2汽温控制系统
基于ADRC—PID的超临界机组主汽温控制系统设计
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… … … 一 １ Ｉ
图 １ 自抗 扰 控 制 器 结 构
Ｔ Ｄ为跟 踪微分 器 ， 作用 是安排 过渡过 程并 给
出其各 阶导数 。文 献 ［ ］ ３ 由最 速 开关 系 统导 出二 阶 和三阶 Ｔ Ｄ的具体 形式 ， 三阶 Ｔ 的形式较 之 二 Ｄ
摘
要
针对超临界机组动 态特性复杂、 变参数 的运行 方式、 多变量的控制特点 ， 出二级过 热汽温主 提
调节 器采用 自抗扰控制 器（ Ｄ Ｃ） 副调 节器采用 ＰＤ控制的设计 方法， 而构 成 Ａ Ｒ －Ｉ Ａ Ｒ ， Ｉ 从 Ｄ ＣＰＤ方 法来控 制超 临界主汽温。同时采用 ６０ Ｗ 超临界机组 为被控 对 象进 行试验研 究。试验结果表 明 ， Ａ Ｒ － ０Ｍ 用 Ｄ Ｃ
术说 明书 ， 负荷 在 ３％ ～１０ ５ ０ ％范 围内 ， 汽 温额 主 定 值 ５ １Ｉ。以副调节 器 ＰＤ为 中心 的 内 回路 是 ７ ｃ ＝ Ｉ 快 速 回路 ， 主要 任务是 消除 负荷变化 、 其 燃水 比失 调、 减温水 压力变 化 、 风量变化 等扰动对 汽温 的 送
影 响 。副调节器 ＰＤ的被 调量 Ｐ ２ 主汽温 的导 Ｉ Ｖ是
惯性 环节 （） 来 消 除 给 水 流 量信 号 的波 动 ， ｔ用 （ 反 映给水 流量 与燃 料量 的 比例 。 （ 确定 ） ）
校 正的强度 ， 并通过 上 、 限幅限制燃 水 比失 调校 下 正 的幅度 为 ±１ ℃ 。 ５
对超 临界机 组过热 进行有 效的控 制 。针对 火 电厂 过 热汽温控 制 系统 的大滞 后 、 扰性 差及 动 态 特 抗
性 随工况变 化 的不 确定 性 等 特点 ， 出了过 热 汽 给 温 的 自抗扰 控 制 的设计 方 案 ， 该设 计 方案 不 需要 精确 模 型 参 数 就 可 以 实 现 干 扰 补 偿 。 通 过
汽轮机各系统解释
汽轮机各系统解释1. 什么是数据采集与处理系统（DAS）？答：数据采集与处理系统（DAS--Data Acquisition System）是机组的信息中心，完成数据的采集、处理，进行CRT显示、记录、报警、历史存储、事故追忆、计算、操作指导等功能。
2. 什么是模拟量控制系统（MCS）？答：模拟量控制系统（MCS）完成单元机组的机炉协调控制和所有自动控制回路的控制，主要有燃料控制系统、给水控制系统、汽温控制系统、制粉控制系统、凝汽器控制系统等。
3. 什么是顺序控制系统（SCS）？答：顺序控制系统（SCS）完成单元机组的各功能系统和设备的顺序控制功能，主要有送风系统、引风系统、烟气系统、给水系统、凝结水系统、循环水系统等。
4. 什么是汽机电液控制系统（DEH）？答：汽机电液控制系统（DEH--Digital Electro-hydraulic Control System）是对汽机进行控制的主要系统，其主要功能是对汽机进行的转速控制、负荷控制、阀门管理、汽机自动控制和汽机超速保护等。
5. 什么是小汽机电液控制系统（MEH）？答：若电厂的给水泵是由小汽机驱动的，则电厂还有小汽机电液控制系统（MEH）。
其主要功能是对小汽机进行转速控制、负荷控制、阀门管理、小汽机自动控制和小汽机超速保护等。
6. 什么是汽机危急遮断系统（ETS）？答：汽机危急遮断系统（ETS—Emergency trip system）是对汽机进行保护的控制系统。
其主要功能是监控汽机的某些参数，当这些参数超过运行极限时，关闭汽机进汽阀。
7. 什么是汽机本体安全监视系统（TSI）？答：汽机本体安全监视系统（TSI----Turbine Supervisory Instruments）是连续测量汽轮发电机轴承及汽轮机本体运行参数的仪表系统，当运行参数出现异常，则发出报警信号。
电厂热工自动控制系统
电厂热工自动控制系统电厂热工自动控制系统单元机组的自动调节系统¾ ¾ ¾ ¾ ¾机组功率－转速调节系统汽温控制系统（过热、再热）水位控制系统（凝汽器、除氧器、汽包）燃烧控制系统（燃料、风量、炉膛压力及一、二次风配比控制）其它单回路控制系统第一部分汽温控制系统一、过热汽温控制系统1. 任务温度过高，可能造成过热器、蒸气管道和汽轮机的高压部分金属损坏；温度过低，会引起电厂热耗上升，并使汽轮机轴向推力增大造成推力轴承过载，还会引起汽轮机末级叶片蒸汽湿度增加，降低汽轮机内效率，加剧对叶片的腐蚀控制要求：最大控制偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃规定要求：2. 静态特性过热器的传热形式、结构、布置将直接影响其静态特性。
大容量锅炉一般采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器交替串连布置。
过热器出口温度对流式3. 动态特性蒸汽流量变化、热烟气的热量变化、减温水流量变化相同点：均为有迟延的惯性环节辐射式不同点：特性参数有较大区别蒸汽流量变化扰动下，汽温的迟延和惯性较小烟气扰动与蒸汽流量扰动相似，汽温反映较快减温水流量扰动由于管道较长，汽温反应较慢4. 控制方案串级控制导前微分控制过热器减温器出口温度TE4001TE4025末级过热器出口温度TE4024LDC指令过热器减温水阀控制逻辑静态特性：纯对流特性动态特性：更容易受负荷、燃烧工况等干扰的影响，温度变化幅度较大调节手段：烟气再循环、尾部烟道挡板、喷燃器摆角、喷水减温烟气再循环：尾部烟道烟气抽至炉膛底部，降低炉膛温度，减少炉膛的辐射传热，从而提高炉膛出口烟气的温度和流速。
使再热器的对流传热加强，达到调温的目的。
优点：反应灵敏，调温幅度大。
缺点：系统结构复杂尾部烟道挡板：尾部烟道被分割为两部分，主烟道中布置低温再热器，旁路烟道中布置低温过热器，烟气挡板布置在温度较低的省煤器下面。
优点：结构简单，操作方便缺点:调温灵敏度差，幅度小，挡板开度与汽温不成线性关系。
蒸汽温度自动控制系统
WT1S
1
1
时,1
21K
1
2.21K
;Ti1
T1K 1.2
WT1S
1
1
1
1 Ti1S
时,
（3）主、副回路投入后再作适当调整。
能源与动力工程学院 （二）衰减曲线法
步骤与临界曲线法略同，不同之处要注意！
串级控制系统产生共振效应的条件是：
1.副回路的工作频率ω2接近于共振频率ω； 2.主回路的工作频率ω1接近于副回路的工作频率ω2，即 T1P≈3T2P 。
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，对流方式下吸收 的热量比辐射方式下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出 口汽温是随流量Ｄ的增加而升高的。
能源与动力工程学院
（2）动态特性 影响汽温变化的扰动因素很多，例如蒸汽负荷，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: 蒸汽流量，烟气传热量和减温水三个方面的扰动。 1）蒸汽流量扰动
能源与动力工程学院
（二）现场试验整定法
1、边界稳定法（临界曲线法） （１）先决定副调节器的比例带
主、副回路全部投入闭环，主调节器的参数设置:δ1置于较大位 置，Ti1=∞，Td1=0，副调节器的δ2 置于较大位置，且Ti2=∞，Td2=0， 而后便将副调节器的比例带由大往小调，使副回路产生不衰减振荡 （同时观察2），并记下此时的δ2K（临界比例带），T2K（振荡周 期），则副调节器的参数设置为：
2、锅炉过热汽温串级控制系统原理图
温度定值
主P调I1
副P调I2 执行器
内扰 阀门
θ2
减 导温前器区
过惰热性器区
θ1
变送器
变送器
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件.ppt
再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽 温降低。
炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛 出口烟温上升，再热器吸热增加，再热汽温提高。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 8
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(5) 过热蒸汽温度和压力
过热蒸汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽 温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的 条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度 降低。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 10
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图5-1 蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热 器出口汽温变化的静态特性
图5-2 蒸汽量变化对过热器汽 温的影响
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增 设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式 下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温 是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 4
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(2) 给水温度与汽温的关系
提高给水温度，将使过热汽温下降，这是因为产生 每千克蒸汽需要的燃料量减少了，流经过热器的烟气量 也减少了。也可以这样认为：提高给水温度后，在相同 的燃料量下，锅炉的蒸发量增加了，故过热气温将下降。 因此，是否投入高加将使给水温度相差很大，这对过热 气温有明显影响。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 7
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(3) 炉膛火焰中心
炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影 响，是调节再热汽温的主要手段。当火焰中心抬高时， 炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器其进 口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高；反之，再 热器吸热量减少，再热汽温降低。
热工控制系统第八章 汽温控制系统PPT课件
W X 1 S x y 1 1 S S 1 W T 1 S W W T 1 T S 2 W S T W 2 D S 1 W S D W 1 D S 2 W S D 2 W m S 1 S W Z S
(8-2) (8-3)
对于一个定值系统，扰动造成的影响应该越小越好，而定值部分应尽量保持恒定，因
1 WB 1
W0(s)
θ2
γθ2
上图中对应的主回路广义调节器的传递函数为：
W T2
sW 2B
1
2
1T1isTds
则主回路广义调节器的等效比例带为：
2
2 1 1 2
此时主回路广义调节器中各参数可以通过试验得到的等效被
控对象W0(s)的输出端过热汽温θ2在减温水量WB扰动下的阶跃响 应曲线，按单回路控制系统整定方法进行计算：(P175表6-6)
（8-5）
则有：
W b 2SK zK T 2K fK 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z
T 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z S 1
令： K b 2 1 K K T z2 K K T 2 fK K 2 fK K m 2 2K z,T b 2 1 K T 2K T f2 K 2K m 2K z
Iθ 2 -
I 2 1 1
内回路
γθ2
W2(s) θ2
主回路原理方框图 如果主调节器为PID调节器，其传递函数为：
WT2
s
1
2
1T1is
Tds
忽略导前区的惯性和迟延，则简化后导前区传递函数为：
W1
s
1
WB
1
1
此时主回路原理方框图可以简化为：
华润海丰发电有限公司2机组INFIT优化控制系统调试方案
华润海丰发电有限公司#2机组INFIT优化控制系统热态调试方案2015年11月编写：审核：审定：批准：目录0 编写依据 (1)1 调试目的 (1)2 机组热态调试前准备工作 (1)3 INFIT协调优化控制系统试验 (1)INFIT协调优化控制系统初次投入 (2)INFIT协调优化控制系统变负荷试验 (3)INFIT协调优化系统正常运行检验 (4)4 INFIT汽温优化控制系统试验 (5)INFIT汽温优化控制系统初次投入 (5)INFIT汽温优化控制系统定值扰动试验 (6)INFIT汽温优化控制系统变负荷扰动试验 (7)5 INFIT脱硝优化控制系统试验 (7)INFIT脱硝优化控制系统初次投入 (7)INFIT脱硝优化控制系统定值扰动试验 (8)INFIT脱硝优化控制系统变负荷扰动试验 (9)6 凝结水变负荷特性试验 (9)500MW负荷点试验 (9)750MW负荷点试验 (10)7 INFIT凝结水优化系统试验 (11)INFIT凝结水优化系统初次投入 (11)INFIT凝结水优化系统定值扰动试验 (12)INFIT汽温优化控制系统变负荷扰动试验 (12)8 安全措施： (12)0 编写依据《火电厂启动调试工作规定》“火力发电厂分散控制系统技术规范”(G-RK-95-51)电规发(1995)74号文《火力发电厂模拟量控制系统验收测试标准》（DL/T 657-2006）《1000MW中间再热凝汽式汽轮发电机技术说明书》《1000MW直流炉技术说明书》《1000MW机组CCS及AGC控制策略SAMA图》《1000MW机组汽轮机电液调节系统SAMA图》1 调试目的本项目设计采用全新的实时优化控制装置INFIT系统取代#2机组原有DCS 中的AGC控制系统、过热汽温控制系统和再热汽温控制系统。
本次调试通过机组动态特性试验、INFIT投/切扰动试验、各项定值扰动试验和变负荷试验整定INFIT系统控制参数和检验INFIT系统的控制性能，确保INFIT系统的长期有效投用，从而使机组能在调度要求的AGC变负荷速率下以更优的控制品质稳定运行，全面提高机组自动控制水平。
过热汽温控制系统
第一部分 多容对象动态特性的求取控制对象是指各种具体热工设备，例如热工过程中的各种热交换器，加热炉、锅炉、贮 液罐及流体输送设备等。
尽管它们的结构和生产过程的物理性质很不相同，从控制的观点来 看它们在本质上有许多相似之处。
控制对象是自动控制系统中的一个重要组成部分。
它的输 出信号通常是生产过程中要求控制的被调量；它的输入信号是引起被调量变化的各种因素 (扰动作用和控制作用)。
对象的动态特性取决于它的内部过程的物理性质，设备的结构参数和运行条件等，原则 上可以用分析方法写出它的动态方程式。
但是由于一般热工对象内部过程的物理性质比较复 杂，加之运行过程中的一些实际条件很难全面予以考虑，因此用分析方法并不容易得到动态 特性的精确数学表达式。
比较常用的方法是在运行条件下通过实验来获得对象的动态特性。
根据测定到的对象阶跃响应曲线，可以把它拟合成近似的传递函数，根据阶跃响应曲线 求近似传递函数有很多方法，采用的传递函数在形式上也是各式各样 有自平衡能力的高阶对象的阶跃响应曲线如图所示:无迟延一阶对象阶跃响应曲线选定的传递函数的形式为()()1NKW S T S =+即采用一个n 阶等容惯性环节来近似表征。
上式中有三个待定的参数：放大系数K ，时间常数T 和阶数n ，传递函数的放大系数K 的求取方法按前面求取公式确定。
(1)作稳态值的渐近线y(∞)，则()()0Y Y K μ∞-=∆在试验获得的阶跃响应曲线上，求得y(t 1)＝0.4y(∞)及y(t 2)＝0.8y(∞)时对应的时间 t 1、t 2 后，利用下式求阶数n ：利用两点法公式可知（见《热工控制系统》谷俊杰，课本62 页公式）：由曲线可知放大系数K ,利用两点法可确定t1，t2，利用如下公式计算对象阶次和惯性时间。
21.07510.521T N T T *⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭122.16T T T N +≈上式求得的n 值不是整数时，应选用与其最接近的整数。
火电厂主汽温控制系统研究
引言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，可能造成过热其蒸汽管道和汽轮机的高压部分损坏；过热蒸汽温度过低，会引起电厂热耗上升，并使汽轮机轴向推力增大而造成推力轴承过载，还会引起汽轮机末级蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，加剧对叶片的腐蚀。
所以锅炉运行中必须保持过热汽温稳定在规定值附近。
因此，火电厂锅炉过热汽温，通常要求它保持在额定值±5℃范围内[1]。
而汽温调节过程是典型的大延迟热工过程，由于大延迟的存在使过程可控指数很低，受控对象为多容、大惯性系统，受控系统存在严重的非线性和时变特性，且影响汽温变化的扰动因素很多，如蒸汽负荷、火焰中心位置等。
这就给汽温调节带来很大的困难。
而一些常规的控制方案用于大机组汽温调节效果不够理想，因此研究火电厂的主蒸汽温度控制系统的新型控制策略具有重要的意义。
模糊控制是当今控制领域中令人瞩目的控制方法和技术，它通过把专家的经验和要求总结成若干规则，采用简便、快速、灵活的手段，来完成那些用经典和现代控制手段难以实现的自动化的目标，因而在多个领域中得到越来越广泛的应用。
由于常规模糊控制器的控制规则是根据现场操作人员或专家的经验总结出来的，其语言规则和合成推理往往是固定的，它假设控制过程不会产生超出这些经验范围的显著变化，从而有一定的局限性[2]。
对于一个非线性、大延迟的系统，使用常规的PID控制，或是简单的模糊控制将难以达到满意的控制效果。
大型火电厂锅护主蒸汽温度控制系统是提高电厂经济效益，保证机组安全运行的不可缺少的环节。
主蒸汽温度一般可看作多容分布参数受控对象，其动态特性表现为具有明显的滞后特性，因此对该对象的控制比较困难，本文结合模糊控制和串级控制的优点，提出主汽温FUZZY-PI串级控制方法，并且使用MATLAB 中的SIMULINK 软件进行仿真，仿真结果表明该控制器可以使系统具有很好的抗干扰性能和鲁棒性[3]。
第一章绪论1.1论文的选题背景和意义在火电厂中，热工对象普遍存在着大滞后和大惯性的特征，如电厂汽包锅炉蒸汽压力和燃料控制系统, 汽包锅炉过热蒸汽的温度控制系统 ,这给控制带来了一定的困难。
炉温控制系统PLC
炉温控制系统PLC概述炉温控制系统是指通过PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）来实现对工业炉温度的自动控制的系统。
PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机设备，具有可编程、可集成、可靠性高等特点，被广泛应用于各种工业控制系统中。
系统组成炉温控制系统PLC主要由以下几个组成部分组成：1. PLC控制器PLC控制器是炉温控制系统的核心部件，它负责接收各种传感器信号，经过逻辑运算后输出控制信号，实现对炉温的控制。
PLC控制器一般具有多个输入和多个输出，可以与各种传感器和执行器进行连接。
2. 炉温传感器炉温传感器用于测量炉膛中的温度，并将测量结果发送给PLC控制器。
常见的炉温传感器包括热电偶传感器、热电阻传感器等。
根据不同的应用场景和要求，可以选择不同类型的炉温传感器。
3. 控制执行器控制执行器是根据PLC控制器的输出信号，对炉温进行调节的设备。
常见的控制执行器包括电磁阀、变频器、电机等。
通过控制执行器的开启和关闭，调节燃烧器的火力大小，从而达到炉温的控制。
4. 输入输出模块输入输出模块用于将外部信号与PLC控制器进行连接，主要负责将传感器测量的温度信号输入到PLC控制器中，并将PLC控制器的输出信号转化为对控制执行器的控制。
输入输出模块通常具有多个通道，可以实现多种传感器和执行器的连接。
5. 人机界面人机界面用于与PLC控制器进行交互，通常通过触摸屏、按钮等实现。
人机界面可以显示炉温的实时数据、报警信息等，并可以进行参数设定、控制状态的切换等操作。
系统工作原理炉温控制系统PLC的工作原理如下：1.PLC控制器不断接收炉温传感器的信号，获取炉膛的实时温度。
2.PLC控制器与输入输出模块进行通信，将炉温数据输入到PLC控制器中。
3.PLC控制器通过预设的控制算法，对炉温进行处理，并输出控制信号。
4.控制信号通过输出模块传输到相应的控制执行器上，控制执行器调节燃烧器火力大小，改变炉温。
电厂锅炉主汽温自动控制原理
电厂锅炉主汽温自动控制原理电厂锅炉主汽温自动控制是指通过对锅炉主汽温的测量和调节，实现锅炉主汽温值的稳定控制。
主汽温是指锅炉蒸汽的温度，是影响锅炉运行和发电效率的一个重要参数。
良好的主汽温控制可以保证锅炉正常稳定运行，提高发电效率。
下面将从主汽温控制系统的组成和工作原理两个方面进行详细介绍。
一、主汽温控制系统的组成主汽温控制系统主要由三个部分组成：测量部分、执行部分和调节部分。
1.测量部分：测量部分的主要作用是获取锅炉主汽温的实时值。
常用的测量方法有热电偶和红外线测温仪。
热电偶通过测量两个不同材料的热电势来获取温度值，精度较高，但需要进行周期性校准。
红外线测温仪则是通过感应目标表面的红外线辐射来确定温度值，不受材料的影响，但对目标的表面状态有一定要求。
2.执行部分：执行部分主要包括控制阀和调节阀。
控制阀主要用于控制燃烧器的供气量，通过调节供气量来控制锅炉燃烧热负荷的大小。
调节阀主要用于控制给水的进入量，通过调节给水流量来控制锅炉蒸汽的温度。
3.调节部分：调节部分主要由控制器和传感器组成。
控制器是主汽温控制系统的核心部件，接收测量部分的反馈信号，与执行部分实现信息的传递和控制指令的执行。
传感器负责将锅炉主汽温的实时值转换成电信号，并通过控制器传递给执行部分。
二、主汽温控制系统的工作原理主汽温控制系统的工作原理可以简要分为以下几个步骤：1.测量主汽温：通过测量主汽温的实时值，将温度值转换成电信号，并传递给控制器。
2.根据设定值：控制器中设定一个主汽温的目标值，与实时测量值进行比较。
3.根据误差：根据设定值与实际测量值之间的误差，控制器会发出相应的控制指令。
4.调节执行：根据控制指令，控制器会调节控制阀和调节阀，来改变供气燃烧的热负荷以及给水的流量，从而控制锅炉主汽温的稳定。
5.反馈控制：控制器会周期性地获取实际控制效果，将反馈信息进行比较并进行调整，以实现对锅炉主汽温的精确控制。
综上所述，电厂锅炉主汽温自动控制的原理主要包括测量、计算、比较和调整。
蒸汽温度控制系统
第四节 再热汽温控制
一、再热蒸汽温度控制任务
保持再热器出口汽温为给定值。
二、再热汽温的影响因素
（1）机组负荷的变化（蒸汽流量变化）对再热汽温有很大的 影响；
（2）烟气热量变化也是影响再热蒸汽温度的重要因素。 由于再热器是纯对流布置，再热器入口工质状况取决
二、过热汽温对象特性
主要扰动有三种： （1）烟气热量扰动：燃烧器运行方式变化、
燃料量变化、燃料种类或成分变化、风量 变化等等这些变化最终均反映在烟气热量 的变化； （2）蒸汽流量（负荷）扰动； （3）减温水流量扰动。
D
GD(s)
Q
GQ(s)
W
GW(s)
+ θ
+ +
１．蒸汽流量（负荷）扰动下的汽温特性
γθ2
γθ1
＋ f1(x) － PI1
D 蒸汽流量D
∑
＋ ＋－
PI4
＋
＋ －
PI2
KZ
一级减温水调 节阀
二级减温 水调节阀
KZ
θ0
图13 按温差控制的过热汽温分段控制系统
D
第三节 举例
一、过热蒸汽流程
一级减温器 初级过热器
分割屏过热器 后屏过热器二级减温器
θ5
θ4
θ3
θ2
末级过热器 θ1 至汽机
蒸汽
(s) Q(s)
KQ 1 TQS
e Q s
0
τQ
t
图 4 烟气热量扰动下过热汽温响应曲线
3．减温水量扰动下的过热汽温特性
Wj
0
t
ΔWj
θ
TC
G(s) (s) K es
主蒸汽温度控制系统
主蒸汽温度控制系统本机组的锅炉为单汽包、单炉膛、再热式自然循环锅炉。
由汽包分离分离出的蒸汽依次流过顶棚、热回收包覆面、初级过热器、屏式过热器和未级过热器，最后达到一定的温度离开锅炉.两级喷水减温器分别布置于初过出口、屏过入口处和屏过出口、未级过热器入口处，如图1所示。
主蒸汽温度控制系统,通过这两级喷水减温,将未级过热器出口主蒸汽温度控制在某个定值上，并且保护整个过热器管路乃至主蒸汽管道及汽机金属不被高温损坏.该系统分两级喷水控制，每级喷水又分左右两侧控制，如图1所示，同一级的两侧减温控制设计思想是相同的。
一、二级减温水控制系统是相互独立的,现分别予以剖析。
1．1一级减温水控制一级减温水的作用，简单地说是将一级减温器出口温度即屏过入口温度控制在某个定值上.图2为原理性框图。
这个温度定值通常是锅炉负荷（用汽机第一级压力P1代表），主汽压力P,主汽压偏差△P的函数（P1、P、△P）.其中，定值与负荷的关系，如图2中的曲线所示，而与压力的关系待定。
但在特殊工况下,这个定值还要受最小减温水量和最大减温水量的限制。
①最小一级减温水量限制限制最小减温水量的目的是为了防止屏式过热器被高温烧坏,因屏过接受炉内高温火焰辐射,防止屏过内蒸汽温度过高尤为重要,因此最小一级减温水量限制又可理解成屏过出口最高蒸汽温度限制。
图2中,A1为屏过出口所允许的最高汽温值.当屏过出口汽温高于这个最高值后,PID1将逐渐减小输出，最后在小值选择器之后，将取代通常的定值（P1、P，△P），即去降低一级减温器出口温度定值，PID0将去增加一级减温水量，从而降低整个屏过段的蒸汽温度。
②最大一级减温水量限制限制最大一级减温水量目的是为了防止屏过入口汽温过低以致低于此处当前压力下水蒸汽的饱和点,所以又可将最大一级减温水量限制理解成屏过入口最低温度限制。
图2中，f（x）输出为相应压力下屏过入口蒸汽的饱和温度，在此基础上再加上A2（约11℃）的过热度，这个和值在大值选择器中与前级的小选输出进行比较，取大值输出。
汽轮机的温度控制说明书
汽轮机的温度控制说明书说明书本文档主要介绍汽轮机的温度控制系统，以及如何正确操作该系统以确保汽轮机的高效稳定运行。
一、系统概述汽轮机温度控制系统主要由温度传感器、控制器和阀门等部件组成。
温度传感器通过不间断的测量汽轮机内部的温度，并输出相应的电信号，控制器对这些信号进行处理，最后调节阀门控制汽轮机的进气温度。
二、系统操作在操作汽轮机时，必须先将温度控制系统开启并设置相应的参数。
具体地，需要进行以下操作：1.打开控制器电源，启动温度控制系统。
2.根据当前的天气和使用条件，调节进气温度设置值。
一般情况下，进气温度应该在1000℃以下。
3.根据气象数据和其他因素，调整减负负荷的设定值，以确保汽轮机在高负荷工作时保持稳定。
4.根据进汽量、汽轮机转速和负载等因素，进行实时监控和控制，以保持汽轮机的运行温度在安全稳定的范围内。
5.在温度异常或其他问题发生时，及时检修和维护温度控制系统，确保系统的正常运行。
三、注意事项1.在操作温度控制系统时，要严格按照操作指南进行操作。
不得随意更改系统的设置和参数。
2.对于温度控制系统的故障和异常，不得私自进行维修和调整，必须由专业技术人员进行处理。
3.在进行温度控制系统维护和修理时，必须先停止汽轮机的运行，并安全关闭相应的开关，以免发生意外。
四、总结汽轮机温度控制系统是保障汽轮机高效稳定运行的重要组成部分。
只有正确操作和维护该系统，才能确保汽轮机的长期稳定运行，提高发电效率，降低生产成本。
请各位操作人员认真阅读本说明书，并按照指南进行操作，以确保汽轮机温度控制系统的正常运行。
汽温控制系统
1 蒸汽温度控制系统设计1.1 控制系统任务保证机组的安全经济运行，要求主蒸汽温度为设定值。
过热汽温调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度再允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。
过热温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属损坏，因而过热温度的上限不应超过额定值5C 。
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，因而过热汽温的下限一般不低于额定值10C 。
过热汽温的额定值通常在500C 以上。
1.2 控制系统构成控制系统的构成，主要由被控对象——过热器管道，执行机构——执行器（电动喷水阀门），检测变送组件——热电偶或温度变送器，控制系统核心部件——调节器（电动控制器）组成。
其中，被调量（测量值）——主汽温度，调节量（控制信号）——喷水流量，干扰信号——炉膛燃烧情况。
1.3 控制系统结构框图图1-1汽温控制系统结构框图1.4 控制过程简要分析当主汽温度的测量值等于设定值时，喷水阀门不动，系统处在动态平衡状态。
此时，若炉膛燃烧情况发生变化，使汽温上升，造成给定值和测量值产生偏差，则偏差信号经过控制器的方向性判断及数学运算后，产生控制信号使喷水阀门以适当形式打开，喷水量增加。
测量值最终回到设定值，系统重新回到平衡状态。
2 控制系统工作原理系统中有两个调节器，构成两个闭环回路。
内回路祸福回路，包括控制对象、副参数变送器、副调节器、执行器和喷水阀，它的任务是尽快消除减水温度的干扰，在调节过程中起初调作用；外回路或主回路，包括主对象、主参数变送器、主调节器、副回路，其作用是保持过热器出口汽温等于给定值。
主调节器接受被控量出口汽温以及给定值信号，主调的输出给定汽温与喷水减温器出口汽温共同作为副调节器输入，副调节器输出汽温信号控制执行机构位移，从而控制减温水调节阀门的张开闭合程度。
当炉膛燃烧剧烈，过热器管道过热，有喷水量的自发性增加造成干扰，如果不及时加以调节，出口温度将会降低，但因为喷水干扰引起的汽温降低快于出口汽温的降低，温度测量变送器输出的汽温信号会降低，副调节器输出也降低，通过执行器使喷水阀门开度减少，则喷水量降低，使扰动引起的汽温变化波动很快消除，从而使主汽温基本上不受影响。
火电厂锅炉过热汽温控制系统设计解读
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 选题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本次设计的目的 (3)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 (6)2.2过热器的分类及其基本结构 (8)2.2.1 过热器的分类 (8)2.2.2 过热器的基本结构 (11)2.3 过热蒸汽温度控制系统的基本结构和工作原理 (12)2.3.1 过热器一级减温控制系统 (12)2.3.2 过热器二级减温控制系统 (13)2.4 过热蒸汽温度控制对象的动静态特性 (15)2.4.1 静态特性 (15)2.4.2 动态特性 (15)3 过热汽温控制系统的基本方案 (19)3.1 串级汽温控制系统 (19)3.2 串级控制系统的基本结构和原理 (19)3.3 串级汽温控制系统的设计 (21)3.4 串级汽温控制系统的整定 (22)4 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 (27)4.3 执行器的选型 (28)4.4 阀门定位器的选型 (29)5 主蒸汽温度控制系统的仿真和改进 (31)5.1 串级PID系统仿真 (31)5.2 基于Smith预估计补偿器的串级汽温控制系统 (34)5.3 基于改进型Smith预估器的串级汽温控制系统 (38)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录A (45)1 绪论1.1 选题的背景及意义过热汽温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。