过热汽温控制系统组态设计

课程设计题目：过热汽温控制系统组态设计

1.设计主要内容及要求；

a.熟悉过热气温控制的原理和控制方式，SAMA图设计。

b.掌握常用功能块的用途。设计出过热气温控制的功能块组态图。

2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；

（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

（3）.说明书（论文）手写或打印均可。手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。

3.时间进度安排；

摘要

本文主要是串级控制系统对过热汽温进行控制的设计，在进行设计的同时应该先了解过热汽温的特性，利用串级控制系统对过热汽温控制，选择合适的调节器。通过对串级控制系统的调节器参数进行整定，在参数整定时主要采用补偿法和等效成串级控制系统所应用的“先内后外”的方法，并采用衰减曲线法进行验证。采用计算机仿真对过热汽温导前微分控制系统进行辅助设计，得出系统在内扰和外扰影响下的响应曲线，利用仿真曲线对串级控制系统性能分析。

关键字过热温度, 自动控制，过热器

目录

摘要 ............................................................................................................................ III 目录 ............................................................................................................................ IV 1 引言 (1)

1.1 课题背景及其选题意义 (1)

2过热汽温控制对象的特性分析 (2)

2.1 蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性 (2)

2.2 烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性 (2)

2.3 蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性 (3)

3 气温控制系统方案的设计 (4)

3.1 串级汽温系统控制的基本结构原理 (4)

3.2 主、副回路的设计原则 (5)

3.3 主、副调节器的选型 (6)

3.4 主、副回路调节器调节规律的选择原则 (6)

4 串级气温控制系统的整定 (7)

4.1 两部整定法 (7)

4.2 逐次逼近法 (8)

4.3 补偿法 (9)

5单元机组过热气温控制系统组态图分析 (11)

5．1功能块清单 (11)

5.2组态图分析 (18)

总结 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

附录A1 AI减付调SP计算图 (22)

附录A2 AI减主调图 (22)

附录A3 AI减付调及操作站图 (22)

1 引言

1.1 课题背景及其选题意义

随着火电厂机组容量的不断扩大，参数不断提高，如何保护单元机组的安全、经济运行，减少事故，提高设备的可靠性和运行的经济性，是十分重要的问题。大量事实证明，采用先进的热工自动化技术是提高机组安全、经济运行水平的行之有效的措施。自动控制装置在机组启动时，根据启动要求进行控制，启动后按较高的热效率、较低的煤耗和厂用电进行运行。当运行出现异常时，自动控制装置能迅速按照预先规定的顺序进行处理，以尽快恢复正常运行，当故障发展到可能危及设备和人身安全时，采取停炉、停机等保护措施，避免事故进一步扩大。

本文主要是串级控制系统对过热汽温进行控制的设计，在进行设计的同时应该先了解过热汽温的特性，利用串级控制系统对过热汽温控制，选择合适的调节器。进而完成对整个控制系统的设计。

2过热汽温控制对象的特性分析

目前，火电机组厂广泛采用喷水减温方式来控制过热蒸汽温度。影响汽温变化的因素很多，但主要有蒸汽流量、烟气传热量和减温水量等。在各种扰动下，汽温控制对象是有迟延、惯性和有自平衡能力的。

2.1 蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性

大型锅炉都采用复合式过热器，当锅炉负荷增加时，锅炉燃烧率增加，通过对流式过热器的烟气量增加，而且烟气温度也随负荷的增大而升高。这两个因素都使对流式过热器的气温升高。然而，当负荷增加时，炉膛温度升高的并不明显，由炉膛辐射传给过热器的热量比锅炉蒸汽量增加所需热量少，因此使辐射式过热器出口温度下降。可见，这两种型式的过热器对蒸汽流量的扰动的反映恰好相反，只要设计上配合得当，就能使过热其出口汽温随蒸汽流量变化的影响减小。因此在生产实践中，通常把对流式过热器与辐射式过热器结合使用，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多，综合而言，过热器出口汽温是随流量D的增加而升高的。动态特性曲线如图1.3所示。

蒸汽流量扰动时，沿过热器长度上各点的温度几乎是同时变化的，延迟时间较小，约为15s左右。

a)蒸汽量D或烟气传热量Q扰动b)减温水Ws扰动

图1.3 在蒸汽流量扰动下蒸汽温度的变化曲线

2.2 烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性

当燃料量、送风量或煤种等发生变化时，都会引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况，导致过热器出口温度的变化。由于烟气传热量的改变是沿着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15-25s之间。烟气侧扰动的汽温响应曲线如图1.3所示。它与蒸汽量扰动下的情