【正文】 料的消耗量，浪費能源，而且還將使汽輪機最后幾級的蒸汽濕度增加，加速汽輪機葉片的水蝕。 過熱器可以根據(jù)它所采用的傳熱方式分為對流過熱器、半輻射過熱器及輻射過熱器三種。 過熱器的介紹 過熱器定義：鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度的部件。它所產(chǎn)生的蒸汽不僅可供生產(chǎn)過程作為熱源，而且還可作為蒸汽透平的動力源。 如果過熱蒸汽溫度偏低，則會降低電廠的工作效率，同時 使汽輪機后幾級的蒸汽濕度增加，引起葉片磨損。鍋爐汽溫控制系統(tǒng)主要包括過熱 蒸汽和再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)。鍋爐控制現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采用傳統(tǒng)的基于模擬技術(shù)的控制器、儀器儀表或單片機，不僅結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，效率比較低，并且可靠性也不高。一般規(guī)定過熱器的溫度與規(guī)定值的暫時偏差不超過177。 （ 2）汽溫對象具有大延遲、 大慣性的特點，尤其隨著機組容量和參數(shù)的增加，蒸汽的過熱受熱面的比例加大，使其延遲和慣性更大，從而進一步加大了汽溫控制的難度。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過熱蒸汽后，經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐預(yù)熱空氣，最后經(jīng)引風(fēng)機送往煙筒排入大氣。蒸汽壓力的提高要求相應(yīng)的提高過熱蒸汽溫度，否則蒸汽在汽輪機膨脹終了的濕度就會過高，影響汽輪機的安全?，F(xiàn)代鍋爐的過熱器是在高溫、高壓的條件下工作的，過熱器出口的過熱蒸汽溫度是機組整個汽水行程中工質(zhì)溫度的最高點，也是金屬壁溫的最高處。因此，對于對流式過熱器來說，當鍋爐的負荷增加時，會使出口汽溫的穩(wěn)態(tài)值升高；輻射式過熱器則具有相反的汽溫特性，即當鍋爐的負荷增加時，會使出口汽溫的穩(wěn)態(tài)值降低。 動態(tài)特性 目前，火電機組廠廣泛采用噴水減溫方式來控制過熱蒸汽溫度。動態(tài)特性曲線如圖 21（ a）所示。當擾動發(fā)生后，要隔較長時間才能是蒸汽溫度發(fā)生變化，滯后時間比較大，滯后時間約為 3060s。第二級噴水減溫器布置在高溫對流過熱器（末級過熱器）之前，這一級熱慣性小，可保證出口汽溫能得到迅速調(diào)節(jié)。但作為控制對象的過熱器由于管壁金屬的熱容量比較大，使其有較大的熱慣性，加上管道有一定較長時間的傳遞滯后，同時在單回路控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器在 接受過熱器出口蒸汽溫度的變化后，調(diào)節(jié)器才會開始動作，去控制減溫水的水流量變化又要經(jīng)過一段時間才能影響到蒸汽溫度的變化，這樣既不能及早發(fā)現(xiàn)擾動，又不能及時反映控制的效果，將使蒸汽溫度發(fā)生不能允許的動態(tài)偏差，即使整個系統(tǒng)采用 PID 算法。其中主調(diào)節(jié)器的的給定值使是一個定值，所以主回 路是一個定值控制系統(tǒng)。具體體現(xiàn)在： ⑴由于副回路的存在，減少了控制對象的時間常數(shù)，縮短了控制通道，使控制作用更加明顯； ⑵在一定程度上提高了系統(tǒng)的工作頻率，使震蕩周期明顯縮短，調(diào)節(jié)時間也有一定程度上的縮短，系統(tǒng)的快速性相對增強了； ⑶整個控制系統(tǒng)對二次干擾即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動具 有很強的克服能力，這是單回路控制系統(tǒng)所不能實現(xiàn)的； ⑷對負荷或操作條件的變化有一定的自適應(yīng)能力。 綜上所述，應(yīng)選擇減溫器和過熱器之間的蒸汽溫度作為副變量。 調(diào)節(jié)閥按驅(qū)動方式可分為：氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體介質(zhì) (如油等 )壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥；由于生產(chǎn)現(xiàn)場有防爆要求，所以應(yīng)選擇氣動執(zhí)行器。 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器有熱電偶和熱電阻兩種。補償導(dǎo)線的作用就是將熱電偶的冷端延長到距離熱源較遠、溫度較穩(wěn)定的地方。原因在于： ⑴ K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從 0℃到 1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。 控制器正、反作用的選擇 對于一個完整的串級控制系統(tǒng)，主、副控制器的正、反作用的判斷應(yīng)該是先副后主。一般采用溫度控制器和聲光信號組成超溫報警裝置。以后的學(xué)習(xí)工作中，應(yīng)更注重知識的掌握和應(yīng)用。 %。 本次課程設(shè)計，使我對書本上的理論知識得到進一步的鞏固，并提高了我的實踐動手能力，能用 CAD 工程制圖軟件繪制一般的工藝流程圖，并且學(xué)會了 visol 繪圖軟件的用法，使我收獲不少。 采用 PID 串級控制時的系統(tǒng)框圖建立與仿真結(jié)果 內(nèi)環(huán) Kp=10 Ki= Kd=0 外 環(huán) Kp= Ki= Kd=0 當階躍輸入為 1 時，過熱器與減溫器之間的溫度輸出曲線為： 當階躍輸入為 1 時，過熱蒸汽出口溫度輸出曲線為： 當采用 PID 串級控制時，系統(tǒng)響應(yīng)時間及調(diào)節(jié)時間變小，但在個人嘗試多次后在控制效果上還是未能達到理想的效果。為了使副回路能構(gòu)成一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，所以副回路的開環(huán)放大系數(shù)符號必須是“正”。 主、副控制器控制規(guī)律的選擇 由于在控制系統(tǒng)中，主、副調(diào)節(jié)器的任務(wù)不同，對它們各自的選擇也應(yīng)有不同的考慮。 用補償導(dǎo)線將熱電偶的冷端延長到溫度比較穩(wěn)定的地方后，并沒有完全解決冷端溫度補償問題，為此還要采取進一步的補償措施。原因在于熱電偶的測溫范圍廣（－ 200℃～ 1300℃ ,特殊情況下－ 270℃～ 2800℃），耐高溫，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，更換方便，壓簧式感溫元件，抗震性能好，可以將 熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度 [6]。 控制儀表的選擇 溫度變送器的選擇 溫度變送器可分為電動和氣動，常用的控制儀表有電動Ⅱ型、Ⅲ型。其中，干擾時刻存在的，它是影響系統(tǒng)平穩(wěn)操作的主要因素，而操縱變量的主要作用是克服干擾的影響，是系統(tǒng)能重新穩(wěn)定運行的因素。 四． 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 主變量的選擇 根據(jù)串級控制系統(tǒng)選擇主變量的原則：在條件允許的情況下，首先應(yīng)盡量選擇能直接反映控制目的的參數(shù)為主變量；其次，要選擇與控制目的有某些單值對應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為主變量 ； 最后，所選的主變量必須要足夠的變化靈敏度。 主 調(diào) 節(jié) 器 調(diào) 節(jié) 閥 減 溫 器出 口 蒸 汽溫 度主 溫