【正文】 整定 Gn 、 1? 和 1iT 的問題，用以下經(jīng)驗(yàn)公式整定： ???? ??iT 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 所以 ???? ??11????iGGHTn 由式（ 32）和式（ 33）兩式可知： GGnn????121?? 即當(dāng) Gn 增加時(shí)，內(nèi)回路穩(wěn)定性降低，外回路穩(wěn)定性增強(qiáng)，反之相反。 圖 35 主回路等效圖 把 )(1 sWD 看成是被控對象，其余的環(huán)節(jié)可看成是等效調(diào)節(jié)器。 主回路的整定是建立在副回路可以等效為一個快速比例環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上的。 式（ 31）表明，副回路的等效調(diào)節(jié)器也可看作一個 PI 規(guī)律的調(diào)節(jié)器。當(dāng)給水被控對象“虛假水位”嚴(yán)重時(shí)，需加大蒸汽流量信號的作用強(qiáng)度，以改善控制過程品質(zhì)，此時(shí)可取 1?Dn ，并通過試驗(yàn)來減小Gn， Dn / Gn 最好為整數(shù)（一般為 2，即 Gn =）。 )()( )()( 22 sWKnsG ssW TZGGT ?? ??? 若 )(2 sWT 采用型如 )11(122 sTi??的調(diào)節(jié)規(guī)律，則 )11()( )()( 222 sTKnsG ssW iZGGT ???? ??? （ 31） 式中 2? 副調(diào)節(jié)器比例帶； 2iT 副調(diào)節(jié)器積分時(shí)間。 副回路可看作一個隨動系統(tǒng)，如圖 34所示。它主要是為了補(bǔ)償“虛假水位”現(xiàn)象。 串級三沖量給水控制系統(tǒng)的參數(shù)整定 主、副調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定 在串級三沖量給水控制系統(tǒng)中，副回路是一個 PI 調(diào)節(jié)器 2()TWs，一般用試探法整定副回路的 2/ Gn? 和 2iT 。 （ 2）要求主參數(shù)波動范圍很小，且不允許有余差（穩(wěn)態(tài)誤差），此時(shí)副調(diào)節(jié)器可采用比例控制，主 調(diào)節(jié)器采用比例積分控制。比例作用貫徹于整個調(diào)節(jié)過程之中，積分作用則體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程的后期，用于消除靜態(tài)偏差，微分調(diào)節(jié)作用則體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程的初期。微分 調(diào)節(jié)作用的大小僅與偏差信號的變化速度有關(guān)，而與偏差值大小無關(guān)。然而比例調(diào)節(jié)不能保證系統(tǒng)無差。 串級三沖量給水控制系統(tǒng)的 SAMA 圖 下圖為串級三沖量給水控制系統(tǒng)的 SAMA 圖： 圖 43 串級三沖量給水控制系統(tǒng)的 SAMA 圖 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 調(diào)節(jié)器的選擇 調(diào)節(jié)規(guī)律是指調(diào)節(jié)器輸出信號與其輸入信號之間的動態(tài)關(guān)系，從理論上說可有各種形式的函數(shù)關(guān)系，也就是比例調(diào)節(jié)規(guī)律、積分調(diào)節(jié)規(guī)律、微分調(diào)節(jié)規(guī)律。為保證被調(diào)量無靜差，主調(diào)節(jié)器采用 PI 控制規(guī)律，副調(diào)節(jié)器采用 PI 或 P 控制規(guī)律，副調(diào)節(jié)器接受三個輸入信號，信號之間有靜態(tài)配合問題，但系統(tǒng)的靜態(tài)特性由主調(diào)節(jié)器決定，因此蒸汽流量信號并不要求與給水流量信號相等。 圖 32 串級三沖量給水控制系統(tǒng)原理方框圖 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 這個系統(tǒng)有三個回路，Ⅰ為副回路，包括給水量 W、副調(diào)節(jié)器 )(2 sWT 、執(zhí)行器放大系數(shù) ZK 、 閥門系數(shù) fK 、給水 流量變送器斜率 G? 和給水流量分壓系數(shù) Gn ；Ⅱ?yàn)橹骰芈?，包括水位被控對?)(1 sWD 、水位變送器斜率 H? 、主調(diào)節(jié)器 )(1 sWT 和副回路；Ⅲ位前饋通路，包括蒸汽流量變送器斜率 D? 和蒸汽流量分壓系數(shù) Dn 、副回路和被控對象 )(2 sWD 。因此應(yīng)采用以蒸汽流量 D 為前饋信號的前饋控制，從而能夠根據(jù)對象在外擾下虛假水位的嚴(yán)重程度來適當(dāng)加強(qiáng)蒸汽流量信號的作用強(qiáng)度，以改善蒸汽負(fù)荷擾動下的水位控制品質(zhì)。 串級三沖量給水控制系統(tǒng)的工作原理 國產(chǎn) 300MW 火力發(fā)電機(jī)組大型汽包鍋爐的控制對象具有給水內(nèi)擾動態(tài)特性延遲和慣性大的特點(diǎn)，且無自平衡能力，給水流量波動較大，因此，應(yīng)采用三沖量給水控制系統(tǒng)方案。其中主要的擾動為給水流量 W、鍋爐蒸發(fā)量 D、汽包壓 力、爐膛熱負(fù)荷等，其對水位的影響各不相同。 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)地作用是使鍋爐的給水量自動適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)波動。汽包水位過高，會山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 影響汽包內(nèi)汽水分離裝置的正常工作，造成出口的蒸汽水分含量過多，導(dǎo)致過熱器管壁結(jié)垢而被燒壞，也使過熱蒸汽溫度急劇變化，直接影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。此外還裝有鍋爐點(diǎn)火時(shí)省煤器用再循環(huán)門和事故放水電動截止門 8 和 9。為了防止調(diào)節(jié)閥全閉時(shí)漏流，各條管路上都安裝了電動截止門 4， 5 和 6。 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 第三章 串級三沖量給水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 鍋爐給水設(shè)備及管路連接 典型的鍋爐給水母管連接如圖 31 所示。 從各種擾動下水位的動態(tài)特性可估計(jì)到水位調(diào)節(jié)的一些缺點(diǎn)：由于存在延遲，等到水位偏離規(guī)定值后再去進(jìn)行調(diào)節(jié)，水位必然會有較大的變化（尤其是水位反應(yīng)快的鍋爐）， 水位的偏差也大；在負(fù)荷變化時(shí)，由于“虛假水位”現(xiàn)象，水位將迅速變化，這種變化幅度不可能用調(diào)節(jié)給水量來減小。汽輪機(jī)甩負(fù)荷擾動下的“虛假水位”現(xiàn)象是相當(dāng)嚴(yán)重的，這給組成水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶來了困難。虛假水位的變化情況和鍋爐的特性有關(guān)，燃料突然減小時(shí)（如鍋爐滅 火），“虛假水位”約在 2～ 4分鐘內(nèi)即達(dá)到最低值。水位實(shí)際變化曲線是 H1和 H2 之和。 圖 23 給水?dāng)_動傳 遞函數(shù)方框圖 蒸汽流量擾動下對象的動態(tài)特性 蒸汽流量擾動下水位的階躍起反應(yīng)曲線如圖 24 所示。 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 圖 22 給水量擾動下水位階躍響應(yīng)曲線 水位在給水?dāng)_動下的傳遞函數(shù)可表示為： )1(1)( ssssWHsW h ?????? ?????? 其擾動傳遞函數(shù)方框圖如圖 23 所示，可近似認(rèn)為是一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)的并聯(lián)或串聯(lián)的兩種形式。 各種擾動下水位變化的動態(tài)特性 給水流量擾動下對象的動態(tài)特性 圖 22 為給水量擾動下水位階躍 響應(yīng)曲線。 圖 21 給水調(diào)節(jié)對象結(jié)構(gòu)圖 1給水母管； 2調(diào)節(jié)閥； 3省煤器； 4汽包； 5管路； 6過熱器； 7蒸汽管 給水調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性是指各種擾動下的汽包水位隨時(shí)間變化的特性。因此，我們主要考慮給水量和蒸汽流量對水位的影響。 汽包水位的動態(tài)特性 影響汽包水位變化的因素很多，主要有燃煤量 、給水量和蒸汽流量。實(shí)踐證明，無論是電站鍋爐，或者是工業(yè)鍋爐，用人工操作調(diào)節(jié)水位，既不安全，也不經(jīng)濟(jì)，其最有效的方法是實(shí)現(xiàn)給水自動調(diào)節(jié)。給水量穩(wěn)定，有助于省煤器和給水管道的安全運(yùn)行。所以，正常運(yùn)行時(shí)汽包水位應(yīng)在給定值的 ? 15mm上下范圍波動。水位過高會影響汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致蒸汽帶水增加，使過熱器管壁和氣輪機(jī)葉片結(jié)垢，造成事故。故鍋 爐汽包給水控制系統(tǒng)的任務(wù)是保證汽包水位在允許的范圍內(nèi)，并兼顧鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行 .隨著鍋爐朝大容量、高參數(shù)的發(fā)展，給水系統(tǒng)采用自動控制是必不可少的，它可以大大減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，保證鍋爐的安全運(yùn)行。 從系統(tǒng)角度看，現(xiàn)代工業(yè)鍋爐包括燃燒負(fù)荷控制系統(tǒng)、送引風(fēng)系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)。爐子是指燃燒設(shè)備，為 化石烯料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能提供必要的燃燒空間。熱力發(fā)電廠是電力工業(yè)的重要組成部分 ,我國的火力發(fā)電占 70%左右，目前的大型燃煤電廠都已經(jīng)有了非常先進(jìn)的自動控制系統(tǒng) .電廠熱工自動化水平的高低是衡量電廠生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)與否和企業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 本設(shè)計(jì)的目的是采用串級三沖量 給水控制系統(tǒng)控制汽包水