1、第八章 過程控制系統的工程運用8.1 典型傳熱設備的過程控制8.1.1概述鍋爐是國民經濟各行業必不可少的重要傳熱設備驅動發電機動力機構的動力源作為熱源提供應工業消費安裝民用取暖設備.鍋爐設備主要工藝流程圖 鍋爐熱力系統流程 .鍋爐熄滅系統流程 高溫煙氣空氣預熱器.鍋爐設備的調理義務鍋爐供應的蒸汽量順應負荷變化的需求或堅持給定的負荷；鍋爐供應用汽設備的蒸汽壓力堅持在一定范圍內；過熱蒸汽溫度堅持在一定范圍內；汽包中的水位堅持在一定范圍內；堅持鍋護熄滅的經濟性和平安運轉；爐膛負壓堅持在一定范圍內。.鍋爐設備控制的假設干個控制系統 給水自動控制系統 鍋爐熄滅的自動控制 過熱蒸汽系統的自動控制熱力除氧鍋

2、爐水處置過程控制 .給水自動控制系統(鍋爐汽包水位的控制)鍋爐汽包內部堅持一定的蒸發空間。控制變量是給水流量。 汽包內部的物料平衡，使給水量順應蒸發量，維持汽包中水位在工藝允許范圍內維持汽包中水位在給定范圍內是保證鍋爐、汽輪機平安運轉的必要條件，是鍋爐正常運轉的主要標志之一。 汽包.鍋爐熄滅的自動控制主要目的：使燃料和空氣到達合理比例燃料的平安熄滅被控變量：蒸汽壓力(負荷)、煙氣成分和爐膛負壓控制變量：燃料量、送風量和引風量爐膛負壓堅持在一定的范圍內.過熱蒸汽系統的自動控制系統設置目的：對于蒸汽的溫度、壓力以及含水量等有要求被控變量：過熱蒸汽溫度控制變量：噴水量.8.1.2 鍋爐汽包水位的控制

3、1、控制通道的特性曲線H2：給水溫度汽包內飽和水溫度給水流量的添加的初始階段，從原來飽和水中汲取部分熱量，導致水位下降直線H1:水位隨著給水量的添加而直線上升水位變化的曲線HH1、H2的疊加給水流量作用下的鍋爐水位呼應曲線.數學描畫近似積分環節和純滯后環節的串聯傳送函數表示 K0呼應速度給水流量變化單位流量時，水位的變化速度 .“單沖量控制系統單沖量汽包的水位阻止水位到達給定值用戶蒸汽用量 .2、干擾通道的特性曲線H1：蒸汽流量D添加時，蒸汽量D大于給水量，水位下降曲線H2：蒸汽流量添加，瞬時間導致汽包壓力的下降，汽包內的水沸騰忽然加劇，水位上升曲線H：H1和H2的疊加。“虛偽水位蒸汽流量擾動

4、作用下的水位階躍呼應曲線.H包含兩個方面 一方面：蒸汽流量添加時，在燃料量不變的情況下，汽包水位直線下降H1，數學模型：一方面：蒸汽流量添加，汽包內部壓力降低，呵斥虛偽水位，水位上升H2。數學模型：蒸汽流量擾動時，水位變化動態特性傳送函數 .單沖量存在的問題1、負荷變化時產生的“虛偽水位，將使調理器反向錯誤動作。 如：負荷增大虛偽水位上升調理器接遭到虛偽的信號調理閥反向關小給水不能添加水位2、負荷變化時，控制造用緩慢。3、給水系統出現擾動時，動作作用緩慢。.雙沖量控制系統蒸汽流量和鍋爐水位 前饋反響控制系統 .三沖量控制系統 前饋串級控制系統 .控制方式選擇如：蒸發量小的鍋爐單沖量簡單控制系統

5、如：大型鍋爐系統串級控制系統如：多用戶蒸汽系統前饋控制.8.1.3蒸汽過熱系統的控制 組成：一級過熱器、減溫器、二級過熱器義務：使過熱器出口溫度維持在允許范圍內，并且維護過熱器使管壁溫度不超越允許的任務溫度。過熱氣溫：鍋爐汽水通道中溫度最高的地方 減溫器過熱器.影響過熱氣溫的擾動要素蒸汽流量熄滅工況減溫水量流經過熱器的煙氣溫度、流速.過熱氣溫控制方法廣泛采用方法：減溫水流量時滯和時間常數大串級控制系統減溫器出口溫度為副被控變量減少過熱氣溫的動態偏向.雙沖量控制系統減溫器出口溫度經微分器作為一個沖量.8.1.4 鍋爐熄滅過程的控制燃料種類熄滅設備鍋爐方式.1熄滅過程自動控制義務1、使鍋爐出口蒸汽

6、壓力穩定2、保證熄滅過程的經濟性3、堅持爐膛負壓恒定可供調理的手段：燃料量、送風量和引風量控制系統設計的總原那么該當是：消費負荷變化時，燃料量、送風量和引風量應同時協調動作.2蒸汽壓力控制和燃料與空氣比值控制系統比值調理系統燃料與空氣堅持一定比例主流量K燃料調理器送風調理器.蒸汽壓力燃料流量串級控制送風量隨燃料量變化而變化的比值控制缺陷：負荷發生變化時，送風量變化落后于燃料變化。.熄滅過程改良方案負荷減少時，先減燃料量后減空氣量；負荷添加時，先加大空氣量，以使熄滅完全。.3熄滅過程的煙氣氧含量閉環控制鍋爐的熱效率(經濟熄滅)主要反映在煙氣成分(特別是氧含量)和煙氣溫度兩個方面。煙氣中成分：氧氣、二氧化碳、一氧化碳和未熄滅烴反映燃料熄滅的情況最簡便的方法：煙氣中氧含量。實踐上完全熄滅所需的空氣量要超越實際計算的量要有一定過剩空氣量。 .過剩空氣系數表示實踐空氣量Qp與實際空氣量QT之比與煙氣氧含量有直接關系，A0煙氣含氧量過剩空氣量過剩空氣量.煙氣氧含量的閉環控制系統 .蒸汽負荷經常變動 添加折線函數發生器 折線函數發生器蒸汽量.4多種燃料時過剩空氣及燃料配比的控制系統 1低過剩空氣的控制系統 控制方法：以總實際空氣量為基準，即根據各燃料的流量，分別計算出實