李彩虹 开题报告.doc

附件2 　　　　 广西大学本科生毕业设计（论文）开题报告 学号 0802100515 学生姓名 李彩虹 学院 电气学院 专业年级 2008级自动化 指导教师 何小阳 职称 教授 设计（论文）题目 锅炉过热蒸汽温度控制 本课题国内外研究动态及意义： 锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。 锅炉蒸汽温度直接影响全厂的热效率和过热器管道、汽轮机等设备的安全运行，其控制系统是锅炉重要的控制系统之一。蒸汽过热系统的控制任务是使过热蒸汽出口温度维持在允许范围内，并保护过热管管壁温度不超过允许的工作温度。 1、国内外研究动态 由于锅炉热力系统的重要地位，国内外大批科技工作者在其动态特性的理论研究方面进行了大量的工作，迄今为止已有大半个世纪的历程，取得了一系列富有成效的研究成果，从而极大地丰富了此研究领域的方法和内容，并逐渐形成了一门新兴的交叉学科—热力系统动态学。 锅炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制，冶金、机械、食品、化等各类工业生产过程中广泛使用的各种锅炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。因此，在工业生产过程中常需要对温度进行检测和控制。由于许多实践现场对温度的影响是多方面的，使得温度的控制比较复杂，传统的锅炉控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系统的体积增大，耗电多，效率不高且易出故障，不能保证正常的工业生产。 自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。它们主要具有适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制、适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制、适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制以及采用先进的算法，适应的范围广泛等特点。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。但 随着我国经济的发展及加入 WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，并通过合资、技术合作等方式，组建了一批合资、合作及独资企业，使我国温度等仪表工业得到迅速的发展。 2、本课题的研究意义 锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可供生产过程中作为热源，而且还可作为蒸汽透平的动力源。随着工业生产过程规模的不断扩大，生产过程的不断强化，作为全厂动力和热源的锅炉设备，亦向大容量、高参数、高效率方向发展。为确保锅炉生产的安全操作和稳定运行，对锅炉设备的自动控制也提出了更高的要求。锅炉过热蒸汽温度控制是生产工艺的一项重要指标，温度控制是否准确直接影响产品的质量。如果过热蒸汽温度过高，过热器易损坏，造成汽轮汽轮机内部器件过度热膨胀，严重影响运行安全。过热蒸汽温度过低，设备效率下降，汽轮机最后几级蒸汽湿度增加，造成汽轮机叶片磨损。随着社会的发展，温度的测量及控制变的越来越重要。温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。在工业生产过程中为了高效的进行生产，必须对成产工艺过程中的主要参数，如温度，压力，流量速度等进行有效的控制。其中温度的控制再生产过程中占有相当大的比例。准确测量和有效控制温度是优质，高产低耗和安全生产的重要条件。我国现有中、小型锅炉100多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，采用合适的过程控制方案是一件具有深远意义的工作。 实际生产中过热蒸汽控制系统常采用减温水流量作为操纵变量，但由于控制通道的时间常数及纯滞后均较大，组成单回路控制系统往往不能满足生产的要求。串级控制由于副环的存在，改善了对象的特性，是等效副对象的时间常数减小，系统的工作频率提高。同时，由于串级系统具有主、副两只控制器，使控制器的总放大倍数增大，系统的抗干扰能力增强，因此，一般来说串级控制系统的控制质量要比单回路控制系统高。在锅炉过热温度控制系统中，为了获得更好的控制精度，所以采用串级控制系统以得到良好的控制特性。 随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求的越来越高，作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一的锅炉，其控制和管理随之要求越来越高。但在我们国家，除了一些大中型锅炉采用了先进