大型单元机组主汽温控制系统设计
300MW的机组过热汽温控制系统的设计解读
摘要300MW单元机组过热汽温控制通常采用分段控制系统，由二段相对独立的串级控制构成，串级控制系统对改善控制过程品质极为有效。
过热汽温的控制系统对于电厂的安全经济运行都非常重要，整个系统是维持过热器出口蒸汽温度保持在允许的范围内，并且保护过热器是管壁温度不超过允许的工作温度。
在电厂整个控制系统中，影响过热汽温的因素很多，主要有蒸汽流量扰动、烟汽流量扰动、减温水量扰动三方面。
而喷水减温对过热器的安全运行比较有利是目前广泛采用的方法。
在串级控制系统中副调节器所在的内回路能快速消除减温水量的自发性扰动和其他进入内回路的各种扰动，而主调节器所在的外回路保持过热汽温等于给定植。
并且系统实现了自动跟踪和无扰切换，保证机组安全经济的运行。
对于过热蒸汽的采集实现了二冗余，提高了系统的可靠性。
整个过热汽温控制系统是用N—90实现的，且系统切换和逻辑报警线路全面，具有较高的可靠性。
关键词：电力系统，过热汽温，串级控制I目录摘要 (I)1 引言............................................................... - 1 -2 DCS控制系统简介..................................................... - 2 -2.1分散控制系统的产生....................................................................................................................... - 2 -2.2分散控制系统结构........................................................................................................................... - 3 -2.2.1网络通信子系统................................................................................................................... - 3 -2.2.2过程控制子系统................................................................................................................... - 3 -2.2.3人机接口子系统（HMI） ..................................................................................................... - 4 -2.3分散控制系统(DCS)的特点............................................................................................................. - 5 -3 过热汽温控制系统概述................................................. - 7 -3.1过热蒸汽温度控制的意义和任务................................................................................................... - 7 -3.2被控对象动态特性分析................................................................................................................... - 7 -3.2.1锅炉负荷扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 8 -3.2.2烟汽热量扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 8 -3.2.3减温水量扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 9 -3.2.4减温水量扰动与负荷扰动或烟汽量扰动的比较 ............................................................... - 9 -3.2.5改善减温水量扰动下动态特性的方法 ............................................................................. - 10 -3.3常规过热汽温传统控制策略......................................................................................................... - 10 -3.4串级汽温调节系统.......................................................................................................................... - 10 -3.4.1过热汽温串级调节系统的组成................................................................................................. - 10 -3.4.2串级系统的结构和工作原理 ............................................................................................. - 11 -3.4.3主汽温串级控制系统原理................................................................................................. - 12 -3.4.4串级汽温调节系统的分析................................................................................................. - 12 -4 过热汽温的整定...................................................... - 14 -4.1串级控制系统方框图..................................................................................................................... - 14 -4.2过热汽温的参数整定..................................................................................................................... - 15 -5 SAMA图分析......................................................... - 17 -5.1控制系统ＳＡＭＡ图绘制............................................................................................................. - 17 -5.2控制系统ＳＡＭＡ图分析............................................................................................................. - 18 -结论................................................................. - 20 -参考文献............................................................... - 21 -II1 引言火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。
单元机组蒸汽温度控制系统
单元机组蒸汽温度控制系统2.1 机组过热器与再热器工艺流程简介某电厂300MW机组过热器和再热器布置流程简图如图2-1所示2.1.1过热器的组成及布置由图看出，在水冷壁中产生的蒸汽经过汽包进行汽水分离，干燥后以干饱和蒸汽状态离开汽包进入过热器受热面。
HG1025/12.28—YM11型亚临界自然循环锅炉过热器由五个主要部分组成，即末级过热器，后屏过热器，分隔屏过热器，立式低温过热器，水平低温过热器，另外还包括后烟道包墙过热器和顶棚过热器。
末级过热器位于水冷壁垂帘管后方的水平烟道内；后屏过热器位于炉膛出口折焰角前方；立式低温过热器位于尾部坚井烟道转向室处。
后烟道包墙和顶棚过热器部分由侧墙、前墙、后墙和顶棚组成，形成垂直下行管道，后烟道延伸包墙形成一部分水平管道，炉膛顶棚管形成了炉膛和水平烟道部分的顶棚。
2.1.2 再热器的组成及布置来自汽轮机高压缸排气口的冷再热蒸汽通过位于热回收区底部的再热器入口联箱进入再热器，逆流流经再热器管道排进入位于水平烟道上部的再热器出口联箱，然后由热再热管道返回汽机。
某机组的顺流再热器系统为顺流立式布置，主要有三部分组成，即末级再热器（高再），低温再热器（壁再），墙式辐射式再热器（屏再）。
其汽温特性与过热器相同。
末级再热器位于水平烟道内，在水冷壁悬吊管和水冷壁之间；后屏再热器位于后墙悬吊管和后屏过热器之间；墙式再热器布置在水冷壁前墙和侧水冷壁位于前部的部分。
2.2 汽温控制的任务及汽温对象的动态特性2.2.1汽温控制的任务及其必要性锅炉生产的蒸汽参数包括汽温和汽压，这两个参数是表征发电机组运行状况的重要指标之一。
某电厂300MW机组主汽温额定值为540℃，主汽压力为17.36MPa。
一般要求主汽温度在锅炉出力为70%——100%范围内不超过+5℃———-10℃。
通常在±5℃范围内波动。
2.2.2汽温对象的静态特性当要求锅炉蒸发量增加时，控制系统使燃料量和送风量增加，流过过热器对流过热段的烟量和烟温都增加，使对流过热段出口汽温上升，但此时炉膛汽温基本不变，过热器辐射过热段接受热量基本不变，但此时流过过热器的蒸汽流量增大，故辐射过热段出口汽温下降。
单元机组再热汽温控制系统
０引言
据研究证明在 超临界 参数 范围内， 主蒸汽压力 升 高１ ａ 机组热耗降低０１％ 一 ． ％， ＭＰ ， ． ３ ０１ 主蒸汽温度每提 ５ 高１ ￣， ０ 热耗率可下降０ ５ ０３ ％； Ｃ ． ％～ ． ２ ０ 再热蒸汽温度每提
高 １ ℃， ０ 热耗率可下 降０１％ 一 ． ％， ． ５ ０２ ０ 因此超 临界机组 已 经 越 来 越 成 为 新建 机 组 的选 择 。 临界 机 组 的运 行 参 超 数 高 ， 控 制要 求 也就 比常规 机 组 要严 格 ， 其 尤其 超 临界 机 组 锅 炉 的 气 温变 化 特 性 要 比亚 临 界 锅 炉 更 复 杂 ， 气 温 调 节 和 控 制也 更 困难 。 某 发电厂＃ 机组 为超临 界６ ０ ４ ８ ＭＷ 燃煤汽 轮发 电机 组 ， 炉 为 上 海 锅 炉 厂有 限 公 司 制造 的超 临 界 参 数 变 锅 压运 行螺 旋管 圈直 流炉 ， 单炉膛 、 一次 中间再热 、 四角切 圆燃 烧方 式 、 平衡 通 风 、 型 露 天布置 、 兀 固态 排渣 、 钢 全 架 悬 吊结 构 ； 汽轮 机 由上 海 汽 轮 机 有 限 公 司 生 产 的超 临界 、 单轴 、 三缸 、 四排 汽 、 次 中问 再 热 、 汽 式 汽 轮 一 凝 机 。 组 采用 复 合变压 运 行 方 式 ， 机 汽轮 机 具有 八 级 非调 整回热抽汽， 额定转速为３ ０ ｒ ｉ。 ０ ０／ ｎ 制粉系统配 置上 海重 ｍ 型机 器 厂 有 限公 司 生 产 的６台 中速 磨 煤 机 ； 采 用 ＤＣＳ ＦＸＯ Ｏ Ｏ Ｂ Ｒ 分布式控制系统， 包括数据采集系统（ Ａ ） 模 Ｄ Ｓ、 拟量控 制系统 （ Ｓ、 ＭＣ ） 旁路控 制系统（Ｐ ） 汽 轮机 数字 Ｂ Ｓ、 电液系统 （Ｅ ） 顺序 控制系统 （ｃ ） 锅炉炉膛安全监 ＤＨ、 ｓ ｓ、 控 系统 （Ｓ Ｓ、电气控 制系统 （Ｃ ） Ｆ Ｓ） Ｅ Ｓ等各项控 制功 能
单元机组过热汽温控制系统的工程实现
单元机组过热汽温控制系统的工程实现单元机组过热汽温控制系统是一种用于调节和控制单元机组中过热蒸汽的温度的系统。
过热蒸汽是通过锅炉产生的，它的温度必须在一定范围内进行控制，以确保其稳定运行和安全性。
以下是关于单元机组过热汽温控制系统工程实现的详细介绍。
一、系统组成1.过热器：过热器是通过燃烧锅炉产生的蒸汽进行加热以增加其温度的设备。
过热器通常是由一系列管子构成，蒸汽通过这些管子流动，从而增加其温度。
2.控制阀：控制阀用于调节过热器中蒸汽的流量，从而控制蒸汽的温度。
控制阀通常由一个执行器和一个阀体组成，执行器通过电信号或气动信号控制阀体的开度。
3.温度传感器：温度传感器用于测量过热器中蒸汽的温度。
常用的温度传感器包括热电偶和热电阻。
温度传感器将蒸汽温度转换为电信号，并将其发送给控制器。
4.控制器：控制器是系统的核心部分，它接收来自温度传感器的信号，并根据预设的设定值进行比较和计算，然后通过控制阀调节过热器中蒸汽的流量，以达到设定的温度值。
5.人机界面：人机界面用于用户与系统进行交互和操作。
它通常包括显示屏和操作按钮，用户可以通过操作按钮设置温度设定值、监视当前温度和系统状态等。
二、工程实现步骤1.方案设计：根据单元机组的要求和特点，设计温控系统的整体方案。
确定控制系统的组成部分和工作原理，选择适合的控制器和传感器。
2.传感器安装：在单元机组的适当位置安装温度传感器，确保其能够准确测量蒸汽的温度，并与控制器连接。
3.控制阀安装：根据设计要求，在过热器的适当位置安装控制阀，并连接执行器和控制器。
4.控制器配置：根据单元机组的温度要求，配置控制器的相关参数。
包括设定值、比例、积分和微分等控制参数。
5.人机界面设置：配置人机界面的显示屏，以便用户可以设置设定值、监视当前温度和系统状态。
6.系统调试：经过安装和配置后，对整个系统进行调试。
通过改变设定值和监视蒸汽温度，检查系统的响应和控制准确性。
7.系统优化：根据调试的结果，对控制器的参数进行优化，以提高系统的控制精度和稳定性。
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。
600MW主汽温度电厂热工控制系统
二级过热汽温控制
二级过热汽温控制 二级汽温控制方式与一级的 控制方式几乎相同具体过程不在 赘述。不相同的是控制对象分别 是二级减温器出口温度和末级过 热器出口温度。
控制系统逻辑图
控制系统逻辑
如果温度，压力测点损坏导致温度压力 测量值无效或者温度设定值与实际值偏差超 限阀门控制方式由自动转成手动。 当减温阀电动调节门已关或MFT信号有 效时信号超驰关减温阀关闭。
温度指令形成
相对负荷信号经过函数器f(X)处理后 与设定温度相加形成温度设定值。这么 做是为了使温度设定值随负荷信号变化， 当负荷变化时蒸汽温度保持不变。然后 这个信号与偏置A侧二级过热汽温计算 值比较，小的作为温度设定值。
喷水减温阀调节系统
喷水减温阀调节
当系统在自动状态工作时有当前级别温度信号 和后一级别温度信号经过PID运算形成阀门控制指 令来调节喷水减温阀，还有负荷信号经过f(x)修正后 送入PID调节器辅助调节喷水减温阀。 当系统工作在手动状态PID输出信号为零，M/A 控制站切到手动。通过设定阀门开度来调节喷水量。 ZT测量当前阀位并显示。 当超驰信号关闭切换器T切换到0输出喷水减温 阀关闭。
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敬请各位导师指点
600WM机组主蒸汽温 度控制系统
设计简介
锅炉过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重 要指标之一，过热蒸汽温度过高与过低都会 影响电厂的安全性和经济性。过热蒸汽温度 过高，可能造成多热器、蒸汽管道和汽轮机 的高压部分金属毁坏；过热蒸汽温度过低， 又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全 经济运行。因此，必须相当严格的将过热汽 温控制在给定值附近。
设计结构图
毕业设计内容
这个设计是基于二级喷水减温 对主蒸汽温度进行调节。 从锅炉蒸发区出来的饱和蒸汽 首先进入过热器的低温对流过热器。 然后分成两路流过屏式过热器和高 温对流过热器。最后变成过热蒸汽 送入汽轮机做功。
主汽温度控制系统设计(减温控制系统)课设报告
课程设计报告(2015—2016年度第一学期)名称：过程控制课程设计题目：主汽温度控制系统设计（减温控制系统）院系：自动化班级：自动化1201指导教师：马平设计周数： 1周日期： 2016 年1月18日一、课程设计目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、课程设计正文1. 被控对象的影响因素及动态特性 1.1影响过热蒸汽温度的因素影响过热蒸汽温度的主要扰动有三种： （1）蒸汽流量（负荷）扰动；（2）烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）； （3）减温水流量扰动。
1.2 过热汽温控制对象的动态特性分析在各种扰动下气温控制对象动态特性都有迟延和惯性。
典型的气温阶跃响应曲线如下图所示。
可以用迟延，时间常数，放大系数来描述其动态特性。
即传递函数可写为：()se Ts K s G τ-+=1为了在控制机构动作后能及时影响到气温（即控制机构扰动时，气温动态特性的τ、T 和T /τ应尽可能小），因此正确选择控制气温的手段是非常重要的，目前广泛采用喷水减温作为控制气温的手段。
在设计自动控制系统时，应该引入一些比过热蒸汽温提前反映扰动的补充信号，使扰动发生后，过热气温还没有发生明显变化的时刻就进行控制，消除扰动对主气温的影响，而有效地控制气温的变化。
2. 过热汽温控制方案通过对过热蒸汽汽温动态特性的分析可知，该被控对象具有惯性，且过热器的惯性比较大。
目前普遍采用的控制方案有：采用导前汽温微分信号的双回路控制系统、过热汽温串级控制系统、采用相位补偿的汽温控制系统、过热汽温分段控制系统等。
通过对这些控制方案的比较发现[1]，采用导前汽温微分信号控制系统的控制效果不如串级控制系统好，尤其当控制对象惰性区的惯性比较大时更为明显。
300MW单元机组再热汽温控制系统设计新方法及其工程应用
其他３４５
参数，才能使烟气挡板预动作量最佳地起到作用。 同理，当再热汽温要达到设定值时，此时要求汽温变化的过程已结束，但由于锅炉迟滞 的作用，此时进入再热器的烟气量将在随后的过程中对再热汽温产生调节过量的影响，因此 还设计了一个“反踢”（类似于“刹车器”）作用。“反踢”动作当下式成立时发生。
△Ｔ＝厂３（ＡＴｏ）
关键词：代数等价观测器（ＡＥＯ）；再热汽温自动调节；大惯性：大迟滞
引Байду номын сангаас
言
在单元机组中，再热器蒸汽温度是一个很重要的参数，它的控制品质直接关系着机组的
安全运行和经济效益，同时由于电网调度对电厂协调控制系统提出了更高的运行要求，对再 热汽温的控制也就要求得更高了。近年来，针对锅炉蒸汽温度受控对象通常具有大惯性、大 迟延、参数慢时变等特点，通常采用现代控制理论［１．２］中基于观测器的状态反馈与传统的 ＰＩＤ控制相结合的方法［３－７］，将汽温惰性区动态特性由状态观测器代替。但对于锅炉再热 汽温采用烟气挡板再循环为主要调节手段的系统来说，机组再热蒸汽温度调节系统通常还要 依靠微量喷水或紧急喷水，采用非喷水调节手段的再热蒸汽温度控制系统的实践成果还缺少 工程范例。 针对这一实际问题，认真分析了锅炉汽温控制系统的理论研究和工程实践的现有成果， 运用增量式函数观测器（ＩＦＯ—ＫＡｘ）［５］和代数等价观测器Ｉｓ，９］（ＡＥＯ）的概念指导状态反 馈和状态观测器的参数整定Ｄ０３，并应用于一台３００ＭＷ单元机组的锅炉再热器蒸汽温度控 制系统中，取得了一定的效果。 本文在前述工作的基础上，借鉴并引人“加速器”、“正踢”“反踢”、“模拟柔性模糊控 制”等概念［１ｌ￣１３］，和变参数ＰＩＤ调节器共同组成一个综合型再热汽温自动调节系统，并利 用通用的计算机分散控制系统（ＤＣＳ）中的标准算法模块对其功能进行了实现，更加有效地
单元机组过热汽温串级控制系统的设计
出则直接的传送到调节阀。 主调节器也就是前一个凋节器， 它的测量和控制的 变量 被称 为主 被控参 数 ， 整个 主调节器 的 系统构 成工 艺控制 指标 ； 而 后一 个调
中， 负荷调 度控 制系 统能 够对机 组负荷 的变 化进行 平 稳地响 应 ， 而且 在机组 负
系统 不能 安全稳 定 的运 行 。 但 是如果 过热 蒸汽 的温度 过低 就会 造成蒸 汽含 水 量较 大 ， 从 而使得 电厂 的工作 效率 降低 ， 缩 短 汽轮机 叶片的使 用 寿命 。 也就 是 说， 过 热气温 对 电厂安全 经济运 行有着 很 重要 的影响 ， 就 需要我 们继 续深入 研 究传 统方法在 汽温控 制领域 的应用 。 本文就 单元机组 过热汽 温串级控 制系统 的
型 方块 图的 图形 用户接 Ｉ ： １， 充分 的简 化 了Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 的仿 真建 模过程 。 同时， 它
行变 送 ， 包 括主 调节器 、 副调节 器 、 调 节阀 、 副过 程和主 过程等几 个过程 构成 ； 另
一
个 是副 回路 ， 它 是 由副 变量检送 的 ， 是 由副调 节器 、 调节 阀和副过程 等几个 过
程构 成 。 相 比于 其他复杂 的控制 系统 ， 串级控 制系统 的组成结 构是 比较简单 的 ，
究， 现对其研 究结果 进行分析 。 在 确定工 况下的控 制效果 主要得 到 ， 定 参数控 制 器的符 合适 应能 力相对 较差 ， 有 的时候 甚至 不稳定 ； 负荷调 度控 制系 统则相 对 具有 较好 的控制 品质 ； 在变 负荷 工况 下系统 的控制 试验 中 ， 我们得 到在 此过 程
华北电力大学 单元机组控制系统 第二章_主汽温
第二章汽包锅炉蒸汽温度自动控制系统第一节引言第二节串级过热汽温控制系统第节第三节采用导前汽温微分信号的双回路过热汽温控制系统第四节过热汽温分段控制系统第五节过热汽温控制系统实例第六节再热汽温自动控制实例过热蒸汽生产流程简图过热蒸汽流程图一、过热蒸汽温度控制的任务过热蒸汽温度控制的任务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。
如600MW国产汽包炉：长期偏差不允许超过±5℃。
二、影响过热蒸汽温度因素影响过热蒸汽温度的主要扰动有三种：蒸汽流量（负荷）扰动；烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）；减温水流量扰动。
三、过热汽温控制对象的静态特性根据传热方式分：过热器可分为对流式、辐射式和半辐式热射式过热器三种。
对于不同的过热器，蒸汽流量对蒸汽温度的影响如下图：所示：特点：有迟延，有惯性，蒸汽流量对过热器温度的影响有自平衡能力，且τ和T D 均较小。
K sD D D esT s D s G τθ−+==1)()(在烟气热量Qy（烟气温度和流速变化）产生阶跃扰动下，过热汽温θ变化的响应曲线如下图所示：特点：有迟延、有惯性、有自平衡能力。
迟时间约惯迟延时间约：10-20s，惯性时间常数：<100ssK s τθ−Q y Q Q ye sT s Q G +==1)()(θ( =WB1θγ内回路：导前区传递函数W (s)、温度变送器、副调节器W (s)执行器比例系数K 、喷水调节阀比例系数K 。
T1()执行器例系数Z 喷水调节阀例系数μ主回路：惰性区传递函数W (s)、温度变送器、主调节器W (s)内回路。
2θγT2()内回路2.主调节器的整定2. 主调节器的整定ρI11θ第三节采用导前汽温微分信号的双回路过热第节采用导前汽温微分信号的回路过热汽温控制系统一、系统的组成系统中引入了导前蒸汽温度的微分信号作为调节器的补充信号，以改善控制质量。
火电厂主汽温度控制系统设计
《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。
三、进度计划四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：指导教师：年月日一、课程设计目的与要求1．通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
掌握汇编语言程序设计的基本方法和典型接口电路的基本设计方法。
2．掌握过程控制系统设计的两个阶段：设计前期工作及设计工作。
2.1设计前期工作（1）查阅资料。
对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量；（2）确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平；（3）提出仪表选型原则。
包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。
2.2设计工作（1）根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；（2）根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；（3）根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；（4）对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；（5）编写设计说明书。
600MW单元机组汽温控制系统分析与研究.
600MW单元机组汽温控制系统分析与研究摘要在电厂热工生产过程中，整个汽水通道中温度最高的是过热蒸汽温度，蒸汽温度过高或过低，都将给安全生产带来不利影响，因此，必须严格控制过热器的出口蒸汽温度，使它不超出规定的范围。
过热汽温被控对象是一个多容环节，它的纯迟延时间和时间常数都比较大，干扰因素多，对象模型不确定，中间的测点不易取，在热工自动调节系统中属于可控性最差的一个调节系统。
串级汽温调节系统，无论扰动发生在副调节回路还是发生在主调节回路，都能迅速的做出反应，快速消除过热汽温的变化，串级控制是改善过热汽温调节过程极为有效的方法，虽然串级调节系统只比简单系统多了一个测量变送元件和一个调节器但是控制效果却有显著的提高。
本文以国电大连庄河2╳600MW机组为例，对其汽温控制系统SAMA图进行研究，分析了直流炉与汽包炉的区别以及直流炉汽温控制系统的控制特点，设计思想。
关键字：直流炉，串级控制，过热汽温THE ANALYSIS AND RESEARCH OFSTEAM TEMPERATURE SYSTEM FOR600MW UNITAbstractThe super-heated steam temperature is the maximum temperature in the whole steam channels in the process of thermodynamic engineering in power plant. If the steam temperature is too high or too low, it will bring on dangerous factors. We must control the super-heated steam temperature of the output of the super-heated implement to some required range. The steam temperature object is a multi-container element. Its dead time and time constant is relatively big. It has many disturbances. Its object model is not confirmable. It is not easy to measure steam temperature in the super-heated implement. It is the most difficult control system in the thermodynamic automatic control systems. Cascade steam temperature regulation system, regardless of disturbance in the loop or vice-conditioning in the main loops, can quickly respond to the rapid elimination of superheated steam temperature changes, cascade control is to improve the superheated steam temperature adjustment process is extremely effective Methods, although the cascade-conditioning system only more than a simple measurement transmission components and control of a regulator but the results have significantly improved.In this paper, Zhuanghe power plant of Dalian has been analysised as an example, its SAMA map of temperature control system has been analysised, and also the difference between once-through boiler and drum boiler. Moreover, the feature and design thinking of temperature control system for once-through boiler have been analysised.Key words: once-through boiler, cascade control, superheated steam temperature目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2本课题的研究现状 (2)2过热汽温控制简介 (4)2.1引言 (4)2.2过热汽温对象的动态特性 (4)2.2.1锅炉蒸汽负荷的变化对过热汽温的影响 (4)2.2.2烟气侧的扰动对过热汽温的影响 (5)2.2.3减温水扰动对过热汽温的影响 (7)2.2.4小结 (7)2.3过热汽温控制分析 (8)2.3.1过热汽温度调节任务和重要性 (8)2.3.2过热汽温控制的难点及设计原则 (8)2.3.3过热汽温常规控制方案及手段 (9)2.4过热汽温的串级控制系统 (9)2.4.1串级控制系统特点 (9)2.4.2串级控制器的选型和整定方法 (11)2.4.3过热汽温的串级系统简介 (11)2.4.4过热汽温串级系统的分析 (13)3过热汽温SAMA图分析 (16)3.1直流炉过热汽温控制简介 (16)3.2庄河电厂600MW机组汽温控制系统SAMA图分析 (17)3.2.1一级过热汽温喷水减温控制 (17)3.2.2二级过热汽温喷水减温控制 (19)3.2.3设计特点分析 (21)4总结 (23)参考文献 (24)致谢........................................................ 错误!未定义书签。
单元机组过热汽温串级控制系统的设计
单元机组过热汽温串级控制系统的设计作者：李琳来源：《中国科技博览》2015年第05期[摘要]随着经济技术的发展与科学技术的进步，大型单元机组过热气温控制系统也得到不少发展，但其还是具有延迟性大、惯性大的特点。
在机组运行中，能够影响机组运行的因素有很多，由于串级控制系统具有较好的快速性、抗干扰性、结构简单等优点，使得其在工业活动中得到较为广泛的应用。
如果针对单元机组的气温控制对象对调节器进行设计，再结合实际的工程经验对其参数加以调节，如此一来，就可以克服生产过程中的各种干扰，使得单元机组能够稳定的运行。
[关键词]单元机组；串级控制系统；过热气温中图分类号：V433 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0024-01前言大型单元机组的过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中温度的最高点。
假若蒸汽温度过高，就会引起过热器和汽轮机高压缸由于热应力过高而损坏，造成机组系统不能安全稳定的运行。
但是如果过热蒸汽的温度过低就会造成蒸汽含水量较大，从而使得电厂的工作效率降低，缩短汽轮机叶片的使用寿命。
也就是说，过热气温对电厂安全经济运行有着很重要的影响，就需要我们继续深入研究传统方法在汽温控制领域的应用。
本文就单元机组过热汽温串级控制系统的设计进行探讨。
1.理论知识的研究探讨1.1 串级控制系统的组成结构串级控制系统主要是由两只调节器串联组合成的，其中的一个调节器起着输出的作用，它的输出可以作为后一个调节器的设定值，而后面的调节器的输出则直接的传送到调节阀。
主调节器也就是前一个调节器，它的测量和控制的变量被称为主被控参数，整个主调节器的系统构成工艺控制指标；而后一个调节器则被称为副调节器，它的测量控制变量被称为副控制参数，它在起着稳定主变量的作用的同时，控制着整个系统的进行。
在整个系统中，串级控制系统主要包括两个控制回路过程，其中一个是主回路，主回路主要由主变量检送器进行变送，包括主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程等几个过程构成；另一个是副回路，它是由副变量检送的，是由副调节器、调节阀和副过程等几个过程构成。
600MW机组汽温控制系统分析
一、600MW机组的介绍
1.
近年来，随着我国经济的快速发展，国民经济的发展，人民生活的提高，电能早已是我们日常生活中必不可少的。我国各发电企业也通过优化发展来推动加快发展，结构调整取得明显成效。300MW机现在已经在慢慢的被淘汰，取而代之的是更大的600MW机组，这就是说，在未来的几年甚至十几年中，600MW机组将会取代300MW机组而成为我国电力行业的骨干机组。2008年，全国投产火电机组6575万kW，虽然比2007年少投产1785万kW，但高等级机组比例增加，小机组替代力度加大，火电结构进一步优化，技术等级进一步提高。到2008年底，火电机组总容量达到6亿kW。从常规火电技术看，我国已开始由电力大国向电力强国转变，火电在超(超)临界机组、大型循环流化床机组、空冷机组、脱硫设施建设和运行等各方面，都走在了世界前列。600MW超临界压力机组已是世界上一项比较成熟的技术,加快建设和发展高效超临界火电机组是解决电力短缺、提高能源利用率和减少环境污染的最现实、最有效的途径。
1.
过热汽温控制系统是锅炉运行质量的重要指标之一，它直接关系到电厂的安全性和经济性。过热蒸汽温度过高或过低，都会对电厂的安全性和经济性具有巨大的影响。目前，仍然采用以分散微机为基础的集散控制系统（DCS）。目前，在过热汽温控制系统中采用主要有串级控制系统和采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统。
二、600MW机组
2.
600MW机组的汽温控制系统分为过热蒸汽温度的控制和再热蒸汽温度的控制，故而汽温控制系统又分为两个小的方向：过热蒸汽温度控制和再热蒸汽温度控制。
过热蒸汽温度控制的任务：
保证过热汽器的出口蒸汽温度维持在允许的范围内，并且能保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度，使过热器能够安全的工作。过热蒸汽温度过高，可超过额定值5℃。过热蒸汽温度过低，又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全经济运行。如果过热蒸汽过低，则会降低电厂的工作效率，据估计，温度每降低5℃，热经济效率将下降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。因而过热汽温的下限一般不低于额定值10℃。过热汽温的额定值通常在500℃以上，例如高压锅炉一般为540℃，就是说要使过热汽温保持在540±5℃的范围之内。
600mw火电机组主汽温控制的一种设计方法
600mw火电机组主汽温控制的一种设计方法
《600MW火电机组主汽温控制的一种设计方法》
600MW火电机组主汽温控制是一项重要的工作，是保证火电机组安全运行的重要保障。
本文介绍了一种新的温控方法，即控制系统设计中采用模型预测控制（MPC）技术，实现对600MW火电机组主汽温度的控制。
MPC技术可以有效地控制火电机组主汽温度，它可以通过建立模型来预测未来温度变化趋势，并采取相应的控制措施以保持温度在设定的范围内。
此外，MPC技术还可以有效地减少控制系统的运行成本，并可以提高控制精度。
本文还介绍了实施MPC技术的具体步骤，包括建立模型，确定温度设定值，设计控制策略，调整温度参数等。
最后，结合实际应用，实验结果表明，该方法可以有效地控制
600MW火电机组主汽温度，满足系统的安全运行要求。
本文研究了600MW火电机组主汽温控制的一种新的设计方法，即采用MPC技术，可以有效地控制火电机组主汽温度，满足系统的安全运行要求。
600MW机组过热汽温控制课程设计说明书
教师批阅：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。
图2-1过热汽温喷水减温系统示意图图中，2θ为过热器出口蒸汽温度，它是控制系统的被调量；1θ为减温器出口的蒸汽温度；D 是过热蒸汽流量；Wi 是减温器的喷水量，它是控制系统的调节量。
2.3.1静态特性过热汽温调节对象的静态特性指汽温随锅炉负荷变化的静态关系。
锅炉过热器由对流式过热器和辐射式过热器等组成，但是从图2-2所示的静态特性可以看出，对流式过热器和辐射式过热器的过热汽温的静态特性完全相反。
图2-2过热汽温的静态特性图对于对流式过热器，当负荷增加时，通过其烟气的温度和流速都增加，因而使过热汽温升高，所以对流式过热气的出口教师批阅：膛辐射传给过热器的热量比锅炉萧汽量所需要热量少，因此使教师批阅：辐射式过热器出口温度下降。
可以看到，这两种不同的过热器，对蒸汽量的扰动的响影正好相反。
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。
300MW机组主汽温控制系统分析设计
Keywords: superheater，segment control，cascade control，superheated steam temperature，
control strategy
II
华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）
目
录
摘要................................................................................................................................................. I Abstract....................................................................................................................................... II 第一章 绪论................................................................................................................................... 1 1.1 课题内容和背景..................................................................................................................... 1 1.1.1 汽包炉主汽温控制系统的工艺流程................................................................................. 1 1.1.2 过热器的分段控制策略..................................................................................................... 1 1.1.3 过热汽温控制的意义及控制难点...................................................................................... 1 1.1.4 串级控制策略..................................................................................................................... 2 1.2 本文的研究内容..................................................................................................................... 3 第二章 主汽温热力系统及控制策略分析................................................................................... 5 2.1 汽包炉与直流炉汽温控制系统的区别................................................................................. 5 2.2 过热器的工艺流程................................................................................................................. 6 2.3 汽温调节对象的动态特性..................................................................................................... 6 2.4 过热汽温的分段控制策略..................................................................................................... 8 2.5 主汽温控制的任务分配......................................................................................................... 9 2.6 串级控制系统的概述............................................................................................................. 9 2.7 串级汽温调节系统............................................................................................................... 11 第三章 主汽温控制方法........................................................................................................... 13 3.1 概述....................................................................................................................................... 13 3.2 PID 控制法............................................................................................................................ 14 3.3 智能控制............................................................................................................................... 14 3.4 Smith 预估器........................................................................................................................ 16 第四章 分段串级控制系统的工程实现..................................................................................... 17 4.1 过热汽温控制系统 SAMA 图................................................................................................. 17 4.2 过热汽温控制连锁逻辑....................................................................................................... 18 第五章 分段串级汽温控制系统的仿真实验............................................................................. 20 5.1 常规 PID 控制....................................................................................................................... 20 5.1.1 PID 调节器参数工程整定法............................................................................................ 20 5.1.2 被控对象数学模型........................................................................................................... 20 5.1.3 主汽温控制系统 simulink 仿真及性能分析................................................................. 21 5.2 史密斯预估补偿控制........................................................................................................... 23 5.3 自适应史密斯预估补偿控制............................................................................................... 24
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引言在生产和科学技术的发展过程中，自动控制起着主要的作用，目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。
生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。
可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。
电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平，电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。
设计所讨论的汽温控制系统包括锅炉主蒸汽温度控制系统。
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，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上限不高于其额定值5℃。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，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几个方面：（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。
（2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。
（3）汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的难度加大。
第一章汽温控制系统的作用、特点和调节规律本章将以300MW的单元机组锅炉为例，通过研究其高温、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，且汽轮机为单轴、三缸、两排汽、再热、凝汽冲动式，说明过热器与再热器在锅炉中的位置及布置情况，从而全面掌握研究对象的生产过程，并熟悉其动态特性及分析影响汽温变化的各种因素。
1.1过热器和再热器的汽温特性所谓汽温特性，是过热器和再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系，辐射式过热器只吸收炉内的直接辐射热。
随着锅炉负荷的增加，辐射过热器中工质的流量和锅炉的燃料耗量按比例增大，但炉内辐射热并不按比例增加，因为炉内火焰温度的升高不太多。
也就是说，随锅炉负荷的增加，炉内辐射热的份额相对下降，辐射式过热器中蒸汽的焓增减少，出口蒸汽温度下降，如图1-1a中曲线1所示。
当锅炉负荷增大时，将有较多的热量随烟气离开炉膛，被对流过热器等受热面所吸收；对流过热器中的烟速和烟温提高，过热器中工质的焓增随之增大。
因此，对流式过热器的出口汽温是随锅炉负荷的提高而增加的。
过热器布置远离炉膛出口时，汽温随锅炉负荷的提高而增加的趋势更加明显，如图1-1 a中曲线2、3所示，对流式过热器的出口汽温是随着负荷的增加而增大的。
过热器离炉膛出口越远，过热器进口烟温θ′降低，烟气对过热器的辐射换热份额减少，汽温随负荷增加而上升的趋势更明显，这就是图中曲线3的斜率大于曲线2的原因。
可以预期，屏式过热器的汽温特性将稍微平稳一些，因它以炉内辐射和烟气对流两种方式吸收热量。
不过它的汽温特性有可能是在高负荷时对流传热占优势而低负荷时则辐射传热占优势。
高压和超高压锅炉的过热器，虽然是由辐射、半辐射和对流三种吸热方式的份额毕竟不大，整个过热器的汽温特性仍是对流式的，即负荷降低时，出口汽温将下降。
再热器的汽温特性也几乎都是对流式的，其再热蒸汽温度随锅炉负荷变化规律与过热器。
汽温比较，对流式再热器汽温随负荷降低而降低要严重些，相反，辐射式再热器汽温随负荷降低而升高要平缓些。
因为再热器多半布置在对流烟道中，而且常常布置在高温对流过热器之后。
此外，负荷降低时，再热器的入口汽温（汽轮机高压缸的排汽温度）还要下降，这就使得负荷降低时再热蒸汽温度的下降比过热蒸汽要严重的多（图1-1 b）。
图1-1 汽温特性图1.2 过热蒸汽温度控制对象的动态特征1.2.1过热蒸汽温度控制对象的动态特征过热汽温调节对象的动态特性是指引起过热汽温变化的扰动与汽温之间的动态关系。
蒸汽从汽包出来以后通过过热器的低温段，至减温器，然后再到过热器的高温段，最后至汽轮机。
通常的大中型锅炉都采用减温器减温的方式控制过热蒸汽温度。
各种锅炉结构不同过热器的结构布置也不同（辐射式、屏式、对流式）。
影响温度变化的扰动因素很多，如烟气温度和流速，给水温度，炉膛热负荷，送风量，给水母管压力和减温水量。
归纳起来主要为蒸汽流量，烟气传热量，减温水三方面的扰动。
1、蒸汽流量扰动汽机负荷变化会引起蒸汽量的变化。
蒸汽量的变化将改变过热器和烟气之间的传热条件，导致气温变化。
可以看到，温度响应具有自平衡特性，而且惯性和迟延都比较小，这是因为蒸汽量变化时，沿过热器管道长度方向的各点温度几乎同时变化。
2、烟气侧传热量的扰动燃料量增减，燃料种类的变化，送风量、吸风量的改变都将引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况，导致过热气出口温度的变化。
由于烟气传热量的改变是沿整个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温变化的迟延很小，一般在10~20之间。
它与蒸汽量扰动下的情况类似。
3、喷水量的扰动应用喷水来控制蒸汽温度是目前广泛使用的一种方式。
对于这种控制方式，喷水量扰动是基本扰动。
过热器是具有分布参数的对象，可以把管内的蒸汽和金属管壁看作是无穷多个单容对象串联组成的多容对象。
当喷水量发生改变后，需要通过这些串联单容对象，最终引起出口蒸汽温度θs的变化。
因此，θs的响应有很大的迟延。
1.2.2对过热蒸汽温度控制对象的特性进行分析1、烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性烟气侧热量扰动，包括烟气流速和烟气温度的扰动，在这种扰动下烟气与蒸汽之间换热条件发生了变化，由于这个变化是在全部过热器中同时发生的，因此过热器吸收热量的改变应该没有传递滞后，当燃料或空气量发生扰动时，传递滞后很小，这个传递滞后主要决定于从扰动发生到过热器周围烟道中烟气量或烟气温度发生变化所需要的时间。
因此，烟气侧热量扰动下的动态特性要比减温水扰动下的动态特性好的多。
图1-2 在扰动下温度的变化曲线2、蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性蒸汽流量扰动时，过热器出口蒸汽温度变化的动态特性与烟气侧热量扰动下的动态特性是相似的，有较小的时间常数。
综合上述可归纳出下列几点：（1）过热器出口蒸汽温度对象不管在哪一种扰动下都有自平衡能力。
而且改变热和一个输入参数，其他的输入参数都可能直接或间接的影响过热器出口蒸汽温度，这使得控制对象的动态过程十分复杂。
（2）在减温水流量扰动下，过热器出口蒸汽温度对象具有较大的传递滞后和容量后，缩短减温器与蒸汽温度控制之间的距离，可以改善其动态特性。
（3）在烟气侧热量和蒸汽流量扰动下，蒸汽温度控制对象的动态特性比较好，动态曲线如图1-2所示。
3、蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性减温水量扰动时，其扰动地点（过热器入口）与测量蒸汽温度的地点（过热器出口）之间有着较大的距离，此时过热器是一个有纯滞后的多容对象。
动态曲线图如图1-2所示。
当扰动发生后，要隔较长时间才能是蒸汽温度发生变化，滞后时间比较大。
滞后时间产生的原因有：（1）由于扰动地点到测量被调量地点之间的距离造成传递滞后。
（2）由于过热器管壁储量和表面传热阻力造成的容量滞后。
过热器管壁的热容量越大，则传递滞后与时间常数的数值都越大。
1.3过热蒸汽温度控制系统的基本结构与工作原理这里以300MW机组分散控制系统的过热蒸汽温度控制系统为例，对其系统结构和工作原理进行介绍。
该300MW机组的过热蒸汽温度控制采用二级喷水减温控制方式。
过热器设计成两级喷水减温方式，除可以有效减小过热蒸汽温度在基本扰动下的延迟，改善过热蒸汽温度的调节品质外，第一级喷水减温还具有防止屏式过热器超温、确保机组安全运行的作用。
本机组过热器一、二级喷水减温器的控制目标就是在机组不同负荷下维持锅炉二级减温器入口和二级减温器出口的蒸汽温度为设定值。
1.3.1过热器一级减温控制系统该系统是在一个串级双回路控制系统的基础上，引入前馈信号和防超温保护回路而形成喷水减温控制系统。
主回路的被控量为二级减温器入口的蒸汽温度，其实测值送入主回路与其给定值进行比较，形成二级减温器入口蒸汽温度的偏差信号。
主回路的给定值由代表机组负荷的主蒸汽流量信号（代表机组负荷信号）经函数器f(x)产生，其含义为给定值是负荷的函数。
运行人员在操作员站上可对此给定值给予正负偏置。
主回路的控制由PID1来完成。
主回路控制器接受二级减温器入口蒸汽温度偏差信号，经控制运算后其输出送至副回路。
图1-3 过热器一级减温控制系统副回路的被控量为一级减温器出口的蒸汽温度。
其温度的测量值送入副回路与其给定值进行比较，形成一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。
副回路的给定值是由主回路控制器的输出与前馈信号叠加形成。
副回路采用PID2调节器，它接受一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。
系统引入的前馈信号有机组负荷、送风量、喷燃器火嘴倾角等外扰信号。
这些信号会引起过热蒸汽温度的明显变化，因此将他们作为前馈信号引入系统，来抑制他们对过热蒸汽温度的影响，改善一级过热蒸汽温度的控制品质。
由于机组的负荷会改变，控制对象的动态特性也随之而变，为了在较大的负荷变化范围内都具备较高的控制品质，在大型机组的蒸汽温度控制中，可充分利用计算机分散控制的优点，将主、副调节器设计成自动随着负荷的变化不断地修改整定参数的调节器，上述蒸汽温度控制系统就是如此。
1.3.2二级减温控制系统过热器二级减温控制系统的组态如图：图1-4 过热器二级减温控制系统该系统与一级减温控制系统的结构基本相同，也是一个串级双回路控制系统，不同之处在于：主、副调节器输入的偏差信号不同，采用的前馈信号也不同。
二级减温控制系统的主回路的被控量为二级过热器的出口蒸汽温度，该蒸汽温度与主回路的给定值进行比较，形成二级过热器出口蒸汽温度偏差信号，主回路的给定值由运行人员手动设定，对于300MW机组在正常负荷时，给定值一般为540℃。
副回路的被控量为二级减温器出口蒸汽温度，其温度的测量值送入副回路与其给定值比较，形成二级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。
副回路给定值是上主回路控制器的输出与前馈信号叠加而形成的。
二级过热器蒸汽温度控制是锅炉出口蒸汽温度的最后一道控制手段，为了保证汽轮机的安全运行，要求尽可能提高锅炉出口蒸汽温度的调节品质。