浅析火电厂锅炉主汽温度控制
摘要】锅炉是火电厂极其重要的基础设备，发挥着重要的作用。主蒸汽温度是
锅炉最主要的输出变量之一。本文主要分析了火电厂锅炉主汽温度控制。
【关键词】电厂过热蒸汽温度控制
中图分类号：TM621文献标识码：Ａ文章编号：
ISSN1004-1621（2016）12-0088-02
锅炉是火电厂极其重要的基础设备，发挥着重要的作用。主蒸汽温度是锅炉
最主要的输出变量之一。主汽温度在确保机组运行的安全性能和稳定性能方面具
有极其重要的作用，因为主汽温度具有自动调节的作用，主要是通过维持过热器
出口气温的范围，以保持其在正常范围内进行运转。如果该温度过高会造成一些
设备的损坏，锅炉受热面以及蒸汽管道金属材料的蠕变速度将会大大加快，这样
会降低设备的使用寿命。
一、主汽温对象的一般特性
在现代火力发电厂热工控制中，锅炉出口过热蒸汽温度、主汽温是锅炉的主
要参数之一，对电厂的安全经济运行有重大影响。主汽温偏高会使过热器和汽轮
机高压缸承受过高的热应力而损坏，威胁机组的运行安全。主汽温偏低则会降低
机组的热效率，影响机组运行的经济性同时主汽温偏低会使蒸汽的含水量增加；
从而缩短汽轮机叶片的使用寿命，因此必须将主蒸汽温度严格控制在给定值附近。
然而，随着电力事业的发展，现代锅炉机组大多采用那些大容量高参数、高
效率的大型锅炉，其过热器管道相应地加长，其结构也更复杂。此外，在电力生
产过程中，过热器出口温度还受到诸如蒸汽流量（负荷）变化、炉膛热负荷变化、烟气量及烟气温度波动、过热器管壁结焦等等可测的或不可测的外部因素影响。
在这些外部因素的共同作用下，主汽温对象除了具有多容大惯性、大迟延特性之外，往往又表现出一定的非线性和时变特性。
二、引起主汽温度变化的各种原因及其控制难点
在设备运行的过程中，引起汽温变化的因素是多种多样的，在蒸汽侧有主蒸
汽流量、给水温度、减温水温度、减温水流量等，在烟气侧有烟气量和燃烧器的
投运方式以及受热面的污染状况等，其中烟气量主要包括总风量和燃料量。但是，最为主要的影响因素是主蒸汽流量、烟气量和减温水流量等因素。
面对影响因素如此众多的情况，汽温控制的要求是相当严格的，一般要求主
蒸汽温度稳定在±5℃的范围内。另外，由于汽温对象的极端复杂性，汽温控制的
难度是可想而知的。
如果超长时间的高温，会导致过热器损坏并且爆管，在汽机侧还会导致汽轮
机的寿命缩短，汽缸、汽阀、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件都会受到
损坏。
但是，如果该汽温过低，机组的循环热效率也会随之降低，这将会直接导致
使用效率的降低。一般汽温每降低5℃～10℃，效率约降低1 %，同时会引起叶
片磨损，这主要是通过汽轮机的最后几集蒸汽温度增加引起的。如果汽温变化过
于剧烈，将会引起锅炉和汽轮机等金属管材及部件的疲劳，严重时还会引起汽轮
机汽缸和转子的胀差变化。这些温度控制的问题都有可能引发机组的安全问题，
也影响到机组工作的效率，所以甚至产生剧烈振动，危及机组的安全，所以火电
厂锅炉主汽温度控制策略的科学性和严谨性所发挥的作用是极其重要的。
三、主汽温度的控制的主要策略和方法
1 经典控制理论基础上的主汽温度控制方法
常规PID控制是目前被普遍采用的一种方法，但是由于其自身存在的缺点和
不足之处使其难以建立起精确的数学模型，仅仅依靠PID控制。所以，无论PID
参数如何匹配，也很难使蒸汽温度适应各种扰动的变化。
同时，在运行状况发生较大变化的情况下，过热汽温对象的动态特性以及模
型参数将会受到明显影响。常规PID控制方法获得的控制效果并不是十分让人满意。针对常规PID控制的固有缺点，研究人员提出了一系列的改进方法，设置了
相应的相位补偿，前馈补偿控制，分段控制等。但是，这些措施的改进和出现，
还是没有从根本上使控制的效果达到令人满意的效果。究其原因，它们无法对系
统的内部动态参数进行直接有效地控制。
2 以现代控制理论为基础的主汽温度控制方法
现代控制理论的本质为时域法，它从一定程度上解决了系统的可控性、可观
测性和稳定性以及其他很多复杂的系统控制问题。
但是，这种控制方法在工程实现方面还是存在一定缺陷。基于现代控制理论
的主汽温度控制方法主要包括状态变量控制，预测控制，Smith预估控制，自适
应控制等。
3 智能控制
智能控制作为新兴的理论和技术，是传统控制方法在理论和实践上的进一步
发展和探索，是传统控制发展到高级阶段的产物，具有其他控制理论所不具有的
独特优势。它可以用来解决控制对象参数在大范围变化的问题，而这些问题是传
统的控制方法不能够解决的。对于主汽温度控制来说，有应用人工智能、开发专
家控制系统、人工神经网络控制系统和模型控制系统等计算机科学的最新技术。
1）专家控制
专家控制系统作为一种先进的计算机程序系统，有着大量的专门知识和经验。主要通过应用人工智能技术，以一个或多个人类专家提供的特殊领域知识和经验
为基础，进行推理和判断，模拟人类专家做决策的方式和程序，解决那些需要专
家决定的复杂问题。目前，专家系统控制器通常由控制规则库、推理机、信息获
取器和输出处理器等组成。
2）人工神经网络控制
神经网络的优点是很明显的，主要包括强鲁棒性、容错性、并行处理、自学习、逼近非线性关系等特点，主要的优势是用于解决非线性和不确定系统控制方
法等各方面的问题。并且，这种控制方式还对非线性的PID进行了改造，采用人
工神经网络与PID结合的控制方法，使常规的PID控制器获得了令人满意的性能。单神经元模型与常规PID控制器进行了科学的整合，形成了单神经元PID控制器，这种控制器具有极强的自适应能力。
3）模糊控制
模糊控制的突出特点是具有人工智能化，不需要对对象过程的精确数学模型
进行精确了解，便可以对过程参数的变化具有较高的适应性。仅仅依靠模糊规则
来实现汽温系统的控制是很难实现的，加之模糊控制有着固有的缺点，稳定性不高、精度不高，这就导致模糊控制难以消除系统的稳态误差。混合型模糊PID系
统将串级控制与模糊控制的优点有机地组合起来，较好的解决了蒸汽系统中系统
小的超调量与系统快速性间的矛盾。
总之，面对电厂锅炉这个复杂的控制对象，人们一直都在不停地探索更为精
准和高效的主汽温度控制手段，并且致力于寻找一种切实有效的方法，以保证设备的使用安全性和系统稳定性。
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火电厂锅炉温度控制系统 锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有 时甚至会发生生产事故。采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变 量设计火电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在-5 C范围内。 工程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制获得了惊人的发展，无论是在大规模 的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及能源 的节约都起着重要的作用。 生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等，或者说生产过程表现为物流过变化的过程，伴随物流变化的信息包 括物流性质的信息和操作条件的信息。 生产过程的总目标，应该是在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径，将原物料加工成预 期的合格产品。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。 生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。 (1)安全性在整个生产过程中，确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。在过程控制系 统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。另外，在线故障预测与诊断、 容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。 (2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。在外部干扰下，过程控制系统应该使 生产过程参数与状态产生的变化尽可能小，以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。 (3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上，低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。 为了打到这个目标，不进需要对过程控制系统进行优化设计，还需要管控一体化，即一经济效益为目标 的整体优化。 工业过程控制可以分为连续过程工业、离散过程工业和间隙过程工业。其中，连续过程工业占的比 重最大，涉及石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织、医药、建材、食品等工业部门，连续过程工业的发展对我国国民经济意义最大。过程控制主要指的就是连续过程工业的过程控制。 锅炉是工业生产中不可缺少的动力设备，它多产生的蒸汽不仅能够为蒸馏、化学反应、干燥、蒸发等过程提
循环流化床锅炉主蒸汽温度控制策略优化 摘要：循环流化床锅炉的主蒸汽温度对锅炉的运行有着重要的作用，控制好温 度的变化能够提高过路的使用效率，使其更加的稳定的运行，从而提高锅炉的工 作效率，也能够使内部的部分不被破坏，根据分析和方案的设计对锅炉进行调整，使其能够达到温度控制的有效目的。 关键词：循环流化床锅炉；自动控制；主蒸汽温度 近年来，火电厂的单元机组能够保持较大的容量和较高的效率，机组的热工 自动控制系统需要具有更好的效果，为了使单元机组能够正常的运行，提高机组 的安全性，所以需要将单元机组的自动化水平进行提升。所以，对循环流化床锅 炉的控制系统进行改善的同时，还要制定有效的方案来促进流化床的效率和效益 的提升，对系统的功能的加强有着较好的作用。 1 循环流化床锅炉主蒸汽温对象的特点 主汽温作为锅炉运行中的衡量标准，如果主汽温过高或者过低都会导致电厂 的运行受到影响，对电厂的安全有着不良的作用。主汽温自动控制设备能够将过 热器口的蒸汽温度有效的控制在一定程度上，对过热器起到保护的作用，管壁的 温度也会得到控制。主汽温超过一定范围会使过热器和汽轮机等部分的金属结构 受到损坏，一般情况下，主汽温的最高值不能超过额定值的5摄氏度，而较低的 温度会影响热效率，汽轮机的安全也会受到影响，所以在这种情况下，主汽温的 下限值不能低于额定值的10摄氏度。根据标准的规定，主汽温的温度不能小于500摄氏度，且过热器的主汽温需要在535-545摄氏度的范围内，这样才能使电 厂的运行维持正常状态，也不会影响锅炉的运作以及内部的结构。 根据计算分析，循环流化床锅炉的结构和一般的常规煤粉炉有着一定的区别，所以水流量会对主汽温造成较大的影响，经过计算，气温系统的增益和时间会根 据负荷的变化而减少，具有较大的惯性和延迟性，所以针对这种现象，设计中采 用串级控制系统进行运作，由于这种系统可以减少惯性，所以能够提高系统的抗性，使系统的控制水平提高。 2 电厂循环流化床锅炉主蒸汽温度控制系统分析 2.1 汽温调节方案 串级气温控制系统需要具有准确的逻辑，并且能够稳定的运行，才能使其发 挥作用，由于大型的锅炉结构结构比较复杂，过热器的管道设置也比较长，所以 导致惯性加大，需要通过有效的方式进行优化。 2.2 负荷调节方案 由于主蒸汽压力的变化直接反映出供热负荷的改变，因此，主蒸汽压力是反 映循环流化床锅炉经济、安全运行的重要参数之一。为了适应供热负荷的变化， 通过调整锅炉的风量、给煤量来实现。在负荷调节方案设计时，一般采用主汽流 量信号作为前馈调节，为了消除燃烧率变化引起的干扰，本文采用经过动态补偿 后的能量平衡信号作为前馈补偿信号。这样就起到负荷扰动时锅炉燃烧快速响应，确保了燃烧的稳定性。 2.3 给煤调节方案 （1）热量信号的组成。当主蒸汽压力不变时，通常用热量信号代替给煤量，然后再用主蒸汽流量代替热量信号。这种替代在静态情况下是合理的。但是，在
浅谈影响火电厂锅炉汽温的因素及调整措施 摘要：锅炉汽温是火电厂运行质量的重要指标之一，汽温过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。为此，笔者主要叙述了影响火电厂锅炉汽温的主要因素，并提出汽温调节措施，来指导火电厂的正常运转。 关键词：汽温；主要因素；影响；调整 毫无疑问，锅炉汽温是发电厂安全经济运行所必须监视与调整的主要参数之一，锅炉汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。蒸汽温度过高可能导致受热面超温爆管，蒸汽管道、汽轮机高压部分产生额外的热应力，从而缩短设备的使用寿命，而蒸汽温度过低将使机组的经济性降低，严重时可能产生水冲击。本文就此问题进行了探讨分析。 1影响蒸汽汽温的主要因素 1.1主蒸汽压力的变化 主蒸汽压力对于过热汽温的影响是通过工质焓升分配和蒸汽比热容的变化实现的，过热蒸汽的比热容受压力影响较大，低压下额定汽温与饱和温度的差值增大，过热汽总焓升就会减小。当汽压降低时，饱和蒸汽焓值增加，汽化潜热增加，过热 热汽焓会减小，在燃烧量不变时，汽化潜热的增加使水冷壁产汽量（过热器流量）减少，相同传热量下的工质焓升增加，汽温升高；同理，汽压升高时，汽温就会降低。 1.2给水温度的影响 当给水温度降低时，如，高加的退出，在锅炉出力不变的情况下，低的给水温度势必导致燃料量的增加，致使炉内总辐射热和炉膛出口烟温差增加，辐射式过热器出口的汽温将升高；另一方面，对流式过热器烟气量及传热温差的增加会提高其出口汽温，二者变化的总和使过热汽温有较大的升高。这个升高比锅炉单纯增加负荷而给水温度不变时的影响要大。反之，当给水温度升高时，汽温就会降低。一般给水温度每降低3 ℃，过热汽温就升高约1 ℃。 1.3炉膛火焰中心位置的影响 随着炉膛火焰中心位置的上移，炉膛出口烟温会升高。由于辐射式过热器和对流式过热器吸热量增加使汽温上升，所以，火焰中心位置对于过热汽温影响是很大的。在运行中影响火焰中心位置的因素主要包括以下几点：
火电厂锅炉主汽温度控制策略 摘要锅炉主汽温度控制的形式主要有两种，包括非线性和时变性。火电厂自动控制的难点一直都是大延时和大惯性。本文主要阐述了导致锅炉主汽温度变化的各种不同因素，并且指出了控制的必要性和重要意义。 关键词火电厂；锅炉；主汽温；控制 0 引言 锅炉是火电厂极其重要的基础设备，发挥着重要的作用。主蒸汽温度是锅炉最主要的输出变量之一。主汽温度在确保机组运行的安全性能和稳定性能方面具有极其重要的作用，因为主汽温度具有自动调节的作用，主要是通过维持过热器出口气温的范围，以保持其在正常范围内进行运转。如果该温度过高会造成一些设备的损坏，锅炉受热面以及蒸汽管道金属材料的蠕变速度将会大大加快，这样会降低设备的使用寿命。 1 引起主汽温度变化的各种原因及其控制难点 在设备运行的过程中，引起汽温变化的因素是多种多样的，在蒸汽侧有主蒸汽流量、给水温度、减温水温度、减温水流量等，在烟气侧有烟气量和燃烧器的投运方式以及受热面的污染状况等，其中烟气量主要包括总风量和燃料量。但是，最为主要的影响因素是主蒸汽流量、烟气量和减温水流量等因素。 面对影响因素如此众多的情况，汽温控制的要求是相当严格的，一般要求主蒸汽温度稳定在±5℃的范围内。另外，由于汽温对象的极端复杂性，汽温控制的难度是可想而知的。 如果超长时间的高温，会导致过热器损坏并且爆管，在汽机侧还会导致汽轮机的寿命缩短，汽缸、汽阀、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件都会受到损坏。 但是，如果该汽温过低，机组的循环热效率也会随之降低，这将会直接导致使用效率的降低。一般汽温每降低5℃～10℃，效率约降低1 %，同时会引起叶片磨损，这主要是通过汽轮机的最后几集蒸汽温度增加引起的。如果汽温变化过于剧烈，将会引起锅炉和汽轮机等金属管材及部件的疲劳，严重时还会引起汽轮机汽缸和转子的胀差变化。这些温度控制的问题都有可能引发机组的安全问题，也影响到机组工作的效率，所以甚至产生剧烈振动，危及机组的安全，所以火电厂锅炉主汽温度控制策略的科学性和严谨性所发挥的作用是极其重要的。 2 主汽温度的控制的主要策略和方法 2.1 经典控制理论基础上的主汽温度控制方法
火电厂主蒸汽和再热蒸汽汽温的主要调整方法 以火电厂主蒸汽和再热蒸汽汽温的主要调整方法为标题，本文将详细介绍火电厂主蒸汽和再热蒸汽汽温的调整方法。 一、主蒸汽汽温的调整方法 主蒸汽汽温是指从锅炉中出来的蒸汽温度，也是火电厂发电的重要参数之一。主蒸汽汽温过高或过低都会影响发电效率和设备寿命，因此需要对主蒸汽汽温进行调整。 1. 调整给水温度 给水温度是指进入锅炉的水温度，它的高低会直接影响到主蒸汽汽温。当主蒸汽汽温过高时，可以适当提高给水温度来降低主蒸汽汽温；当主蒸汽汽温过低时，可以适当降低给水温度来提高主蒸汽汽温。 2. 调整燃烧控制 燃烧控制是指调整燃烧器的燃烧状态，控制燃烧产生的热量和蒸汽量。通过调整燃烧器的燃烧状态，可以控制主蒸汽汽温的升高和降低。 3. 调整送风量 送风量是指送进锅炉的空气量，它的大小会直接影响燃烧的强弱和
蒸汽的产生量。适当增加送风量可以提高燃烧强度，从而升高主蒸汽汽温；适当减小送风量可以降低燃烧强度，从而降低主蒸汽汽温。 4. 调整水位 水位是指锅炉内水面的高度，它的高低会直接影响到蒸汽产生量和蒸汽质量。当水位过低时，会导致蒸汽产生不足，从而降低主蒸汽汽温；当水位过高时，会导致蒸汽含水量过高，从而降低主蒸汽汽温。因此，需要适时调整水位来保持合适的蒸汽产生量和质量。 二、再热蒸汽汽温的调整方法 再热蒸汽汽温是指蒸汽在再热器中再次加热后的温度，也是影响火电厂发电效率和设备寿命的重要参数之一。再热蒸汽汽温过高或过低都会影响发电效率和设备寿命，因此需要对再热蒸汽汽温进行调整。 1. 调整再热蒸汽温度 再热蒸汽温度是指再热器的加热温度，它会直接影响到再热蒸汽汽温的高低。当再热蒸汽汽温过高时，可以适当降低再热蒸汽温度来降低再热蒸汽汽温；当再热蒸汽汽温过低时，可以适当提高再热蒸汽温度来提高再热蒸汽汽温。 2. 调整再热器的水流量
浅谈电厂300MW机组锅炉汽温调节 近年来，由于各行业在发展过程中对电能的需求量不断增加，对发电企业的要求也越来越高。我国发电行业中火力发电还占有很重要的位置，在火力发电中，锅炉作为重要的设备之一，由其产生高温、高压的热能，然后通过汽轮机和发电机转化为电能，实现对社会上电力的供应。这就需要锅炉确保其运行的稳定性，而汽压和汽湿又是确保锅炉稳定运行的关键。文章对300MW机组锅炉运行中的汽压和汽温调节进行了具体的阐述。 标签：300MW机组；锅炉；运行；汽压；汽温；调节 前言 目前我国很多地区还是主要以火力发电为主，火力发电中，锅炉、汽轮机和发电机是其生产的主要设备，在这三种设备的共同作用下使蒸汽的热能转化为电能，实现发电的目标。所以为了确保锅炉的安全稳定运行，需要对蒸汽的汽压和汽湿进行有效的调节，以保证电厂安全稳定的运行。以下对300MW机组锅炉运行中汽压和汽温的调节问题进行具体的分析。 1 300MW机组锅炉汽压调节 在机组运行过程中，其运行的最重要的一项指标参数即是汽压，同时也是蒸汽量的重要指标之一，特别是对于单元机组来讲，由于在运行过程中没有蒸汽母管和相邻机组的缓冲作用，所以在机组运行过程中由汽压所带来的影响更加突出。 1.1 影响汽压变化的主要因素 在锅炉运行过程中，对汽压的影响较多，汽压的变化是为了确保锅炉蒸汽量与外界负荷之间的供求平衡关系，所以汽压会随着供求关系的变化而发生变化，即供大于求时，汽压上升，反之汽压下降。通常情况下对汽压变化的影响因素大致有以下几个方面。 （1）当燃料量发生变化时则会使汽压受到影响，这与运行人员调整有关，同时如煤质变化等情况也会使燃料量发生变化；（2）当风量变化和配风方式发生变化时，都会导致燃烧的效率发生改变，影响到产汽量和汽压，同时在运行过程中，还要注意对烟气中含氧量的监视，注意其变化情况；（3）当水冷壁管外积灰、结渣及管内结垢时，才会导致传热的热阻增加，影响其对热量的吸收，产汽量降低，从而使汽压受到影响；（4）当汽机高压加热器切除后，则会导致给水温度下降，从而导致产汽量降低，使汽压发生变化；（5）当炉底漏风时，炉膛内的温度和燃烧效率都会下降，势必会导致汽压随之降低；（6）当机组运行过程中，各设备发生故障或是停运时，都会导致汽压下降。
火电厂锅炉主再热汽温调整分析 摘要：如今，随着我国经济的快速发展，在火电厂的运行中，锅炉是主要的运行设备之一。锅炉的主蒸汽温度以及再热蒸汽温度是锅炉运行的主要的指标。在锅炉实际运行中，会受到负荷、压力以及水温等因素的影响，导致锅炉的主再热汽温出现明显的变化，影响锅炉的燃烧效率，同时增加煤耗。因此，需要对于影响锅炉主再热汽温的因素进行分析总结，更好地调整锅炉汽温。该文分析了影响锅炉主再热蒸汽汽温变化的原因，给出了锅炉主再热汽温调整的策略，以供参考。 关键词：火电厂;锅炉;主再热;汽温调整 引言 在火力发电机组运行中，特别是低负荷时，主再热蒸汽温度降低，将影响机组的安全、经济运行。一般情况下主蒸汽温度每降低10℃，相当于耗燃料0.2%。对于10～25MPa、540℃的蒸汽，主蒸汽温度每降低10℃，将使循环热效率下降0.5‰、汽轮机出口的蒸汽湿度增加0.7‰。这不仅影响了热力系统的循环效率，而且加大了对汽轮机末级叶片的侵蚀，甚至发生水击现象，以致造成汽轮机叶片断裂损坏事故，严重威胁汽轮机的安全运行。因此正常运行中保证额定的主再热汽温，对于机组的安全和经济运行尤为重要。 1影响锅炉主再热汽温变化的因素 第一，燃烧强度的影响。如果随着风量以及煤量的增加而燃烧强度增强的话，那么主汽压力就会上升，主汽温度以及再热汽温都会随着烟气量的增加而上升。第二，燃烧中心位置的影响。当炉膛的燃烧中心上移时，那么炉膛的出口烟温就会升高，导致炉膛上部的过热器以及再热器吸收的热量增加，从而使主再热汽温升高。第三，燃烧煤质量的影响。如果煤质差的话，维持相同的蒸发量就需要增加燃料量，而低质煤炭中的含水量以及灰分较高，大量的燃烧会导致炉膛的出口炉温降低，会导致过热器吸收的热量减少，汽温就会下降。第四，风量大小的影
电厂燃煤锅炉汽温、受热面壁温控制措施 前言 我公司锅炉型号为DG1025/18.2-Ⅱ16型，是东方锅炉厂制造的引进嫁接型亚临界自然循环汽包炉。单炉膛、一次中间再热、平衡通风、钢构架、燃煤、固态排渣，均与上海汽轮机厂生产的N300－16.7/538/538型单轴，双缸双排汽（高中压合缸，低压缸双流程）凝汽式汽轮机和及上海电机厂生产的QFS2-300-2型双水内冷发电机配套组成发电机组。 受煤质及锅炉自身结构的影响，我厂锅炉主、再热蒸汽温度、受热面壁温经常出现超温。特别是在煤质较差或磨煤机断煤处理过程中，稍不留神就将导致受热面超温或汽温超限。而受热面超温或汽温超限将带来很大的危害，特别是长时间频繁的超温更是很容易造成安全事故。 For personal use only in study and research; not for commercial use 受热面超温或汽温超限的危害： 1.容易造成受热面老化或应力损坏 2.而汽温过低则降低锅炉效率和机组热经济性。 采取措施 我公司组织部分运行管理、设备管理等相关技术人员对如何控制汽温、壁温，从运行调整、燃煤调度、设备改造等方面做了大量工作，对运行操作方法和思路进行了很多探索和总结，采取了一些切实可行的调整措施，使超温的势头得到了有效控制，在2011年虽然煤质较去年下滑非常严重的情况
下，保证了超温次数较去年逐月下降。 为更好的对运行操作调整进行规范，运行部组织相关人员对汽温、壁温的调整方法和经验进行了讨论，集思广益，提炼总结了一些调整经验，作为各值班员操作调整的一般原则和方法，请各值认真执行。 一、超温原因： 1、煤质较差，掺假严重，发热量较低，使我厂五台磨煤机最大煤量时，机组负荷在190MW—230MW之间波动，负荷率只有60%--75%，蒸汽流量与流速都较低，蒸汽与烟气换热效果下降，导致前屏壁温偏高，发生断煤或煤质波动情况下，前屏壁温易发生短时超温现象。 2、四角切圆逆时针旋转的锅炉，由于旋转气流偏斜，导致炉膛出口温度场的热偏差，使B侧的汽温、壁温明显高于A侧汽温、壁温，前屏两侧壁温偏差大，一级减温水全开的情况下，B侧前屏壁温比A侧高40-60℃，B侧壁温运行安全余量较小，发生断煤情况时易发生超温现象； 3、由于机组负荷低，汽包压力低导致给水泵转速低出力受限，减温水量不足，发生受热面壁温、主蒸汽汽温同时升高情况的情况下，过热器一减、二减、三减相互分流，在调整过程中使壁温、汽温不能互相兼顾，导致超温现象发生。 4、再热汽比热容低，在吸收相同热量情况下，汽温上升较快，发生断煤处理、启动磨煤机过程中汽温变化速率快，若不能提前采取措施进行预先控制比较容易发生超温情况。 5、机组启动过程中，升温升压速率过快，调节不及时，导致前屏壁温超温和汽温大幅波动。 6、锅炉运行过程中受热面结焦、积灰使炉膛出口温度升高导致前屏壁
浅谈火力发电燃煤锅炉过热蒸汽温度自动控制系统 锅炉蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的最重要的参数之一，过热汽温过高导致金属温度过高、蠕胀增强，降低管道寿命，经常超温可导致过热器管道超温爆管。过热蒸汽温度过低将会降低全厂热效率，一般过热器汽温每降低5～10℃热效率减低1%。本文对两种不同燃煤炉型的过热蒸汽自动控制系统，从控制方案、影响因素进行说明对比。 标签：过热蒸汽;温度自动;控制方案;影响因素 在第二轮“上大压小”政策之前，30万容量等级机组仍然是火电中的主力军，四角切圆燃烧方式燃煤亚临界机组较为普遍，发展至今过热蒸汽温度控制方案都比较成熟、因各厂实际燃烧特性及影响因素的略有不同使得控制方案因地制宜相似而不相同，更是随着自动控制理论的发展和科技的发展，将更加先进的控制算法（自适应、鲁棒、模糊、预测控制）应用在发电自动控制系统中。 1、330MW亚临界汽包炉四角切圆燃烧 1.1设备概述 机组过热汽温度很高，一般采用逐级分段加热（给水→省煤器→水冷壁→低过→屏过→高过→汽轮机），同时要求控制低过、屏过、高温过热器壁温在安全运行指标内，各段汽温调节控制反应迅速才能满足要求，所以汽温控制大多采用分段多级（2～3级）喷水控制，这样保证调温灵活，又能保护高温过热器。其中一级、二级喷水减温进行蒸气温度控制的粗调，末级喷水减温作为主蒸汽温度控制的细调，将过热汽温控制在额定温度送至汽轮机。 1.2影响因素 汽包炉、四角切圆锅炉，按照传热形式（对流、辐射、热传递）不同，可分为对流式过热器（尾部烟道低温过热器）、辐射式过热器（屏式过热器）以及半辐射半对流过热器（高温过热器），可以看出各级加热段的吸热方式不同，分析引起过热蒸汽温度变化的主要因素有三各方面;①“内因”蒸汽侧的主蒸汽流量、给水温度、减温水温度和流量等;②“外因”烟气侧的烟气量（送风量、燃料量）; ③控制方式有燃烧器摆角、烟气挡板等。其中最主要的有三个：主蒸汽流量、烟气量、减温水流量。 主蒸汽流量（锅炉负荷）、烟气量（送风量、燃料量）都与机组的负荷变化相一致：汽包炉燃烧重点在控制风煤比，出于安全角度，规定增负荷时，先增风后增煤，减负荷时先减煤后减风。送风量的增加主要影响的是对流过热器换热增加，待入炉燃料量增加后，辐射式传热增加。主蒸汽流量增加需要传热蓄热的过程，有延时，待蒸汽流量增加时，过热汽温会逐渐下降稳定到比初始温度高的值。
锅炉温度控制系统 摘要：本文以锅炉主蒸汽温度作为被控对象，对传统PID控制下锅炉主蒸汽温度由于非线性和大惯性因素无法取得良好控制效果的缺点进行改进，增加智能控制策略，对复杂的被控对象进行分析求解，解决了锅炉主蒸汽温度的控制策略问题。 引言：锅炉在火力发电厂、化工厂、各类设备制造厂以及石油等重工业领域发挥着重要作用。锅炉主蒸汽温度在锅炉运行过程中，是一项至关重要的控制对象，同时也是锅炉汽水通道当中温度达到最大值的点。伴随着锅炉机组朝着大容量与大参数的方向过渡，主蒸汽温度被控对象有着较大的惯性与非线性等一系列的特点，传统 PID 策略已经无法满足高性能的控制水平与要求,传统的控制方法需要建立被控对象相关的数学模型，求取系统的传递函数。传递函数模型是古典控制理论中对线性系统进行研究的主要工具。通过列写系统的微分方程再对微分方程进行化简，通过拉普拉斯变换，得到代数数学方程。随着被控对象的复杂度提高，系统的求解难度越大。本文基于智能控制理论的持续研究，在以往控制方法的基础上，增加了部分新的智能控制措施，针对复杂问题进行求解。 一、研究背景 锅炉自动化控制系统，是指锅炉运行过程中的热工参数按照相关要求，或者运行负荷的性质实施自动监测与显示工作。在锅炉运行过程中，发挥自动控制作用，并且予以保护并关联，由此便会产生参数负荷要求的过热蒸汽，使机组运行过程更加安全与稳定。开展锅炉自动化控制有着众多的优点，比如说，能够令锅炉的有关输出变得趋向稳定，使现场工作人员与各类生产设备处在比较安全的状态，从而令锅炉机组的运行环境得到较大程度的改善，使现场工作人员的劳动难度得到降低。一般来讲，锅炉运行状况的优劣以及锅炉的使用寿命往往受到自动
影响锅炉汽温的因素与汽温的控制措施 锅炉运行中，如果汽温过高，将引起过热器、再热器、蒸汽管道以与汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度降低，导致设备使用寿命缩短，严重时甚至造成设备损坏事故。从以往锅炉受热面爆管事故统计情况来看，绝大多数的炉管爆破是由于金属管壁严重超温或长期过热造成的，因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。蒸汽温度低的危害大家也是知道的，它将引起机组的循环效率下降，使煤耗上升，汽耗率上升，新蒸汽温度过低时，带来的后果就不仅仅是经济上的问题了，严重时可能引起蒸汽带水，给汽轮机的安全稳定运行带来严重的危害，所以规程上规定机组额定负荷下新蒸汽温度变化应在+5℃～-5℃之间。 一、影响过热汽温变化的因素 1、燃料性质的变化：主要指燃料的挥发份、含碳量、发热量等的变化，当煤粉变粗时，燃料在炉内燃烬时间长，火焰中心上移，汽温将升高。当燃料的水份增加时，水份在炉内蒸发需吸收部分热量，使炉膛温度降低，同时水份增加，也使烟气体积增大，增加了烟气流速，使辐射过热器的吸热量降低，对流过热器的吸热量增加。 2、风量与其配比的变化：炉内氧量增大时，由于低温冷风吸热，炉膛温度降低，使炉膛出口温度升高。在总风量不变的情况下，配风的变化也会引起汽温的变化，当下层风量不足时，部分煤粉燃烧不完全，使得火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。 3、燃烧器与制粉系统运行方式的变化：上层制粉系统运行将造成汽温升高，燃烧器摆角的变化，使火焰中心发生变化，从而引起汽
温的变化 4、给水温度的变化：给水温度升高，蒸发受热面产汽量增多，从而使汽温降低。反之，给水温度降低汽温将升高。 5、受热面清洁程度的变化：水冷壁和屏过积灰结焦或管内结垢时，受热面的吸热将减少，使炉膛出口温度升高，当过热器本身结焦或积灰时，由于传热不好，将使汽温降低。 6、锅炉负荷的变化：炉膛热负荷增加时，炉膛出口烟温升高，使对流受热面吸热量增大，辐射受热面吸热量降低。 7、饱和蒸汽温度和减温水量的变化：从汽包出来的饱和蒸汽含有少量水分，在正常工况下饱和温度变化很小，但由于某些原因造成饱和蒸汽温度较大变化时，如汽包水位突增，蒸汽带水量增大，在燃烧工况不变的情况下，这些水分在过热器中要吸热，将使汽温降低。在用减温水调节汽温时，当减温水的温度或流量变化时将引起蒸汽侧总热量的变化，当烟气侧工况未变时，汽温将发生相应的变化。 二、影响再热汽温变化的因素 由于再热器具有较大的容积，工质在其中的流速较慢，且又布置在烟气低温区域，烟气侧的传热温差小，因而再热汽温变化的迟滞时间较长。再热蒸汽压力低，比热小，使得再热汽温在工况变化时的温度变化幅度较大。同时，再热蒸汽温度不仅受锅炉工况的变化影响，还受汽轮机工况的影响。如抽汽量变化的影响与高压缸排汽温度变化的影响。 1、高压缸排汽温度变化的影响：机组在定压方式下运行时，高压缸排汽温度将随机组负荷的增加而升高。过热汽温的升高也将造成高压缸排汽温度的升高，另外，主汽压力越高，蒸汽在汽轮机中做功能力越大，焓降也越大，高压缸排汽温度则相应降低。
火电厂锅炉主再热汽温调整分析 摘要：随着国家经济的快速发展，促进各领域的不断提高。火电厂也随之而进步，在火电厂中，为了更好的提高机组热效率，普遍对蒸汽进行再热处理，国外一些先进机组甚至已经实现二次再热处理，国内对二次再热的研究还处于初步阶段。火电厂锅炉的蒸汽温度参数对电厂的安全运行具有重要影响。再热汽温偏高，容易达到材料的极限值直接使再热汽管道破裂。再热汽温偏低则会降低机组热效率，也会使蒸汽湿度增大进而增加最后几级涡轮叶片的损坏几率。再热汽温控制不稳尤其出现大幅度波动很容易造成机组疲劳，缩短机组的使用寿命。因此有效地控制再热汽温在给定范围内，对机组的安全经济运行具有重要意义。 关键词：火电厂；锅炉主；再热汽温调整 引言 火电厂锅炉的运行是为汽轮机做功提供合格的蒸汽。通常情况下，在终参数不变的情况下，蒸汽的初参数越高，做功的效率就越高。因此，从循环效率角度来看，蒸汽的汽温越高越好，但实际应用中，如果汽温过高，锅炉的蒸汽系统以及汽轮机等相关设备就需要耐高温的材料，这样又增加了生产成本。对于已经运行的机组来说，如果汽温长时间处于较高的温度，就会导致相关的设备上的零部件发生变形，会导致机组振动或者是产生动静摩擦，甚至会让设备损坏。如果是汽温过低，蒸汽的初参数就会下降，就会降低循环的效率，增加煤耗，如果是汽温突然发生变化的话，很可能会在汽轮机的汽缸转子等部位产生较大的热应力，导致汽轮机叶片损坏等。因此，调整锅炉的主再热汽温，对于机组的安全运行具有重要的意义。 1问题存在的基础 1.1再热蒸汽特性
再热蒸汽来源于汽轮机高压缸排汽，经锅炉加热后进入中、低压缸做功。该流程使得再热蒸汽具有如下特点：（1）比热容小，对再热器吸热量变化敏感。以亚临界锅炉为例，满负荷过热蒸汽为16～17MPa时，再热蒸汽压力约3～4MPa，比热容为相同温度条件下过热蒸汽比热容的1/4左右，相同吸热量时，再热汽温变化量为过热汽温变化量的4倍，适合用吸热量变化来调整。（2）再热蒸汽压力低，但承担汽轮机组2/3的做功，因而蒸汽压力的维持弥足珍贵。再热器多采用粗管道、大通流面积，阻力只有0.1MPa左右，以维持机组效率。（3）减温水量影响大。再热蒸汽减温水最后变成再热蒸汽的一部分，加大了中、低压部分工质做功份额，降低汽轮机性能。600MW亚临界机组10t/h左右的再热蒸汽减温水量就会造成0.4g/kWh左右的供电煤耗变化。 1.2再热器负裕量设计 基于再热蒸汽小比热容的特性，再热器采用负裕量设计：高负荷时受热面相对充足，通过烟气侧调整减少再热器吸热，保持减温水量为0；低负荷时受热面不足，通过烟气侧调整增加再热器吸热来维持汽温。如烟气侧手段调节再热汽温时影响到过热汽温，则用减温水调整过热汽温，以最大程度保持机组整体上经济性。这种负裕量设计模式导致运行操作难度大，易产生再热汽温偏低的情况，是再热汽温问题存在的基础。 1.3再热汽温烟气侧调节方式与能力 （1）切圆燃烧锅炉再热汽温调节方式。“摆动火嘴+壁式再热器+高温再热器”是切圆燃烧锅炉最常见的再热汽温调节方法。位于炉膛上部的壁式再热器和高温再热器吸热量对炉膛火焰中心的变化均敏感，可通过摆动火嘴改变火焰中心，进而调节再热汽温。炉膛出口温度升高后尾部烟道各级受热面吸热量均增加，排烟温度变化可忽略。为最大程度利用烟气调温能力，也有少部分切圆燃烧锅炉采用“摆动火嘴+烟气挡板”的调温方式，此时高温再热器的布置位置不变，用低温过热器代替壁式再热器。（2）墙式燃烧锅炉再热汽温调节方式。墙式燃烧锅炉采用的旋流燃烧器不能实现摆动，因而该类锅炉采用“烟气挡板+低温再热器”调节方式。低温再热器和低温过热器或省煤器并列布置于尾部烟道，用烟气挡板改变再热器的烟气流量调节其吸热量。低温再热器吸热能力远低于壁式再热器和
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。所以在回路中需要设计针对可测干扰变量的前馈控制以减少暂态响应过程中蒸汽温度的变化。 1 锅炉温度串级控制方案 1.1 控制方案的选择 在确定锅炉温度控制方案时，首先要考虑到整个锅炉控制系统的自动化程度，然后再进行各个分系统控制方案的选择。对于比大型的控制系统，一定要结合实际工况来进行系统的选择和论证，以避免系统与实际工况不匹配，造成不必
浅析超临界锅炉的汽温特性及控制 摘要：目前，国际上的超临界火电机组技术已经比较成熟，发展高效超临界火 电机组是提高能源利用率的有效途径。超临界锅炉已经成为电站发展的主力，本 文对超临界锅炉的汽温特性进行了探索，并提出如何控制超临界锅炉启动过程和 变压运行过程中的汽温。 关键词：超临界锅炉；汽温特性；控制 前言 超临界锅炉只有汽水分离器，而没有汽包，它的汽水分离器的储水容量很小，因此启动 速度很快。超临界锅炉下降管的数量也比较少，成本更低。相对于亚临界锅炉而言，超临界 锅炉的汽温变化特性更加复杂，因此，超临界锅炉汽温的控制和调节过程的难度也随之增加。 1超临界锅炉的汽温特性分析 1.1超临界锅炉的汽温特性 通过对四种不同设计的600MW超临界锅炉进行分析可以看出：再热器系统的汽温特性 以对流特性为主，也就是说，在热气系统的汽温特性是由受热面系统布置和调温方式决定的；超临界锅炉的过热汽温特性是辐射特性，超临界锅炉的过热汽温特性主要是由高温过热器和 屏式过热器的吸热决定的。运用摆动式燃烧器调节汽温的锅炉和运用烟气挡板调节汽温的锅 炉的吸热特性都是辐射特性，并且二者的数值十分接近。不同型超临界锅炉的再热器系统的 吸热特性都是以对流为主。再热器系统的变化特性主要会受到受热面系统布置和调温方式的 控制[1]。 1.2受热面系统布置于调节方式之间的关系 超临界锅炉的过热器系统以辐射为主，对流为辅。超临界锅炉的主汽温调节以水煤比为主，减温水为辅。再热器系统以对流为主。1000MW超临界锅炉的汽温调节过程中，除了水 煤比的变化之外，还运用烟气挡板来调节汽温，同时联合减温水以及摆动式燃烧器等多种方 式对汽温进行调节。在这种调节方式中，烟气挡板特性与摆动式燃烧器特性之间发生了互补 作用。 2对超临界锅炉汽温特性产生影响的主要因素 2.1中间点温度 中间点温度的控制原则是保持微过热温度，防止超前信号和过热器带水失效。如果中间 点温度过高，水冷壁出口管段就会变成过热器，进而对水冷壁的安全运行造成不利影响。 2.2水煤比 水煤比是超临界锅炉主汽温的重要调节手段。为了使水煤比的调节效果更加明显，可以 使过热器系统的吸热特性以辐射为主，也就是让水煤比的变化特性决定过热器系统的吸热特性。低负荷时，给水温度相对较低，此时单位质量工质所需的吸热量会增加，从能量平衡关 系来看，需要增加燃料量，因此水煤比会降低。而高负荷时的情况则刚好相反[2]。 2.3煤质变化 煤质变化会使水煤比发生变化，并且使对流传热比例、燃烧工况发生变化。煤质变化既 会对中间点温度产生影响，也会对过热器的吸热特性产生影响，进而影响超临界锅炉的汽温 特性。 2.4减温水量 运用烟气挡板进行温度调节的超临界锅炉减温水量变化趋势与亚临界锅炉相同，而运用 摆动式燃烧器进行温度调节的超临界锅炉减温水量变化趋势却与亚临界锅炉相反。从这里可 以看出，以水煤比为主的调节方式可以对超临界直流锅炉的汽温调节特性起到决定作用。如 果减温水量过大，过热器和中间点温度的汽温都会受到相应的影响，从对对汽温特性产生影 响[3]。 2.5再热汽温调节方式 对于采用烟气挡板进行温度调节的锅炉而言，负荷下降时,再热汽温与过热汽温之间是反 向调节的关系。而对于运用摆动式燃烧器进行温度调节的锅炉而言，随着燃烧器摆角向上的
火电厂热工调试系统主汽温自动控制策略 主汽温是火力发电机组的核心参数，主汽温超温容易造成金属温度超温，影响设备安全，主汽温过低时机组效率得不到保证，所以必须将主汽温严格控制在一定范围内。主汽温控制由于受到的影响因素较多，如锅炉燃烧状况、汽机负荷、主蒸汽流量、给水流量等，往往会造成主汽温的大幅波动，特别是在机组RB等快速降负荷的情况下，主汽温往往难以控制，所以采用高精度的主汽温控制方法是火电机组稳定运行的关键步骤，针对火电机组主汽温控制策略。 一、热工调试系统现状及改进 目前，国内外研究热工调节过程均采用系统阶跃响应特性整定调节参数，由于现场生产过程的复杂性，通过阶跃响应整定参数具有一定的局限性。直接在生产现场进行热工过程的调试，由于不能确保调试系统的正确性和稳定性，会威胁到火电机组的安全运行，且需要消耗大量的人力物力，经济性和安全性都不高。所以造成了许多先进的控制方法和策略无法在现场应用，解决这一问题的关键是建立一个可靠和有效的热工调试平台，基于该平台台，建立了热工对象动态仿真数学模型来模拟生产现场调节对象的动态特性，虚拟DPU与对象仿真模型间利用OPC协议进行通讯，组成了一个完整控制的回路，包括了控制方法和控制对象，可以利用该热工调试系统进行各种控制方法的研究。 基于虚拟DPU热工控制试验的系统是由虚拟DPU和一个全范围仿真系统组成，能够完成热工控制系统的调试任务，但是由于各子系统间相互影响，在进行子系统控制调试时达不到很好的调试结果。这一问题的改进方法是将控制对象从全范围仿真系统中抽取出来，将现场生产过程分为若干个相互独立的子系统并分别建立仿真数学模型，根据不同需要加载到系统中去。火电厂过热汽温存在滞后和非线性等问题，Simth预估控制是针对大时滞问题提出的一种解决方法，但这种策略碰到时变性控制对象时，微小的模型误差将会导致控制系统不稳定。为此，一种带滤波器的史密斯预估控制策略被提出来，它很好地解决了上述问题，但这种带滤波器的史密斯预估也只是适用于线性控制或者是非线性较弱的对象，从而存在很大的局限性。为了解决上述问题，在此基础上加一个PI+CI复位补偿器能很好的弥补上述控制策略的不足。建立了火电厂过热汽温动态模型，并实现了带PI+CI复位补偿器Simth预估控制的策略，在热工调试系统上建立主汽温控制回路，并对控制系统的特性进行了研究。
《过程控制》课程设计 任务书 一、目的与要求 “过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。 二、主要内容 1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图； 2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）； 3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）； 4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定； 5．编写设计说明书。 三、进度计划 四、设计（实验）成果要求 1．绘制所设计热工控制系统的SAMA图； 2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线； 3．撰写设计报告 五、考核方式 提交设计报告及答辩 学生姓名： 指导教师： 年月日
一、课程设计目的与要求 1．通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。掌握 汇编语言程序设计的基本方法和典型接口电路的基本设计方法。 2．掌握过程控制系统设计的两个阶段：设计前期工作及设计工作。 2.1设计前期工作 （1）查阅资料。对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量； （2）确定自动化水平。包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平； （3）提出仪表选型原则。包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。 2.2设计工作 （1）根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图； （2）根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）； （3）根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）； （4）对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定； （5）编写设计说明书。 3．培养学生对过程控制系统的基本设计能力。 4．提高学生的实践动手能力和创新能力。 二、课程设计正文 1. 被控对象动静态特性分析 1．1影响过热蒸汽温度的因素 影响过热蒸汽温度的主要扰动有三种： （1）蒸汽流量（负荷）扰动； （2）烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）； （3）减温水流量扰动。 1．2过热汽温控制对象的静态特性分析 根据传热方式分：过热器可分为对流式、辐射式和半辐射式过热器三种。对于不同的过热器，蒸汽流量对蒸汽温度的影响如下图：
目录 第一章引言 (1) 1.1选题的背景及意义 (1) 1.2国内外发展水平及面临的问题 (1) 1.3课题研究内容 (2) 第二章非线性PID控制器 (4) 2.1非线性理论 (4) 2.1.1非线性控制的经典方法及局限性 (4) 2.1.2 非线性系统理论的最新发展及问题 (5) 2.2跟踪微分器（TD） (6) 2.2.1 跟踪微分器的数学表达式 (7) 2.2.2 跟踪微分器的数学模型的搭建（simulink下的实现） (8) 2.2.3 跟踪微分器的仿真实现与分析 (10) 2.3非线性组合 (13) 2.3.1 几种典型的非线性组合 (13) 2.3.2非线性组合的数学模型实现 (14) 2.3.3非线性组合的simulink搭建及仿真实现 (14) 2.4非线性PID控制器 (15) 2.5α、δ对非线性函数FAL的影响及假设 (17) 2.5.1 α对非线性函数fal的影响 (17) 2.6δ对跟踪微分器的影响 (20) 第三章电厂主汽温控制系统方案 (22) 3.1火电厂主汽温常规控制方案 (22) 3.1.1 串级调节系统 (22) 3.1.2 仿真实例 (23) 3.2火电厂主汽温非线性PID控制方案 (24) 第四章主汽温非线性控制的仿真研究 (26) 4.1线性比例与非线性比例作用的比较与分析 (26) 4.1.1参数设置 (26) 4.1.2 仿真实现与结果分析 (26) 4.2线性积分与非线性积分作用的比较与分析 (27) 4.2.1 参数设置 (27) 4.2.2 仿真实现与结果分析 (27) 4.3线性比例微分与非线性比例微分作用的比较与分析 (28) 4.3.1 参数设置 (28) 4.3.2 仿真实现与结果分析 (29) 4.4线性PID与非线性PID作用的比较与分析 (30) 4.4.1 参数设置 (30)