熱工過程自動調(diào)節(jié)3

1、熱工過程自動調(diào)節(jié)31調(diào)節(jié)量:即通過調(diào)節(jié)需要維持的物理量。被調(diào)節(jié)對象：即被調(diào)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程。調(diào)節(jié)作用量:即在調(diào)節(jié)作用下，控制被調(diào)量變化的物理量。2自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類：（1）按給定的信號的特點:恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（2）按 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分:反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（3）按調(diào)節(jié)系 統(tǒng)閉環(huán)回路的數(shù)口分類:單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)、多回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（4）按調(diào)節(jié)作用的形 式分:連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、離散調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（5）按系統(tǒng)的特性分:線性調(diào)節(jié)系統(tǒng)、非線性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3反饋調(diào)節(jié)的特點（1）在調(diào)節(jié)結(jié)束時，可以使被調(diào)節(jié)量等于或接近于給定值，基 于偏差的調(diào)節(jié)（2）在調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動作用

2、時，必須等到被調(diào)量出現(xiàn)偏差后才開始 調(diào)節(jié)，所以調(diào)節(jié)速度相對較慢。前饋調(diào)節(jié)的特點：（1）由于擾動影響被調(diào)量的同時，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用已產(chǎn)生， 所以調(diào)節(jié)速度響度較快?；跀_動的調(diào)節(jié)（2）由于沒有被調(diào)量的反饋，所以調(diào)節(jié)結(jié)束時不能保證被調(diào)量 等于給定值。4自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能指標(biāo)：（1）穩(wěn)定性（2）準(zhǔn)確性（3）快速性5自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型的調(diào)節(jié)過程:非周期調(diào)節(jié)過程、衰減振蕩調(diào)節(jié)過程、等幅振 蕩調(diào)節(jié)過程、漸擴(kuò)振蕩調(diào)節(jié)過程6自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型:微分方程、傳遞函數(shù)、時間特性、頻率特性7環(huán) 節(jié)的基本連接方式:串聯(lián)、并聯(lián)、反饋連接8基本環(huán)節(jié)：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、純遲延環(huán)節(jié)。各環(huán) 節(jié)的特點：比例環(huán)

3、節(jié)（響應(yīng)非常及時），積分環(huán)節(jié)（響應(yīng)比較緩慢），慣性環(huán)節(jié)（響應(yīng)比 較緩慢取決于時間常數(shù)T）,微分環(huán)節(jié)（超前響應(yīng)），純遲延環(huán)節(jié)（響應(yīng)落后與輸入信 號）9熱工對象存在的特性:輸出量的變化過程是不振蕩的，在擾動發(fā)生的開始階 段有遲延和慣性。在過程的最后階段，有自平衡能力的對象輸出量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值 P不為0,無自平衡能力的對象輸出量不斷變化，不能達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值P為0。10熱工對象分為:有自平衡能力的對象（指對象在階躍擾動作用下，不需要經(jīng)過 外加調(diào)節(jié)作用，對象經(jīng)過一段時間后能自己穩(wěn)定在一個新的平衡狀態(tài)）；無自平衡能 力的對象。熱工對象的動態(tài)特性參數(shù)：自平衡系數(shù)，飛升速度，遲延時間。11比例調(diào)節(jié)作用的動作規(guī)

4、律:執(zhí)行量U（t）與偏差e（t）的大小成比例，即偏差越 大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移也越大，偏差的變化速度也越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移的變化速度也越 大。動作特點:動作快對干擾有很強(qiáng)的抑制作用，但由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移與被調(diào) 量的偏差有一一對應(yīng)的關(guān)系，被調(diào)節(jié)的結(jié)果是被被調(diào)量存在著靜態(tài)偏差。積分調(diào)節(jié)作用的特點:消除靜態(tài)偏差，調(diào)節(jié)作用比較遲緩，在改善靜態(tài)品質(zhì)的 同時卻惡化了動態(tài)品質(zhì)，使過渡過程的振蕩加劇，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。微分調(diào)節(jié)作用的特點:與比例和積分調(diào)節(jié)作用相比，它是超前的調(diào)節(jié)作用，因 為在調(diào)節(jié)過程剛開始時，雖然偏差小，但其速度卻較大，可使執(zhí)介機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個較 大的位移，有利于客服動態(tài)偏差。12二階系統(tǒng)的性能指標(biāo):超

5、調(diào)量、衰減率、調(diào)節(jié)時間、靜態(tài)偏差、上升時間、 峰值時間。13二階系統(tǒng)時域分析中的例題，勞斯判據(jù)（習(xí)題）（六）1.整定參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響：1比例帶（比例帶越小，比例調(diào)節(jié)作用越 強(qiáng)，振幅越劇烈，衰減率較小，穩(wěn)定性低;靜態(tài)偏差小，動態(tài)偏差?。?。積分時間 （積分時間減小，積分作用強(qiáng)，消除靜態(tài)偏差能力強(qiáng);Ti無限大，無差變有差;衰減 率減小，為保持原有衰減率，必須將比例帶數(shù)值適當(dāng)提高;動態(tài)偏差減?。Ｎ⒎?時間（加入微分作用后，能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;適當(dāng)增加微分作用，動態(tài)偏差與調(diào)節(jié)時間 可適當(dāng)減?。?.調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定方法:臨界比例帶法、衰減曲線法、圖標(biāo)整定法、 經(jīng)驗法（七）1.動態(tài)特性的特點:遲延、慣性、

6、無自平衡能力。2.調(diào)節(jié)量選給水流 量的原因：蒸汽流量擾動主要取決于其輪機(jī)的運(yùn)行工況，屬于外部擾動，鍋爐燃燒 率擾動其實也是一種間接的外部擾動，很顯然這兩種物理量是不可能作為調(diào)節(jié)汽包 水位的調(diào)節(jié)手段的調(diào)節(jié)作用量只能選擇給水量。3. 虛假水位:對汽包而言，在其輸出流量（蒸汽流量）增加;輸出流量（給水流量） 不變的情況下，汽包水位一開始不但不下降，反而上升的現(xiàn)象。形成原因：從物質(zhì)平衡分析，當(dāng)蒸汽量增加，給水量不變時，汽包水位下降;從 熱平衡看，山于隨著蒸汽量的增加汽包內(nèi)部的壓力下降，過熱度提高，汽水混合物 中的汽包容量迅速增加，使汽包水位上升，當(dāng)汽泡容積的增加與負(fù)荷相適應(yīng)達(dá)到新 的熱平衡狀態(tài)后，水位

7、不再上升而保持不變。4. 給水全程自動調(diào)節(jié)就是機(jī)組運(yùn)行的全過程（包括啟停和低負(fù)荷運(yùn)行）都能實現(xiàn) 自動調(diào)節(jié)。存在的問題:測量信號的準(zhǔn)確性（找出受影響的原因，即哪些物理量影 響測量信號的準(zhǔn)確性，并找出他們之間的函數(shù)關(guān)系，在設(shè)訃調(diào)節(jié)系統(tǒng)時加入這些物 理量，根據(jù)函數(shù)關(guān)系在調(diào)節(jié)系統(tǒng)加以校正）；調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)切換（在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增 加邏輯控制功能）；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的切換（調(diào)節(jié)閥和變速泵之間的配合和無擾動的切換在 設(shè)計系統(tǒng)時要加以考慮）。5. 采用變速泵的任務(wù):通過改變給水泵的流量改變給誰流量，維持汽包水位在 允許范圍內(nèi);控制給水泵出口壓力，保證給水泵在安全區(qū)內(nèi)工作;通過改變在循環(huán)水 閥門的打開和關(guān)閉，保證給水泵流

8、量不低于規(guī)定的最小流量。（八）1.蒸汽溫度的動態(tài)特性:遲延、慣性、有自平衡能力。2再熱調(diào)節(jié)方法（以煙氣側(cè)調(diào)節(jié)為主，噴水調(diào)節(jié)為輔）：煙氣旁路法、擺動燃燒器傾角法、煙氣再循環(huán)法、汽-汽熱交換器法。（九）1.燃燒過程自動控制的任務(wù):使鍋爐的燃燒工況與鍋爐的蒸汽負(fù)荷相適 應(yīng)，同時保證鍋爐燃燒過程的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2燃燒控制系統(tǒng)的特性:多輸入多輸出，多變量控制。3燃燒過程控制信號的測取:燃燒量（電動機(jī)轉(zhuǎn)速、熱量信號、直吹制粉設(shè)備控 制中煤量的測量、電子皮帶稱、煤粉濃度的微機(jī)檢測）；送風(fēng)量;氧量。4:燃燒控制系統(tǒng)的組成:燃料量控制子系統(tǒng);送風(fēng)量控制子系統(tǒng)；引風(fēng)量控制子 系統(tǒng)5.燃料量控制子系統(tǒng)的基本策略:采

9、用熱量信號的燃料控制子系統(tǒng);采用給粉 機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號的燃料量控制子系統(tǒng);采用一次風(fēng)量總和作反饋信號的燃料量控制 子系統(tǒng);采用給煤機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號的燃料量控制子系統(tǒng);采用裝煤量校正的燃料量控 制子系統(tǒng);采用給煤量反饋的燃料量控制子系統(tǒng)。6. 送風(fēng)量控制子系統(tǒng):燃燒率指令-風(fēng)量系統(tǒng);燃料量-風(fēng)量系統(tǒng);蒸汽量-風(fēng)量系 統(tǒng);熱量-風(fēng)量系統(tǒng);氧量-風(fēng)燃比系統(tǒng);帶氧量校正的送風(fēng)量控制子系統(tǒng)（吊級系統(tǒng)； 非串級系統(tǒng):氧量校正送風(fēng)量，氧量校正送風(fēng)量給定值）。（十）1.大型機(jī)組負(fù)荷控制的任務(wù):保證機(jī)組出力適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化要求，維持 機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。2負(fù)荷控制方式:鍋爐跟隨控制方式（負(fù)荷響應(yīng)快，氣壓波動大）、汽輪機(jī)跟

10、隨控 制方式（汽壓波動小，適應(yīng)負(fù)荷變化能力差）、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式（以鍋爐跟隨為基 礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式、以汽輪機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式、綜合型協(xié)調(diào)控制方 式）。3主控制器的控制方式:機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式（適用于機(jī)主帶變動負(fù)荷或固定負(fù)荷 時的正常運(yùn)行工況）；帶功率控制的汽輪機(jī)跟隨方式（適用于機(jī)主帶固定負(fù)荷時的正 常運(yùn)行工況）；不帶功率控制的汽機(jī)跟隨方式（適用于汽機(jī)正常鍋爐部分異常）；不帶 功率控制的鍋爐跟隨方式（是用于鍋爐正常汽機(jī)部分異常）；基礎(chǔ)控制方式（適用于單元機(jī)主的啟停階段或汽 機(jī)、鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)異常時，機(jī)爐都為手動控制）。1調(diào)節(jié)量：即通過調(diào)節(jié)需要維持的物理量。被調(diào)節(jié)對象:即被調(diào)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)

11、過程。調(diào)節(jié)作用量:即在調(diào)節(jié)作用下，控制被調(diào)量變化的物理量。2自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類：（1）按給定的信號的特點:恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（2）按 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分:反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（3）按調(diào)節(jié)系 統(tǒng)閉環(huán)回路的數(shù)LI分類:單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)、多回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（4）按調(diào)節(jié)作用的形 式分:連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、離散調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（5）按系統(tǒng)的特性分:線性調(diào)節(jié)系統(tǒng)、非線性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3反饋調(diào)節(jié)的特點（1）在調(diào)節(jié)結(jié)束時，可以使被調(diào)節(jié)量等于或接近于給定值，基 于偏差的調(diào)節(jié)（2）在調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動作用時，必須等到被調(diào)量出現(xiàn)偏差后才開始 調(diào)節(jié)，所以調(diào)節(jié)速度相對較慢。前饋調(diào)節(jié)的特點：（1）由于

12、擾動影響被調(diào)量的同時，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用已產(chǎn)生， 所以調(diào)節(jié)速度響度較快?；跀_動的調(diào)節(jié)（2）山于沒有被調(diào)量的反饋，所以調(diào)節(jié)結(jié)束時不能保證被調(diào)量 等于給定值。4自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能指標(biāo)：（1）穩(wěn)定性（2）準(zhǔn)確性（3）快速性5自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型的調(diào)節(jié)過程:非周期調(diào)節(jié)過程、衰減振蕩調(diào)節(jié)過程、等幅振 蕩調(diào)節(jié)過程、漸擴(kuò)振蕩調(diào)節(jié)過程6自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型:微分方程、傳遞函數(shù)、時間特性、頻率特性7環(huán) 節(jié)的基本連接方式:吊聯(lián)、并聯(lián)、反饋連接8基本環(huán)節(jié)：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、純遲延環(huán)節(jié)。各環(huán) 節(jié)的特點：比例環(huán)節(jié)（響應(yīng)非常及時），積分環(huán)節(jié)（響應(yīng)比較緩慢），慣性環(huán)節(jié)（響應(yīng)比 較緩慢取決于時間常數(shù)T）,

13、微分環(huán)節(jié)（超前響應(yīng)），純遲延環(huán)節(jié)（響應(yīng)落后與輸入信 號）9熱工對象存在的特性:輸出量的變化過程是不振蕩的，在擾動發(fā)生的開始階 段有遲延和慣性。在過程的最后階段，有自平衡能力的對象輸出量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值 P不為0,無自平衡能力的對象輸出量不斷變化，不能達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值P為0。10熱工對象分為:有自平衡能力的對象（指對象在階躍擾動作用下，不需要經(jīng)過 外加調(diào)節(jié)作用，對象經(jīng)過一段時間后能自己穩(wěn)定在一個新的平衡狀態(tài)）；無自平衡能 力的對象。熱工對象的動態(tài)特性參數(shù)：自平衡系數(shù)，飛升速度，遲延時間。11比例調(diào)節(jié)作用的動作規(guī)律:執(zhí)行量U（t）與偏差e（t）的大小成比例，即偏差越 大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移也越大，偏差的變化

14、速度也越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移的變化速度也越 大。動作特點:動作快對干擾有很強(qiáng)的抑制作用，但由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移與被調(diào) 量的偏差有一一對應(yīng)的關(guān)系，被調(diào)節(jié)的結(jié)果是被被調(diào)量存在著靜態(tài)偏差。積分調(diào)節(jié)作用的特點:消除靜態(tài)偏差，調(diào)節(jié)作用比較遲緩，在改善靜態(tài)品質(zhì)的 同時卻惡化了動態(tài)品質(zhì)，使過渡過程的振蕩加劇，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。微分調(diào)節(jié)作用的特點:與比例和積分調(diào)節(jié)作用相比，它是超前的調(diào)節(jié)作用，因 為在調(diào)節(jié)過程剛開始時，雖然偏差小，但其速度卻較大，可使執(zhí)介機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個較 大的位移，有利于客服動態(tài)偏差。12二階系統(tǒng)的性能指標(biāo):超調(diào)量、衰減率、調(diào)節(jié)時間、靜態(tài)偏差、上升時間、峰值時間。13二階系統(tǒng)時域分析中的例題，勞斯判

15、據(jù)（習(xí)題）（六）1.整定參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響：1比例帶（比例帶越小，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，振幅越劇烈，衰減率較小，穩(wěn)定性低;靜態(tài)偏差小，動態(tài)偏差?。７e分時間 （積分時間減小，積分作用強(qiáng)，消除靜態(tài)偏差能力強(qiáng);Ti無限大，無差變有差;衰減率減小，為保持原 有衰減率，必須將比例帶數(shù)值適當(dāng)提高;動態(tài)偏差減?。Ｎ⒎謺r間（加入微分作用后，能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;適當(dāng)增加微分作用，動態(tài)偏差與調(diào)節(jié)時間 可適當(dāng)減?。?.調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定方法:臨界比例帶法、衰減曲線法、圖標(biāo)整定法、 經(jīng)驗法（七）1.動態(tài)特性的特點:遲延、慣性、無自平衡能力。2.調(diào)節(jié)量選給水流 量的原因：蒸汽流量擾動主要取決于其輪機(jī)的運(yùn)行工況，屬于外部擾動

16、，鍋爐燃燒 率擾動其實也是一種間接的外部擾動，很顯然這兩種物理量是不可能作為調(diào)節(jié)汽包 水位的調(diào)節(jié)手段的調(diào)節(jié)作用量只能選擇給水量。3. 虛假水位:對汽包而言，在其輸出流量（蒸汽流量）增加;輸出流量（給水流量） 不變的情況下，汽包水位一開始不但不下降，反而上升的現(xiàn)象。形成原因：從物質(zhì)平衡分析，當(dāng)蒸汽量增加，給水量不變時，汽包水位下降;從 熱平衡看，山于隨著蒸汽量的增加汽包內(nèi)部的壓力下降，過熱度提高，汽水混合物 中的汽包容量迅速增加，使汽包水位上升，當(dāng)汽泡容積的增加與負(fù)荷相適應(yīng)達(dá)到新 的熱平衡狀態(tài)后，水位不再上升而保持不變。4. 給水全程自動調(diào)節(jié)就是機(jī)組運(yùn)行的全過程（包括啟停和低負(fù)荷運(yùn)行）都能實現(xiàn)

17、自動調(diào)節(jié)。存在的問題:測量信號的準(zhǔn)確性（找出受影響的原因，即哪些物理量影 響測量信號的準(zhǔn)確性，并找出他們之間的函數(shù)關(guān)系，在設(shè)訃調(diào)節(jié)系統(tǒng)時加入這些物 理量，根據(jù)函數(shù)關(guān)系在調(diào)節(jié)系統(tǒng)加以校正）；調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)切換（在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增 加邏輯控制功能）；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的切換（調(diào)節(jié)閥和變速泵之間的配合和無擾動的切換在 設(shè)計系統(tǒng)時要加以考慮）。5. 采用變速泵的任務(wù):通過改變給水泵的流量改變給誰流量，維持汽包水位在 允許范圍內(nèi);控制給水泵出口壓力，保證給水泵在安全區(qū)內(nèi)工作;通過改變在循環(huán)水 閥門的打開和關(guān)閉，保證給水泵流量不低于規(guī)定的最小流量。（八）1.蒸汽溫度的動態(tài)特性:遲延、慣性、有自平衡能力。2再熱調(diào)節(jié)方法（

18、以煙氣側(cè)調(diào)節(jié)為主，噴水調(diào)節(jié)為輔）：煙氣旁路法、擺動燃燒器傾角法、煙氣再循環(huán)法、汽-汽熱交換器法。（九）1.燃燒過程自動控制的任務(wù):使鍋爐的燃燒工況與鍋爐的蒸汽負(fù)荷相適 應(yīng)，同時保證鍋爐燃燒過程的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2燃燒控制系統(tǒng)的特性:多輸入多輸出，多變量控制。3燃燒過程控制信號的測取:燃燒量（電動機(jī)轉(zhuǎn)速、熱量信號、直吹制粉設(shè)備控 制中煤量的測量、電子皮帶稱、煤粉濃度的微機(jī)檢測）；送風(fēng)量;氧量。4:燃燒控制系統(tǒng)的組成:燃料量控制子系統(tǒng);送風(fēng)量控制子系統(tǒng)；引風(fēng)量控制子 系統(tǒng)5.燃料量控制子系統(tǒng)的基本策略:采用熱量信號的燃料控制子系統(tǒng);采用給粉 機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號的燃料量控制子系統(tǒng);采用一次風(fēng)量總和作反饋信號的燃料量控制 子系統(tǒng);采用給煤機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號的燃料量控制子系統(tǒng);采用裝煤量校正的燃料量控 制子系統(tǒng);采用給煤量反饋的燃料量控制子系統(tǒng)。6. 送風(fēng)量控制子系統(tǒng):燃燒率指令-風(fēng)量系統(tǒng);燃料量-風(fēng)量系統(tǒng);蒸汽量-風(fēng)量系 統(tǒng);熱量-風(fēng)量系統(tǒng);氧量-風(fēng)燃比系統(tǒng);帶氧量校正的送風(fēng)量控制子系統(tǒng)（吊級系統(tǒng)； 非串級系統(tǒng):氧量校正送風(fēng)量，氧量校正送風(fēng)量給定值）。（十）1.大型機(jī)組負(fù)荷控制的任務(wù):保證機(jī)組出力適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化要求，維持 機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。2