过程控制 08 锅炉过热蒸汽出口压力串级控制

蒸汽加热器的串级控制1.引言1.1 概述概述部分是对整篇文章的介绍和概括，同时也是引起读者兴趣的关键。

在《蒸汽加热器的串级控制》这篇文章中，我们将探讨蒸汽加热器的基本原理以及串级控制方法。

蒸汽加热器作为一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源系统中，其性能的优化对于提高工艺效率和能源利用效率至关重要。

在本文的第二部分，我们将深入了解蒸汽加热器的基本原理。

蒸汽加热器通过将高温高压蒸汽与低温冷却介质进行热交换，达到将蒸汽的热能传递给介质的目的。

我们将详细介绍蒸汽加热器的工作原理和热传导过程，以及其在不同领域中的应用。

在第三部分,我们将重点讨论蒸汽加热器的串级控制方法。

串级控制是一种重要的控制策略，可以通过调整多个蒸汽加热器的工作参数，以实现更高效的热能传递和温度控制。

我们将详细分析串级控制方法的原理和优势，并介绍实际应用中的一些典型案例。

最后，在结论部分，我们将总结蒸汽加热器的串级控制优势，包括提高能源利用效率、减少能源浪费等方面的好处。

同时，我们也会展望蒸汽加热器未来的发展方向，探讨可能的创新和改进。

通过对蒸汽加热器的基本原理和串级控制方法的深入研究，我们将为读者提供更全面的了解和认识，帮助他们更好地应用串级控制策略来优化蒸汽加热器的性能。

本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有价值的指导和参考，加强研究和实践之间的联系，促进蒸汽加热器技术的发展和应用。

1.2文章结构文章结构：本文主要围绕蒸汽加热器的串级控制展开，并探讨了蒸汽加热器的基本原理及串级控制方法。

具体而言，文章分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的，首先通过概述对蒸汽加热器进行简要介绍，说明其在工业生产中的重要性和应用领域。

然后，明确文章的结构，简要介绍各个部分内容，使读者对全文有一个整体的了解。

最后，明确文章的目的，即为了研究和分析蒸汽加热器的串级控制方法，探讨其在提高加热效率和节能减排方面的优势。

正文部分主要包括蒸汽加热器的基本原理和串级控制方法。

2017-2018学年（2）学期过程控制与自动化仪表课程设计题目锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计班级学生姓名学号指导教师摘要本设计以锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象，应用所学串级控制知识设计系统。

锅炉主要任务是加热蒸汽，蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。

蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数。

蒸汽压力过低或过高，对于金属导管和负荷设备都是不利的。

压力过高，会导致锅炉受损；压力过低，就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽；因此，控制蒸汽压力是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。

关键词：锅炉；蒸汽压力；串级控制；PID目录1 绪论 12 控制方案设计 22.1 设计任务要求 22.2 串级控制系统结构 22.3 串级控制系统控制方案 22.4 控制系统工艺流程图 33 系统仪表的选型 43.1 蒸汽压力变送器选择 43.2 燃料流量变送器的选择 4 3.3 控制器的选择 53.4 控制阀的选择 64 系统建模 74.1 蒸汽压力调节对象的特性 7 4.2 燃料流量的传递函数 84.3 调节阀与变送器传递函数 85 系统仿真 95.1 simulink仿真程序图 95.1 副回路参数整定 95.2 主回路参数整定 105.3 加入扰动 126 结论 13参考文献 141 绪论近年来，我国经济的发展对电力需求快速增加，尽管以风电为代表的可再生能源发电方式迅猛发展，但是可再生能源和其它新能源尚无法替代煤电，未来相当长一段时间内燃煤发电仍将是我国的主要发电方式，由于受资源、环境以及气候变化影响的制约，发电效率高、经济性和可靠性高、更具环保性的大型高参数机组是未来一段时间煤电技术发展的主流方向。

燃烧系统的主要任务就是维持主蒸汽压力的稳定，主蒸汽压力是表征生产过程中的一个极为重要的参数，同时也是保证锅炉安全运行的必要条件之一。

蒸汽压力过高，会导致锅炉受损；压力过低，就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽；所以，控制蒸汽压力是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。

设计题目：管式加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计系别：电子通讯与应用技术系班级：学生姓名：指导教师：成绩：________________________2012年 6 月29 日课程设计任务书课程设计题目管式加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计功能技术指标1. 选择控制器与调节阀的作用方式；2．画出控制系统框图；3．采用两步整定法整定主、副控制器PID的参数。

求出比例度与衰减振荡周期；4．按照经验公式且适当修正分别求得主、副控制器的最佳参数值；5．求出系统的阶跃响应曲线；6．求出设定值位0时，施加幅值为30%的一次阶扰动信号，系统的输出曲线；7．分析系统特点。

工作量两周工作计划1 设计前准备1天2 总体设计1天3 检测变送器的选用0.5天4 控制器的选择0.5天5 执行器件的选择0.5天6 控制器算法确定及参数整定 1.5天7 过程控制系统整体构成2天8 编写课程设计报告1天指导教师评语2012年6月29日目录第１章绪论.................................................................................................. - 2 -1.1 设计要求...................................................................................... - 2 -1.1.1 设计题目和设计指标...................................................... - 2 -1.1.2 设计功能.......................................................................... - 2 -第２章系统总体设计方案........................................................................ - 3 -2.1. 工艺流程图.................................................................................. - 3 -2.2. 方框图工艺流程介绍.................................................................. - 3 -第3章硬件设计和器件的选择................................................................ - 4 -3.1. 系统电气接线图.......................................................................... - 4 -3.2. 器件选择...................................................................................... - 4 -3.3. 译码电路设计.............................................................................. - 4 -第4章控制算法选择及参数整定............................................................ - 5 -第5章系统软件设计................................................................................ - 6 -结论................................................................................................................ - 8 -心得和体会.................................................................................................... - 9 -致谢.............................................................................................................. - 10 -参考文献...................................................................................................... - 10 -第１章绪论1.1 设计要求设计要求：选择加热炉出口温度为主变量，炉膛温度为副变量，设计串级控制系统1.1.1 设计题目和设计指标设计题目：管式加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计设计指标：1. 选择控制器与调节阀的作用方式；2．画出控制系统框图；3．采用两步整定法整定主、副控制器PID的参数。

过程控制仪表课程设计题目：锅炉温度串级控制系统学生姓名：班级：学号：指导老师：2011年06月08日目录摘要 (2)1系统简介 (2)1.1 控制方式的确定 (3)1.2 检测元件和执行机构的选择 (4)1.2.1 检测元件的选择 (4)1.2.2 执行机构的选择 (4)1.2.3 微型计算机的选择 (4)1.2.4 输入输出通道及外围设备的选择 (6)2设计方案及仪表选型2.1系统控制硬件的设计2.1.1系统的原理框图.2.1.2 温度检测电路单元 (7)2.1.3 执行器的选择 (14)2.1.4 控制系统仪表配接图及说明2.1.5 仪表型号清单2.2 系统控制的软件设计3系统仿真的实现4设计总结参考文献 (20)摘要电阻炉是现代工业生产的主要装备，在国民经济建设中具有举足轻重的作用。

本次设计是根据电阻炉温度控制技术的发展要求而设计的一种温度实时串级控制系统。

其控制原理、思想非常适用于自动化程度比较高的企业以及现场环境比较复杂的控制场所。

本系统利用温度传感器、变送器、PLC及其配套的A/D转换器件MAD02、上位计算机等，完成了电阻炉温度可编程控制器串级控制系统的设计，以CX-Programmer、Windows为平台，通过上位机和下位机软件的设计，实现电阻炉温度的实时串级控制。

1、系统简述随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。

而锅炉温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量和产量。

现代锅炉的生产过程可以实现高度的机械化，这就为锅炉的自动化提供了有利条件。

锅炉自动化是提高锅炉安全性和经济性的重要措施。

目前，锅炉的自动化主要包括自动检测、自动调节、程序控制、自动保护和控制计算五个方面。

实现锅炉自动化能够提高锅炉运行的安全性、经济性和劳动生产率，改善劳动条件，减少运行人员。

锅炉是工业企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽或热水，以满足负荷的需要。

火电厂锅炉温度串级控制方案【摘要】本文主要介绍了火电厂锅炉温度串级控制方案，主要包括其串级控制系统的结构、控制特点与控制规律，为实际工作中锅炉温度控制方案的选择提供了参考。

【关键词】火电厂；锅炉温度；串级控制引言随着经济的快速发展，环境污染问题日益严重，节能降耗的需求日益强烈。

电力行业发展中，随着大容量火力发电机组的不断建设，提高机组运行效率和热经济性也非常迫切。

在计算机技术快速发展的今天，很多先进控制技术和方法应用于锅炉的各种控制中。

目前电厂主蒸汽温度传统串级控制系统中设计有主、副两个PID控制器。

由于主汽温对象具有较大的迟延和惯性，主控制器采用PID控制规律，副控制器采用PI或P控制规律，接受导前汽温信号和主控制器输出信号。

当过热汽温升高时，主控制器输出减小，副控制器输出增加，减温水量增加，过热汽温下降。

在主、副控制器均具有PI控制规律的情况下，主、副控制器的输入偏差均为零。

因此可以认为主控制器的输出是导前汽温的给定值。

上述传统串级控制系统具有内外回路。

内回路由导前汽温变送器、副控制器、执行器、减温水调节阀及减温器组成；外回路由主汽温对象、汽温变送器、主控制器及整个内回路组成。

内回路相当于以主控制器输出为给定值、以导前汽温为被调量、以减温器为控制对象组成的一个单回路控制系统。

因这一系统的控制对象迟延和惯性较小，所以它的控制过程是稳定的。

当减温水发生扰动或减温器后的温度发生变化引起导前汽温变化时，系统能及时调整，快速稳定，减小扰动、特别是减温水扰动对过热汽温的影响；相对于内回路，外回路是一个低速回路，它的主要任务是维持主汽温等于给定值。

主蒸汽温度有着复杂的动态和强耦合特性。

上面所述常规的PID控制仅仅关注控制回路中单个输入输出变量之间的关系，而无法对强耦合或者次强耦合的输入输出变量之间的关系予以补偿。

实际运行中，出口蒸汽温度不仅受到减温器中减温水量的影响，同时也受燃料流量，空气流量和蒸汽流量等过程量的影响。

引言火电厂锅炉汽温控制系统具有大迟延、大惯性的特点，且影响汽温变化的扰动因素很多，如蒸汽负荷、烟气温度和流速、火焰中心位置、减温水量、给水温度等等，这些扰动会极大影响机组的平安、经济运行。

本设计的工作意义是：大型火电厂锅炉过热汽温对电厂平安经济运行有着重要影响, 过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中温度最高点，如果蒸汽温度过高就会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏，威胁机组的平安运行。

如果过热蒸汽温度偏低，那么蒸汽含水量增加，会降低电厂的工作效率，甚至会使汽轮机带水，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。

所以控制好过热器出口温度非常重要。

通常要求它的温度保持在额定值5范围内。

常规的蒸汽温度控制方案大致可分为两种: 一种是串级控制, 另一种是导前微分控制。

目前该领域的控制方法有：过热汽温FPID(模糊PID)控制系统, 基于控制历史的过热汽温模糊串级控制系统，过热汽温鲁棒PID控制系统，但以上方法都只是理论研究，应用于实际生产之中的控制方式以传统方法为主。

继续提高主汽温、再热汽温的控制品质，仍具有较高的理论与实用价值。

本文以过热汽温串级控制系统的思路对被控对象进行研究与分析，针对被控对象的大延迟，不确定等特点，选择串级控制系统能够获得较好的抗干扰性能和动态特性。

第一章单元机组燃烧系统本课题研究对象为200MW单元机组过热汽温串级控制系统，锅炉为高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉，下面将先介绍锅炉的燃烧系统。

1.1 燃烧室(炉膛)炉膛断面尺寸为深12500mm、宽13260mm的矩形炉膛其深宽比为。

这样近似正方形的矩形截面为四角布置切圆燃烧方式创造了良好的条件。

从而使燃烧室四周的水冷壁吸热比拟均匀，热偏差较小。

燃烧室上部布置四大片分隔屏过热器，便于消除燃烧室上方出口烟气流的剩余旋转，减少进入水平烟道的烟气温度偏差。

汽包，壁厚145mm，筒身长20500mm，汽包横向布置在锅炉前上方，汽包内径为1743筒身两端各与半球形封头相接，筒身与封头均用BHW-35钢材制成。

内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：锅炉蒸汽出口压力控制学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2008-3指导教师：2011年8月目录摘要 (3)一、热电厂的生产工艺 (4)锅炉简介 (4)二、锅炉蒸汽出口压力控制重要性 (4)2.1控制重要性 (4)2.2控制要求 (5)三、锅炉出口温度控制系统的设计 (5)3.1蒸汽出口压力分类 (5)3.2 蒸汽出口压力控制系统分析 (6)3.3蒸汽控制系统的设计 (7)3.3.1控制系统中的延时环节处理 (6)3.3.2控制系统中控制方案选择 (9)3.3.3反作用及控制阀的开闭形式选择 (11)四、控制系统单元元件的选择 (11)4.1.2蒸汽压力变送器的选用 (11)4.2 燃料流量变送器的选用 (12)总结 (14)附录 (15)参考文献 (16)摘要锅炉是热电厂重要且基本的设备 ,其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。

主蒸汽压力自动调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内 ,以确保机组运行的安全性和经济性。

在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径。

为了打到目标，必须对生产过程进行监视和控制。

因此，过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上，应用理论对系统进行分析与综合，以生产过程中物流变化信息量作为被控量，选用适宜的技术手段。

实现生产过程的控制目标。

锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。

随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。

本设计以包钢实习参观包钢热电厂为基础就锅炉出口蒸汽压力控制系统进行学习研究。

在控制算法上，综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、等控制方式，实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效地克服了彼此的扰动，使整个系统稳定的运行。

关键字：蒸汽压力，串级控制，变送器一、热电厂的生产工艺锅炉简介锅（汽水系统）：由省煤器、汽包（汽水分离器）、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。