【正文】 運(yùn)行，機(jī)組在大范圍的變負(fù)荷運(yùn)行中，運(yùn)行壓力 1025 MPa 之間。當(dāng)風(fēng)煙系統(tǒng)特性忽略后，仍然可以將超臨界直流爐劃分為制粉環(huán)節(jié) 和鍋爐核心環(huán)節(jié)，只不過鍋爐核心環(huán)節(jié)是三入三出的。主汽閥開度一方面控制汽輪機(jī)功率，一方南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 面改變了鍋爐的被控特性，這和汽包鍋爐的情況不同。 、溫度、功率的影響 燃料發(fā)生變化時(shí)，由于加熱段和蒸發(fā)段縮短，鍋爐儲(chǔ)水量減少，在燃燒率擾動(dòng)后經(jīng)過一個(gè)較短的延遲蒸汽量會(huì)向增加的方向變化，當(dāng)燃燒率增加時(shí)，一開始由 于加熱段蒸發(fā)段的縮短而使蒸發(fā)量增加，也使壓力、功率、溫度增加。由于超臨界和亞臨界區(qū)工質(zhì)物性的巨大差 異，以及不同燃燒率下鍋爐蒸發(fā)段（或相變點(diǎn)）位置的遷移等因素的影響，機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)也大幅度變化，使超臨界機(jī)組呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性特性和變參數(shù)特性。 圖 27 超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)的輸入、輸出 由于汽機(jī)閥門開度對(duì)中間點(diǎn)焓值影響很小可以近似忽略。 主汽壓力 P: MPa 。 采用上述自適應(yīng)遺傳系統(tǒng)辨識(shí)方法進(jìn)行辨識(shí)，辨識(shí)結(jié)果為： BestS=, , , , , , , , 45,8783, , , , , , , , , , , , , , , , 即 100%負(fù)荷下的傳遞函數(shù)為： 1)s1 ) ( 5 4 . 8 7 8 38 9 9 ( 1 5 7 . 6 9 4 2 s)s(G 11 ??? s （ 15） )10 8 4 2 8)(17 7 0 )(14 7 7 ( 1 9 0 )(12 ???? ssssG （ 16） )17 9 5 )(13 0 2 0 5( 2 1 2 )(21 ???? ssG （ 17） 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 )15 3 8 0 1)(12 9 6 ( 3 0 2 )s(22 ??? ssG （ 18） )17 5 4 0 5)(12 9 2 )(10 3 1 ( 5 3 1 )(23 ???? sss ssG （ 19） )13 1 2 )(14 4 6 )(17 5 2 4 5( 9 3 8 ???? sssG （ 20） )12 9 8 )(15 2 5 )(18 2 0 ( 9 9 2 ??? ?? sssG （ 21） 分別對(duì)汽機(jī)調(diào)門開度階躍變化 +1，給煤量階躍變化 +1t/h,則在 100%工況下功率、主汽壓力、中間點(diǎn)焓值輸出響應(yīng)分別如圖 2 210 所示。 下面我們以某廠 1000MW 超臨界機(jī)組在 100%負(fù)荷下協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的三輸入（汽輪機(jī)調(diào)門開度 μT、給煤量 B、給水量 W）三輸出 (功率 N、主汽壓 P、主汽溫 T、中間點(diǎn)焓值 H)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解耦控制。它是指調(diào)節(jié)量 μj 改變了一個(gè) ?? 時(shí)，其他調(diào)節(jié)量 r? （ r j? ）均不變的情況下， μj 與 yi 之間通道的開環(huán)增益。圖所示為應(yīng)用前饋補(bǔ)償器來解除系統(tǒng)間耦合的方法，假定從 T? 到1c? 通路中的補(bǔ)償器為 11D ，從 W 到 2c? 通路中的補(bǔ)償器為 23D ,從 B 到 2c? 通路 中的補(bǔ)償器為 22D ,從 B 到 3c? 通路中的補(bǔ)償器為 32D ,利用補(bǔ)償原理得到圖 33： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 28 頁 圖 33 前饋補(bǔ)償法解耦控制系統(tǒng) ???????????????0GD0G0GD0GD333232121111212323212222GGDGG 由上四式可分別解出補(bǔ)償器的數(shù)學(xué)模型： 1)s8 7 8 )(19 9 9 s3 . 1 9 0 4 ( 8 . 8 1)( 1 2 8 . 0 8 4 7 s)17 7 0 )(14 7 7 (6 9 4 5 7121111 ?? ??????? sssGGD )15 3 8 0 1)(12 9 6 (2 1 2 )17 9 5 )(13 0 2 0 5(3 0 2 ?? ????? ss ssGGD )175 5)(129 )(103 (21 )179 )(130 5(53 ??? ????? sss sssGGD 1)s1 ) ( 7 5 . 3 1 2 1s1 ) ( 3 0 . 4 4 6 6. 7 5 2 7 s4 . 9 9 2 5 ( 1 4 5 1)1 ) ( 2 . 2 9 8 7 ss1 ) ( 1 6 . 5 2 5 88 2 0 1 s1 . 9 3 8 2 ( 1 0 .GGD 333232 ??? ????? 對(duì)角矩陣法 研究某廠 1000MW 燃煤機(jī)組在 100%負(fù)荷上三輸入 三輸出的控制系統(tǒng)如圖 32 所示，設(shè) )()()()()()()( 33322322211211 sDsDsDsDsDsDsD 、 均為解耦器。由靜態(tài)相對(duì)增益，原控制圖形進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的傳遞矩陣為： ???????????)(0)(sG)()()(0)()()(33322321221112sGsGsGsGsGsGsG 被調(diào)量 yi 和調(diào)節(jié)量 μi 之間的矩陣為 : ???????????????????????????????)()()()(0)()()()(0)()(( s )( s )Y( s )32133322321221112321sMsMsMsGsGsGsGsGsGsGYY （ 1） 調(diào)節(jié)量 Mi(s)與調(diào)節(jié)器輸出 Mci(s)之間的矩陣為： ???????????????????????????????)()()()(0)()()()(0)()(( s )M( s )M( s )M32133322321221112321sMsMsMsDsDsDsDsDsDsDccc （ 2） 將（ 2）式代入（ 1）式得到系統(tǒng)傳遞矩陣為： ?????????????????????????????????????????)()()()(0)()()()(0)()()(0)()()()(0)()(( s )( s )Y( s )3213332232122111233322321221112321sMsMsMsDsDsDsDsDsDsDsGsGsGsGsGsGsGYYccc （ 3） 對(duì)角矩陣綜合法即要使系統(tǒng)傳遞矩陣成為如下形式： ???????????????????????????????)()()()(000)(000)(( s )( s )Y( s )321332112321sMsMsMsGsGsGYYccc （ 4） 將（ 3）式和（ 4）式相比較可知，欲使傳遞矩陣成為對(duì)角矩陣，則要使 ???????????????????????????????( s )G000( s )G000( s )G)(0)()()()(0)()()(0)()()()(0)()(3321123332232122111233322321221112sDsDsDsDsDsDsDsGsGsGsGsGsGsG （ 5） 如果傳遞矩陣 G(s)的逆存在，則將式（ 5）式兩邊左乘 G(s)矩陣之逆矩陣得到解耦器數(shù)學(xué)模型為： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 30 頁 ?????????????????????????????????????????????????????????????)(000)(000)()()()()()()(s)()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(1( s )G000( s )G000( s )G)(0)s()()()(0)()()(0)s)()()(0)()(3321122211211232113221231233123322322323113311332133221132231133211233211213332232122111233322321221112sGsGsGsGsGsGsGsGGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGGsGsGsGsGsGsDDsDsDsDsDsD（??????????????????)()()()()()()()()(s)()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(1332211332112322111322112332312332112332212322312332311332111332112332211322311332112sGsGsGsGsGsGsGsGGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsG （ 6） 按式（ 6）就可以組成如圖 34 所示的解耦控制系統(tǒng)。它的元素 qij的靜態(tài)值稱為 μj 到 yi 通道的第二放大倍數(shù)。 對(duì)于一個(gè)三輸入三輸出的多變量系統(tǒng)，假設(shè) y 是包含系統(tǒng)所有被調(diào)量yi(y1=N 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 第三章 多變量耦合系統(tǒng)概述 概述 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量控制系統(tǒng)，從理論上說，完全可以按多變量控制理論進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 給煤量 B: t /h 。則其動(dòng)態(tài)模型可以簡化如圖 28 所示。 3．燃水比難于控制 超臨界機(jī)組控制的重點(diǎn)在于鍋爐的燃水比調(diào)節(jié)。 在直流鍋爐中，壓力控制是最重要的被控對(duì)象，因?yàn)閴毫Φ淖兓粌H影響機(jī)組負(fù)荷的變化，還會(huì)影響給水流量的變化，從而導(dǎo)致對(duì)溫度的影響。為了獲得更多進(jìn)汽量以滿足負(fù)荷需求，汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)器會(huì)進(jìn)一步開大調(diào)節(jié)汽門，導(dǎo)致機(jī)前壓力進(jìn)一步降低，最終形成惡性循環(huán)。 1．汽輪機(jī)調(diào)門開度階躍增加擾動(dòng) 在汽輪機(jī)調(diào)門開度階躍增加擾動(dòng)下，各個(gè)輸出變量變化為：機(jī)前壓力降低導(dǎo)致鍋爐蓄熱釋放，機(jī)組負(fù)荷增加，由于燃料量和給水流量沒有變化，鍋爐釋放出蓄熱后，經(jīng)過一段時(shí)間后機(jī)組負(fù)荷恢復(fù)到原來的水平；機(jī)前壓力隨著鍋爐蓄熱的釋放逐漸降低最后穩(wěn)定；中間點(diǎn)溫度在蒸汽流量增加后略微降低，由于燃料量和給水流量沒有變化，隨著蒸汽流量恢復(fù)回升到原來的水平。如燃水比調(diào)節(jié)的溫度對(duì)象，在負(fù)荷變化 50～ 100％范圍內(nèi)，增益變化達(dá) 5～ 6倍，時(shí)間常數(shù)的變 化也有 3 倍左右。 （ 3）由于沒有儲(chǔ)能作用的汽包環(huán)節(jié) ,鍋爐的蓄能顯著減小 ,負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈敏性好 ,可實(shí)現(xiàn)快速啟停和調(diào)節(jié)負(fù)荷 ,但汽壓對(duì)負(fù)荷變動(dòng)反映靈敏 ,變負(fù)荷性能差 ,汽壓維持比較困難。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 一、超臨界機(jī)組的特點(diǎn) ??6 超臨界參數(shù)鍋爐與亞臨界汽包鍋爐在自動(dòng)控制方面有所不同 ,其原因是直流鍋爐與汽包鍋爐之間的差別。實(shí)際系統(tǒng)中，考慮到機(jī)組各種運(yùn)行工況及輔機(jī)情況，一般設(shè)計(jì)有多種運(yùn)行方式，并具有無擾切換功南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 能。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 二、以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 這種協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在汽機(jī)跟隨控制方式的基礎(chǔ)上，允 許汽壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，原理方框圖如圖 24 所示。要實(shí)現(xiàn)機(jī)組協(xié)調(diào)控制，首先必須使