電廠鍋爐水位單級(jí)三沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要

    電廠熱   工自動(dòng)化水平的高低是衡量電廠生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)與否和企業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要因素。水位過(guò)高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增多，從而增加在過(guò)熱器管壁上和汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢，甚至使汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊而損壞葉片；水位過(guò)低，則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁的破裂。只有保證汽包水位的波動(dòng)在允許范圍內(nèi)，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，汽包水位是整個(gè)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。本設(shè)計(jì)采用單級(jí)三沖量控制系統(tǒng)，特點(diǎn)是：整定方法容易掌握，控制系統(tǒng)所用設(shè)備少，給水流量調(diào)節(jié)動(dòng)作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般情況下能滿足鍋爐生產(chǎn)的控制要求。

在單級(jí)控制系統(tǒng)中，參數(shù)的整定也很重要，在系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的對(duì)象是確定的，即只有對(duì)調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)整定才符合條件。控制系統(tǒng)的參數(shù)整定有理論計(jì)算方法和工程整定方法。理論計(jì)算方法是基于一定的性能指標(biāo)，由理論計(jì)算求得調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)定值；工程整定法，是源于理論分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等一套工程上的方法。

本設(shè)計(jì)的目的是采用單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)控制汽包水位，使其平穩(wěn)運(yùn)行,并通過(guò)MATLAB仿真，證明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以較好的克服系統(tǒng)的內(nèi)、外擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)汽包鍋爐水位控制的要求。

   關(guān)鍵詞：汽包水位，單沖量，單級(jí)三沖量，MATLAB仿真

ABSTRACT

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  KEY WORDS: drum level , single-shot , single -stage three impulse , MATLAB simulation                                                          

目錄

第一章 引言3

1.1 課題的研究背景及意義3

1.2 國(guó)內(nèi)外控制系統(tǒng)的發(fā)展情況3

1.2.1國(guó)外控制系統(tǒng)的發(fā)展情況3

1.2.2國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)的發(fā)展情況4

1.3鍋爐水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求及分析4

1.3.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)要求5

1.3.2設(shè)計(jì)任務(wù)分析5

第二章 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律6

2.1 比例控制對(duì)控制性能的影響6

2.2 積分控制對(duì)控制性能的影響7

2.3 微分控制對(duì)控制性能的影響10

第三章 單回路控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介13

3.1 單回路控制系統(tǒng)的概述13

3.2 單回路控制系統(tǒng)各組成部分的選擇13

3.2.1 被調(diào)量的選擇13

3.2.2 控制對(duì)象的選擇14

3.2.3 控制通道和擾動(dòng)通道的選擇14

3.2.4 影響系統(tǒng)控制質(zhì)量的主要因素15

3.3.1 對(duì)象放大系數(shù)對(duì)控制過(guò)程的影響15

3.3.2 對(duì)象時(shí)間常數(shù)對(duì)控制過(guò)程的影響16

第四章 水位控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及分析18

4.1 鍋爐給水控制系統(tǒng)的任務(wù)18

4.2 給水控制對(duì)象和各種擾動(dòng)下水位變化的動(dòng)態(tài)特性19

4.3 給水控制系統(tǒng)的基本要求24

4.4 水位控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其分析25

4.4.1 汽包水位單沖量給水控制系統(tǒng)25

4.4.2 汽包水位雙沖量給水控制系統(tǒng)27

4.4.3 汽包水位三沖量給水控制系統(tǒng)29

4.4.4 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)29

4.5 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)的參數(shù)整定33

第五章 系統(tǒng)的參數(shù)整定方法37

5.1 廣義頻率特性法37

5.2 工程整定法39

第六章 MATLAB的簡(jiǎn)介及單級(jí)三沖量控制系統(tǒng)的參數(shù)整定與仿真41

6.1 MATLAB的概述41

6.2 MATLAB的特點(diǎn)41

6.3 MATLAB在熱工中的應(yīng)用42

6.4 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)的參數(shù)整定42

6.4.1 副回路等效方框圖43

6.4.2 確定給水流量的分壓系數(shù)的值44

6.5單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)的仿真46

6.5.1 衰減率時(shí)的結(jié)構(gòu)圖及其仿真46

6.5.2 衰減率時(shí)的結(jié)構(gòu)圖及其仿真52

第七章  結(jié)論58

7.1.畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求58

7.2.畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的工作和成果58

7.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果分析與評(píng)價(jià)59

參考文獻(xiàn)60

致  謝61

畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)62