A侧一级过热汽温调节系统内扰试验方案
热工控制系统实验三过热汽温串级控制系统仿真实验样本
实验三 过热汽温串级控制系统仿真实验一、实验目1.理解过热汽温串级控制系统构造构成。
2.掌握过热汽温串级控制系统性能特点。
3.掌握串级控制系统调节器参数实验整定办法。
4.分析不同负荷下被控对象参数变化对控制系统控制品质影响。
二、实验原理本实验以某300MW 机组配套锅炉过热汽温串级控制系统为例, 其原理构造图如下图所示:过热器过热器喷水减温器图3－1 过热汽温串级控制系统原理构造图由上图, 可得过热汽温串级控制系统方框图如下:扰动图3－2 过热汽温串级控制系统方框图● 主调节器在图3－2所示过热汽温串级控制系统中主调节器()1T W s 采用比例积分微分（PID ）调节器, 其传递函数为:()11111111111T d p i d i W s T s K K K s T s s δ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭式中: ——主调节器比例系数( )；1i K ——主调节器积分系数(1111i i K δ=)；1d K ——主调节器微分系数(111d d K T δ=)。
● 副调节器在图3－2所示过热汽温串级控制系统中副调节器 采用比例（P ）调节器,其传递函数为:()2221T p W s K δ==● 式中: ——副调节器比例系数( )。
● 导前区对象在图3－2所示过热汽温串级控制系统中导前区对象()2W s 在50％和100％负荷下 传递函数分别为:（1）50％负荷下导前区对象传递函数: ● （2）100％负荷下导前区对象传递函数: ● 惰性区对象在图3－2所示过热汽温串级控制系统中惰性区对象()1W s 在50％和100％负荷下 传递函数分别为:（1）50％负荷下惰性区对象传递函数: （2）100％负荷下惰性区对象传递函数:三、实验环节1.在MATLAB 软件Simulink 工具箱中, 打开一种Simulink 控制系统仿真界面, 依照图3－2所示过热汽温串级控制系统方框图建立仿真组态图如下:图3－3 过热汽温串级控制系统仿真组态图惰性区对象传递函数模块建立惰性区对象传递函数为三阶惯性环节, 在组态图中采用建立子模块方式建立惰性 区对象传递函数模块。
热工自动装置检修工(中级)考试题
热工自动装置检修工（中级）考试题1、判断题燃油用的流量测量可采用靶式流量计和差压流量计。
（）正确答案：错2、填空题执行器电机送电前，用500V兆欧表进行绝缘检查，绝缘电阻应不小于（）。
（江南博哥）正确答案：0.5MΩ3、判断题用节点法计算各支路电流时，会因参考电位选择的不同而使结果有所变化。
（）正确答案：错4、填空题评定调节系统的性能指标有（）、（）和（），其中，（）是首先要保证的。
正确答案：稳定性；准确性；快速性；稳定性5、填空题（）常用作数字信号的数据锁存器。
正确答案：D触发器6、判断题随着机组的负荷上升，蒸汽流量不断增大，则过热器减温喷水的流量也会不断地被调大。
（）正确答案：错7、判断题交流放大电路中输入输出环节的电容主要起储能作用。
（）正确答案：错8、判断题随动调节系统的给定值是一个随时间变化的已知函数。
（）正确答案：错9、填空题全面质量管理要求运用数理统计方法进行质量分析和控制，是（）。
正确答案：质量管理数据化10、判断题保温管道及设备上感温件的外露部分无需保温。
（）正确答案：错11、判断题使用节流装置测量流量时，节流装置前的管道内必须加装流动调整器。
（）正确答案：错12、判断题热工参数的调节和控制主要有单冲量调节和多冲量调节两种方式。
（）正确答案：错13、问答题影响蒸汽温度变化的因素有哪些？正确答案：从自动调节的角度看，影响蒸汽温度（被调节参数）变化的有外扰和内扰两大类因素。
外扰是调节系统闭合回路之外的扰动，主要有：蒸汽流量（负荷）变化；炉膛燃烧时，炉膛热负荷变化，火焰中心变化，烟气量及烟气温度变化（主要是送风量和引风量变化，或炉膛负压变化）；制粉系统的三次风送入炉膛，在启停制粉系统时要影响蒸汽温度变化；当过热器管壁积灰或结焦时，影响传热效果，也要影响蒸汽温度变化。
内扰是调节系统闭合回路内的扰动，主要有减温水量变化（给水压力变化、启停给水泵等）、给水温度变化（影响减温效果）等。
14、填空题在单回路调节系统中，调节器的作用方向根据（）。
过热汽温控制系统的无扰切换控制与组态设计
南 京理 工大 学学 报
Ｊｕ ａ ｏ ａ ｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｙ ｏｒ ｌ ｆ ｍｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｎ Ｎ ｇ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｏ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ ． ６ １ ３ Ｎｏ １ ． Ｆｅ ｂ．２ ２ ０１
ｓｌ ａ ａｔ ｅ ｐｏ ｏ ｉｎｌｓｍ ｄｆ ｒｎｉ （ Ｓ ｅ －ｄ ｐｉ ｒｐ ｒｏ ａ ｕ ｉｅｅ ｔ ｌ Ｐ Ｄ）ｓ ｉ ｈｎ ｏｔ ｌｓｈｍｅ ｉ ｐｏｏｅ ｅｅ Ａ ｆ ｖ ｔ ｆ ａ ｗｔ ｉ ｃｎｒ ｃ ｅ ｓ ｒｐ ｓｄ ｈｒ． ｃ ｇ ｏ
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实验四 汽包炉过热汽温调节系统的整定
实验四汽包炉过热汽温调节系统的整定一、实验目的与要求1．掌握汽包炉过热汽温调节系统的整定步骤2．掌握调节器参数对调节过程的影响。
二、实验内容已知：被调对象导前区传递函数，被调对象惰性区传递函数，电动执行器Kz和减温水调节阀的传递系数Ku之积为1（KzKu=1），主汽温和导前汽温变送器系数。
要求：（1）求出串级调节系统中主副调节器参数的整定值（ψ＝0.75）；（2）进行计算机仿真，在仿真过程中根据要求进一步修改调节器参数的整定值。
串级汽温调节系统系统方框图如下所示：串级汽温调节系统方框图图中，Go1(S) 和Go2(S)分别为惰性区和导前区对象传递函数；Ga1(S)和Ga2(S)分别为主调节器和副调节器的传递函数；γθ1和γθ2分别为主汽温和导前汽温变送器系数；Kz为执行机构传递系数，Ku为喷水调门传递系数； Wj1为调节作用引起的减温水量变化，Wj2为扰动作用下减温水量，Wj为总减温水量。
一般，汽温对象导前区的迟延和惯性比惰性区要小，而且副调节器又选用P或PD规律，在这种情况下，内回路的调节过程要比外回路的调节过程快得多。
内回路动作时，外回路可以视为开路状态；当外回路动作时，内回路可视为快速随动系统。
则串级汽温调节系统可以采取内、外回路分别整定的方法进行整定。
（1）内回路的整定设副调节器选用比例调节规律：若以减温水量内扰Wj2为内回路输入信号，以导前汽温θ2为其输出信号，则内回路传递函数为此时可将除Go2(S)以外的部分视为等效调节器，则等效副调节器为可见等效副调节器仍为比例性质，等效比例带为。
当已知导前区对象传递函数Go2(S)后，便可根据单回路系统整定原则对内回路进行整定计算。
另外，由系统方框图可写出内回路的闭环特征方程式为：内回路被调对象Go2(S)为一般为二阶（或一阶）对象，且调节器Ga2(S)一般采用比例规律，所以内回路闭环系统仍为二阶系统，可用二阶系统的有关分析方法整定。
设内回路的整定要求为衰减率ψ=0.75，相应的阻尼比ξ=0.216，通过计算可求出副调节器比例带δ2的数值。
热工模拟量控制系统(MCS)定期扰动试验方案设计
热工模拟量控制系统（MCS）定期扰动试验方案目录汽包水位调节系统（单冲量）内扰试验方案 (1)汽包水位调节系统（单冲量）定值扰动试验方案 (3)汽包水位调节系统（电泵三冲量）内扰试验方案 (5)汽包水位调节系统（电泵三冲量）定值扰动试验方案 (7)A侧一级过热汽温调节系统内扰试验方案 (10)A侧一级过热汽温调节系统定值扰动试验方案 (13)B侧一级过热汽温调节系统内扰试验方案 (16)B侧一级过热汽温调节系统定值扰动试验方案 (19)A侧二级过热汽温调节系统内扰试验方案 (22)A侧二级过热汽温调节系统定值扰动试验方案 (25)B侧二级过热汽温调节系统内扰试验方案 (28)B侧二级过热汽温调节系统定值扰动试验方案 (31)A侧再热汽温调节系统内扰试验方案 (34)A侧再热汽温调节系统定值扰动试验方案 (37)B侧再热汽温调节系统内扰试验方案 (40)B侧再热汽温调节系统定值扰动试验方案 (43)炉膛压力调节系统定值扰动试验方案 (46)送风调节系统定值扰动试验方案 (49)一次风母管压力调节系统定值扰动试验方案 (52)A磨煤机入口风量调节系统定值扰动试验方案 (55)A磨煤机出口温度调节系统定值扰动试验方案 (58)B磨煤机入口风量调节系统定值扰动试验方案 (61)B磨煤机出口温度调节系统定值扰动试验方案 (64)协调控制系统负荷扰动（7MW/MIN）试验方案 (67)协调控制系统负荷扰动(21MW/MIN)试验方案 (72)除氧器水位调节系统定值扰动试验方案 (75)凝汽器水位调节系统定值扰动试验方案 (77)汽机轴封压力调节系统定值扰动试验方案 (79)高加水位调节系统定值扰动试验方案 (81)低加水位调节系统定值扰动试验方案 (83)附录记录表格样式 (84)汽包水位调节系统（单冲量）内扰试验方案1试验项目汽包水位调节系统（给水旁路调整门）内扰试验。
2试验目的检验低负荷（0%—25%ECR）时单冲量水位调节系统（给水泵出口旁路调节门）的调节品质。
过热汽温串级控制系统的设计
引言火电厂锅炉汽温控制系统具有大迟延、大惯性的特点，且影响汽温变化的扰动因素很多，如蒸汽负荷、烟气温度和流速、火焰中心位置、减温水量、给水温度等等，这些扰动会极大影响机组的平安、经济运行。
本设计的工作意义是：大型火电厂锅炉过热汽温对电厂平安经济运行有着重要影响, 过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中温度最高点，如果蒸汽温度过高就会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏，威胁机组的平安运行。
如果过热蒸汽温度偏低，那么蒸汽含水量增加，会降低电厂的工作效率，甚至会使汽轮机带水，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。
所以控制好过热器出口温度非常重要。
通常要求它的温度保持在额定值5范围内。
常规的蒸汽温度控制方案大致可分为两种: 一种是串级控制, 另一种是导前微分控制。
目前该领域的控制方法有：过热汽温FPID(模糊PID)控制系统, 基于控制历史的过热汽温模糊串级控制系统，过热汽温鲁棒PID控制系统，但以上方法都只是理论研究，应用于实际生产之中的控制方式以传统方法为主。
继续提高主汽温、再热汽温的控制品质，仍具有较高的理论与实用价值。
本文以过热汽温串级控制系统的思路对被控对象进行研究与分析，针对被控对象的大延迟，不确定等特点，选择串级控制系统能够获得较好的抗干扰性能和动态特性。
第一章单元机组燃烧系统本课题研究对象为200MW单元机组过热汽温串级控制系统，锅炉为高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉，下面将先介绍锅炉的燃烧系统。
1.1 燃烧室(炉膛)炉膛断面尺寸为深12500mm、宽13260mm的矩形炉膛其深宽比为。
这样近似正方形的矩形截面为四角布置切圆燃烧方式创造了良好的条件。
从而使燃烧室四周的水冷壁吸热比拟均匀，热偏差较小。
燃烧室上部布置四大片分隔屏过热器，便于消除燃烧室上方出口烟气流的剩余旋转，减少进入水平烟道的烟气温度偏差。
汽包，壁厚145mm，筒身长20500mm，汽包横向布置在锅炉前上方，汽包内径为1743筒身两端各与半球形封头相接，筒身与封头均用BHW-35钢材制成。
浅析过热汽温串级控制的控制方案
根据控制信号，执行器调节蒸 汽流量，实现对过热蒸汽温度
的控制。
控制系统的调试与优化
系统调试
在系统硬件和软件联调过程中，对系统进行测试 和调试，确保系统功能的完整性和稳定性。
控制参数优化
根据实际运行情况，对控制参数进行优化，提高 系统的控制精度和响应速度。
报警阈值调整
根据实际运行安全需求，对报警阈值进行调整， 确保系统在异常情况下的及时预警。
有重要意义。
在实际工业生产过程中，过热汽温控制 存在许多难点和挑战，如温度变化非线 性、时变性、外部干扰等问题，这些问 题影响了过热汽温控制的准确性和稳定
性。
针对这些问题，研究过热汽温串级控制 方案对于提高过热汽温控制性能、促进 能源利用效率、保证工业生产安全等方
面具有重要意义。
研究内容与方法
研究内容
串级控制的基本原理
串级控制的概念
串级控制是一种多级控制系统， 其中两个控制器串联在一起，第 一个控制器的输出作为第二个控
制器的设定值，以此类推。
串级控制的优点
串级控制能够改善控制品质，提 高系统的抗干扰能力，增强系统
的鲁棒性。
串级控制的应用
在过热汽温控制中，采用串级控 制方案可以有效地提高系统的控
浅析过热汽温串级控制的控制方案
汇报人： 日期:
目 录
• 引言 • 过热汽温控制系统的基本理论 • 过热汽温串级控制方案 • 过热汽温串级控制方案的实现 • 过热汽温串级控制方案的应用案例 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景与意义
过热汽温控制是现代能源工业中的重要 问题，随着能源结构的转变和能源需求 的增加，过热汽温的控制对于提高能源 利用效率、保证工业生产安全等方面具
汽温扰动试验方案
汽温扰动试验方案汽温自动调节系统扰动试验方案批准：审核：会审：编制：河南华润电力古城有限公司2019年03月12日一、试验目的优化汽温自动调节系统参数，提高自动调节品质。
品质指标要求如下（按火力发电厂模拟量控制系统品质指标要求）：二、试验要求1、锅炉燃烧稳定，机组负荷≥180MW ；2、汽温稳定在正常范围，减温水自动投入正常；三、试验前检查项目及准备工作 1、减温器前汽温信号正常；、 2、减温器后汽温信号正常；3、过热器再热器壁温信号正常；4、减温水流量信号正常；5、减温水压力信号正常；6、减温水自动调节系统运行正常；7、减温水自动调节系统手/自动无扰切换正常； 8、DCS 系统历史趋势记录功能正常；9、DCS 系统历史趋势打印功能正常；10、热控人员在工程师站做好相关参数曲线配置工作，至少包含以下参数： a 、汽温设定值； b 、汽温测量值； c 、调节器输出；d 、减温水流量值；e 、减温水调门反馈; 四、试验步骤汽温稳定在当前设定值15min 后，开始按下列步骤进行定值扰动试验：一）、第一次扰动试验：1、由运行人员将当前汽温设定值阶跃改变＋5℃；2、观察系统动作情况及汽温的变化趋势；3、计算并记录汽温最大动态偏差、最大稳态偏差、稳定时间等指标；二）、第二次扰动试验：1、由运行人员将当前汽温设定值阶跃改变－5℃；2、观察系统动作情况及汽温的变化趋势；3、计算并记录汽温最大动态偏差、最大稳态偏差、稳定时间等指标；每次扰动试验结束后，若调节品质指标满足要求则不需要对调节系统参数修改，若不满足要求则对调节系统的PID 参数进行相应修改，修改完毕后重新进行扰动试验，满足要求后结束试验。
五、试验注意事项1、试验前要通知发电部锅炉专工、技术支持部热控主任工程师到场；2、所有人员要服从当值值长的指挥，不具备试验条件不得进行；3、试验过程中所有操作由当值运行人员操作，其他人不得干预；4、试验过程中一旦出现异常情况，运行人员应立即终止试验；5、试验结束后要填好相关记录表格并打印相应曲线。
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A侧一级过热汽温调节系统内扰试验方案
1试验项目
A侧一级过热汽温调节系统减温水流量内扰试验。
2试验目的
检验A侧一级过热汽温调节系统的调节品质。
3试验仪器及数据记录
a）试验设备：工程师站1台，操作员站1台。
b）记录参数：机组负荷，A侧一级过热汽温，A侧一级过热汽温设定值，A侧一级减温器后汽温，A侧一级减温调节门指令及开度。
4试验条件
a）锅炉运行正常，机组负荷在在70%ECR-100%ECR范围内，且负荷稳定；
b）主蒸汽各级温度、再热汽温度指示准确；
c）减温水调节门有足够的调节裕量；
d）M/A操作站工作正常，跟踪信号正确，无切手动信号。
5试验步骤
a）投入A侧一级过热汽温调节系统自动。
b）运行人员将A侧一级汽温设定值和测量值稳定在正常值的高限，并维持10—20分钟。
c）运行人员将A侧一级过热汽温调节系统切至手动，并迅速增加减温水流量10%（额定值）后重新将A侧一级过热汽温调节系统投入自动。
d）热控专业试验人员同时计算减温水流量恢复到扰动前的值的时间，并打印记录曲线。
6质量指标
a）锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度允许偏差为：±4℃。
b）执行器不应频繁动作。
c）内扰：减温水扰动10％时，过热汽温从投入自动开始到扰动消除时的过渡过程时间应不大于2min；
d）定值扰动：过热汽温给定值改变±4℃时，控制系统衰减率Ψ=0.75~1、稳定时间为：小于12min。
e）机组协调控制系统负荷变动速率小于或等于1%ECR/min时，过热汽温最大偏差不应超过±4℃；
f）机组协调控制系统负荷变动速率小于或等于3%ECR/min时，过热汽温最大偏差不应超过±8℃；
7安全措施
a）试验正式开始前将试验方案发至各相关部门；
b）试验前由生产经营部生技分部组织参加试验人员详细讨论试验方案；
c）试验过程中参加试验人员听从当值值长的统一指挥；
d）建议在试验过程中增加一名运行人员，一人操作，一人监视。
e）试验过程中如遇危及设备和人身安全的不安全因素应立即终止试验。
f）发生以下情况时，运行人员可根据实际情况将调节系统切至手动：
──锅炉稳定运行时，过热汽温超出报警值；
──减温水调节门已全开，而汽温仍继续升高或减温水调节门已全关，而汽温仍继续下降；
──控制系统工作不稳定，减温水流量大幅度波动，汽温出现周期性不衰减波动；
──减温水调节门内漏流量大于其最大流量的15%；
──锅炉运行不正常，过热汽温低于额定值。
g）试验后水位调节系统参数与状态恢复原运行方式。
8试验分工
a）指挥：当值值长；
b）操作：当值运行人员；
c）记录曲线设定：维修部热控分部；
d）参数记录：热控专业试验人员；
e）配合：维修部热控分部负责；
f）主持及资料汇总：热控专业。
9时间安排
200 年月日时～月日时。