汽温控制系统

摘要300MW单元机组过热汽温控制通常采用分段控制系统，由二段相对独立的串级控制构成，串级控制系统对改善控制过程品质极为有效。

过热汽温的控制系统对于电厂的安全经济运行都非常重要，整个系统是维持过热器出口蒸汽温度保持在允许的范围内，并且保护过热器是管壁温度不超过允许的工作温度。

在电厂整个控制系统中，影响过热汽温的因素很多，主要有蒸汽流量扰动、烟汽流量扰动、减温水量扰动三方面。

而喷水减温对过热器的安全运行比较有利是目前广泛采用的方法。

在串级控制系统中副调节器所在的内回路能快速消除减温水量的自发性扰动和其他进入内回路的各种扰动，而主调节器所在的外回路保持过热汽温等于给定植。

并且系统实现了自动跟踪和无扰切换，保证机组安全经济的运行。

对于过热蒸汽的采集实现了二冗余，提高了系统的可靠性。

整个过热汽温控制系统是用N—90实现的，且系统切换和逻辑报警线路全面，具有较高的可靠性。

关键词：电力系统，过热汽温，串级控制I目录摘要 (I)1 引言............................................................... - 1 -2 DCS控制系统简介..................................................... - 2 -2.1分散控制系统的产生....................................................................................................................... - 2 -2.2分散控制系统结构........................................................................................................................... - 3 -2.2.1网络通信子系统................................................................................................................... - 3 -2.2.2过程控制子系统................................................................................................................... - 3 -2.2.3人机接口子系统（HMI） ..................................................................................................... - 4 -2.3分散控制系统(DCS)的特点............................................................................................................. - 5 -3 过热汽温控制系统概述................................................. - 7 -3.1过热蒸汽温度控制的意义和任务................................................................................................... - 7 -3.2被控对象动态特性分析................................................................................................................... - 7 -3.2.1锅炉负荷扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 8 -3.2.2烟汽热量扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 8 -3.2.3减温水量扰动下过热汽温的阶跃响应曲线 ....................................................................... - 9 -3.2.4减温水量扰动与负荷扰动或烟汽量扰动的比较 ............................................................... - 9 -3.2.5改善减温水量扰动下动态特性的方法 ............................................................................. - 10 -3.3常规过热汽温传统控制策略......................................................................................................... - 10 -3.4串级汽温调节系统.......................................................................................................................... - 10 -3.4.1过热汽温串级调节系统的组成................................................................................................. - 10 -3.4.2串级系统的结构和工作原理 ............................................................................................. - 11 -3.4.3主汽温串级控制系统原理................................................................................................. - 12 -3.4.4串级汽温调节系统的分析................................................................................................. - 12 -4 过热汽温的整定...................................................... - 14 -4.1串级控制系统方框图..................................................................................................................... - 14 -4.2过热汽温的参数整定..................................................................................................................... - 15 -5 SAMA图分析......................................................... - 17 -5.1控制系统ＳＡＭＡ图绘制............................................................................................................. - 17 -5.2控制系统ＳＡＭＡ图分析............................................................................................................. - 18 -结论................................................................. - 20 -参考文献............................................................... - 21 -II1 引言火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。

单元机组过热汽温控制系统的工程实现单元机组过热汽温控制系统是一种用于调节和控制单元机组中过热蒸汽的温度的系统。

过热蒸汽是通过锅炉产生的，它的温度必须在一定范围内进行控制，以确保其稳定运行和安全性。

以下是关于单元机组过热汽温控制系统工程实现的详细介绍。

一、系统组成1.过热器：过热器是通过燃烧锅炉产生的蒸汽进行加热以增加其温度的设备。

过热器通常是由一系列管子构成，蒸汽通过这些管子流动，从而增加其温度。

2.控制阀：控制阀用于调节过热器中蒸汽的流量，从而控制蒸汽的温度。

控制阀通常由一个执行器和一个阀体组成，执行器通过电信号或气动信号控制阀体的开度。

3.温度传感器：温度传感器用于测量过热器中蒸汽的温度。

常用的温度传感器包括热电偶和热电阻。

温度传感器将蒸汽温度转换为电信号，并将其发送给控制器。

4.控制器：控制器是系统的核心部分，它接收来自温度传感器的信号，并根据预设的设定值进行比较和计算，然后通过控制阀调节过热器中蒸汽的流量，以达到设定的温度值。

5.人机界面：人机界面用于用户与系统进行交互和操作。

它通常包括显示屏和操作按钮，用户可以通过操作按钮设置温度设定值、监视当前温度和系统状态等。

二、工程实现步骤1.方案设计：根据单元机组的要求和特点，设计温控系统的整体方案。

确定控制系统的组成部分和工作原理，选择适合的控制器和传感器。

2.传感器安装：在单元机组的适当位置安装温度传感器，确保其能够准确测量蒸汽的温度，并与控制器连接。

3.控制阀安装：根据设计要求，在过热器的适当位置安装控制阀，并连接执行器和控制器。

4.控制器配置：根据单元机组的温度要求，配置控制器的相关参数。

包括设定值、比例、积分和微分等控制参数。

5.人机界面设置：配置人机界面的显示屏，以便用户可以设置设定值、监视当前温度和系统状态。

6.系统调试：经过安装和配置后，对整个系统进行调试。

通过改变设定值和监视蒸汽温度，检查系统的响应和控制准确性。

7.系统优化：根据调试的结果，对控制器的参数进行优化，以提高系统的控制精度和稳定性。

再热器汽温控制系统课程设计说明书随着工业生产的不断发展，能源问题日益突出，对能源的利用效率要求也不断提高。

在电力、热力等领域，过热器和再热器是提高能源利用效率的关键设备。

其中，再热器的主要作用是将汽轮机低压缸的乏汽再次加热，以提高整个机组的热效率。

然而，再热器的运行过程中，汽温的控制是一项关键的技术难题。

过高的汽温会导致设备损坏，而过低的汽温则会影响机组的效率。

因此，进行再热器汽温控制系统的课程设计，对于理解和掌握再热器的工作原理，以及解决实际工程中的问题具有重要的意义。

再热器汽温控制系统主要包括测量、控制和执行三个部分。

测量部分主要负责对再热器出口汽温进行测量，并将测量结果反馈给控制系统；控制部分则根据测量结果和设定值进行比较，根据比较结果决定控制策略；执行部分则根据控制策略的输出，调节再热器的加热功率或者蒸汽流量，以实现对汽温的精确控制。

本次课程设计的主要内容是构建一个再热器汽温控制系统模型，通过模拟实验来模拟再热器的运行过程，并实现对汽温的精确控制。

具体目标包括：理解并掌握再热器的工作原理及汽温控制的基本原理；学会使用常用的控制算法，如PID控制算法等；通过模拟实验，实现对再热器汽温的精确控制；讲解再热器的工作原理及汽温控制的基本原理；进行模拟实验，实现对再热器汽温的精确控制；分析实验结果，讨论控制过程中的问题及解决方法。

通过本次课程设计，我们成功地构建了一个再热器汽温控制系统模型，并实现了对汽温的精确控制。

实验结果表明，我们所设计的控制系统具有良好的性能，能够有效地应对各种工况变化，确保再热器的高效稳定运行。

我们也发现了一些潜在的问题，如测量误差、执行机构的响应速度等，这些问题需要在未来的研究中加以解决。

本次课程设计让我们更深入地理解了再热器的工作原理及汽温控制的基本原理，掌握了控制系统的基本组成及各部分的功能，学会了使用常用的控制算法。

通过模拟实验，我们成功地实现了对再热器汽温的精确控制。

电厂锅炉主汽温自动控制原理电厂锅炉主汽温自动控制是指通过对锅炉主汽温的测量和调节，实现锅炉主汽温值的稳定控制。

主汽温是指锅炉蒸汽的温度，是影响锅炉运行和发电效率的一个重要参数。

良好的主汽温控制可以保证锅炉正常稳定运行，提高发电效率。

下面将从主汽温控制系统的组成和工作原理两个方面进行详细介绍。

一、主汽温控制系统的组成主汽温控制系统主要由三个部分组成：测量部分、执行部分和调节部分。

1.测量部分：测量部分的主要作用是获取锅炉主汽温的实时值。

常用的测量方法有热电偶和红外线测温仪。

热电偶通过测量两个不同材料的热电势来获取温度值，精度较高，但需要进行周期性校准。

红外线测温仪则是通过感应目标表面的红外线辐射来确定温度值，不受材料的影响，但对目标的表面状态有一定要求。

2.执行部分：执行部分主要包括控制阀和调节阀。

控制阀主要用于控制燃烧器的供气量，通过调节供气量来控制锅炉燃烧热负荷的大小。

调节阀主要用于控制给水的进入量，通过调节给水流量来控制锅炉蒸汽的温度。

3.调节部分：调节部分主要由控制器和传感器组成。

控制器是主汽温控制系统的核心部件，接收测量部分的反馈信号，与执行部分实现信息的传递和控制指令的执行。

传感器负责将锅炉主汽温的实时值转换成电信号，并通过控制器传递给执行部分。

二、主汽温控制系统的工作原理主汽温控制系统的工作原理可以简要分为以下几个步骤：1.测量主汽温：通过测量主汽温的实时值，将温度值转换成电信号，并传递给控制器。

2.根据设定值：控制器中设定一个主汽温的目标值，与实时测量值进行比较。

3.根据误差：根据设定值与实际测量值之间的误差，控制器会发出相应的控制指令。

4.调节执行：根据控制指令，控制器会调节控制阀和调节阀，来改变供气燃烧的热负荷以及给水的流量，从而控制锅炉主汽温的稳定。

5.反馈控制：控制器会周期性地获取实际控制效果，将反馈信息进行比较并进行调整，以实现对锅炉主汽温的精确控制。

综上所述，电厂锅炉主汽温自动控制的原理主要包括测量、计算、比较和调整。

串级汽温控制系统的工作原理
图1所示的串级汽温控制系统，只要导前汽温 发生变化，副调节器P就去改变
减温水流量，初步维持后级过热器入口汽温 在一定范围内，起粗调作用。

而
过热器出口汽温 的控制，则是通过主调节器PI来校正副调节器工作，只要 未达到给定值，主调节PI的输出信号就不断递变化，使副调节器不断去控制减温水喷水量的变化，直到 恢复到给定值为止。

稳态时，导前汽温 可能稳定在与原来数值不同的数值上，而主汽温 则一定等于给定值。

在串级汽温控制系统中，由于两个回路的任务及动态特性不同，可以选用不同的调节器。

副回路及副调节器的任务是快速消除内扰，要求控制过程的持续时间较短，但不要求无差，故一般可选用纯比例调节器。

当到前汽温惯性较大时，也可选
用比例微分调节器。

主回路及主调节器的任务是维持 恒定，一般选用比例积分调节器。

当过热器惰性区较大时，也可选用比例、积分、微分调节器。

图1 串级汽温控制系统工作原理
串级汽温控制系统设计
要求：
由上述系统完成串级汽温控制系统的、SAMA图组态、流程图组态、操作器组态，并进行参数整定与系统调试。

1 蒸汽温度控制系统设计1.1 控制系统任务保证机组的安全经济运行，要求主蒸汽温度为设定值。

过热汽温调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度再允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。

过热温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属损坏，因而过热温度的上限不应超过额定值5C 。

过热蒸汽温度过低，又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全经济运行，因而过热汽温的下限一般不低于额定值10C 。

过热汽温的额定值通常在500C 以上。

1.2 控制系统构成控制系统的构成，主要由被控对象——过热器管道，执行机构——执行器（电动喷水阀门），检测变送组件——热电偶或温度变送器，控制系统核心部件——调节器（电动控制器）组成。

其中，被调量（测量值）——主汽温度，调节量（控制信号）——喷水流量，干扰信号——炉膛燃烧情况。

1.3 控制系统结构框图图1-1汽温控制系统结构框图1.4 控制过程简要分析当主汽温度的测量值等于设定值时，喷水阀门不动，系统处在动态平衡状态。

此时，若炉膛燃烧情况发生变化，使汽温上升，造成给定值和测量值产生偏差，则偏差信号经过控制器的方向性判断及数学运算后，产生控制信号使喷水阀门以适当形式打开，喷水量增加。

测量值最终回到设定值，系统重新回到平衡状态。

2 控制系统工作原理系统中有两个调节器，构成两个闭环回路。

内回路祸福回路，包括控制对象、副参数变送器、副调节器、执行器和喷水阀，它的任务是尽快消除减水温度的干扰，在调节过程中起初调作用；外回路或主回路，包括主对象、主参数变送器、主调节器、副回路，其作用是保持过热器出口汽温等于给定值。

主调节器接受被控量出口汽温以及给定值信号，主调的输出给定汽温与喷水减温器出口汽温共同作为副调节器输入，副调节器输出汽温信号控制执行机构位移，从而控制减温水调节阀门的张开闭合程度。

当炉膛燃烧剧烈，过热器管道过热，有喷水量的自发性增加造成干扰，如果不及时加以调节，出口温度将会降低，但因为喷水干扰引起的汽温降低快于出口汽温的降低，温度测量变送器输出的汽温信号会降低，副调节器输出也降低，通过执行器使喷水阀门开度减少，则喷水量降低，使扰动引起的汽温变化波动很快消除，从而使主汽温基本上不受影响。