过程控制工程应用实例

2.系统稳定性分析 (1)燃料流量被控对象G(s)=2e-3s/(13s+1) sys1=tf(2,[13,1],‘outputdelay’,3);margin(sys1)
开环 稳定
(2)空气流量被控对象G(s)=3e-2s/(11s+1) sys2=tf(3,[11,1],‘outputdelay’,2);margin(sys2)
FFC----Feed Forward Controller
FFC
PC PT

控制系统总图
比值
燃烧过程控制系统Simulink仿真
1.系统辨识 • 蒸汽压力检测变送系统: G(s)=1 • 燃料流量检测变送系统: G(s)=1 • 炉膛负压检测变送系统: G(s)=1 • 空气流量检测变送系统: G(s)=1 • 燃料流量被控对象: G(s)=2e-3s/(13s+1) • 燃料流量至蒸汽压力的关系: G(s)=3 • 蒸汽压力至燃料流量的关系: G(s)=1/3 • 燃料流量与空气流量的比值:G(s)=1/2 • 空气流量被控对象: G(s)=3e-2s/(11s+1) • 引风量与负压的关系(控制通道):G(s)=10e-s/(7s+1) • 送风量对负压的干扰(扰动通道): G(s)=2/(3s+1)
开环 稳定
(3)炉膛负压被控对象G(s)=10e-s/(7s+1) sys3=tf(10,[7,1],‘outputdelay’,1);margin(sys3)
开环 稳定
3.控制系统参数整定 （1）燃料流量控制系统 为使系统无静差，燃料流量调节器采用PI形 式Gc(s)=KP+KI/s。可用稳定边界法(等幅振荡法) 整定参数KP和KI 。
（3）空气流量控制系统（略）
Wc(s)=0.08+0.05/s
（4）炉膛负压控制系统（略）
Wc(s)=0.03+0.05/s
（5）炉膛负压控制系统前馈补偿整定（略）
Wm(s)=(7s+1)/(15s+1) (FFC)
•
记录此时振荡周期TK=11s和比例系数K=3.8， 则 KP=K/2.2=1.73，KI=K/(0.85TK)=0.18。在此基 础上对KP、KI进一步整定。当KP=1.1，KI=0.1时系 统约有10%超调。 Wc1(s)=1.1+0.1/s
（2）蒸汽压力控制系统
Wc2(s)=1， Wc1(s)=1.1+0.1/s
PC
FC1
K
比值
FT1 PT FC2
FT2
2.炉膛负压控制系统 • 当锅炉炉膛负压过小时 , 炉膛内的热烟、 热气会外溢, 造成热量损失、影响设备安全运行 甚至危及工作人员安全；当炉膛负压太大时, 会 使外部大量冷空气进入炉膛 , 改变燃料和空气 比值, 增加燃料损失、热量损失和降低热效率。 • 保证炉膛负压的措施是调节送风量和引风 量的平衡。如果负压波动不大, 调节引风量即可 实现负压控制；当蒸汽压力波动较大时, 燃料用 量和送风量波动也会较大。
•
燃油蒸汽锅炉的燃烧控制系统主要由三个 子系统构成 : 蒸汽压力控制系统 燃料--空气比值控制系统 炉膛负压控制系统
•
1. 蒸汽压力控制系统和燃料--空气比值控 制系统 • 维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的 首要条件。保证蒸汽压力恒定的主要手段是随 着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量 , 而 燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料 量以及适当比例的助燃空气实现的。
过程控制工程应用实例
------燃烧过程控制系统
燃烧过程控制系统
• 燃烧过程控制广泛应用于各种工业控制之中 , 如发电、玻璃、钢铁、造纸、制碱、化肥、建 材、 石化、染料等行业。 • 燃料：燃油、燃煤、燃气 • 燃烧过程控制： 燃料控制、温度控制、燃烧程度控制、安 全性控制、节能控制等。 • 本节以燃油蒸汽锅炉为例说明燃烧系统中具有 一定普遍性的控制问题。