【正文】 上一頁 返回目錄 。這對在生產(chǎn)現(xiàn)場用實驗方法求取汽壓對象動態(tài)特性具有一定的指導意義。 根據(jù)汽壓調(diào)節(jié)對象的生產(chǎn)流程畫出的汽壓調(diào)節(jié)對象方框圖如圖 718所示。 上一頁 返回目錄 二、燃燒過程調(diào)節(jié)的特點 圖 716 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)組合示意圖 上一頁 返回目錄 三、汽壓調(diào)節(jié)對象的生產(chǎn)流程及其動態(tài)特性 汽壓調(diào)節(jié)對象生產(chǎn)流程示意如圖 717所示。 (3)燃燒自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案與鍋爐的運行方式以及負荷調(diào)度方式等生產(chǎn)工藝有密切的聯(lián)系 。 (2)燃燒過程的三個調(diào)節(jié)系統(tǒng) ， 一般可以有 3三種組合方案 ， 如圖 716所示 。鍋爐燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計就是采取這種方法的一個取得成效的例子。 圖 715 燃燒對象調(diào)節(jié)量對被調(diào)量 的 影響 上一頁 返回目錄 二、燃燒過程調(diào)節(jié)的特點 到目前為止，對于各種類型的多變量對象自動調(diào)節(jié)問題 還很難用統(tǒng)一的理論和方法來分析和設(shè)計，這不僅是因為有些方法和理論和實現(xiàn)相當復雜 ,而且還不一定都能得到滿意的實用結(jié)果。圖 715表示了燃燒對象的調(diào)節(jié) 量對被調(diào)量的這種影響。鍋爐的運行實踐表明，對燃燒過程的三個被調(diào)量的調(diào)節(jié)存在著明顯的相互影響。 因此 ， 當負荷改變時 ， 鍋爐將需要進行燃燒的調(diào)整 。這個系統(tǒng)也包括兩個閉合的調(diào)節(jié)回路：落：由對象調(diào)節(jié)通道的導前區(qū) G1(s),導前汽溫變送器 ，微分器 Gd(s)調(diào)節(jié)器 GR(s),執(zhí)行器 Kz和減溫水調(diào)節(jié)閥組成的副回路；由對象而通道的惰性區(qū) G2(s),主汽溫變送器 ，和副回路組成的主回路。 上一頁 返回目錄 二、過熱蒸汽溫度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案 圖 713 導前汽溫微分信號的汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 上一頁 返回目錄 二、過熱蒸汽溫度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案 在動態(tài)時，調(diào)節(jié)器將根據(jù) 和 與 的給定值之間的偏差而動作，但在靜態(tài)時，隙信號消失過熱汽溫 必然等于給定值，如果不用導前信號 的微分信號 ，則在靜態(tài)時調(diào)節(jié)器將保持 等于給定值，而不能保持 等于給定值。 因為 和平 的變化趨勢是一致的 ， 而且 的反應比 的反應快得多 ， 因此它能迅速的反應 的變化趨勢 。 上一頁 返回目錄 二、過熱蒸汽溫度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案 圖 712 過熱汽溫串級調(diào)節(jié)系統(tǒng) 上一頁 返回目錄 二、過熱蒸汽溫度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案 采用導前汽溫微分信號的雙回路調(diào)節(jié)系統(tǒng) (1)導前微分系統(tǒng)組成： 采用導前汽溫微分信號的汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖713所示 。汽溫調(diào)節(jié)對象由減溫器和過熱器組成，減溫水流量 Wj為對象調(diào)節(jié)通道的輸入信號，過熱器出口汽溫為輸出信號。 目前采用的過熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩種方案 ， 串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用導前汽溫的微分信號作為補償信號的調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案 。 采用噴水減溫器時 ， 由于對象的調(diào)節(jié)通道有較大的遲延和慣性以及運行中要求有較小的汽溫控制偏差 ， 所以采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)往往不能獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì) 。它們均為有遲延的慣性環(huán)節(jié)，但各自的動態(tài)特性參數(shù)有較大的差別。 歸結(jié)起來，過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的擾動主要來自三個方面：蒸汽流量變化（服從變化），加熱煙氣的熱量變化和減溫水流量變化（過熱器入口汽溫變化）。 上一頁 返回目錄 一、 調(diào)節(jié)任務和調(diào)節(jié)對象的特性 圖 710過熱汽溫的靜態(tài)特性圖 711過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性 上一頁 返回目錄 一、 調(diào)節(jié)任務和調(diào)節(jié)對象的特性 過熱汽調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性 過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性是引起過熱汽溫變化的擾動與汽溫之間的動態(tài)關(guān)系。對流式過熱器和輻射式過熱器的過熱汽溫靜態(tài)特性完全相反，如圖710所示。一般要求過熱汽溫與規(guī)定值的暫時偏差不超過正負 10攝氏度，長期偏差不超過正負 5攝氏度。 過熱汽溫過高，可能造成過熱器，蒸汽管道和汽輪機的高壓部分金屬損壞； 過低，會引起電廠熱耗上升，并使汽輪機軸向推力增大而造成推力軸承過載。 上一頁 返回目錄 過熱汽溫控制系統(tǒng)分析 一、 調(diào)節(jié)任務和調(diào)節(jié)對象的特性 過熱汽溫調(diào)節(jié)的任務 過熱蒸汽溫度是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標之一。 上一頁 返回目錄 過熱汽溫控制系統(tǒng)分析 本 節(jié) 內(nèi) 容 動態(tài)特性分析 過熱汽溫自控系統(tǒng) 再熱汽溫控制系統(tǒng) 上一頁 返回目錄 過熱汽溫控制系統(tǒng)分析 鍋爐蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)包括過熱蒸汽溫度和在熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 （ 3） 單級三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分析 單級三沖量給水系統(tǒng)的方框圖為 79。 因此水位信號應規(guī)定為負號。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 圖 77 單級三沖量給水系統(tǒng) 圖 78 單級三沖量給水調(diào) 節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 當蒸汽負荷增加時，為了保持汽包水位的恒定，調(diào)節(jié)器的正確動作應增大給水流量，即調(diào)節(jié)器輸出控制信號與蒸汽流量信號的變化方向相同，所以蒸汽流量信號定為 “ +” 號（極性）； 給水流量信號是反饋信號，它是為穩(wěn)定給水流量而引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，所以定為 “ ” 號（極性）。 為了討論多信號時調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性首先應確定送入調(diào)節(jié)器的各信號極性。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 圖 76 單級三沖量給水系統(tǒng) 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 （ 2）調(diào)節(jié)對象的靜態(tài)特性 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性是被調(diào)量 H與鍋爐負荷 D的靜態(tài)關(guān)系 。給水調(diào)節(jié)器接受汽包水位 H， 蒸汽流量 D和給水流量 W三個信號。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 現(xiàn)代電站鍋爐水位調(diào)節(jié)對象動態(tài)特性的特點，決定了采用單回路反饋系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)對調(diào)節(jié)品質(zhì)的要求，所以電站汽包鍋爐的給水調(diào)節(jié)普遍采用三沖給水自動調(diào)節(jié)方案，如圖76所示。 這樣，蒸汽流量大于給水流量，水位應該下降。 可見，虛假水位的幅值是相當大的。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 實際上，改變汽輪機的用汽量引起的蒸汽流量的階躍擾動，必定引起汽壓的變化，汽壓變化也會影響到水面下汽泡的體積變化，所以實際的虛假水位現(xiàn)象會更嚴重些。這是因為在負荷變化的初始階段，水面下汽泡的體積變化很快，它對水位變化起著主要影響作用的緣故。 b. 反之，鍋爐負荷下降時，水位反而先下降。 實際上水位變化曲線 H如圖 74所示 ，它是曲線 H1和 H2的合成 。 如果負荷變化時，燃料量來不及增加，由于蒸汽量的增加，使汽包內(nèi)的汽壓下降，相應地降低了汽水混合物的飽和溫度，汽化加快，同樣使汽水混合物體積膨脹，水位升高。 當蒸汽流量突然階躍增加時，此時鍋爐蒸發(fā)量大于給水量，只從物料守恒考慮，由于汽包水位對象是無自平衡能力的，這時水位應按積分規(guī)律下降，如圖中 H1曲線所示。動態(tài)特性參數(shù) τ 和 ε 的數(shù)值將用來說明水位響應遲延時間的長短和響應速度的快慢。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 總之，當給水流量擾動時，水位調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性表現(xiàn)為有慣性的無自平衡能力特征。給水流量增加時，汽泡體積收縮，水位逐漸下降，直到汽泡體積不再變化，所以曲線 3可以看作為是慣性環(huán)節(jié)的特性。由于給水壓力很高，汽包水位變化對給水流量的自平衡作用可以忽略不計，所以反應曲線 1可以認為是無自平衡能力積分環(huán)節(jié)的特性。給水流量增加，一方面使進入鍋爐汽包的給水量增加； 另一方面使溫度較低的給水進入省煤器、汽包及水循環(huán)系統(tǒng)，吸收了原有飽和水中的一部分熱量，致使水面下汽泡體積減小。 給水流量擾動下的水位動態(tài)特性 給水流量擾動下的水位階躍響應曲線如圖 72所示 .。 以往，由于受到變速水泵制造技術(shù)的限制，鍋爐大都采用定速水泵供水。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機控制技術(shù)在汽包鍋爐自動控制中的應用越來越多。 根據(jù)鍋爐的容量、負荷變化的快慢以及調(diào)節(jié)精度的要求，汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)可分為： 上一頁 返回目錄 一、給水自動調(diào)節(jié)的任務 （ 1） 以汽包水位為唯一調(diào)節(jié)信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ， 稱為單沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；調(diào)節(jié) ； （ 2） 以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號 ， 蒸汽流量為補充信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ， 稱為雙沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)； （ 3）以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號，蒸汽流量和給水流量為補充信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，稱為三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。 上一頁 返回目錄 一、給水自動調(diào)節(jié)的任務 引起水位變化的擾動因素很多，但主要擾動是給水流量和蒸汽流量的階躍變化。 鍋爐汽包水位的自動調(diào)節(jié)是根據(jù)汽包水位的動態(tài)特性來設(shè)計的。 引起水位變化的擾動因素很多，但主要擾動是給水流量和蒸汽流量的階躍變化。 上一頁 返回目錄 一、給水自動調(diào)節(jié)的任務 所以 ， 及時調(diào)整給水流量 ， 維持給水流量與蒸汽流量間的平衡關(guān)系 ， 以適應負荷變化的要求 ， 實現(xiàn)汽包鍋爐水位自動調(diào)節(jié)十分必要 。 汽包水位的高低直接影響鍋爐的安全運行和蒸汽的品質(zhì)。 汽包鍋爐正常水位一般規(guī)定在汽包中心線以下 100— 200mm處，允許波動范圍為177。 上一頁 返回目錄 一、給水自動調(diào)節(jié)的任務 使給水量適應鍋爐的蒸發(fā)量，維持汽包水位在規(guī)定的范圍之內(nèi)波動 。 所以，工業(yè)鍋爐的自動化大多數(shù)都是從汽包水位自動調(diào)節(jié)開始的。蒸汽符合隨用戶的需要多少經(jīng)常性的波動，蒸汽壓力與進入爐膛的燃料有關(guān)。系統(tǒng)的校正作用是前饋補償裝置 FFC和溫度調(diào)節(jié)器 TC輸出信號的疊加， 通過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)。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（ｆ ｆ 2等），而后者只能對引入補償裝置的擾動量進行校正 載熱