过热汽温控制课程设计
过热汽温控制课程设计
概述 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 中英文摘要 - - - - - - - - - - - - - - - - - -3第一章绪论 - - - - - - - - - - - - - - - - -5 1.1控制系统基本原理及组成1.2汽温控制系统的被控对象1.3本课程设计的题目及任务第二章过热汽温控制 - - - - - - - - - - - - - -8 2.1 过热汽温控制的任务2.2 过热汽温控制的难点及设计原则2.3 过热汽温对象模型的建立及其特性第三章过热汽温控制系统的设计 - - - - - - - - -15 3.1 过热汽温系统的串级控制方案3.2 具体设计方案3.3 设计的论证3.4 控制系统的切换第四章课程设计总结及体会 - - - - - - - - - - -28 4.1课程设计总结4.2体会结束语 - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -31 参考文献 - - - - - - - - - - - - - - - - - -32单元机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。
由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操纵或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，目前，采用以分散微机为基础的集散型控制系统（TDCS）组成一个完整的控制、保护、监视、操作及计算等多功能自动化系统。
在现代火力发电厂热工控制中，锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的重要参数,也是整个汽水行程中工质的最高温度，对电厂的安全经济运行有重大影响。
由于过热器正常运行时的温度已接近材料允许的极限温度，因此，必须相当严格地将过热汽温控制在给定值附近。
过热汽温偏高会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀变形而损坏，威胁机组的安全运行。
过热汽温偏低则会降低机组的热效率，增加燃料消耗量，浪费能源，同时会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片的水蚀，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命，所以过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。
DCS课程设计报告--过热汽温控制系统组态
DCS课程设计报告--过热汽温控制系统组态课程设计报告( 2012-- 2013年度第2学期)名称：控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计题目：过热汽温控制系统组态院系：自动化系班级：测控1003学号：20100203学生姓名：指导教师：翟永杰设计周数：一周成绩：日期：2013 年7 月10 日《控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计》课程设计任务书一、目的与要求1．了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。
2．以LN2000分散控制系统为平台，完成过热汽温控制系统的组态。
3．进行DCS的调试工作。
二、主要内容分为组态设计和系统调试两个部分：1．组态设计1．1系统配置组态主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O－卡件信息，电源布置，控制柜内安装接线等。
此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。
1．2实时数据库组态数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。
数据库组态一般通过专用软件进行，数据录入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦，如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。
1．3控制算法组态控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。
本设计以主汽温度串级控制策略为对象，并且模拟控制对象，构成闭环回路，完成这些控制算法的组态工作。
1．4操作员站显示画面组态运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况，并通过画面提供的软操作器来干预生产过程，因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行产生重要影响。
本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。
1．5报警显示在数据库中进行温度报警值设置，在运行界面中显示报警窗口。
300MW单元机组过热汽温控制系统设计
一、题目300MW 单元机组过热汽温控制系统设计二、目的与意义本设计是针对“热工控制系统”课程开设的课程设计，是培养学生综合运用所学理论知识分析问题、解决问题的一个重要的教学环节。
通过本课程设计，使学生能更好的掌握热工控制系统的组成、控制方式和控制过程，使学生得到一次较全面、系统的独立工作能力的培养。
三、要求 已知条件：（1）采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统方框图如图1-1所示，系统中各环节的传递函数为：图1-1()1D D d D K T s W s T s =+；11()(1)Ti W s T sδ=+； 00102239()()()(/)(115)(123)W s W s W s C V s s ︒==++； 0228()(/)(115)W s C V s ︒=+； )/(1.021C V ︒==θθγγ；1==μK K z（2）300MW 单元机组过热蒸汽流程：汽包所产生的饱和蒸汽先流经低温对流过热器进行低温过热，然后依次流经前屏过热器、后屏过热器和高温过热器后送入汽轮机。
屏式过热器和高温对流过热器均为左、右两侧对称布置。
在前屏过热器、后屏过热器和高温对流过热器的入口分别装设了Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级喷水减温器，其中Ⅲ级喷水减温10θ2θ 1θ()d W s()T W sz KμK)(02s W )(01s W2θγ 1θγ器是左、右两侧对称布置。
主要内容：1、根据图1-1及已知的传递函数完成采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统的微分器和调节器的参数整定。
2、根据已知的300MW单元机组过热蒸汽流程设计采用导前汽温微分信号的双回路过热汽温分段控制系统。
要求：1、严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计；设计共计一周。
2、按照统一格式要求，完成设计说明书一份。
四、工作内容、进度安排1、根据图1-1及已知的传递函数完成采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统的微分器和调节器的参数整定；（1天）2、根据已知的300MW单元机组过热蒸汽流程设计采用导前汽温微分信号的双回路过热汽温分段控制系统：确定控制系统的方案，画出控制系统结构图，说明系统的组成，分析系统各部分的作用及工作原理；（3天）3、编写课程设计说明书。
(过热蒸汽温度控制系统设计).
毕业设计 [论文] 题目：过热蒸汽温度控制系统设计系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：龚宏奎学号：122408121指导教师：任琦梅河南城建学院2012年05月20日摘要过热蒸汽温度控制系统是单元机组不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证单元机组安全性和经济性的重要因素。
过热蒸汽温度较高时，机组热效率则相对较高，但过高时，汽机的金属材料又无法承受，气温过低则影响机组效率。
过热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行非常重要，所以对其控制有较高的要求。
但是由于过热蒸汽温度是一个典型的大迟延、大惯性、非线性和时变性的复杂系统，本次设计采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。
通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。
关键词：过热蒸汽温度，减温水，串级控制系统，PIDABSTRACTThe superheated steam temperature control system is an important and indispensable unit aircrew part, its performance and reliability has become ensure safety and economic behavior of the unit aircrew important factors. The superheated steam temperature is higher, the thermal efficiency is relatively high, but is high, the metal materials and the turbine unable to bear, the temperature is too low will influence the unit efficiency. The superheated steam temperature stability of the unit safe and economic operation is very important, so for the control have higher requirements. But because the superheated steam temperature is a typical time-delayed, large inertia, nonlinear and changeable complex system, this design USES the cascade control in order to improve the control performance of the system, in the system by the master-cascade control of switching device, make the system can be used in different working environment. By using this system, can make the boiler overheating export steam temperature in allowed within the scope of the change, and the protection of superheater wall temperature not more than allow the camp of working temperature.Key words: the superheated steam temperature, reduce warm water, cascade control system, PID目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1选题的背景及其意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本次设计的目的 (2)1.4本次设计所做的工作 (3)2汽温控制系统的组成与对象动态特性 (4)2.1汽温调节的概念和方法 (4)2.1.1从蒸汽侧调节汽温 (4)2.1.2从烟气侧调节汽温 (5)2.2过热器的分类及基本结构 (7)2.2.1过热器的分类 (7)2.2.2过热器的基本结构 (9)2.3过热蒸汽温度控制系统的基本结构与工作原理 (11)2.3.1过热器一级减温控制系统 (11)2.3.2二级减温控制系统 (12)2.4过热蒸汽温度控制对象的动静态特性 (14)2.4.1静态特性 (14)2.4.2动态特性 (14)3过热汽温控制系统的基本方案 (18)3.1串级汽温控制系统 (18)3.2串级汽温控制系统的基本结构及原理 (18)3.3串级汽温控制系统的设计 (20)3.4串级汽温控制系统的整定 (21)4相关器件的选型 (25)4.1温度检测变送器的选择 (25)4.2控制器的选型 (26)4.3执行器的选型 (28)4.4阀门定位器的选型 (30)5主蒸汽温度控制系统的改进与仿真 (33)5.1Smith预估补偿器 (33)5.2改进型Smith预估器 (37)5.3带有改进型Smith预估器的主蒸汽温度控制系统设计与仿真 (40)6结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)附录 (46)1绪论1.1选题的背景及其意义过热汽温(过热蒸汽的温度)的控制就是维持过热出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。
发电厂锅炉过热蒸汽温度控制课程设计汇总
辽宁工业大学过程控制课程设计（论文）题目：发电厂锅炉过热蒸汽温度控制课程设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化093学号： 090302075学生姓名：王松指导教师：（签字）起止时间：摘要本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉过热蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提。
所以本设计采用串级控制系统，这样可以极大地消除控制系统工作中的各种干扰因素，使系统能在一个较为良好的状态下工作，同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
在本设计用到串级控制系统中，主对象为送入负荷设备的出口温度，副对象为减温器和过热器之间的蒸汽温度。
通过控制减温水的流量来实现控制过热蒸汽温度的目的关键词：串级控制系统；过热蒸汽温度；温度控制；目录摘要·····································································································································引言 (1)第一章生产工艺概述 (2)1.1锅炉生产工艺介绍 (2)1.2过热器的介绍 (3)1.3过热器出口蒸汽温度的干扰因素 (3)第二章过热蒸汽温度控制原理简介 (4)2.1单回路控制系统 (5)2.2串级控制系统 (5)第三章过热蒸汽温度控制系统的设计 (8)3.1系统控制参数的确定 (8)3.1.1 主变量的选择 (8)3.1.2 副变量的选择 (8)3.1.3 操纵变量的选择 (8)3.2 执行器的选择 (8)3.3 控制仪表的选择 (9)3.3.1 温度变送器的选择 (9)3.3.2 温度传感器的选择 (9)3.4主、副控制器控制规律的选择 (9)3.5 控制器的正、反作用选择 (9)总结 (10)参考文献 (10)引言蒸汽温度是锅炉安全高效经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
过热汽温串级控制系统的设计
引言火电厂锅炉汽温控制系统具有大迟延、大惯性的特点，且影响汽温变化的扰动因素很多，如蒸汽负荷、烟气温度和流速、火焰中心位置、减温水量、给水温度等等，这些扰动会极大影响机组的平安、经济运行。
本设计的工作意义是：大型火电厂锅炉过热汽温对电厂平安经济运行有着重要影响, 过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中温度最高点，如果蒸汽温度过高就会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏，威胁机组的平安运行。
如果过热蒸汽温度偏低，那么蒸汽含水量增加，会降低电厂的工作效率，甚至会使汽轮机带水，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。
所以控制好过热器出口温度非常重要。
通常要求它的温度保持在额定值5范围内。
常规的蒸汽温度控制方案大致可分为两种: 一种是串级控制, 另一种是导前微分控制。
目前该领域的控制方法有：过热汽温FPID(模糊PID)控制系统, 基于控制历史的过热汽温模糊串级控制系统，过热汽温鲁棒PID控制系统，但以上方法都只是理论研究，应用于实际生产之中的控制方式以传统方法为主。
继续提高主汽温、再热汽温的控制品质，仍具有较高的理论与实用价值。
本文以过热汽温串级控制系统的思路对被控对象进行研究与分析，针对被控对象的大延迟，不确定等特点，选择串级控制系统能够获得较好的抗干扰性能和动态特性。
第一章单元机组燃烧系统本课题研究对象为200MW单元机组过热汽温串级控制系统，锅炉为高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉，下面将先介绍锅炉的燃烧系统。
1.1 燃烧室(炉膛)炉膛断面尺寸为深12500mm、宽13260mm的矩形炉膛其深宽比为。
这样近似正方形的矩形截面为四角布置切圆燃烧方式创造了良好的条件。
从而使燃烧室四周的水冷壁吸热比拟均匀，热偏差较小。
燃烧室上部布置四大片分隔屏过热器，便于消除燃烧室上方出口烟气流的剩余旋转，减少进入水平烟道的烟气温度偏差。
汽包，壁厚145mm，筒身长20500mm，汽包横向布置在锅炉前上方，汽包内径为1743筒身两端各与半球形封头相接，筒身与封头均用BHW-35钢材制成。
锅炉过热蒸汽温度控制系统设计
锅炉过热蒸汽温度控制系统设计一、系统结构设计：测量元件：可选择蒸汽温度传感器，将锅炉内蒸汽的温度信号转换为电信号，反映蒸汽温度的变化，常用的传感器有热电偶和热电阻。
执行元件：通常选择调节阀门作为执行元件，根据来自控制器的控制信号，调节阀门的开度，控制蒸汽流量，进而调节蒸汽温度。
控制器：根据测量元件获取到的蒸汽温度信号，通过内部算法进行计算，得到相应的控制信号，将该信号传输给执行元件，使其根据控制信号，控制阀门的开度，从而实现对蒸汽温度的控制。
二、控制原理设计：控制原理决定了系统的稳定性和控制精度。
通常采用PID控制算法，对温度进行控制。
P（比例）控制：根据蒸汽温度与设定值之间的偏差，以比例的方式控制执行元件，提供调节信号，使得蒸汽温度逐渐接近设定值。
I（积分）控制：通过检测蒸汽温度实际值与设定值之间的积分误差，增加控制量的变化率，使其更快地接近和稳定在设定值附近。
D（微分）控制：通过检测蒸汽温度实际值的变化斜率，预测温度变化的趋势，并作出相应的调整，避免温度波动过大。
三、调节器及阀门选型：为了使温度控制更加准确和稳定，调节器和阀门的选型也很重要。
调节器：根据控制要求，选择具有一定控制精度和稳定性的调节器。
常见的调节器有PID调节器、模糊控制器等。
阀门：选用具有快速响应、调节精度高、可靠性强的阀门。
锅炉过热蒸汽温度控制系统中常见的阀门类型有电动调节阀和气动调节阀。
根据系统的操作要求和工艺流程，选择适合的阀门类型，并确保其具有良好的密封性和耐高温性能。
除了以上设计方面的考虑，还应注意系统的安全性和可靠性。
应配备相应的安全阀和过热保护装置，避免锅炉过热引发危险事故。
同时，锅炉过热蒸汽温度控制系统应进行合理的备份和冗余设计，确保系统在故障或异常情况下仍能维持正常运行。
综上所述，锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计需要考虑系统结构、控制原理、调节器及阀门的选型等多个因素，从而实现锅炉蒸汽温度的精确控制，确保系统的安全性和稳定性。
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期：2013/12/2-2013/12/15指导老师：王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。
锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。
蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃【1】。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。
据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下三个方面：（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
过热蒸汽温度控制系统课程设计 2分解
湖南工程学院课程设计课程名称过程控制课题名称过热蒸汽温度控制系统设计专业班级学号姓名指导教师2007 年1 月22 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称过程控制课题过热蒸汽温度控制系统设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2007 年 1 月9 日任务完成日期200 年 1 月22 日目录一、控制系统设计 (1)二、组态界面设计与说明 (5)三、PID控制程序 (10)四、系统调试 (12)五、总结与体会 (14)六、参考文献 (16)课程设计成绩评分表一、控制系统设计电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统的控制任务是使出口蒸汽温度维持在允许的范围内，并保护过热蒸汽不超过允许的工作温度。
提供给下一工业环节。
同时，应满足安全性和经济性的要求，流程图如图1-1所示。
图1-1过热蒸汽温度控制系统流程图过热蒸汽温度控制要完成①供给蒸汽量适应负荷变化需要或保护给定负荷；②出口的蒸汽温度保持在一定范围内；③减温器的水位保持在一定的范围；④保持过热蒸汽系统的经济安全运行。
（1）方案选择单回路系统结构简单，投资少，又能满足不少生产过程的控制要求。
适用于被控制过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者被控制质量不高的场合下。
由于在系统结构上多了一个副回路，串级控制系统能迅速地克服进入副回路的二次干扰，从而大大减少了二次干扰对主参数的影响，改善了过程的动态特性，提高了控制作用的快速性，对负荷变化的适应性强。
双冲量控制系统利用反馈控制克服其他扰动，能使被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
综合上面几种控制系统，串级控制系统最适用于过热蒸汽温度的控制。
但是串级控制系统结构复杂，费用较高。
限于实验室所能提供的条件，为了便于调试，本次设计选用单回路控制系统。
①、被控量根据工艺可知，过热蒸汽控制系统的控制任务是使过热器。
出口温度保持在允许范围内，并保护过热管管壁温度不超过允许温度。
所以直接选取，出口的过热蒸汽温度为被控量。
过热气温对象控制的设计{完成}
沈阳工程学院课程设计设计题目：过热汽温控制系统组态设计系别班级学生姓名学号指导教师职称讲师起止日期： 2012年1月2日起——至2012 年1 月13日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：过热汽温控制系统组态设计系别班级学生姓名学号指导教职称课程设计进行地点： F526 图书馆任务下达时间： 2011年 12月30日起止日期： 2012年1月2日起——至2012 年1 月13日止教研室主任 2011 年 12 月 30日批准以下内容根据各专业特点自行确定（如条件、资料、内容、任务、进度安排及要求等）：1.设计主要内容及要求；a.熟悉过热气温控制的原理和控制方式，SAMA图设计。
b.掌握常用功能块的用途。
设计出过热气温控制的功能块组态图。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；沈阳工程学院《计算机控制系统》课程设计成绩评定表系（部）：自控系班级：自动化091 学生姓名：过热汽温控制系统组态设计摘要本文主要是串级控制系统对过热汽温进行控制的设计，在进行设计的同时应该先了解过热汽温的特性，利用串级控制系统对过热汽温控制，选择合适的调节器。
通过对串级控制系统的调节器参数进行整定，在参数整定时主要采用补偿法和等效成串级控制系统所应用的“先内后外”的方法，并采用衰减曲线法进行验证。
300MW单元机组过热汽温控制系统设计
课程设计说明书题目：300MW单元机组过热汽温控制系统设计课程设计（论文）任务书摘要过热蒸汽温度自动控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护过热器，是使管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。
文章主要根据已知的300MW单元机组过热蒸汽流程设计串级过热气温分段控制系统。
在进行设计的同时先了解过热气温的特性，选择合适的调节器，再对其控制系统的调节器参数进行整定，在参数整定时主要采用内外回路分别进行整定的方法。
然后根据控制系统的设计原则进行设计，使系统控制过热气温的能力达到实际生产的要求，从而保证机组的安全稳定地运行。
研究内容主要集中在以下几方面：第二章是过热汽温控制系统的分析和整定及过热蒸汽流程.首先说明过热汽温控制系统的任务,然后信号校正,其中信号校正又包含过热气温的校正和蒸汽流量的校正以及减温水流量的校正.最后介绍了过热蒸汽流程。
第三章是300MW单元机组过热汽温控制系统分析.内容有过热汽温控制系统方案包括系统的设计、原理分析。
并说明该过热汽温控制系统采用了前馈-串级分段控制方案,与普通的控制系统相比,既可克服内、外各种扰动,又可克服两侧汽温在调节过程中的相互干扰和影响,提高了蒸汽参数的稳定性。
维持过热器出口温度在允许的范围之内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度，而最终达到设计要求。
关键词：300MW单元机组；过热汽温控制系统；串级过热汽温控制系统目录第一章过热汽温控制系统 (1)1.1 过热汽温控制的任务 (1)1.2 过热汽温控制对象的静态特性 (1)1.3过热汽温控制对象的动态特性 (2)1.4 串级过热汽温控制系统的结构和工作原理 (4)1.5控制系统的整定 (5)第二章过热汽温分段控制系统 (8)2.1 串级过热蒸汽流程 (8)2.2 300MW单元机组过热汽温控制系统方案 (8)2.3 300MW单元机组过热汽温控制系统分析 (8)参考文献 (12)第一章过热汽温控制系统1.1过热汽温控制的任务过热蒸汽温度自动控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。
锅炉过热控制系统课程设计
摘要锅炉是一种应用最广的热能装置，人们通常将燃料比喻做工业的“粮食”，那么锅炉就相当于工业的“肠胃”。
目前，工业锅炉是能源转换和能源消耗的重要设备。
为了保证锅炉的安全、经济运行,锅炉的水位、温度、压力、流量都要严格的控制，不应该有较大的波动，应该严格控制在一个精确的范围内，只有这样才能安全生产。
过热蒸汽温度是各种工业锅炉设备的重要参数。
锅炉过热蒸汽温度的控制温度，就是为了维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
本次设计以组态王组态软件实时监控锅炉过热蒸汽温度控制系统为背景，主要是用西门子S7-200 PLC和组态软件Kingview 6.55 设计锅炉过热蒸汽温度监控系统。
在控制系统的设计与分析中，分别对串级控制系统和单回路控制系统进行了分析与阐述，通过分析比较发现，采用串级控制系统控制效果更好。
本文说明了锅炉和过热蒸汽温度控制系统的工作原理，利用MATLAB,SIMULINK 软件进行了参数整定和PLC 梯形图设计，最后还将组态王和S7200PLC连接起来，实现了锅炉温度实时检测的功能。
关键词：S7200PLC 组态软件设计过热蒸汽温度控制 PLC 梯形图目录1.绪论 (1)1.1锅炉简介 (1)1.2过热蒸汽温度简介 (1)2.设计要求及分析 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 设计思路及分析 (2)3.锅炉系统生产工艺 (3)3.1锅炉设备 (3)3.2锅炉控制工艺要求 (3)4.蒸汽过热系统 (5)4.1蒸汽过热系统控制任务 (5)4.2蒸汽过热系统控制原理 (5)4.2.1 单回路控制方案 (5)4.2.2串级控制方案 (5)5.调节器参数整定 (7)5.1 动态特性参数法 (7)5.2二阶工程设计法 (8)6.系统硬件选型 (11)6.1硬件选型 (11)7.PLC程序设计 (13)7.1 PID 算法 (13)7.2控制回路表 (13)7.3梯形图程序设计 (13)8.组态设计 (20)8.1组态王对PLC 的组态 (20)8.2定义数据变量 (20)8.3组态王界面设计 (21)9总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)1绪论1.1锅炉简介锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
过热蒸汽温度控制系统课程设计2
过热蒸汽温度控制系统课程设计2湖南工程学院课程设计课程名称过程控制课题名称过热蒸汽温度控制系统设计专业班级学号姓名指导教师2007 年1 月22 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称过程控制课题过热蒸汽温度控制系统设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2007 年 1 月9 日任务完成日期200 年 1 月22 日目录一、控制系统设计 (1)二、组态界面设计与说明 (5)三、PID控制程序 (10)四、系统调试 (12)五、总结与体会 (14)六、参考文献 (16)课程设计成绩评分表一、控制系统设计电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统的控制任务是使出口蒸汽温度维持在允许的范围内，并保护过热蒸汽不超过允许的工作温度。
提供给下一工业环节。
同时，应满足安全性和经济性的要求，流程图如图1-1所示。
图1-1过热蒸汽温度控制系统流程图过热蒸汽温度控制要完成①供给蒸汽量适应负荷变化需要或保护给定负荷；②出口的蒸汽温度保持在一定范围内；③减温器的水位保持在一定的范围；④保持过热蒸汽系统的经济安全运行。
（1）方案选择单回路系统结构简单，投资少，又能满足不少生产过程的控制要求。
适用于被控制过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者被控制质量不高的场合下。
由于在系统结构上多了一个副回路，串级控制系统能迅速地克服进入副回路的二次干扰，从而大大减少了二次干扰对主参数的影响，改善了过程的动态特性，提高了控制作用的快速性，对负荷变化的适应性强。
双冲量控制系统利用反馈控制克服其他扰动，能使被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
综合上面几种控制系统，串级控制系统最适用于过热蒸汽温度的控制。
但是串级控制系统结构复杂，费用较高。
限于实验室所能提供的条件，为了便于调试，本次设计选用单回路控制系统。
①、被控量根据工艺可知，过热蒸汽控制系统的控制任务是使过热器。
出口温度保持在允许范围内，并保护过热管管壁温度不超过允许温度。
发电厂锅炉过热蒸汽温度控制课程设计
辽宁工业大学过程控制课程设计（论文）题目：发电厂锅炉过热蒸汽温度控制课程设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化093学号： *********学生姓名：**指导教师：（签字）起止时间：摘要本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉过热蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提。
所以本设计采用串级控制系统，这样可以极大地消除控制系统工作中的各种干扰因素，使系统能在一个较为良好的状态下工作，同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
在本设计用到串级控制系统中，主对象为送入负荷设备的出口温度，副对象为减温器和过热器之间的蒸汽温度。
通过控制减温水的流量来实现控制过热蒸汽温度的目的关键词：串级控制系统；过热蒸汽温度；温度控制；目录摘要·····································································································································引言 (1)第一章生产工艺概述 (2)1.1锅炉生产工艺介绍 (2)1.2过热器的介绍 (3)1.3过热器出口蒸汽温度的干扰因素 (3)第二章过热蒸汽温度控制原理简介 (4)2.1单回路控制系统 (5)2.2串级控制系统 (5)第三章过热蒸汽温度控制系统的设计 (8)3.1系统控制参数的确定 (8)3.1.1 主变量的选择 (8)3.1.2 副变量的选择 (8)3.1.3 操纵变量的选择 (8)3.2 执行器的选择 (8)3.3 控制仪表的选择 (9)3.3.1 温度变送器的选择 (9)3.3.2 温度传感器的选择 (9)3.4主、副控制器控制规律的选择 (9)3.5 控制器的正、反作用选择 (9)总结 (10)参考文献 (10)引言蒸汽温度是锅炉安全高效经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
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目录概述 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 中英文摘要 - - - - - - - - - - - - - - - - - -3第一章绪论 - - - - - - - - - - - - - - - - -5 1.1控制系统基本原理及组成1.2汽温控制系统的被控对象1.3本课程设计的题目及任务第二章过热汽温控制 - - - - - - - - - - - - - -8 2.1 过热汽温控制的任务2.2 过热汽温控制的难点及设计原则2.3 过热汽温对象模型的建立及其特性第三章过热汽温控制系统的设计 - - - - - - - - -15 3.1 过热汽温系统的串级控制方案3.2 具体设计方案3.3 设计的论证3.4 控制系统的切换第四章课程设计总结及体会 - - - - - - - - - - -28 4.1课程设计总结4.2体会结束语 - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -31 参考文献 - - - - - - - - - - - - - - - - - -32概述单元机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。
由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操纵或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，目前，采用以分散微机为基础的集散型控制系统（TDCS）组成一个完整的控制、保护、监视、操作及计算等多功能自动化系统。
在现代火力发电厂热工控制中，锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的重要参数,也是整个汽水行程中工质的最高温度，对电厂的安全经济运行有重大影响。
由于过热器正常运行时的温度已接近材料允许的极限温度，因此，必须相当严格地将过热汽温控制在给定值附近。
过热汽温偏高会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀变形而损坏，威胁机组的安全运行。
过热汽温偏低则会降低机组的热效率，增加燃料消耗量，浪费能源，同时会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片的水蚀，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命，所以过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。
过热蒸汽温度一般可以看作多容分布参数受控对象，其动态特性描述可用多容惯性环节表示，该对象具有明显的滞后特性。
现代锅炉机组大多采用那些大容量、高参数、高效率的大型锅炉，其过热器管道加长，结构也更复杂。
在锅炉运行中，影响过热器出口蒸汽温度的因素很多，有蒸汽流量、燃烧状况、锅炉给水温度、流经过热器的烟气温度、流量、流速等等。
在这些因素的共同作用下，过热汽温对象除了具有多容、大惯性、大延迟特性之外，往往表现出一定的非线性和时变特性，因此，过热汽温控制是锅炉各项控制中较为困难的任务之一。
针对上述情况设计的过热汽温控制系统，既要求对烟气侧扰动及负荷扰动等较大外扰具有足够快的校正速度，同时又要求对减温水内扰有较强的抑制能力，从而使系统具有足够的稳定性和良好的控制品质，并能保证系统运行的安全性。
因此，能否对过热汽温进行有效的控制，研究如何改善过热汽温系统的控制品质，对电厂能否安全稳定运行来说是至关重要的，在经济性上也有十分重要的意义。
摘要随着我国电力工业的迅速发展，越来越多的高参数大容量机组陆续投产。
从发展趋势看, 600MW 及以上等级的火电机组已成为大电网的主力机组。
锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的重要锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的重要参数,现代锅炉的过热器是在高温、高压的条件下工作。
必须通过自动化手段加以控制，维持其出口蒸汽温度在生产允许的范围内。
因此，需要采用适当的减温方式改变过热器入口的蒸汽温度。
从而控制出口的过热蒸汽温度。
本课程设计以600MW火电机组锅炉串级过热气温调节系统为研究对象，根据已知的参数对其进行设计，以达到准确控制过热气温目的。
关键词：过热汽温；串级控制系统；动、静态特性第一章绪论1.1控制系统基本原理及组成在工业生产过程中，为了保证生产的安全性、经济性，保持设备的稳定运行，必须对标志生产过程进行情况的一些物理参数进行调节，使它们保持在所要求的额定值附近，或按照一定的要求变化，如火电厂中汽轮机的转速，锅炉蒸汽的温度、压力，汽包的水位，炉膛负压等。
在设备运行中这些参数要经常受到各种因素的影响而偏离额定值，此时，运行人员就及时进行操作，对它们加以控制，使这些参数保持为所希望的数值。
这一操作过程就是调节，这个调节任务可以由人工操作来完成，称为人工调节，假若用一套自动控制装置来代替人工操作，就是自动调节。
自动控制系统一般由测量变送装置、控制器、执行器、被控对象等组成。
其控制系统方块图如下所示。
图1-1过程控制系统组成框图其中，y(t)为被控参数，变送器单元将被控参数检测出来并变换成便于远送的统一信号z(t)；z(t)与给定信号x(t)比较的偏差e(t)=z(t)-x(t)；e(t)经控制器运算后输出控制作用u(t)；u(t)控制执行器调节阀的开度，改变流体的流量q(t),从而使被控参数y(t)回到给定值x（t）附近，q(t)称为控制参数；从被控参数检测点至调节阀之间的管道或设备，称为被控过程，可简称过程；作用于过程且使被控参数y(t)变化得作用称为扰动。
控制参数q(t)作用是使被控参数稳定于给定值附近，称为内部扰动；扰动作用f(t)企图使得被控参数y(t)偏离给定值x(t)，称为外部扰动。
控制系统中控制作用就是要克服外部扰动f(t)对被控参数y(t)的影响，保证其尽快回到给定值。
必须指出：(1) 两个框图之间的一条带箭头的连线表示其相互关系和信号传递方向，并不表示两框之间的物料联系。
(2) 各框之间信号作用是单向的，即各框的输入信号会影响其输出信号，而输出信号会反过来影响输入信号。
(3) 调节阀控制的介质流量可以是流入过程，也可以是从过程流出来。
若被控物料是输入过程的，则正好与箭头方向一致；若被控物料从过程流出来，则与箭头的方向不一致。
而输出信号会反过来影响输入信号。
1.2汽温控制系统的被控对象对于控制系统来说，对一个系统的控制品质的好坏取决于被控对象的认识，对被控对象有了好的了解和认识，就可以很好的对它进行控制，如果不能够很好认识控制系统的被控对象，对控制系统的设计和分析都是有很大难度的。
600MW机组的汽温控制系统一般由过热器、高温过热器、低温再热器和高温再热器组成。
如下图所示为一机组的汽温控制系统的被控对象。
整个过程工质的流程：水冷壁→过热器→汽轮机高压缸→再热器→汽轮机中、低压缸图1-2汽温控制对象工质流程图过热器是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。
按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式；按结构特点可分为蛇形管式、屏式、墙式和包墙式。
主蒸汽按照：低温过热器→屏式过热器→高温过热器经过多级过热器。
饱和蒸汽由汽包引出后，进入低温对流过热器，从低温过热器出来后，经过第一级喷水减温器减温，再进入屏式过热器，从屏式过热器中出来以后，再经过二级喷水减温，这后通过高温对流之后进入高压汽缸做功。
在低温过热器和屏式过热器、屏式过热器与高温过热器之间都设置有喷水减温器,利用减温水来调节过热汽温，一般都采用多级过热器。
为提高控制品质，过热汽温采用分段控制方案，即将整个过热器系统分成若干段，每段都包含一个减温器，分别控制各段过热器出口汽温，以维持过热汽温为给定值。
机组汽温给定值按机组的启停和正常运行工况的要求来形成，将随负荷而变，即过热汽温被设计成全程控制系统。
1.3 本课程设计的题目及任务1.3.1 题目：600MW机组过热汽温自动控制系统的设计1.3.2 任务：(1) 蒸汽温度自动控制系统测量信号的处理、显示、报警。
(2) 按实际系统需要，选用单回路控制、串级控制、导前微分控制、前馈-反馈复合控制、比值控制等控制原理。
(3) 系统的组成及工作原理。
(4) 画出控制系统SAMA图。
(5) 确定控制规律，画出系统工艺流程图。
(6) 画出热工控制系统原理图。
(7) 实现自动/手动和控制系统之间的无扰切换。
(8) 撰写设计说明书，要求字迹清楚，图表规范。
第二章过热汽温控制2.1过热汽温控制的任务过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一。
过热汽温过高或过低都会影响电厂的经济性和安全性。
因为过热蒸汽温度是锅炉汽水通道中温度最高的部分，过热器正常运行的温度一般接近于材料允许的最高温度。
如果过热蒸汽温度过高，则过热器、蒸汽管道容易损坏，也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀，造成汽轮机的高压部分金属损坏;如果过热蒸汽温度过低，则会降低设备的热效率，一般汽温每降低5-10℃，热效率约降低1%，而且温度降低会使汽轮机轴向推力增大而造成推力轴承过载，汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，易引起叶片磨损。
所以，过热汽温调节的任务是在锅炉运行中，必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。
一般要求过热汽温与规定值的暂时偏差值不超过士10℃，长期偏差不超过士5℃。
因此，过热蒸汽温度控制的主要任务就是：(1) 克服各种干扰因素，将过热器出口蒸汽温度维持在规定允许的范围内，从而保持蒸气品质合格。
(2) 保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
2.2过热汽温控制的难点及设计原则过热汽温调节系统的难点在于：(1) 发生扰动后，时滞较大。
此外，测量温度的传感器也有较大的惯性。
(2) 设备的结构设计与自动调节的要求存在矛盾。
从调节的角度看，减温设备应安装在过热器出口的地方，这样可以使调节作用的时滞最小，但是从设备安全的角度看，减温设备应安装在过热器入口的地方。
(3) 造成过热汽温扰动的因素很多，各种因素之间又相互影响，使对象的动态过程十分复杂。
能使过热器出口汽温改变的因素有:蒸汽流量的变化、燃烧工况的变化、锅炉给水温度的变化、进入过热蒸汽热焙的变化、流经过热器烟气温度即流速的变化、锅炉受热面结垢等。
综上所述，过热汽温控制系统设计原则可归纳为：(1) 从动态特性的角度考虑，改变烟气侧参数(如改变烟温或烟气流速)的调节手段是比较理想的，但具体实现比较困难的，所以一般很少被采用。
(2) 喷水减温对过热器的安全运行比较理想，尽管对象的调节特性不够理想，但还是目前被广泛使用的过热汽温调节方法。
采用喷水减温时，由于对象调节通道有较大的迟延和惯性以及运行中要求有较小的汽温控制偏差，所以采用单回路调节系统往往不能获得好的调节品质。
针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟大、被调量信号反馈慢的特点，应该从对象的调节通道中找出一个比被调量反应快的中间点信号作为调节器的补充反馈信号，以改善对象调节通道的动态特性，提高调节系统的质量。
(3) 使用快速的测量元件，安装在正确的位置，保证测量信号传递的快速性，减小延迟和惯性。