【正文】 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)。謝 辭在本次2007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。：5%～95%。K4Ti4式中：I0為加減器的輸出電流；TiTiTiTi4分別為各輸入通道的輸入電流信號(hào)；KKKK4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。%（9） 變差 %（10） 純滯后 1秒（11） 電源電壓 220，50HZ（12） 使用環(huán)境溫度 （無腐蝕性氣體）（13） 使用環(huán)境濕度 （無腐蝕性氣體）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。%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。%，低差壓力177。相信不久的將來還會(huì)有更先進(jìn)的控制方法使燃燒系統(tǒng)更加完善。由整定過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。說明汽輪機(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。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。爐膛壓力控制子系統(tǒng)可以克服干擾，最終達(dá)到穩(wěn)定。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。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)過程中，燃料量小于送風(fēng)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。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。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。mA/mA同時(shí)可求得：WPM(S)= （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)過程穩(wěn)定性，應(yīng)按內(nèi)擾整定參數(shù)設(shè)置。= （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。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)沒有超調(diào)，不是Ψ=，說明按經(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。燃燒控制系統(tǒng)方框圖如圖324所示。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。 KD=10,則：TD=7s 。按外擾整定時(shí)，則根據(jù)外擾熱量信號(hào)不變原則整定TD、KD。因此，系統(tǒng)的整定需首先整定熱量信號(hào)DQ?？梢钥闯觯尤肭梆佌{(diào)節(jié)器后，系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快了。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。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。對(duì)于二階對(duì)象來說，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：=K3==%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。送風(fēng)控制系統(tǒng)的仿真方框圖如圖38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)。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。圖34 爐膛壓力控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線前饋支路中參數(shù)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)= （31）根據(jù)不變性原理：令W(S)=0，則： （32）由于：，因此：= （33）由以上計(jì)算可得送風(fēng)V擾動(dòng)下爐膛壓力控制系統(tǒng)的仿真方框圖如圖35所示。也就是說，當(dāng)干擾已出現(xiàn)調(diào)節(jié)器就直接根據(jù)檢測到的干擾大小和方向按一定規(guī)律去進(jìn)行控制?？傻谜{(diào)節(jié)器參數(shù)為=7%，Tis=。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)=代入式（31），可得特征方程的根： （32）顯然，Kps取任何值時(shí)，閉環(huán)調(diào)節(jié)過程都是非周期過程。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”。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)下爐膛壓力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)。 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。通常各子系統(tǒng)衰減率Ψ=。考慮到主蒸汽壓力是關(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程中，應(yīng)該保證汽壓不致大幅度波動(dòng)。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)。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。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。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。保持一定過?？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。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)。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。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。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。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。 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。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)確測量。其作用是保持燃料量與負(fù)荷、送風(fēng)量與燃料量之間的比值關(guān)系不變。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。特別是在滑壓方式下運(yùn)行時(shí)，汽壓變化范圍大。 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。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。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。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)。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。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。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，維持燃燒過程的能量平衡，才能保持蒸汽壓力穩(wěn)定。均無自平衡能力。圖16 DT不變時(shí)汽壓在燃料量擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線由于燃燒率變化后（例如階躍增加），從爐膛熱負(fù)荷增加，汽水循環(huán)加強(qiáng)到汽壓上升，要有一個(gè)過程，所以汽壓變化一開始有遲延