华北电力大学过程控制课程设计

课程设计报告

( 2008 -- 2009 年度第二学期)

名称：过程控制课程设计

题目：华润登封电厂300MW机组

蒸汽温度控制系统分析

院系：自动化系

班级：测控0603班

学号：200602030308

学生姓名：

指导教师：金秀章

设计周数：一周

成绩：

日期：2009 年7 月2 日

《过程控制》课程设计（分析类）

任务书

一、目的与要求

1．目的：通过本课程设计，使学生巩固《过程控制》所学内容，培养学生的分析、设计能力。

2．要求：能够对指定现场应用控制系统进行正确分析。

二、主要内容

1．题目：华润登封电厂300MW机组过热蒸汽温度控制系统分析

2．内容：

1）查阅2-3篇相关资料；

2）对指定现场应用控制系统SAMA图进行分析：分析控制系统构成，掌握工作原理，判断调节器正反作用，分析自动跟踪与无扰切换，分析主要逻辑；

3）撰写分析说明。

三、进度计划

四、设计成果要求

1．对指定控制系统SAMA图进行分析，力求分析正确。

2．撰写分析报告。

五、考核方式

设计报告+答辩

学生姓名：

指导教师：金秀章

2009年7月2日

一、课程设计的目的与要求

1. 目的：通过本课程设计，使学生巩固《过程控制》所学内容，培养学生的分析、设计能力。

2. 要求：能够对指定现场应用控制系统进行正确分析。

二、设计正文 控制系统的构成：

华润登封电厂300MW 机组过热蒸汽温度控制系统：汽包所产生的饱和蒸汽先流经低温对流过热器进行低温过热，然后依次流经前屏过热器、后屏过热器和高温对流过热器后送入汽轮机。

（一）、一级减温调节系统 1 . SAMA 图纸

:SAMA-B-40

2 .一过入口、出口蒸汽温度，均采用二选均标准逻辑。

3 .一级减温水流量，需进行温度补偿。补偿公式如下：

()t f k

k

q

m

**

**1

∆P =

∆P =

ρ

其中：

())

()(t f normal t t ρρ=

，tnormal 为减温水正常运行温度（或标定温度）。

缺省温度：tnormal ＝165℃（暂定）

说明：目前暂无减温水温度侧点，需设定正常运行温度；

4. 工作原理：

一级减温调节系统包括一个喷水调节阀，两个过热器入口蒸汽温度，A 、B 侧过热器出口蒸汽温度（各一个）。调节系统采用串级控制，为提高负荷响应特性，副调节器引入总风量作为前馈信号。主、副调节器都采用ADAPT 参数调整方式，便于变参数调节。另外，主调节器还增加了SMITH 预估控制器。

一级减温调节系统温度定值是负荷（主蒸汽流量）的函数，运行人员在 M/A 站上可以对温度定值进行偏置。调节系统手动时，副调节器输出自动跟踪M/A 站手动输出，主调节器输出自动跟踪入口温度信号，故调节系统手、自动无扰切换。另外，调节系统手动时，M/A 站出口汽温定值偏置自动跟踪反向计算的定值偏差信号，即实现定值自动跟踪测量值，故手、自动切换，定值无扰。 5 . 调节器的正反作用判断：

SP ：一级减温定值偏置， 零点：-200 ，量程：400。

PV ：一级过热汽温与自动定值之间的偏差（反向计算），其他同SP 。

该系统由三个基本信号组成，1级过热汽温1θ（主信号），1级减温水出口温度2θ（副

信号），总风量（前馈信号），规定信号极性为SP ：-，PV ：+。汽温偏差信号为PV1 –SP1，汽温偏差信号经PID 运算后和前馈信号进行叠加，当减温水出口温度2θ增大时，减温水出口温度应该减小为正常值。则减温水流量应增加，则应开大阀门，副PID 的输出增加，而由于减温水出口温度2θ增大，气温偏差信号pv-sp 也增加，则副PID 应该属于正作用。判断主PID 的作用，假设过热汽温1θ增大时，为使过热汽温1θ减小至正常值，应使调节阀门增加即副PID 输出增加。由于副PID 是正作用的，所以副PID 的输入PV2 -SP2应增加即SP2减小，则可知主PID 输出减小。而由于过热汽温1θ增大，输入PV1-SP1增大，则可以得出主PID 属于反作用。 6.切手动条件：

1） 一过出口蒸汽温度都坏质量； 2） 一过入口蒸汽温度都坏质量； 3） 主蒸汽流量坏质量； 4） 出口蒸汽温度偏差大； 5） 总风量坏质量； 6) 阀位偏差大； 7） 阀位坏质量； 8） 减温阀故障。 9）蒸汽流量低。 7.投自动步骤：

1）检查入口、出口蒸汽温度是否正常； 2）检查阀位是否正常； 3）检查减温阀是否故障；

4）检查出口蒸汽温度定值偏置是否跟踪，或温度偏差是否大； 5）投自动。

说明：1）调节系统未经热工人员调试，禁止投入自动；

2）调整PID 参数；

3）自动状态下，禁止调整前馈系数。

(二)、二级减温调节系统 1. SAMA 图纸:SAMA-B-41/42

2. A 、B 侧二过入口蒸汽温度，均采用二选均标准逻辑。

3. 二级级减温水流量，需进行温度补偿。补偿公式如下：

()t f k

k

q

m

**

**1

∆P =

∆P =

ρ

其中

())

()(t f normal t t ρρ=

，tnormal 为减温水正常运行温度（或标定温度）。

缺省温度：tnormal ＝165℃（暂定）

说明：目前暂无减温水温度侧点，需设定正常运行温度；

4.工作原理：

A 、

B 侧二级减温调节系统是分别独立的串级控制系统，各包括一个喷水调节阀，两个过热器入口蒸汽温度，1 个过热器出口蒸汽温度。调节系统采用串级控制，为提高负荷响应特性，副调节器引入总风量作为前馈信号。主、副调节器都采用ADAPT 参数调整方式，便于变参数调节。另外，主调节器还增加了SMITH 预估控制器。

二级减温调节系统温度定值是负荷（主蒸汽流量）的函数，运行人员在 M/A 站上可以对温度定值进行偏置。调节系统手动时，副调节器输出自动跟踪M/A 站手动输出，主调节器输出自动跟踪入口蒸汽温度信号，故调节系统手 、自动无扰切换。另外，调节系统手动时，M/A 站出口汽温定值偏置自动跟踪反向计算的定值偏差信号，即实现定值自动跟踪测量值，故手、自动切换，定值无扰。 5 . 调节器的正反作用判断：

SP ：二级减温定值偏置， 零点：-200 ， 量程：400。

PV ：二级汽温与自动定值之间的偏差（反向计算），其他同SP 。 左二级减温调节系统调节器的正反作用判断：

该系统由三个基本信号组成，1级过热汽温1θ（主信号），1级减温水出口温度2θ（副

信号），总风量（前馈信号），规定信号极性为SP ：-，PV ：+。汽温偏差信号为PV1 –SP1，汽温偏差信号经PID 运算后和前馈信号进行叠加，当减温水出口温度2θ增大时，减温水出口温度应该减小为正常值。则减温水流量应增加，则应开大阀门，副PID 的输出增加，而由于减温水出口温度2θ增大，汽温偏差信号pv-sp 也增加，则副PID 应该属于正作用。判断主PID 的作用，假设过热汽温1θ增大时，为使过热汽温1θ减小至正常值，应使调节阀门增加即副PID 输出增加。由于副PID 是正作用的，所以副PID 的输入PV2 -SP2应增加即SP2减小，则可知主PID 输出减小。而由于过热汽温1θ增大，输入PV1-SP1增大，则可以得出主PID 属于反作用。 右二级减温调节系统调节器的正反作用判断：

该系统由三个基本信号组成，1级过热汽温1θ（主信号），1级减温水出口温度2θ（副

信号），总风量（前馈信号），规定信号极性为SP ：-，PV ：+。汽温偏差信号为PV1 –SP1，汽温偏差信号经PID 运算后和前馈信号进行叠加，当减温水出口温度2θ增大时，减温水出口温度应该减小为正常值。则减温水流量应增加，则应开大阀门，副PID 的输出增加，而由于减温水出口温度2θ增大，水位偏差信号pv-sp 也增加，则副PID 应该属于正作用。判断主PID 的作用，假设过热汽温1θ增大时，为使过热汽温1θ减小至正常值，应使调节阀门增加即副