热工过程自动调节

1.自动调节的常用术语:

(1)被调对象:即被调节的生产设备或生产过程。

(2)被调量:通过调节需要维持的物理量。

(3)给定值:根据生产要求,被调量的规定数值。

(4)扰动:引起被调量变化的各种原因。

(5)调节作用量:在调节作用下,控制被调量变化的物理量。

(6)调节机关:在调节作用下,用来改变调节作用量的装置。

2.自动调节系统的分类:

(1)按给定值信号的特点分:a.恒值调节系统:自动调节系统在运行过程中给定值恒定不变,也就是希望被调量保持为一固定数值。这是在热工过程自动调节中应用最多的一种自动调节系统。b.程序调节系统:这类系统的给定值是时间的已知函数,给定值随时间变化是预选设定的,调节系统用来保持被调量按预选设定的随时间变化的数值来改变。C.随机调节系统:随机调节系统的给定值是不可预知的,其数值决定于一些外来因素的变化,所以调解结果使被调量也跟随这个给定值随时间改变。

(2)按调节系统的结构分:a.反馈调节系统:反馈调节系统是依据于偏差进行调节的,其特点是,在调节结束时可以使被调量等于或接近给定值;当调节系统受到扰动时必须等到被调量出现偏差后才开始调节,所以调节的速度相对比较缓慢。B.前馈调节系统:前馈调节系统是依据扰动进行调节的,其特点是:由于扰动影响被调量的同时调节器的调节作用已产生,所以调节速度相对比较快;由于没有被调量

的反馈,所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。前馈调节系统由于无闭合环路存在,亦称为开环调节系统。C.复合调节系统:采用复合调节系统后,吸取了前馈和反馈调节系统各自的长处,在调节过程中,水温偏离给定值不会太大,调节结束时,水温可等于或接近给定值。另外,整个调节时间也可以缩短,调节质量得到改善。

3.调节系统主要的性能指标:

(1)稳定性:只有一个稳定的系统才能完成自动调节的任务;调节系统的稳定性问题是由于系统本身的闭环反馈作用所引起的,负反馈是自动调节系统稳定的必要条件,而正反馈往往是系统不稳定的根本原因。

自动调节系统的稳定性一般采用衰减率ψ这个品质来反映。 衰减率ψ=1是非周期调节过程;ψ=0是等幅震荡过程;ψ大于0小于1是衰减震荡的调节过程;衰减率ψ小于0是渐扩震荡的调节过程。通常衰减率=0.75—0.9

(2)准确性:准确性是反映调节过程中和调节结束时被调量与给定值之间偏差的程度。用动态偏差和静态偏差来描述系统的准确性。 动态偏差是指在整个调解过程中被调量偏高给定值的最大偏差值。 静态偏差是指调解过程结束后被调量和给定值之间的偏差值。

(3)快速性:快速性是反映调节过程持续时间的长短,持续时间越短越好,调节过程的持续时间也是一个品质指标,称为调节时间。

4.传递函数定义:传递函数定义为线性定常系统在零初始条件下,系统或环节输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。

传递函数的性质:(1)传递函数是复变量S的有理真分式函数,其分子多项式次数m低于或等于分母多项式次数n,且所有系数均为实数;

(2)传递函数是描述动态特性的数学模型,它表征系统或环节的固有特性,和输入信号的具体形式,大小无关,且不能具体表达系统或环节的物理结构。(3)传递函数只能表示一个输入对输出的关系。(4)系统传递函数的分母就是系统的特征方程,从而能方便地判断动态过程的基本特性。

5.基本环节:

方框图中的每一个方框称为环节,系统是由若干个环节按一定的连接方式组合而成,基本环节是比例环节,积分环节,惯性环节,微分环节和迟延环节。

(1)比例环节:输出信号能按一定比例无迟延和无惯性地复现输入信号变化的环节,称为比例环节。无迟延是指输出信号与输入信号的变化同时产生;无惯性是指输出信号与输入信号的变化同时终止。比例环节也称为放大环节,K也称为放大倍数。

(2)积分环节:积分环节的输出信号与输入信号的积分值成正比,或者说输出信号的变化速度与输入信号成比例。积分环节的特点就是当输入信号为零时,输出信号才能保持不变,而且能保持在任何位置。调节系统中常用积分环节来监督和消除缓慢变化的微小信号。

(3)惯性环节:由于惯性环节的阶跃响应曲线没有周期性起伏,所以也叫非周期环节。

时间常数T的数值反映出环节惯性的大小,T越大,环节惯性越大。

惯性环节在结构上的特点是有一个阻力和一个容量构成。

(4)a.理想微分环节:输出信号与输入信号的变化速度成比例的环节称为理想微分环节。B.实际微分环节

(5)纯迟延环节:如果环节的输出信号的变化与输入信号的变化完全相同,只是落后了一段时间,这种环节称为纯迟延环节。凡是信号只能以有限速度传送的元件或设备,其动态特性就属于纯迟延环节。

6.环节的基本连接方式:环节间的连接方式可以归纳为串联,并联和反馈连接三种基本连接方式。环节连接是指环节之间的信号传递关系,其次,由于环节是单向性的,因此,各个环节连接后信号只能按一定方向传递。

A.环节的串联:在串联连接中,前一环节的输出信号为后一环节的输入信号;若干环节串联连接时,总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。B.环节的并联:在并联连接中,一个信号R(s)同时送入各个环节的输入端,而各个环节输出信号之和C(s)为总的输出信号。环节并联连接时,总的传递函数等于各环节传递函数的代数和。

C.环节的反馈连接:反馈连接分为正反馈和负反馈。

当输入信号R(s)与反馈信号B(s)相加时称为正反馈; 当输入信号R(s)与反馈信号B(s)相减时称为负反馈;

在反馈连接中,当反馈的传递函数H(s)等于1时,可以不画出该环节,这时系统称为单位反馈系统。

7.自动调节系统由调节对象和自动调节器组成。

8.热工对象的动态特性:

热工对象按它的阶跃响应特性基本上可划分为两类:一类是有自平衡能力的;另一类是无自平衡能力的。

有自平衡能力对象,指对象在阶跃扰动作用下,不需要经过外加调节作用,对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态,否则为无自平衡能力的对象。

根据热工对象动态特性的特点,工程上用几个特征参数来描述它;

(1)有自平衡能力对象,

A.自平衡系数ρ:ρ衡量了对象自平衡能力的大小,自平衡能力越大的对象,自平衡系数ρ越大。

B.时间常数Tc,如果输出量以曲线上的最大变化速度变化,则从起始值至最终值所需的时间,就是时间常数Tc。

在单位阶跃扰动作用下,输出量的最大变化速度成为对象的飞升速度,也称为对象的响应速度,以ε表示。通常将对象的响应速度ε的倒数定义为对象的响应时间Ta。

C.迟延时间τ:它是指从输入信号阶跃变化瞬间至切线与输出量起始值水平线交点的时间间隔。

(2)无自平衡能力的对象

A. 迟延时间τ:从输入信号阶跃变化瞬间至渐近线与时间坐标轴交点间的时间间隔为迟延时间τ,迟延时间反映了对象在阶跃输入作用下,输出量的变化速度由零变到接近于渐近线斜率的快慢。

B.飞升速度ε:

8.热工对象的动态特性:

热工对象按它的阶跃响应特性基本上可划分为两类:一类是有自平衡能力的;另一类是无自平衡能力的。

有自平衡能力对象,指对象在阶跃扰动作用下,不需要经过外加调节作用,对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态,否则为无自平衡能力的对象。

根据热工对象动态特性的特点,工程上用几个特征参数来描述它;

(1)有自平衡能力对象,

A.自平衡系数ρ:ρ衡量了对象自平衡能力的大小,自平衡能力越大的对象,自平衡系数ρ越大。

B.时间常数Tc,如果输出量以曲线上的最大变化速度变化,则从起始值至最终值所需的时间,就是时间常数Tc。

在单位阶跃扰动作用下,输出量的最大变化速度成为对象的飞升速度,也称为对象的响应速度,以ε表示。通常将对象的响应速度ε的倒数定义为对象的响应时间Ta。

C.迟延时间τ:它是指从输入信号阶跃变化瞬间至切线与输出量起始值水平线交点的时间间隔。

(2)无自平衡能力的对象

A. 迟延时间τ:从输入信号阶跃变化瞬间至渐近线与时间坐标轴交点间的时间间隔为迟延时间τ,迟延时间反映了对象在阶跃输入作用下,输出量的变化速度由零变到接近于渐近线斜率的快慢。

B.飞升速度ε:

飞升速度ε表示当输入信号为单位阶跃信号时,输出量的最大变化速度。

9.工业调节器可分为模拟式调节器和数字式调节器两大类。

10.给水流量W扰动时的动态特性:

给水流量W扰动时,汽包水位H的变化过程可以分别从两个角度加以分析:如果仅仅从物质平衡的角度来分析,当给水流量W产生一个阶跃扰动。而蒸汽流量不变时,汽包水位是上升的。

如果仅仅从热平衡的角度来分析,由于锅炉给水温度相对较低,当给水流量增加时吸收汽包中汽水混合物的热量会增加,因此,汽水混合物中汽包容积会减少,汽包水位随之下降,当达到新的热平衡状态时,汽包水位停止下降而保持不变。由此可见,在给水流量W扰动下,被调对象具有延迟,惯性,和无自平衡能力特性。

11.蒸汽流量D扰动时的动态特性:

蒸汽流量D扰动时,汽包水位H可以从两个角度加以分析:

如果仅仅从物质平衡角度来分析,当蒸汽流量产生一个阶跃扰动,而给水流量不变时,汽包水位是下降的。

如果仅仅从热平衡的角度来分析,由于随着蒸汽量的增加,汽包内部的压力将下降,过热度提高,汽水混合物中的气泡容积迅速增加,使汽包水位上升,当气泡容积的增加与负荷相适应达到新的平衡状态后,水位不在上升而保证不变。

对汽包而言,在其输出流量(蒸汽流量)增加时,输入流量(给水流量)不变的情况下,汽包水位一开始不但不下降,反而上升,这

种现象称为“虚假水位”,当虚假水位达到极致时,水位将反方向突然快速变化。

12.单级三冲量给水自动调节系统:

调节器依据汽包水位H,给水流量W和蒸汽流量D三个信号进行调节,所以称为三冲量调节系统。

调节系统有两个闭合回路,分别是主回路和副回路。

单级是相对于串级而言,它说明在主回路中只有一个调节器。

13.大型锅炉的气温调节包括过热蒸汽温度调节和再热蒸汽温度调节。

14.影响过热蒸汽温度变化的原因主要有:蒸汽量,烟气量和减温水量。

蒸汽量扰动时过热蒸汽温度的动态特性:

当蒸汽量扰动时,沿过热器管道整个长度各点的温度几乎同时变化,过热器出口温度阶跃响应曲线的特点是有迟延,有惯性,有自平衡能力;当锅炉的蒸汽量增加时,对流式过热器和辐射式过热器的出口气温随蒸汽量变化的方向是相反的。蒸汽量增加时,通过对流式过热器的烟量增加,烟温也随之升高,这两个因素都使对流过热器气温升高。但是,由于蒸汽量增加时,炉膛温度升高较少,辐射传热量的增加比蒸汽量增加所需的吸热量增加要少,因此,当蒸汽量增加时,辐射式过热器出口气温是下降的。

通过对流过热器的受热面积大于辐射过热器的受热面积,对流方式比辐射方式吸热量多,因此,总的气温将随蒸汽量增加而升高。

15.串级气温调节系统:串级气温调节系统具有两个闭合回路:由被调对象的导前区,导前气温θ2的变送器,副调节器P,执行器Z和减温水调门组成内回路或称为副回路。由被调对象的惰性区,主气温变送器,主调节器P和内回路组成外回路或称为主回路。

导前气温能够快速反映扰动,只要导前气温发生变化,副调节器P就改变减温水流量,初步维持导前气温在一定范围内,对过热器出口气温起粗调作用。而过热器出口气温的调节,则是通过主调节器PI来校正副调节器工作,只要过热器出口气温未达到给定值,主调节器PI的输出信号就不断变化,使副调节器不断地去调节减温水量,直到过热器出口气温恢复到给定值为止,主调节器PI起细调作用。

内回路及副调节器的任务是快速消除内扰,要求调节过程的持续时间较短,但不要求无无差,一般可选用纯比例调节器;外回路及主调节器的任务是维持过热器出口气温稳定,一般选用比例积分调节器。

16.锅炉燃烧控制有以下几项内容:

1、燃料量控制:使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量满足外部负荷要求信号。

2、送风量控制:燃料量变化时,应及时改变进入炉膛的空气量,以保证燃料燃烧的完全燃烧和排烟损失最小,所以送风量控制应保证锅炉燃烧过程的经济性。

3、引风量控制(负压控制):引风量控制应使引风量与送风量相适应,并保持炉膛压力在要求的范围内。

总的来说,燃烧过程要保持合理的风粉配合,合理的一,二次风配合和合理送引风配合,还要求保持合适的炉膛温度。

17.燃烧控制系统的特点:

燃烧过程的控制对象之间存在着相互影响,每个被控制量都同时受到几个控制量的影响,每个控制量又能同时影响几个被控量。严格地讲,燃烧过程控制对象为多输入、多输出的多个变量对象,对多遍了对象应采取多变量控制理论设计方法来设计控制系统。但目前电厂广泛使用单变量控制理论来设计控制系统,这是由于用单变量控制方法加上一些改进措施(如前馈信号等)已满足电厂生产过程的要求。

18.单元机组主控制系统:所谓单元制热力系统就是一台汽机配一台锅炉,机电炉控制设备都放在单控制室中,单元制运行方式简化了热力系统使蒸汽经中间再热处理称为可能,提高了机组热效率。

19.负荷控制方式可分为两类:机炉分别控制方式和机炉协调控制方式,机炉分别控制方式分两种:即锅炉跟随方式和汽轮机跟随方式,这是两种基本的控制方式。

A.锅炉跟随方式:原理:由汽轮机调节机组的输出电功率、锅炉调节气压。当负荷指令P0改变时,汽轮机主控制器先发出改变调门开度的指令MT,从而改变汽轮机的进气量,使机组输出电功率PE迅速与P0趋于一致。调门开度改变后汽压pT随即变化,这时,锅炉主控制器根据汽压偏差发出控制指令MB,改变锅炉的燃烧率,使pT恢复到给定值P0,最后稳态时PE=P0,pT=p0

当燃烧率扰动时,汽压变化而产生偏差,蒸汽流量也变化,汽轮

1.自动调节的常用术语:

(1)被调对象:即被调节的生产设备或生产过程。

(2)被调量:通过调节需要维持的物理量。

(3)给定值:根据生产要求,被调量的规定数值。

(4)扰动:引起被调量变化的各种原因。

(5)调节作用量:在调节作用下,控制被调量变化的物理量。

(6)调节机关:在调节作用下,用来改变调节作用量的装置。

2.自动调节系统的分类:

(1)按给定值信号的特点分:a.恒值调节系统:自动调节系统在运行过程中给定值恒定不变,也就是希望被调量保持为一固定数值。这是在热工过程自动调节中应用最多的一种自动调节系统。b.程序调节系统:这类系统的给定值是时间的已知函数,给定值随时间变化是预选设定的,调节系统用来保持被调量按预选设定的随时间变化的数值来改变。C.随机调节系统:随机调节系统的给定值是不可预知的,其数值决定于一些外来因素的变化,所以调解结果使被调量也跟随这个给定值随时间改变。

(2)按调节系统的结构分:a.反馈调节系统:反馈调节系统是依据于偏差进行调节的,其特点是,在调节结束时可以使被调量等于或接近给定值;当调节系统受到扰动时必须等到被调量出现偏差后才开始调节,所以调节的速度相对比较缓慢。B.前馈调节系统:前馈调节系统是依据扰动进行调节的,其特点是:由于扰动影响被调量的同时调节器的调节作用已产生,所以调节速度相对比较快;由于没有被调量

的反馈,所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。前馈调节系统由于无闭合环路存在,亦称为开环调节系统。C.复合调节系统:采用复合调节系统后,吸取了前馈和反馈调节系统各自的长处,在调节过程中,水温偏离给定值不会太大,调节结束时,水温可等于或接近给定值。另外,整个调节时间也可以缩短,调节质量得到改善。

3.调节系统主要的性能指标:

(1)稳定性:只有一个稳定的系统才能完成自动调节的任务;调节系统的稳定性问题是由于系统本身的闭环反馈作用所引起的,负反馈是自动调节系统稳定的必要条件,而正反馈往往是系统不稳定的根本原因。

自动调节系统的稳定性一般采用衰减率ψ这个品质来反映。 衰减率ψ=1是非周期调节过程;ψ=0是等幅震荡过程;ψ大于0小于1是衰减震荡的调节过程;衰减率ψ小于0是渐扩震荡的调节过程。通常衰减率=0.75—0.9

(2)准确性:准确性是反映调节过程中和调节结束时被调量与给定值之间偏差的程度。用动态偏差和静态偏差来描述系统的准确性。 动态偏差是指在整个调解过程中被调量偏高给定值的最大偏差值。 静态偏差是指调解过程结束后被调量和给定值之间的偏差值。

(3)快速性:快速性是反映调节过程持续时间的长短,持续时间越短越好,调节过程的持续时间也是一个品质指标,称为调节时间。

4.传递函数定义:传递函数定义为线性定常系统在零初始条件下,系统或环节输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。

传递函数的性质:(1)传递函数是复变量S的有理真分式函数,其分子多项式次数m低于或等于分母多项式次数n,且所有系数均为实数;

(2)传递函数是描述动态特性的数学模型,它表征系统或环节的固有特性,和输入信号的具体形式,大小无关,且不能具体表达系统或环节的物理结构。(3)传递函数只能表示一个输入对输出的关系。(4)系统传递函数的分母就是系统的特征方程,从而能方便地判断动态过程的基本特性。

5.基本环节:

方框图中的每一个方框称为环节,系统是由若干个环节按一定的连接方式组合而成,基本环节是比例环节,积分环节,惯性环节,微分环节和迟延环节。

(1)比例环节:输出信号能按一定比例无迟延和无惯性地复现输入信号变化的环节,称为比例环节。无迟延是指输出信号与输入信号的变化同时产生;无惯性是指输出信号与输入信号的变化同时终止。比例环节也称为放大环节,K也称为放大倍数。

(2)积分环节:积分环节的输出信号与输入信号的积分值成正比,或者说输出信号的变化速度与输入信号成比例。积分环节的特点就是当输入信号为零时,输出信号才能保持不变,而且能保持在任何位置。调节系统中常用积分环节来监督和消除缓慢变化的微小信号。

(3)惯性环节:由于惯性环节的阶跃响应曲线没有周期性起伏,所以也叫非周期环节。

时间常数T的数值反映出环节惯性的大小,T越大,环节惯性越大。

惯性环节在结构上的特点是有一个阻力和一个容量构成。

(4)a.理想微分环节:输出信号与输入信号的变化速度成比例的环节称为理想微分环节。B.实际微分环节

(5)纯迟延环节:如果环节的输出信号的变化与输入信号的变化完全相同,只是落后了一段时间,这种环节称为纯迟延环节。凡是信号只能以有限速度传送的元件或设备,其动态特性就属于纯迟延环节。

6.环节的基本连接方式:环节间的连接方式可以归纳为串联,并联和反馈连接三种基本连接方式。环节连接是指环节之间的信号传递关系,其次,由于环节是单向性的,因此,各个环节连接后信号只能按一定方向传递。

A.环节的串联:在串联连接中,前一环节的输出信号为后一环节的输入信号;若干环节串联连接时,总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。B.环节的并联:在并联连接中,一个信号R(s)同时送入各个环节的输入端,而各个环节输出信号之和C(s)为总的输出信号。环节并联连接时,总的传递函数等于各环节传递函数的代数和。

C.环节的反馈连接:反馈连接分为正反馈和负反馈。

当输入信号R(s)与反馈信号B(s)相加时称为正反馈; 当输入信号R(s)与反馈信号B(s)相减时称为负反馈;

在反馈连接中,当反馈的传递函数H(s)等于1时,可以不画出该环节,这时系统称为单位反馈系统。

7.自动调节系统由调节对象和自动调节器组成。

8.热工对象的动态特性:

热工对象按它的阶跃响应特性基本上可划分为两类:一类是有自平衡能力的;另一类是无自平衡能力的。

有自平衡能力对象,指对象在阶跃扰动作用下,不需要经过外加调节作用,对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态,否则为无自平衡能力的对象。

根据热工对象动态特性的特点,工程上用几个特征参数来描述它;

(1)有自平衡能力对象,

A.自平衡系数ρ:ρ衡量了对象自平衡能力的大小,自平衡能力越大的对象,自平衡系数ρ越大。

B.时间常数Tc,如果输出量以曲线上的最大变化速度变化,则从起始值至最终值所需的时间,就是时间常数Tc。

在单位阶跃扰动作用下,输出量的最大变化速度成为对象的飞升速度,也称为对象的响应速度,以ε表示。通常将对象的响应速度ε的倒数定义为对象的响应时间Ta。

C.迟延时间τ:它是指从输入信号阶跃变化瞬间至切线与输出量起始值水平线交点的时间间隔。

(2)无自平衡能力的对象

A. 迟延时间τ:从输入信号阶跃变化瞬间至渐近线与时间坐标轴交点间的时间间隔为迟延时间τ,迟延时间反映了对象在阶跃输入作用下,输出量的变化速度由零变到接近于渐近线斜率的快慢。

B.飞升速度ε:

8.热工对象的动态特性:

热工对象按它的阶跃响应特性基本上可划分为两类:一类是有自平衡能力的;另一类是无自平衡能力的。

有自平衡能力对象,指对象在阶跃扰动作用下,不需要经过外加调节作用,对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态,否则为无自平衡能力的对象。

根据热工对象动态特性的特点,工程上用几个特征参数来描述它;

(1)有自平衡能力对象,

A.自平衡系数ρ:ρ衡量了对象自平衡能力的大小,自平衡能力越大的对象,自平衡系数ρ越大。

B.时间常数Tc,如果输出量以曲线上的最大变化速度变化,则从起始值至最终值所需的时间,就是时间常数Tc。

在单位阶跃扰动作用下,输出量的最大变化速度成为对象的飞升速度,也称为对象的响应速度,以ε表示。通常将对象的响应速度ε的倒数定义为对象的响应时间Ta。

C.迟延时间τ:它是指从输入信号阶跃变化瞬间至切线与输出量起始值水平线交点的时间间隔。

(2)无自平衡能力的对象

A. 迟延时间τ:从输入信号阶跃变化瞬间至渐近线与时间坐标轴交点间的时间间隔为迟延时间τ,迟延时间反映了对象在阶跃输入作用下,输出量的变化速度由零变到接近于渐近线斜率的快慢。

B.飞升速度ε:

飞升速度ε表示当输入信号为单位阶跃信号时,输出量的最大变化速度。

9.工业调节器可分为模拟式调节器和数字式调节器两大类。

10.给水流量W扰动时的动态特性:

给水流量W扰动时,汽包水位H的变化过程可以分别从两个角度加以分析:如果仅仅从物质平衡的角度来分析,当给水流量W产生一个阶跃扰动。而蒸汽流量不变时,汽包水位是上升的。

如果仅仅从热平衡的角度来分析,由于锅炉给水温度相对较低,当给水流量增加时吸收汽包中汽水混合物的热量会增加,因此,汽水混合物中汽包容积会减少,汽包水位随之下降,当达到新的热平衡状态时,汽包水位停止下降而保持不变。由此可见,在给水流量W扰动下,被调对象具有延迟,惯性,和无自平衡能力特性。

11.蒸汽流量D扰动时的动态特性:

蒸汽流量D扰动时,汽包水位H可以从两个角度加以分析:

如果仅仅从物质平衡角度来分析,当蒸汽流量产生一个阶跃扰动,而给水流量不变时,汽包水位是下降的。

如果仅仅从热平衡的角度来分析,由于随着蒸汽量的增加,汽包内部的压力将下降,过热度提高,汽水混合物中的气泡容积迅速增加,使汽包水位上升,当气泡容积的增加与负荷相适应达到新的平衡状态后,水位不在上升而保证不变。

对汽包而言,在其输出流量(蒸汽流量)增加时,输入流量(给水流量)不变的情况下,汽包水位一开始不但不下降,反而上升,这

种现象称为“虚假水位”,当虚假水位达到极致时,水位将反方向突然快速变化。

12.单级三冲量给水自动调节系统:

调节器依据汽包水位H,给水流量W和蒸汽流量D三个信号进行调节,所以称为三冲量调节系统。

调节系统有两个闭合回路,分别是主回路和副回路。

单级是相对于串级而言,它说明在主回路中只有一个调节器。

13.大型锅炉的气温调节包括过热蒸汽温度调节和再热蒸汽温度调节。

14.影响过热蒸汽温度变化的原因主要有:蒸汽量,烟气量和减温水量。

蒸汽量扰动时过热蒸汽温度的动态特性:

当蒸汽量扰动时,沿过热器管道整个长度各点的温度几乎同时变化,过热器出口温度阶跃响应曲线的特点是有迟延,有惯性,有自平衡能力;当锅炉的蒸汽量增加时,对流式过热器和辐射式过热器的出口气温随蒸汽量变化的方向是相反的。蒸汽量增加时,通过对流式过热器的烟量增加,烟温也随之升高,这两个因素都使对流过热器气温升高。但是,由于蒸汽量增加时,炉膛温度升高较少,辐射传热量的增加比蒸汽量增加所需的吸热量增加要少,因此,当蒸汽量增加时,辐射式过热器出口气温是下降的。

通过对流过热器的受热面积大于辐射过热器的受热面积,对流方式比辐射方式吸热量多,因此,总的气温将随蒸汽量增加而升高。

15.串级气温调节系统:串级气温调节系统具有两个闭合回路:由被调对象的导前区,导前气温θ2的变送器,副调节器P,执行器Z和减温水调门组成内回路或称为副回路。由被调对象的惰性区,主气温变送器,主调节器P和内回路组成外回路或称为主回路。

导前气温能够快速反映扰动,只要导前气温发生变化,副调节器P就改变减温水流量,初步维持导前气温在一定范围内,对过热器出口气温起粗调作用。而过热器出口气温的调节,则是通过主调节器PI来校正副调节器工作,只要过热器出口气温未达到给定值,主调节器PI的输出信号就不断变化,使副调节器不断地去调节减温水量,直到过热器出口气温恢复到给定值为止,主调节器PI起细调作用。

内回路及副调节器的任务是快速消除内扰,要求调节过程的持续时间较短,但不要求无无差,一般可选用纯比例调节器;外回路及主调节器的任务是维持过热器出口气温稳定,一般选用比例积分调节器。

16.锅炉燃烧控制有以下几项内容:

1、燃料量控制:使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量满足外部负荷要求信号。

2、送风量控制:燃料量变化时,应及时改变进入炉膛的空气量,以保证燃料燃烧的完全燃烧和排烟损失最小,所以送风量控制应保证锅炉燃烧过程的经济性。

3、引风量控制(负压控制):引风量控制应使引风量与送风量相适应,并保持炉膛压力在要求的范围内。

总的来说,燃烧过程要保持合理的风粉配合,合理的一,二次风配合和合理送引风配合,还要求保持合适的炉膛温度。

17.燃烧控制系统的特点:

燃烧过程的控制对象之间存在着相互影响,每个被控制量都同时受到几个控制量的影响,每个控制量又能同时影响几个被控量。严格地讲,燃烧过程控制对象为多输入、多输出的多个变量对象,对多遍了对象应采取多变量控制理论设计方法来设计控制系统。但目前电厂广泛使用单变量控制理论来设计控制系统,这是由于用单变量控制方法加上一些改进措施(如前馈信号等)已满足电厂生产过程的要求。

18.单元机组主控制系统:所谓单元制热力系统就是一台汽机配一台锅炉,机电炉控制设备都放在单控制室中,单元制运行方式简化了热力系统使蒸汽经中间再热处理称为可能,提高了机组热效率。

19.负荷控制方式可分为两类:机炉分别控制方式和机炉协调控制方式,机炉分别控制方式分两种:即锅炉跟随方式和汽轮机跟随方式,这是两种基本的控制方式。

A.锅炉跟随方式:原理:由汽轮机调节机组的输出电功率、锅炉调节气压。当负荷指令P0改变时,汽轮机主控制器先发出改变调门开度的指令MT,从而改变汽轮机的进气量,使机组输出电功率PE迅速与P0趋于一致。调门开度改变后汽压pT随即变化,这时,锅炉主控制器根据汽压偏差发出控制指令MB,改变锅炉的燃烧率,使pT恢复到给定值P0,最后稳态时PE=P0,pT=p0

当燃烧率扰动时,汽压变化而产生偏差,蒸汽流量也变化,汽轮


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