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正文內(nèi)容

熱工控制系統(tǒng)及設(shè)備(編輯修改稿)

2025-05-28 06:52 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10 ~3 調(diào)節(jié)器參數(shù) 控制規(guī)律 經(jīng)驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)整定法的關(guān)鍵是 ──看曲線、調(diào)參數(shù) 一般情況下,調(diào)節(jié)器的比例度過(guò)小、或積分時(shí)間過(guò)短、或微分時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 都會(huì)產(chǎn)生周期性的劇烈振蕩,甚至等幅振蕩 如果比例度過(guò)大或積分時(shí)間過(guò)長(zhǎng),都會(huì)使過(guò)渡過(guò)程變化緩慢, 不能較快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) 整定過(guò)程過(guò)程中,除調(diào)節(jié)器參數(shù)影響過(guò)程曲線外,系統(tǒng)中的變送器、調(diào)節(jié)器、 調(diào)節(jié)閥等調(diào)校不良、選擇不當(dāng)以及系統(tǒng)中存在正弦干擾等等原因,都會(huì)引起被控變量的振蕩,都會(huì)在過(guò)渡過(guò)程曲線中反映出來(lái),要進(jìn)行具體分析,正確判別其原因 三、單回路控制系統(tǒng)的投運(yùn) 準(zhǔn)備工作 熟悉工藝過(guò)程 現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn) 檢查調(diào)節(jié)器的正、反作用方向及調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式 系統(tǒng)投放 安裝示意圖 DTL121型調(diào)節(jié)器組成控制的投放 QTL500型氣動(dòng)調(diào)節(jié)器組成控制系統(tǒng)的投放 蒸汽 LT LT 正作用 氣關(guān)閥 給水 鍋爐水位控制系統(tǒng) 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)閥采用氣關(guān)式,一旦調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)中斷時(shí), 閥門自動(dòng)打開,給鍋爐供水,以防止鍋爐燒干而出事故 載熱體 汽關(guān)閥 冷物料 反作用 TC TT 換熱器出口溫度控制 換熱器出口溫度控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)閥采用氣開式,一旦調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)中斷時(shí), 閥門自動(dòng)關(guān)閉,以防止換熱器溫度不斷升高而使被加熱物料分解 系統(tǒng)投運(yùn) 系統(tǒng)投運(yùn)一般要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人工操作 、手動(dòng)遙控 、 自運(yùn)控制等三個(gè)步驟 : 1 2 3 調(diào)節(jié)器安裝示意圖 串級(jí)控制系統(tǒng)分析及整定 串聯(lián)控制系統(tǒng)概述 加熱爐出口溫度與爐膛溫度串聯(lián)控制系統(tǒng) 串聯(lián)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其方塊圖 串聯(lián)控制的工作過(guò)程 串聯(lián)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合 對(duì)進(jìn)入副回路的擾動(dòng)有較快,較強(qiáng)的能力 可以改善過(guò)程的特性 可以消除副過(guò)程和調(diào)節(jié)閥非線形特性的影響 一、串級(jí)控制系統(tǒng) 串聯(lián)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 副變量的選擇和副回路的設(shè)計(jì) 副回路必須包括主要擾動(dòng)和較多個(gè)擾動(dòng) 副回路必須使主、副過(guò)程的時(shí)間常數(shù)和時(shí)滯適當(dāng)匹配 主、副回路變量間在工藝上有一定的內(nèi)在聯(lián)系、 考慮工藝的合理和經(jīng)濟(jì)性 主、副調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇 主、副調(diào)節(jié)器正、反作用的確定 加熱爐出口溫度與爐膛溫度的串聯(lián)控制系統(tǒng) 燃料原料管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng) 系統(tǒng)能把所有的擾動(dòng)都包括在控制回路之中,并用一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器來(lái)教正擾動(dòng)的影響 溫度調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)閥 爐膛 爐膛壁 出口管 溫度檢測(cè)變送器 設(shè)定 + 1f2f 3f1T2T系統(tǒng)方框圖 燃料原料加熱爐出樓溫度串聯(lián)控制系統(tǒng) 解決滯后時(shí)間大與控制質(zhì)量要求高之間的矛盾 ,保持加熱爐出口溫度為某一定值 串聯(lián)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其方塊圖 串級(jí)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)檢測(cè)變送器、兩個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)調(diào)節(jié)閥組成的。兩個(gè)調(diào)節(jié)器是串聯(lián)工作的,其中主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值,副調(diào)節(jié)器的輸出才送往調(diào)節(jié)閥,其組成方塊圖如圖 : 系統(tǒng)方框圖 主調(diào)節(jié)器 副調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)閥 副過(guò)程 主過(guò)程 主檢測(cè)變送器 設(shè)定 + 1f2f副檢測(cè)變送器 2Y 1Y串聯(lián)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程 串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程,就是指在擾動(dòng)作用下,引起主、副變量偏離設(shè)定值,由主、副調(diào)節(jié)器通過(guò)控制作用克服擾動(dòng),使系統(tǒng)恢復(fù)到新的穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。以加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級(jí)控制系統(tǒng)為例 : 溫度調(diào)節(jié)器 1 溫度調(diào)節(jié) 器 2 調(diào)節(jié)閥 溫度過(guò)程 2 溫度過(guò)程 1 主檢測(cè)變送器 設(shè)定 + 1f2f副檢測(cè)變送器 3f1T2T加熱出口溫度串聯(lián)控制系統(tǒng)方框圖 串聯(lián)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程 一旦系統(tǒng)受到擾動(dòng)破壞了平衡,引起主、副變量偏離設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)的主、副調(diào)節(jié)器便進(jìn)行工作,根據(jù)擾動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)的位置的不同,可分為以下三種情況 : 擾動(dòng)作用于副回路 擾動(dòng)作用于主過(guò)程 擾動(dòng)同時(shí)作用于副回路和主過(guò)程 串級(jí)控制系統(tǒng)特點(diǎn)及適用場(chǎng)合 在串級(jí)控制系統(tǒng)中,由于副回路的存在,對(duì)于進(jìn)入其中的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的克服能力;由于副回路的存在,改善了過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性,加快了系統(tǒng)的工作頻率,提高了控制質(zhì)量。此外,副回路的快速隨動(dòng)特性,使串級(jí)控制系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力。因此當(dāng)過(guò)程的時(shí)間常數(shù)大,滯后大,負(fù)荷變化大,擾動(dòng)作用大而頻繁,對(duì)于控制品質(zhì)要求又高,單回路控制不能滿足要求時(shí),則宜采用串級(jí)控制系統(tǒng)。在熱力生產(chǎn)過(guò)程中,鍋爐給水控制系統(tǒng)、過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)、燃燒過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)都大量采用串級(jí)控制系統(tǒng) 副回路必須包括主要擾動(dòng)和較多個(gè)擾動(dòng) 燃料原料加熱爐出口溫度與燃料流量串聯(lián)控制系統(tǒng) 加熱爐出口溫度與爐膛溫度的串級(jí)控制系統(tǒng)中, 若主要擾動(dòng)是爐膛壓力和燃料熱值的變化,它們都要先反映 在爐膛溫度的變化上,故選爐膛溫度為副變量,使主要擾動(dòng)進(jìn)入副回路 冷卻水進(jìn)料出料聚合釜串級(jí)控制系統(tǒng) 副過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性將大大改善,可以充分發(fā)揮副回路的長(zhǎng)處,構(gòu)成加熱爐出口溫度與燃料流量串級(jí)的控制系統(tǒng)。如圖。這種串級(jí)控制方案的應(yīng)用是很多的 副回路必須使主、副過(guò)程的時(shí)間常數(shù)和時(shí)滯適當(dāng)匹配 在串級(jí)控制系統(tǒng)中,由于主、副調(diào)節(jié)器是串聯(lián)工作的,主、副回路間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系十分密切,具有相互關(guān)聯(lián)作用。當(dāng)主、副過(guò)程的時(shí)間常數(shù)相近時(shí),主、副回路的工作頻率也就很接近,這樣,在擾動(dòng)作用下,不論哪個(gè)變量發(fā)生振蕩,必然引起另一個(gè)變量也振蕩,它們相互影響,使主、副變量大幅度地變化,系統(tǒng)不能正常工作,產(chǎn)生“共振”。共振現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行很不利,其防止的措施是:在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將主、副過(guò)程的時(shí)間的常數(shù)錯(cuò)開;在運(yùn)行中整定調(diào)節(jié)器參數(shù)時(shí)把主、副回路的工作頻率拉開。 主、副變量間在工藝上應(yīng)有一定的內(nèi)在聯(lián)系 在串級(jí)控制中引入副變量,是為了提高和保證主變量的控制質(zhì)量。當(dāng)主變量選定以后,選擇的副變量與主變量之間必須要有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從串級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖上看,操縱變量的變化,首先是影響副變量,再由副變量去影響主變量,主、副變量間在工藝上有串聯(lián)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。也就是說(shuō),控制好所選的副變量就能使主變量盡快回到或穩(wěn)定在設(shè)定值上。 主、副調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇 序號(hào) 工藝對(duì)主、副變量的要求 應(yīng)選控制規(guī)律 主變量 副變量 主調(diào) 節(jié)器 副調(diào)節(jié)器 1 重要儀表,要求很高 要求不高,允許有余差 PID P 2 主要指標(biāo),要求較高 主要指標(biāo),要求較高 PI PI 3 要求不高,互相協(xié)調(diào) 要求不高,互相協(xié)調(diào) P P 不同情況下選用的控制規(guī)律 主副調(diào)節(jié)器正、反作用的確定 在串級(jí)控制系統(tǒng)中,主、副調(diào)節(jié)器是串聯(lián)工作的,在系統(tǒng)投運(yùn)和整定之前,必須確定主副調(diào)節(jié)器的正、反作用。串級(jí)控制系統(tǒng)中,副調(diào)節(jié)器的正、反作用是根據(jù)調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)決定的;主調(diào)節(jié)器的正、反作用是根據(jù)副變量對(duì)主量的影響確定的,一般與調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式無(wú)關(guān),只有在要求系統(tǒng)進(jìn)行主控時(shí),才考慮調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式。 前饋 反饋控制系統(tǒng)分析 前饋控制系統(tǒng) 反饋控制能將引起被控變化的所有擾動(dòng)都包括在系統(tǒng)之中,調(diào)節(jié)器是按偏差進(jìn)行工作的。因此只有在擾動(dòng)使被控變量偏離設(shè)定值以后,調(diào)節(jié)器才進(jìn)行控制,以克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響。 前饋控制是改善和克服反饋控制不及時(shí)性的另一種控制方法。它是利用補(bǔ)償原理,采用開環(huán)結(jié)構(gòu),按擾動(dòng)作用的大小進(jìn)行控制的 前饋 反饋控制系統(tǒng) 載熱體 汽關(guān)閥 冷物料 反作用 TC TT 工藝要求保持加熱器出口溫度為某一定值。影響加熱器出口溫度的因素很多,有進(jìn)料流量和溫度的變化(用擾動(dòng)f 1表示)、加熱蒸汽壓力的變化(用擾動(dòng)f 2表示)等等。加熱器出口溫度的反饋控制系統(tǒng)如圖所示 載熱體 汽關(guān)閥 冷物料 反作用 FFC FT 如果進(jìn)料流量的變化很大而且頻繁,是影響加熱器出口溫度的主要擾動(dòng),加熱器的滯后現(xiàn)象又較顯著單回路反饋控制達(dá)不到工藝的要求,這時(shí)可以采用前饋控制,如圖 反饋控制與前饋控制的不同 系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)不同。前者是被控變量,后者是擾動(dòng)量 系統(tǒng)控制的依據(jù)不同。前者是偏差的大小,后者是擾動(dòng)量的大小 控制模式不同。前者采用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)器, 能校正包括在系統(tǒng)中的全部擾動(dòng)(f f 2等),而后者只能對(duì)引入補(bǔ)償裝置的擾動(dòng)量進(jìn)行校正 載熱體 汽關(guān)閥 冷物料 反作用 FFC FT + TC TT 圖是換熱器的前饋-反饋控制系統(tǒng),它是單回路反饋控制與前饋控制的組合。系統(tǒng)中前饋控制補(bǔ)償進(jìn)料量的變化,反饋控制則克服其它擾動(dòng)因素。系統(tǒng)的校正作用是前饋補(bǔ)償裝置 FFC和溫度調(diào)節(jié)器 TC輸出信號(hào)的疊加, 通過(guò)加法器相加以后送往調(diào)節(jié)閥,能較快地把物料出口溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上 燃料原料 圖是加熱爐的前饋-反饋控制系統(tǒng)。若負(fù)荷變化是主要擾動(dòng)原料的流量檢測(cè)信號(hào)直接送往前饋補(bǔ)償裝置 FFC, 補(bǔ)償后的輸出與爐出口溫度調(diào)節(jié)器 TC的輸出相疊加以后,去控制燃料流量,這樣的控制系統(tǒng)能使?fàn)t出口溫度的穩(wěn)定程度大大提高 汽包 給水 爐膛 蒸汽 燃料 反 反 aTP1CP1TP2CP21p2pLS 鍋爐蒸汽壓力選擇性控制系統(tǒng) 圖為輔助鍋爐蒸汽壓力與燃料壓力組成的選擇性控制系統(tǒng)。蒸汽符合隨用戶的需要多少經(jīng)常性的波動(dòng),蒸汽壓力與進(jìn)入爐膛的燃料有關(guān)。 第六節(jié) 熱力過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng) 在熱力生產(chǎn)過(guò)程中,汽包鍋爐水位是正常運(yùn)行的主要指標(biāo)之一,是非常重要的被調(diào)量,在鍋爐運(yùn)行中占據(jù)首要地位。 所以,工業(yè)鍋爐的自動(dòng)化大多數(shù)都是從汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)開始的。 上一頁(yè) 返回 首頁(yè) 工業(yè)鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng) 被調(diào)量: 汽包水位 蒸汽壓力 過(guò)熱蒸汽溫度 爐膛負(fù)荷 過(guò)??諝庀禂?shù) 干擾因素: 蒸汽負(fù)荷 鍋爐給水量 燃料量 減溫水 送風(fēng)和引風(fēng) 汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng) 過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng) 上一頁(yè) 返回 首頁(yè) 汽包鍋爐給水自控系統(tǒng)分析 本 節(jié) 內(nèi) 容 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)和調(diào)節(jié)對(duì)象特性 給水流量的調(diào)節(jié)方式 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 上一頁(yè) 返回目錄 一、給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù) 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)主要包括兩個(gè)方面: 一是使給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量,維 持汽包水位
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