【正文】 作在最低轉(zhuǎn)速。在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)取決于 Pb 值，泵可以直接工作在較高的轉(zhuǎn)速。這個(gè)方案中沒(méi)有專門設(shè)計(jì)泵出口壓力安全調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決給水泵在安全工作區(qū)的辦法是利用調(diào)速泵運(yùn)行的自然特性，即在定壓運(yùn)行時(shí)用兩臺(tái)泵同時(shí)給水的方法，使每臺(tái)泵的負(fù)荷不超過(guò) 86%，這樣泵就自然工作在安全區(qū)內(nèi)。這個(gè)方案結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，系統(tǒng)和調(diào)節(jié)段兩種切換互相錯(cuò)開(kāi)，P b 是開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)段是無(wú)觸點(diǎn)自由過(guò)渡，安全性能好，是一個(gè)好方案。圖 方案五系統(tǒng)示意圖由以上分析可以看出，方案四、五、六都是較好的方案，特別是方案五、六，優(yōu)點(diǎn)更多些。5 給水全程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)全程給水 sama 圖見(jiàn)附錄邏輯信號(hào)說(shuō)明邏輯信號(hào) 1：給水手動(dòng)或負(fù)荷〉30%，PID3 跟蹤邏輯信號(hào) 2：當(dāng) 1PI 處于跟蹤狀態(tài)時(shí)，給水手動(dòng)并且旁閥開(kāi)度 〈90% ，PID1 跟蹤信號(hào)V；否則跟蹤 A 泵和 B 泵中轉(zhuǎn)速較大的值。邏輯信號(hào) 3：給水手動(dòng)或負(fù)荷〈30%，PID2 跟蹤。邏輯信號(hào) 4：給水手動(dòng)或負(fù)荷〈30%，PID1 跟蹤。圖 方案六系統(tǒng)示意圖邏輯信號(hào) 5：旁閥雙回路跟蹤時(shí)，將接通旁閥位置反饋信號(hào)；否則，接通手動(dòng)給定值。邏輯信號(hào) 6：旁閥雙回路跟蹤或手動(dòng)時(shí)，接通反饋值；否則，接通控制信號(hào)。邏輯信號(hào) 7：給水手動(dòng)時(shí)，接通 A 泵轉(zhuǎn)速反饋值；否則，接通控制信號(hào) PID2 輸出。邏輯信號(hào) 8：A 泵雙回路跟蹤時(shí)，接通 A 泵轉(zhuǎn)速反饋值；否則，接通手動(dòng)給定值。邏輯信號(hào) 9：A 泵手動(dòng)時(shí)，接通轉(zhuǎn)速反饋值或者手動(dòng)給定值；否則，接通控制信號(hào)。邏輯信號(hào) 10：A 泵轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋值與給定值偏差太大時(shí)報(bào)警。邏輯信號(hào) 12：B 泵雙回路跟蹤時(shí)，接通 B 泵轉(zhuǎn)速反饋值；否則，接通手動(dòng)給定值。邏輯信號(hào) 13：B 泵手動(dòng)時(shí)，接通轉(zhuǎn)速反饋值或者手動(dòng)給定值；否則，接通控制信號(hào)。邏輯信號(hào) 14：A 泵轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋值與給定值偏差太大時(shí)報(bào)警?？刂葡到y(tǒng)的跟蹤與切換當(dāng)負(fù)荷小于 30%時(shí)，采用單回路輸出信號(hào)來(lái)控制閥門開(kāi)度，此時(shí)三沖量主調(diào)節(jié)器PID1 跟蹤總給水流量與主蒸汽流量 SW 之差，三沖量副調(diào)節(jié)器 PID2 的輸入信號(hào)即為0，PID2 輸出跟蹤單回路控制器 PID3 的輸出，并產(chǎn)生控制信號(hào)去控制閥門和電泵。當(dāng)負(fù)荷增加到 30%后，采用三沖量進(jìn)行控制此時(shí)，PID1 停止跟蹤，該將水位給定值H 和測(cè)量值進(jìn)行偏差運(yùn)算并進(jìn)行調(diào)節(jié)，其結(jié)果經(jīng)過(guò)高低限幅運(yùn)算與主蒸汽流量一同送入副調(diào)節(jié)器 PID2，此時(shí) PID2 也停止跟蹤，進(jìn)行調(diào)節(jié)工作，輸出控制信號(hào)。由于在負(fù)荷〈30%時(shí)，PID2 的輸出是跟蹤 PID3 的，所以切換是無(wú)擾動(dòng)的。PID3 這時(shí)轉(zhuǎn)為跟蹤 PID2 輸出的控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)由三沖量向單沖量的切換也能無(wú)擾進(jìn)行。泵和閥門的運(yùn)行從 3PI 輸出的控制信號(hào)經(jīng)過(guò) f1(x)運(yùn)算后，轉(zhuǎn)化為使旁閥開(kāi)度在 0~100%時(shí)，符合可以從 0~30%變化的信號(hào)。并由位置變送器 ZT 將旁閥位置反饋回來(lái)，如果反饋值和位置信號(hào)相差過(guò)大，則出現(xiàn)旁閥閥位偏差報(bào)警。3PI 的輸出經(jīng)過(guò) f2(x)運(yùn)算后變?yōu)榭梢栽?0~100%負(fù)荷調(diào)節(jié)給水量的信號(hào)去控制 A 泵轉(zhuǎn)速。該信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)低限幅模塊后，在符合小于 30%時(shí)，不動(dòng)作，電泵維持在最低轉(zhuǎn)速。只有當(dāng)負(fù)荷升高到一定程度，控制信號(hào)經(jīng) f2(x)運(yùn)算后大于給定值時(shí)，才能作為泵的轉(zhuǎn)速給定值去控制泵的給水流量。同時(shí)，轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置會(huì)將泵的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)，若和給定值偏差過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn) A 泵轉(zhuǎn)速偏差報(bào)警。B 泵同理。手/自動(dòng)切換問(wèn)題當(dāng)給水手動(dòng)控制時(shí)，也存在跟蹤問(wèn)題。PID3 在手動(dòng)并且旁閥開(kāi)度大于 30%時(shí)，會(huì)跟蹤 A 泵和 B 泵轉(zhuǎn)速信號(hào)中的較大值，在手動(dòng)并且旁閥開(kāi)度小于 30%時(shí)，會(huì)跟蹤旁閥位置信號(hào)。此時(shí)，PID2 跟蹤 PID3 的輸出信號(hào)。PID1 跟蹤給水流量與蒸汽流量 SW 之差，當(dāng)旁閥硬手操時(shí)，則處于雙回路跟蹤狀態(tài)，這時(shí)控制信號(hào)直接跟蹤旁閥位置變送器的輸出值。如果旁閥處于手動(dòng)，則跟蹤手動(dòng)給定值。A 泵和 B 泵同理。由于這些跟蹤，使得在手/自動(dòng)切換時(shí)得以無(wú)擾進(jìn)行。6 仿真及整定采用的仿真軟件為 MATLAB，在其 Simulink 工具箱中搭建仿真框圖進(jìn)行仿真。 子系統(tǒng)仿真搭建單回路仿真框圖如圖 ：圖 單回路仿真框圖其中， 為給水流量在低負(fù)荷時(shí)對(duì)汽包水位的傳遞函數(shù)。12()58wGss??經(jīng)整定得 P= 5 ，I=系統(tǒng)在給定值擾動(dòng)下的階躍響應(yīng)曲線如圖 ：圖 單回路系統(tǒng)在給定值單位階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線指標(biāo) 超調(diào)量 衰減率 調(diào)節(jié)時(shí)間 穩(wěn)態(tài)誤差結(jié)果 30% 90% 103s 0搭建串級(jí)三沖量控制系統(tǒng)仿真框圖如圖 ：圖 串級(jí)三沖量仿真框圖其中， 為給水流量在高負(fù)荷時(shí)對(duì)汽包水位的傳遞函數(shù)；321??sGw為蒸汽流量擾動(dòng)在高負(fù)荷時(shí)對(duì)汽包水位的傳遞函數(shù)；s??經(jīng)整定得 P=，I=；P1=4，I1=串級(jí)三沖量系統(tǒng)在給定值階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線如圖 ：圖 三沖量系統(tǒng)在給定值單位階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線指標(biāo) 超調(diào)量 衰減率 調(diào)節(jié)時(shí)間 穩(wěn)態(tài)誤差結(jié)果 49% 77% 370s 0串級(jí)三沖量系統(tǒng)在蒸汽階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線如圖 ：圖 串級(jí)三沖量系統(tǒng)在蒸汽單位階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線串級(jí)三沖量系統(tǒng)在給水流量單位階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線如圖 ：圖 串級(jí)三沖量系統(tǒng)在給水流量單位階躍擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線 全程給水系統(tǒng)仿真通過(guò)全程給水仿真使單回路和三沖量?jī)蓚€(gè)子系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，仿真中選擇在 200s 時(shí)使系統(tǒng)從單回路切換到三沖量控制，測(cè)試其控制品質(zhì)。仿真框圖如圖 ：圖 全程給水控制仿真框圖在 0 秒加入給定階躍擾動(dòng),該仿真試驗(yàn)在 300s 時(shí)由單回路切換到三沖量，在 600s 時(shí)加入了蒸汽流量的階躍擾動(dòng)。900 秒加入給水節(jié)約擾動(dòng),響應(yīng)曲線如圖 : 圖 全程仿真圖執(zhí)行器輸出如圖 ：圖 執(zhí)行器輸出曲線測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能良好，在切換過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)劇烈抖動(dòng)，執(zhí)行器輸出也無(wú)急劇變化的情況發(fā)生。 魯棒性測(cè)試 將各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)做以下調(diào)整:低負(fù)荷時(shí)給水力量擾動(dòng)對(duì)汽包水位的傳遞函數(shù)由 ；高負(fù)荷時(shí)改為12()68wGss??蒸汽流量擾動(dòng)改為22()1wGss??2()3Ds??重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，得到以下一組仿真曲線如圖 ：圖 響應(yīng)曲線執(zhí)行器輸出如圖 ：圖 執(zhí)行器輸出曲線經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)魯棒性能良好 全文總結(jié)汽包水位是鍋爐運(yùn)行中一個(gè)重要的參數(shù)。他間接反映了鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系，維持汽包水位正常是保證鍋爐和氣輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。因此，給水系統(tǒng)的自動(dòng)化問(wèn)題也是人們關(guān)注的重點(diǎn)。由于鍋爐水位有其自身的動(dòng)態(tài)特性，比如非自衡，虛假水位等，這就給鍋爐給水自動(dòng)控制帶來(lái)了困難。為了解決這一問(wèn)題，我們?cè)谔摷偎惠^嚴(yán)重的高負(fù)荷采取了三沖量控制，即不僅僅由汽包水位這一反饋值來(lái)來(lái)調(diào)節(jié)給水流量，同時(shí)又增加了內(nèi)回路來(lái)消除給水側(cè)的擾動(dòng)，增加了蒸汽流量作為前饋來(lái)克服虛假水位現(xiàn)象給控制造成的困難。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還存在一些問(wèn)題，比如：信號(hào)的測(cè)量。對(duì)水位信號(hào)的測(cè)量我們采取了壓力補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高測(cè)量的精確度，流量的測(cè)量采取了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，蒸汽流量的采取了調(diào)速及壓力補(bǔ)償?shù)姆椒?；同時(shí)，還存在各個(gè)調(diào)節(jié)閥門之間的切換問(wèn)題，以及手自動(dòng)切換問(wèn)題，解決這一問(wèn)題基本的原則就是保持信號(hào)間的互相跟蹤。 參考文獻(xiàn)[1] 于希寧, 劉紅軍. 自動(dòng)控制原理（第二版）. 中國(guó)電力出版社，20221.[2] . 清華大學(xué)出版社, 20221.[3] . 清華大學(xué)出版社, 20226.[4] 劉玲. 汽包鍋爐給水調(diào)節(jié)統(tǒng)中單／三沖量切換方案. 煤炭技術(shù). 2022,12 系[5] 蔡勇承, 徐進(jìn), 齊全, 屠勤, 徐耀良. 300MW 機(jī)組全程給水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 華東電力, 202212:8082.[6] 2600MW ,20226:191193.[7] 張麗香, 田丹. 陽(yáng)城 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