(最新整理)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)方案

1、(完整)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)方案(完整)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)方案 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)方案）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)方案的全部?jī)?nèi)容。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師: 工作單位:題 目： 鍋

2、爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)初始條件：1. 課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)資料：“過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用、“過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表”、“過(guò)程控制儀表及控制系統(tǒng)”、“過(guò)程控制系統(tǒng)”等；b5e2rgbcap2. 先修課程：儀表與過(guò)程控制系統(tǒng)等。3. 主要涉及的知識(shí)點(diǎn)：過(guò)程控制儀表、控制系統(tǒng)、被控過(guò)程等要求完成的主要任務(wù): 包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）1. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2周；2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)指導(dǎo)老師給定的題目，按規(guī)定選擇其中1套完成;本課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對(duì)應(yīng)章節(jié)，對(duì)選定的設(shè)計(jì)題目所涉及的生產(chǎn)工藝和控制原理進(jìn)行介紹，針對(duì)具體設(shè)計(jì)選擇相應(yīng)的控制參數(shù)、被控參數(shù)以及過(guò)程檢測(cè)控制儀

3、表，并畫出控制流程圖及控制系統(tǒng)方框圖。p1eanqfdpw3. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書按學(xué)?！罢n程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式撰寫,具體包括： 目錄； 摘要； 生產(chǎn)工藝和控制原理介紹； 控制參數(shù)和被控參數(shù)選擇； 控制儀表及技術(shù)參數(shù)； 控制流程圖及控制系統(tǒng)方框圖； 總結(jié)與展望；設(shè)計(jì)過(guò)程的總結(jié)，還有沒(méi)有改進(jìn)和完善的地方）； 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)至少500字）； 參考文獻(xiàn) 克服各種干擾因素，將過(guò)熱器出口蒸汽溫度維持在規(guī)定允許的范圍內(nèi)，從而保持蒸氣品質(zhì)合格:（2 保護(hù)過(guò)熱器管壁溫度不超過(guò)允許的工作溫度。本設(shè)計(jì)主要以控制減溫水流量的變化來(lái)闡述對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié).2控制原理簡(jiǎn)介隨著控制理論的發(fā)展，越來(lái)越多

4、的智能控制技術(shù)，如自適應(yīng)控制、模型預(yù)測(cè)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，被引入到鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制中。但這些控制技術(shù)主要是為了改善和提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并沒(méi)有從引起過(guò)熱蒸汽溫度波動(dòng)的源頭入手。通常，煙氣溫度過(guò)高是引起過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高的主要原因。一般,過(guò)熱蒸汽溫度在煙氣擾動(dòng)下延遲較小，而在減溫水量擾動(dòng)下延遲較大,這種特性將使過(guò)熱蒸汽溫度的控制滯后.ueh0u1yfmh2。1控制方案選擇2。1.1單回路控制方案在運(yùn)行過(guò)程中。改變減溫水流量，實(shí)際上是改變過(guò)熱器出口蒸汽的熱焙，亦改變進(jìn)口蒸汽溫度,如下圖所示。從動(dòng)態(tài)特性上看，這種調(diào)節(jié)方法是最不理想的，但由于設(shè)備簡(jiǎn)單，因此，應(yīng)用得最多。iag9qlsgb

5、x減溫器有表面式和噴水式兩種。減溫器應(yīng)盡可能地安裝在靠近蒸汽出口處，但一定要考慮過(guò)熱器材科的安全問(wèn)題,這樣能夠獲得較好的動(dòng)態(tài)特蛀。但作為控制對(duì)象的過(guò)熱器，由于管壁金屬的熱容量比較大，使之有較大的熱慣性。加上管道較長(zhǎng)有一定的傳遞滯后,如果用下圖所示的控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器接受過(guò)熱器出口蒸汽溫度t變化后,調(diào)節(jié)器才開(kāi)始動(dòng)作，去控制減溫水流量w 。w的變化又要經(jīng)過(guò)一段時(shí)向才能影響到蒸汽溫度t這樣,既不能及早發(fā)現(xiàn)擾動(dòng),又不能及時(shí)反映控制的效果，將使蒸汽溫度t發(fā)生不能允許的動(dòng)態(tài)偏差.影響鍋爐生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。wwghwvvhpe圖2-1 改變減溫水量控制蒸汽溫度系統(tǒng)實(shí)際中過(guò)熱蒸汽控制系統(tǒng)常采用減溫水流量作為

6、操縱變量,但由于控制通道的時(shí)間常數(shù)及純滯后均較大,組成單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)的要求.因此常采用串級(jí)控制系統(tǒng),減溫器出口溫度為副參數(shù),以提高對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度的控制質(zhì)量。asfpsfpi4k2.1。2串級(jí)控制方案過(guò)熱器出口蒸汽溫度串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖如下圖所示。采用兩級(jí)調(diào)節(jié)器，這兩級(jí)調(diào)節(jié)器串在一起，各有其特殊任務(wù)，調(diào)節(jié)閥直接受調(diào)節(jié)器1的控制，而調(diào)節(jié)器1的給定值受到調(diào)節(jié)器2的控制，形成了特有的雙閉環(huán)系統(tǒng),由副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器和減溫器出口溫度形成的閉環(huán)稱為副環(huán)。由主調(diào)節(jié)器和主信號(hào)出口蒸汽溫度，形成的閉環(huán)稱為主環(huán)，可見(jiàn)副環(huán)是串在主環(huán)之中。ooeyyztjj1圖22 過(guò)熱蒸汽溫度串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖調(diào)節(jié)器

7、2稱主調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器1稱為副調(diào)節(jié)器。將過(guò)熱器出口蒸汽溫度調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，不是用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥而是用來(lái)改變調(diào)節(jié)器2的給定值，起著最后校正作用。bkeguinkxi串級(jí)系統(tǒng)是一個(gè)雙回路系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是把兩個(gè)調(diào)節(jié)器串接起來(lái)，通過(guò)它們的協(xié)調(diào)工作，使一個(gè)被控量準(zhǔn)確地保持為給定值。通常串級(jí)系統(tǒng)副環(huán)的對(duì)象慣性小，工作頻率高，而主環(huán)慣性大,工作頻率低.為了提高系統(tǒng)的控制性能，希望主副環(huán)的工作頻率相差三倍以上，以免頻率相近時(shí)發(fā)生共振現(xiàn)象面破壞正常工作.串級(jí)控制系統(tǒng)可以看作一個(gè)閉合的副回路代替了原來(lái)的一部分對(duì)象，起了改善對(duì)象特征的作用。除了克服落在副環(huán)內(nèi)的擾動(dòng)外，還提高了系統(tǒng)的工作頻率，加快過(guò)渡過(guò)程。pgdo0sr

8、lmo串級(jí)控制由于副環(huán)的存在，改善了對(duì)象的特性，使等效副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)減小，系統(tǒng)的工作頻率提高。同時(shí)，由于串級(jí)系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，使控制器的總放大倍數(shù)增大，系統(tǒng)的抗干擾能力增強(qiáng)，因此,一般來(lái)說(shuō)串級(jí)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量要比單回路控制系統(tǒng)高.3cdxwckm15在爐溫過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中，為了獲得更好的控制精度，所以采用串級(jí)控制系統(tǒng)以得到良好的控制特性.2.2 串級(jí)控制方案論證串級(jí)控制是隨著工業(yè)的發(fā)展，新工藝不斷出現(xiàn),生產(chǎn)過(guò)程日趨強(qiáng)化，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)已不能滿足工藝要求的情況下產(chǎn)生的。h8c52wongm圖2-3 串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖由上圖可知,主控制器的輸出即副控制器的給

9、定，而副控制器的輸出直接送往控制閥。主控制器的給定值是由工藝規(guī)定的，是一個(gè)定制，因此，主環(huán)是一個(gè)定值控制系統(tǒng)；而副控制器的給定值是由主控制器的輸出提供的,它隨主控制器輸出變化而變化，因此，副環(huán)是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。v4bdygious串級(jí)控制系統(tǒng)中，兩個(gè)控制器串聯(lián)工作，以主控制器為主導(dǎo),保證主變量穩(wěn)定為目的，兩個(gè)控制器協(xié)調(diào)一致，互相配合。若干擾來(lái)自副環(huán)，副控制器首先進(jìn)行“粗調(diào)”，主控制器再進(jìn)一步進(jìn)行“細(xì)調(diào).因此控制質(zhì)量?jī)?yōu)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。j0bm4qmpj9串級(jí)控制有以下優(yōu)點(diǎn) 由于副回路的存在，減小了對(duì)象的時(shí)間常數(shù)，縮短了控制通道，使控制作用更加及時(shí)；xvaua9gryp 提高了系統(tǒng)的工作頻率，使

10、振蕩周期減小,調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，系統(tǒng)的快速性增強(qiáng)了；br9c6tjscw 對(duì)二次干擾具有很強(qiáng)的克服能力,對(duì)客服一次干擾的能力也有一定的提高；pn9lbddtrd 對(duì)負(fù)荷或操作條件的變化有一定的自適應(yīng)能力。dj8t7nhugt一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的串級(jí)控制系統(tǒng),當(dāng)干擾從副回路進(jìn)入時(shí)，其最大偏差將會(huì)較小到控制系統(tǒng)的，即便是干擾從主回路進(jìn)入，最大偏差也會(huì)縮小到單回路控制系統(tǒng)的。但是，如果串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不合理,其優(yōu)越性就不能夠充分體現(xiàn)。因此，串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性十分重要。qf81d7bvua3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3。1 系統(tǒng)控制參數(shù)確定3.1。1 主變量的選擇串級(jí)控制系統(tǒng)選擇主變量時(shí)要遵循以下原則：在

11、條件許可的情況下，首先應(yīng)盡量選擇能直接反應(yīng)控制目的的參數(shù)為主變量;其次要選擇與控制目的有某種單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為主變量；所選的主變量必須有足夠的變化靈敏度。4b7a9qfw9h綜合以上原則，在本系統(tǒng)中選擇送入負(fù)荷設(shè)備的出口蒸汽溫度作為主變量。該參數(shù)可直接反應(yīng)控制目的。3.1。2副變量的選擇副回路的設(shè)計(jì)質(zhì)量是保證發(fā)揮串級(jí)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的關(guān)鍵.副變量的選擇應(yīng)遵循以下原則： 應(yīng)使主要干擾和更多的干擾落入副回路； 應(yīng)使主、副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)匹配; 應(yīng)考慮工藝上的合理性、可能性和經(jīng)濟(jì)型綜合以上原則，選擇減溫器和過(guò)熱器之間的蒸汽溫度作為副變量.3。1。3操縱變量的選擇工業(yè)過(guò)程的輸入變量有兩類：控制變量和擾動(dòng)

12、變量。其中，干擾時(shí)客觀存在的，它是影響系統(tǒng)平穩(wěn)操作的因素,而操縱變量是克服干擾的影響，使控制系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行的因素.操縱變量的基本原則為：ix6ifa8xox 選擇對(duì)所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為操縱變量;wt6qbkcyde 在以上前提下,選擇變化范圍較大的輸入變量作為控制變量,以便易于控制；kp5zh46zrk 在的基礎(chǔ)上選擇對(duì)被控變量作用效應(yīng)較快的輸入變量作為控制變量，使控制系統(tǒng)響應(yīng)較快；yl4hdoaa61綜合以上原則，選擇減溫水的輸入量作為操縱變量。3.2 調(diào)節(jié)閥的選擇在本系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是按照控制器所給定的信號(hào)大小和方向，改變閥的開(kāi)度,以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的裝

13、置。ch4pjx4bli調(diào)節(jié)閥的口徑的大小，直接決定著控制介質(zhì)流過(guò)它的能力.為了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要使控制閥兩端的壓降在整個(gè)管線的總壓降中占有較大的比例。qd3yfhxczo調(diào)節(jié)閥的開(kāi)、關(guān)形式需要考慮到以下幾種因素: 生產(chǎn)安全角度：當(dāng)氣源供氣中斷，或調(diào)節(jié)閥出故障而無(wú)輸出等情況下，應(yīng)該確保生產(chǎn)工藝設(shè)備的安全，不至發(fā)生事故；e836l11do5 保證產(chǎn)品質(zhì)量：當(dāng)發(fā)生控制閥處于無(wú)源狀態(tài)而恢復(fù)到初始位置時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)降低；s42ehlve3m 盡可能的降低原料、產(chǎn)品、動(dòng)力損耗; 從介質(zhì)的特點(diǎn)考慮.綜合以上各種因素，在鍋爐過(guò)熱蒸汽控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥選擇氣開(kāi)閥.調(diào)節(jié)閥的流量特性的選擇，在實(shí)際

14、生產(chǎn)中常用的調(diào)節(jié)閥有線性特性、對(duì)數(shù)特性和快開(kāi)特性三種,在本系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇線性特性。501nnvzfis閥門定位器的選用，閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一種輔助裝置,與調(diào)節(jié)閥配套使用，它接受控制器來(lái)的信號(hào)作為輸入信號(hào)，并以其輸出信號(hào)去控制調(diào)節(jié)閥,同時(shí)將調(diào)節(jié)閥的閥桿位移反饋到閥門定位器的輸入端而構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)，閥門定位器可以消除閥膜頭和彈簧的不穩(wěn)定以及各運(yùn)動(dòng)部件的干摩擦，從而提高調(diào)節(jié)閥的精度和可靠性，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；閥門定位器增大了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率,減少了系統(tǒng)的傳遞滯后，加快閥桿的移動(dòng)速度；閥門定位器還可以改變調(diào)節(jié)閥的流量特性。jw1viftgw93.3 控制器設(shè)計(jì)由上文論述可知，系統(tǒng)的控

15、制結(jié)構(gòu)選擇串級(jí)控制。3。3。1 控制器控制規(guī)律的選擇在串級(jí)控制中，主變量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量或生產(chǎn)的安全,所以主變量一般要求不得有余差,而對(duì)副變量的要求一般都不很嚴(yán)格，允許有一定的波動(dòng)和余差。從串級(jí)控制的結(jié)構(gòu)上看，主環(huán)是一個(gè)定制系統(tǒng)，主控制器起著定值控制作用，為使其穩(wěn)定，主控制器通常選用比例積分控制器，對(duì)于本系統(tǒng)由于控制通道容量之后較大，為克服容量滯后,選用比例積分微分控制器作為主控制器.xs0doywhlp副環(huán)是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，它的給定值隨主控制器輸出的變化而變化,為了加快跟蹤,副控制器一般不帶積分作用。若副控制器有微分作用,一旦主控制器航五輸出稍有變化，控制閥就將大幅度變化，這對(duì)控制系統(tǒng)很不

16、利，故副控制器只選用比例控制器。lozmkiqi0w3.3.2 控制器正、反作用選擇對(duì)于串級(jí)控制系統(tǒng)，主、副控制器正、反作用的選擇順序應(yīng)該是先副后主。副控制器的正、反作用要根據(jù)副環(huán)的具體情況決定，而與主環(huán)無(wú)關(guān)。為了使副環(huán)回路構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，副環(huán)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)的符號(hào)必須為“負(fù)”，即副環(huán)內(nèi)所有各環(huán)節(jié)放大倍數(shù)符號(hào)的乘積應(yīng)為“負(fù)”。在本設(shè)計(jì)中隨著調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度增加，減溫水量增加,副對(duì)象即減溫器后端蒸汽溫度會(huì)降低，所以調(diào)節(jié)閥對(duì)副對(duì)象的作用為“負(fù)；而調(diào)節(jié)閥為氣開(kāi)閥，即其控制作用為“正，所以負(fù)調(diào)節(jié)器的控制作用應(yīng)為負(fù)作用。zkzuqsujed主控制器的正、反作用要根據(jù)主環(huán)所包括的各個(gè)環(huán)節(jié)的情況來(lái)確定,同時(shí)可

17、將副回路視為一放大倍數(shù)為“正”的環(huán)節(jié)來(lái)看待，因?yàn)楦被芈肥且噪S動(dòng)系統(tǒng)。這樣只要根據(jù)主對(duì)象與主變送器放大倍數(shù)的符號(hào)及整個(gè)主環(huán)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的符號(hào)為“負(fù)”的要求，就可以確定主控制器的正、反作用。在本系統(tǒng)中，主對(duì)象的放大倍數(shù)為的符號(hào)為“正”，所以主控制器應(yīng)選“負(fù)作用。dgy2mcoktt3.3.3 控制器的電路實(shí)現(xiàn)主控制器采用pid調(diào)節(jié)器,副控制器采用p調(diào)節(jié)器，可以使用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)p、i、d的調(diào)節(jié)作用，也可以直接使用模擬電路搭建pid調(diào)節(jié)模塊，在實(shí)際生產(chǎn)中，大多采用制作成型的pid模塊以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。rcybswrlia4 控制儀表的選擇控制儀表的主要類型大致分為電動(dòng)或氣動(dòng)，電動(dòng)i型、ii型、i

18、ii型，單元組合儀表或是基地是儀表等。常用的控制儀表有電動(dòng)ii型、iii型。在串級(jí)控制系統(tǒng)中,選用的儀表不同，具體的實(shí)施方案也不同。fyxjoflmwh電動(dòng)iii型和電動(dòng)ii型儀表就其功能來(lái)說(shuō)基本相同,但是其控制信號(hào)不相同，控制ii型典型信號(hào)為，而電動(dòng)iii型儀表的典型信號(hào)為，此外。iii型儀表較ii型儀表操作、維護(hù)更為方便、簡(jiǎn)捷，同時(shí)iii型儀表還具有完善的跟蹤、保持電路，使得手動(dòng)切換非常方便,隨時(shí)都可以進(jìn)行切換，且保證無(wú)擾動(dòng).所以在本設(shè)計(jì)中選用電動(dòng)iii型儀表。tuwruppobx由電動(dòng)iii型儀表構(gòu)成的串級(jí)控制系統(tǒng)的基本方案有如下兩種：圖41 用電動(dòng)iii型儀表組成的串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖該

19、方案中采用了兩臺(tái)控制器,主、副變量通過(guò)一臺(tái)雙筆記錄儀進(jìn)行記錄。由于副控制器輸出的是,而控制閥只能接受氣壓信號(hào)，所以在副控制器與控制閥之間設(shè)置了一個(gè)電氣轉(zhuǎn)換器。7qwaq9jpqe圖4-2 用電動(dòng)iii型儀表組成的主控串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖該方案較于上一方案多設(shè)置了一個(gè)主控-串級(jí)控制切換開(kāi)關(guān)，可以根據(jù)不同情況使控制系統(tǒng)工作于主控方式和串級(jí)控制方式下。llviwtnqfk在本設(shè)計(jì)中采用第二種方式可以是控制系統(tǒng)更好的工作，得到更穩(wěn)定的控制輸出.5 系統(tǒng)控制流程圖系統(tǒng)整體控制流程圖如下圖：圖5-1 系統(tǒng)控制流程圖6 總結(jié)體會(huì)6。1 設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)是基于串級(jí)控制系統(tǒng)的鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)爐溫過(guò)熱蒸汽的良好控制是保證系統(tǒng)輸出蒸汽溫度穩(wěn)定的前提。采用串級(jí)控制系統(tǒng),可以極大地消除控制系統(tǒng)工作過(guò)程中的各種擾動(dòng)，使系統(tǒng)工作在良好的狀態(tài)下，在系統(tǒng)中控制儀表可進(jìn)行主控、串級(jí)控制的切換，可滿足系統(tǒng)在不同情況下的控制要求。yhuqsdgrt16.2 心得體會(huì)本設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了模擬電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論以及過(guò)程控制理論。為了更好的完成設(shè)計(jì)，我將已經(jīng)被束之高閣的一些書籍重新找出，認(rèn)真閱讀，從中不僅查找到了設(shè)計(jì)中需要的知