正回路和前饋調(diào)節(jié) 回路 。 送風(fēng)控制系統(tǒng)的仿真 方 框圖如圖 38 所示。 圖 312 加入了氧量調(diào)節(jié)器的送風(fēng)系統(tǒng)仿真圖 前饋信號(hào)的作用是作為送風(fēng)量的給定值。 可以看出，加入前饋調(diào)節(jié)器后，系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快了。按外擾整定時(shí)，則根據(jù)外擾熱量信號(hào)不變?cè)瓌t整定 TD、 KD。 圖 321 熱量信號(hào)響應(yīng)曲線 熱量信號(hào)在汽輪機(jī)耗汽量 DT 擾動(dòng)下的仿真方框圖如圖 322 所示 。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 圖 325 燃料控制系統(tǒng)仿真方框圖 圖 326 燃料控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線 觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線， 系統(tǒng)沒(méi)有超調(diào)，不是 Ψ= 的曲線，說(shuō)明按經(jīng)驗(yàn)公式所計(jì)算出的參數(shù) 不能 使系統(tǒng)輸出 達(dá)到理想的 4:1 曲線 。mA/mA 同時(shí)可求得： WPM(S)=ss)301( ? （ 316） 由于此系統(tǒng)采用 熱量信號(hào) 作為燃料量反饋信號(hào)，降低了調(diào)節(jié)速度，因此，為保證調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定性，應(yīng)按內(nèi)擾整定參數(shù)設(shè)置。這時(shí)蒸汽流量 D 也為一正向增加的值， D 與 DT 相比較，減弱了 DT 對(duì)系統(tǒng)的負(fù)向作用，使得曲線向上波動(dòng)如圖中 bc 段。 負(fù)荷指令 LD 與總風(fēng)量信號(hào)經(jīng)小值選擇器，取較小者作為燃料調(diào)節(jié)的給定值，以保證動(dòng)態(tài)過(guò)程中，燃料量小于送風(fēng)量。 爐膛壓力控制子 系統(tǒng)可以克服干擾，最終達(dá)到穩(wěn)定。說(shuō)明汽輪機(jī)耗汽量的擾動(dòng)會(huì)對(duì)爐膛壓力控制子系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。相信不久的將來(lái)還會(huì)有更先進(jìn)的控制方法使燃燒系統(tǒng)更加完善。% 三、 微分器的技術(shù)特性如下： （ 1） 輸入信號(hào) 0～ （ 2） 輸出信號(hào) 0～ 177。K 4Ti4 式中： I0 為加減器的輸出電流； Ti Ti Ti Ti4 分別為各輸入通道的輸入電流信號(hào)； K K K K4 分別為各輸入通道的運(yùn)算系數(shù)，這些系數(shù)在 0～ 1 的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 46 謝 辭 在本次 20xx 年畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的指導(dǎo)老師巴達(dá)拉給予我極大的幫助。設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)和同學(xué)討論和研究，也感謝 這些同學(xué)給予我的關(guān)心和幫助。由于我所掌握的僅僅是自動(dòng)化的理論知識(shí)，對(duì)于我所設(shè)計(jì)的課題，不能全方位的考慮，是巴 老師和我的同學(xué)們的大力協(xié)助， 才使我能夠順利的完成我的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 。 ： 5%～ 95%。% （ 9） 變差 % （ 10） 純滯后 1秒 （ 11） 電源電壓 220 VV2030?? ， 50HZ （ 12） 使用環(huán)境溫度 C45~0 C55~10 0 0????伺服放大器執(zhí)行器 （無(wú)腐蝕性氣體） （ 13） 使用環(huán)境濕度 85%伺服放大器 %95 ??執(zhí)行器 （無(wú)腐蝕性氣體） 五、加減 器的主要 技術(shù)特性如下： （ 1） 輸入通道 4 個(gè)（相互隔離） （ 2） 輸入阻抗 300? （單通道） （ 3） 輸入信號(hào) 0～ （ 4） 輸出信號(hào) 0～ （ 5） 運(yùn)算公式 I0=177。%，低差壓力 177。由整定過(guò)程可以看出燃燒控制系統(tǒng)中各控制量的關(guān)系及相互間作用，它們構(gòu)成了一個(gè)密切聯(lián)系的整體。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 39 圖 340 主蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路響應(yīng)曲線 圖 341 送風(fēng)控制子系統(tǒng)響應(yīng)曲線 當(dāng) 汽輪機(jī)耗 汽 量 DT 擾動(dòng) 時(shí) 送風(fēng)和爐膛壓力控制子系統(tǒng) 響應(yīng)曲線如圖 342 和343 所示 。 大值選擇器與小值選擇器相配合， 使得在 LD 階躍減少時(shí)，燃料量比內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 38 送風(fēng)量響 應(yīng)的快，保證了負(fù)荷降低 時(shí)先減少燃料量。 圖 334 汽輪機(jī)耗 汽 量 DT擾動(dòng)下主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出曲線 整個(gè)燃燒控制系統(tǒng)的 仿真 整個(gè)燃燒控制系統(tǒng)的仿真方框圖如圖 335所示。 圖 333 汽輪機(jī)耗 汽 量擾動(dòng)下主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真方框圖 當(dāng) DT 階躍增加時(shí)，相當(dāng)于給系統(tǒng)加了一個(gè)負(fù)向的擾動(dòng)，由于 D 不變，所以有一個(gè)負(fù)向的差值進(jìn)入積分器 1/30s，經(jīng)過(guò)積分的作用后，使主蒸汽壓力 PM 負(fù)向的增加，如圖中曲線 ab 段所示。 )(sWPM = )( )(sLDspM （ 315） 圖 329 汽壓調(diào)節(jié)回路等效框圖 可以看 出主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器 PI1 為正作用調(diào)節(jié)器。燃燒控制系統(tǒng)方框圖如圖 324 所示。 KD=10,則： TD=7s 。因此，系統(tǒng)的整定需首先整定熱量信號(hào) DQ。 在系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定好后，對(duì)系統(tǒng)做負(fù)荷擾動(dòng) 試驗(yàn) ，仿真框圖如圖 314 所示，輸出曲線如圖 315 所示。 對(duì)于二階對(duì)象來(lái)說(shuō)，其調(diào)節(jié)器參數(shù)可由以下公式求得： ? =， Ti= （ 35） 因此氧量校正調(diào)節(jié)器的參數(shù)可設(shè)置為： o? =K3==? 200% Tio=T3=29=42s 將此參數(shù)的調(diào)節(jié)器放入系統(tǒng)中， 系統(tǒng)的 仿真方框圖如圖 310 所示，其階躍響應(yīng)曲線如圖 311 所示。將送風(fēng)量控制系統(tǒng)投入自動(dòng)，作定值擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 圖 34 爐膛壓力控制系統(tǒng) 響應(yīng) 曲線 前饋支路中參數(shù) V? 的整定，按不變性原理進(jìn)行，由圖 32，在送風(fēng)量 V 擾動(dòng)下，Ps 的傳遞函數(shù) W(S)為 W(S)= ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?SWSW SWSWSV SP OPI OVS ? ?? 1 1 ? （ 31） 根據(jù)不變性原理：令 W(S)=0，則： ? ?? ?SW SWOV1??? （ 32） 由于： ? ? ? ?? ?SSV SPSW S ???， ? ? ? ?? ?SSV SPSW SSO 1? ??? 因此： V? = （ 33） 由以 上 計(jì)算可得送風(fēng) V 擾動(dòng)下?tīng)t膛壓力控制系統(tǒng)的仿真方框圖如圖 35 所示。 可得調(diào)節(jié)器參數(shù)為 s? =7%， Tis=。如果希望調(diào)節(jié)器入口信號(hào)增加時(shí)輸出也增加，則調(diào)節(jié)器為“正作用”； 反之，若希望調(diào)節(jié)器入口信號(hào)增加時(shí)其輸出信號(hào)減小，則調(diào)節(jié)器為“反作用”。 燃燒控制系統(tǒng)的工程整定 實(shí)際工作中，燃燒控制系統(tǒng)的整定通常采用工程 整定 的方法，下面以某直吹式高壓鍋爐 燃燒 控 制系統(tǒng)為例介紹其工程整定法?？紤]到主蒸汽壓力是關(guān)系到鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)，因此在其控制回路整定過(guò)程中，應(yīng)該保證汽壓不致大幅度波動(dòng)。燃燒率控制回路是由多個(gè)并列子系統(tǒng)組成的多參數(shù)比值系統(tǒng)，按照壓力調(diào)節(jié)器（主調(diào)節(jié)器）給出負(fù)荷指令（燃燒率指令 LD），控制燃料、送風(fēng)、引風(fēng)、各量成適當(dāng)比值變化，以保證爐膛發(fā)熱量與負(fù)荷指令相適應(yīng)，因此，若以其中某一參數(shù)代表燃燒控制回路，則燃燒控制系統(tǒng)可被視為典型的串級(jí)控制系 統(tǒng)，如圖 31 所示 。當(dāng)燃料量依負(fù)荷 指令 LD 而改變時(shí)，送風(fēng)量調(diào)節(jié)器 PI3 同時(shí)按比例改變送風(fēng)量。 圖 25 是利用氧量信號(hào)作為經(jīng)濟(jì)燃燒校正信號(hào)的燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 然而，若引入蒸汽流量的負(fù)向?qū)嶋H微分信號(hào)，以補(bǔ)償汽包壓力微分的慣性遲延部分，則可使熱量信號(hào)在燃料量不變而負(fù)荷改變的情況下保持不變。 所以用蒸汽量和汽壓的變化速度適當(dāng)?shù)鼐C合，就可以代替燃料量。 然而該方案燃料量控制與送風(fēng)量控制的精度，依賴燃料 與送風(fēng)的準(zhǔn)確測(cè)量。燃料調(diào)節(jié)器 PI2 和送風(fēng)調(diào)節(jié)器 PI3 根據(jù)負(fù)荷指令 LD，分別調(diào)節(jié)燃料量 M 和送風(fēng)量 V。 單元制運(yùn)行鍋爐燃燒的主要特點(diǎn)是： ，蓄熱系數(shù) Cb 較小，因此對(duì)于外界負(fù)荷的擾動(dòng)，汽壓變化的時(shí)間常數(shù)小，變化速度快。主控制器 PI1 根據(jù) PM 的變化，向燃燒率控制中各子系統(tǒng)發(fā)出負(fù)荷指令 LD。因此確保燃料、送風(fēng)、 引風(fēng)等參數(shù)協(xié)調(diào)變化是確保燃燒工況穩(wěn)定必不可少的條件。由對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的分析可以看出，在外界負(fù)荷變化時(shí)，只有迅速改變鍋爐的燃燒率，維持燃燒過(guò)程的能量平衡，才能保持蒸汽壓力穩(wěn)定。 內(nèi)蒙古