热控制系统

1.常用的整定方法：理论计算整定法，工程整定法（经验法，临界比例待法，衰减曲线法，相应曲线法）
2. 临界比例带法的具体步骤：
1)将调节器的积分时间置于最大，即Ti→∞；置微分时间Td=0；置比例带δ于一个较大的值。

2)将系统投入闭环运行，待系统稳定后逐渐减小比例带δ，直到系统进入等幅振荡状态。

一般振荡持续4～5个振幅即可，试验记录曲线如下图所示：
3)据记录曲线得振荡周期Tk，此状态下的调节器比例带为δk，然后按下表计算出调节器的各个参数。

4)将计算好的参数值在调节器上设置好，作阶跃响应试验，观察系统的调节过程，适当修改调节器的参数，直到调节过程满意为止。

3.衰减曲线法：它利用比例作用下产生的4：1衰减振荡(Ψ=0.75 )过程时的调节器比例带δs及过程衰减周期Ts，或10：1衰减振荡(Ψ=0.9 )过程时调节器比例带δs及过程上升时间tr，据经验公式计算出调节器的各个参数。

4.响应曲线法：动态参数法是在系统处于开环状态下，作对象的阶跃扰动试验，根据记录下的阶跃响应曲线求取一组特征参数ετ(无自平衡能力对象)或ερτ(有自平衡能力对象)，再根据经验公式计算出调节器的各个参数。

5.四种工程整定方法的比较：
⑴经验法：广泛适用于各种控制系统，但花费时间长，需要丰富的现场经验。

⑵临界比例带法：简单方便，易于掌握。

但适用范围会受到一定的限制。

⑶衰减曲线法：简单方便，适用范围较广。

但是难以获得准确的4:1衰减曲线。

⑷响应曲线法：简单、省时。

但会出现以下问题：
①受外界干扰影响，需进行多次对象动态特性试验才可能获得真实的响应曲线。

②需加入足够大的扰动量才能具有较高的准确性。

12.串级控制系统的组成：由至少两个闭环所组成，即包括一个副回路和一个主回路。

①副回路也称内回路，它由副控制器、执行器、执行机构、副对象（也称导前区对象）、副参数和副变送器组成，在整个控制系统中起粗调作用。

②主回路也称外回路，它由主控制器、副回路、主对象（也称惰性区对象）、主参数和主变送器组成，在整个控制系统中起细调作用。

13.串级控制系统的特点：①对进入副回路的二次干扰具有很强的克服能力②可以使副回路的时间常数大大减小③提高了系统的工作频率④有一定的自适应能力。

14.串级控制系统原理方框图：
15.串级控制系统的应用范围
①对象的控制通道迟延时间较长 ②对象的时间常数大③负荷变化较大，且被控对象又具有较大的非线性④系统存在变化剧烈和幅值很大的扰动 16.串级控制系统的设计原则
①应将主要扰动纳入副回路，发挥副回路长处
②应使主、副对象的时间常数适当匹配：一般选取T1/T2=3~10之间。

T2太小必然使副回路所包含的干扰源减少，不能充分发挥串级系统的优势；而T2太大则会一方面使系统抑制二次扰动的能力减弱，另一方面还会使主副回路互相影响，甚至出现可怕的“共振现象”
③主、副控制器的控制规律
17.串级控制系统的整定方法：①逐次逼近法②两步法③一步法：根据经验先确定副控制器的比例带，然后按照单回路控制系统的整定方法整定主控制器参数。

⑴由副对象，根据表确定副控制器参数。

⑵主控制器也置于纯比例作用，使串级系统投入运行，用单回路系统的整定方法整定主控制器参数。

⑶做一些扰动试验观察控制过程，必要时作适当修正。

18.反馈控制、前馈控制
19.前馈控制系统的形式：静态前馈，动态前馈。

前馈—反馈及前馈—串级 20.前馈控制系统完全补偿的条件：（1.前馈控制系统2.前馈—反馈3.前馈-串级）
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21.比值控制系统：凡使两个或两个以上参数(通常是物料流量)维持一定比值关系的控制系
统
K= Q 2／Q1
22.比值控制系统的类型：①单闭环比值控制系统②双闭环比值控制系统③变比值控制系统 26.蒸汽温度控制系统包括：过热蒸汽温度控制系统和再热蒸汽温度控制系统
27.过热蒸汽温度控制系统的任务：维持高温过热器出口的温度在允许范围内，并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度，以确保机组运行的安全性和经济性。

28.过热蒸汽温度控制的具体要求：①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。

②过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率，据分析，汽温每降低5~10℃，热经济性将下降1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。

一般规定大容量高参数火力发电机组都要求保持过热蒸汽温在540℃(-10~+5℃)的范围内。

29.影响过热蒸汽温度的扰动因素：蒸汽流量扰动、烟气流量扰动（燃烧器运行方式的变化、燃料量变化、燃料种类或成分变化、风量变化）、减温水流量扰动。

30.过热蒸汽温度控制主要采用喷水降温调节方法。

31.过热蒸汽温度对象的特性：
①蒸汽流量（负荷）扰动下的蒸汽温度特性（过热器受热面的传热方式有对流式、辐射式以及半辐射式传热等三种方式）a 静态特性b 动态特性：有迟延、有惯性、有自平衡能力 ②烟气传热量扰动下的蒸汽温度特性（有迟延、有惯性、有自平衡能力） ③减温水流量扰动下的过热蒸汽温度特性（有迟延、有惯性、有自平衡能力） 32.过热蒸汽温度调节手段：
从过热汽温动态特性来看，蒸汽流量或烟气传热量变化时，过热汽温的动态反应较快；而减温水流量变化时，过热汽温动态反应较慢。

由于蒸汽流量由机组负荷决定，故不能作为调节量。

改变烟气传热量（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）是比较理想的调节量，但目前改变烟气传热量是控制再热汽温的重要手段。

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此，尽管减温水流量的控制特性不够理想，但由于结构简单、调温能力强和易于实现自动化，还是广泛用来作为过热汽温调节手段。

33.串级过热蒸汽温度控制系统图：
副回路的任务：尽快消除减温水流量或减温水温度的自发性扰动和其他进入副回路的各种扰动，对过热汽温的稳定起粗调作
用。

副调节器一般可采用P 或PI 控制规律。

主回路的任务：
保持过热汽温等于给定值。

主调节器一般采用PI 或PID 控制规律。

34.串级控制系统的特点：是一个定值控制系统，主参数在干扰作用下的控制过程与单回路控制系统的过程具有相同的指标和形式，但与单回路系统比较，串级控制系统具有以下特点：1．串级控制系统具有很强的克服内扰的能力2．串级控制系统可减小副回路的时间常数， 改善对象动态特性，提高系统的工作频率。

3．串级控制系统具有一定的自适应能力 36.给水流量调节方式：⑴节流调节方式：通过改变调节阀的开度，进而改变管路流通特性来调节给水流量。

具有一定的节流损失，故一般仅在锅炉低负荷时采用。

⑵给水泵调速方式：通过改变给水泵的转速，进而改变给水泵特性来调节给水流量。

经济学能好，是锅炉正常运行时广泛采用的一种流量调节方式。

37.调速泵有电动调速泵和汽动调速泵两种
38.给水控制基本方案：①单冲量给水控制系统（以汽包水位H 为被控量）②单级三冲量给水控制系统（控制器接受三个信号：汽包水位H 、蒸汽流量D 和给水流量W ）③串级三冲
量给水控制系统（该控制系统是一个前馈
—串级控制系统，其中汽包水位H 为主参数，给水流量W 为副参数，而蒸汽流量D 为前馈信号）
39. 串级三冲量给水控制系统工作原理：
该控制系统是一个前馈—串级控制系统，其中汽包水位H 为主参数，给水流量W 为副参数，而蒸汽流量D 为前馈信号。

⑴当蒸汽流量（负荷）改变时，通过前馈控制作用，可及时改变给水流量，维持进出锅炉的工质流量平衡，有利于克服虚假水位现象。

⑵当给水流量发生自发性扰动时，通过反馈控制作用，可抑制这种扰动对汽包水位的影响，有利于减少汽包水位的波动。

⑶对其他引起汽包水位变化的扰动量，也通过反馈控制作用，适当改变给水流量，从而使汽包水位稳定在给定值。

副回路的分析和整定
副调节器的比例带δ2可选择得较小，以保证副回路不振荡为原则。

在选择δ2时，给水流量W的传递函数αW可任意设置一个数值，得到满意的δ2值，若之后αW需要改变，则应相应改变δ2之值，使(αW/δ2）值不变，以保证副回路的稳定性。

主回路的分析和整定于副回路的工作速度比主回路快得多，故副回路可看作一个快速跟随系统，其传递函数可近似为反馈通道传递函数的倒数。