发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制

《过程控制仪表及控制系统》课程设计报告书

课题名称发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制姓

名

学

号

专

电气工程及其自动化

业

指导教师

２011年 12 月1５日

目录

摘要ﻩ错误!未定义书签。

1 概述 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

2 课程设计任务及要求ﻩ错误!未定义书签。

2.１设计目的ﻩ错误!未定义书签。

2.2设计任务 (4)

2.３设计要求ﻩ错误!未定义书签。

3 理论设计ﻩ错误!未定义书签。

3．１方案论证....................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2系统设计ﻩ错误!未定义书签。

4 参数整定 ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.1 T1参数ﻩ错误!未定义书签。

4.2 Ｔ2参数ﻩ错误!未定义书签。

４.3 主副调节器的参数...................................................................... 错误!未定义书签。5仿真调试ﻩ错误!未定义书签。

６结论 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。

7 参考文献ﻩ错误!未定义书签。

摘要

串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数）,是为了稳定主变量而引入的辅助变量。

整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。

一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。

本设计通过实验对数据的分析，来建立系统被控对象模型的数学表达式，采用最小二乘曲线拟合的方法，对实验数据进行了曲线拟合，从而得出了该生产过程的被控系统的数学模型，即传递函数。接着对系统进行分析，采用串级控制,再根据对象模型的结构来确定温度控制系统的控制器及控制算法，来实现发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制,系统的准确控制,从而使各项参数都能满足各自的要求。

关键词:串级控制，调节器,扰动

1 概述

发电厂从锅炉汽鼓出来的饱和蒸汽经过两段过热器继续加热,是蒸汽温度达到460℃左右,再去推动汽轮机工作。每一种锅炉与汽轮机组都有一个规定的运行温度，在这个温度下机组的效率最高。如果温度过高,会使汽轮机的寿命大大缩短，如果温度过底,当蒸汽带动汽轮机作功时，会使部分蒸汽变成小水滴,冲击汽轮机叶片，造成生产事故,因此要求控制温度的误差不得超过 5℃。由于汽鼓至汽轮机中间有一系列的减温器、过热器与传输管道，控制对象的容积迟后与传输滞后都很大,要达到高精度的温度控制是很困难的,为此采用分段调节,其中最常见的是两段调节。这样,每段中的对象的容积迟后与传输滞后时间均可减小一半。每段分别用一个温度控制系统调节各自的减温器喷雾的减温水流量,来维持各段过热器出口的温度恒定。假定两个系统温度控制方式完全一样，试设计其中一段的温度控制系统。(蒸汽的压力和温度另有控制系统,这里我们假定蒸汽恒温恒压,过热器的热量也是恒定的，汽鼓的出口压力约6０公斤/厘米2左右。）

2 课程设计任务及要求

２.1设计目的

有效控制发电厂汽轮发电机蒸汽温度,使锅炉与汽轮机组都在一个规定的运行温度,在这个温度下机组的效率最高。在稳定温度下运行可以延长汽轮机寿命,减少生产事故。

2．2设计任务

控制系统要求控制温度的误差不得超过 5℃。由于汽鼓至汽轮机中间有一系列的减温器、过热器与传输管道,控制对象的容积迟后与传输滞后都很大,要达到高精度的温度控制是很困难的,为此采用分段调节,其中最常见的是两段调节。这样，每段中的对象的容积迟后与传输滞后时间均可减小一半。每段分别用一个温度控制系统调节各自的减温器喷雾的减温水流量,来维持各段过热器出口的温度恒定。

系统框图

通过实验,测得对象对于输入Q(单位输入）的响应如下（表中温度为负)：

时间(S) １ 3 5 7 ９11 13 15 17 19 ２1 2３2５2７29

Ｔ1（℃）0 ０0 0.０

３０.0

9

０

．1

７

0.2

６

０.3

７

0.４

６

０

．57

０.6

6

0.75 0.８

3

0.92 1.00

T2（℃) 0 0 0 0

时间(Ｓ) ３

１

３3 35 ３7 3９41 4３45 ４7 49 51 5３55 ５7 59

T１(℃）１

．

06 １.1

1

1.１

４

1．

18

1.２

2

1.25 1.28 1.3

１

１.3

4

1.36 1.39 1．

41

１.4

3

1．

44

1.４6

Ｔ2(℃) 0 0 ０.0

1 0.0

２

0.03 0．

０

7

0.09 0.1

１

０.

１

3

０.1

5

０.1

７

0.1

８

0.20 0．

２

１

0.2３

时间(S）61 63 65 6７６9 71 ７3 75 ７7 79 8１８3 8５87 89

Ｔ１（℃） 1.48 1．

49 1．5

０

1．

52

１.

５

３

1.5

４

１.

５

5

１

．

５

5

1.５

6

1.57 1.58 １.5

8

1.59 １.5

9

1.６0

Ｔ２(℃) ０.2

５0．2

６

0．

27

0．2

９

0.30 ０.3

2

０

．

33

0.3

４

０.3

5

0.37 ０.

３

8

0.39 0.40 0．

41

０.42