中国石油大学过程控制课件10 传热设备控制.ppt

* 左图：流量小、粘度大的情况 右图相当于一个串级控制。解释浮动阀的工作方式 * P312 * 主要危险： 1、被加热介质流量过少或者中断； 2、火焰熄灭； 3、燃料气流量过小造成回火； 4、燃料气压力过大造成脱火(PC是反作用控制器)。 燃料阀气开还是气关？（气开） TC和FC的正反作用选择，why?（反作用） 联锁后需要人工复位 * 主要危险： 1、被加热介质流量过少或者中断； 2、火焰熄灭； 3、燃料气流量过小造成回火； 4、燃料气压力过大造成脱火(PC是反作用控制器)。 燃料阀气开还是气关？（气开） TC和FC的正反作用选择，why?（反作用） 联锁后需要人工复位 * 锅炉可分为燃油、燃气和燃煤 简单讲述锅炉的工艺过程 * 详细说明锅炉变量之间存在关联，以及如何将系统分解为三大部分 被控变量： 根据用户要求——蒸汽温度、蒸汽压力 安全要求——水位、负压 经济要求——充分燃烧（过剩空气） * 通道对象的非线性特性表现在： 1、锅炉为球状时液位与蒸汽消耗量为非线性 2、由于气泡的存在，导致在不同的工况下（主要为蒸汽产量不同）K1和K2不同 * 由于蒸汽负荷变化导致汽包内压力瞬时变化，从而造成虚假水位的情况。 左图中H1是不考虑水面下气泡容积变化时的水位变化，H2是只考虑水面下气泡容积变化时的水位变化。 右图中的纯滞后是由于给水温度低于汽包内饱和水温，从而导致水面下气泡破裂。新加入的水用于填补气泡破裂造成的空间。温差越大，滞后时间越长。 * 对于停留时间长、负荷变化小的锅炉，配上联锁报警装置勉强可用。 * 如果是气关阀：PF增大，需要增加给水，因此C2Pf应该减小，所以C20 如果是气开阀：PF增大，需要增加给水，因此C2PF应该增加，所以C20 气开气关的选择，当阀门为气关阀时控制器的正反作用？（正） C2的取值可在现场进行测试获得： 在正常工作点处改变负荷，测试水位不变时控制器的变化。除以负荷的变化就是C2的取值。 * Qsmax是蒸汽流量的测量范围 Zmax和Zmin是变送器输出的变化范围，常为4～20mA * 由于调节阀的工作特性不能保证线性，静态补偿较为困难，而且无法很好地克服给水扰动。因此采用一个内回路。 当调节阀为气关阀时两个控制器的正反作用？（FC正，LC反） C2的符号与内回路测量环节有关。 * Qwmax是水流量的测量范围 副回路非常快，可把FC回路的设定值与测量值看作相等 * 左图把LC看作为1的比例控制器 右图把FC看作为1的比例控制器 * 燃烧过程控制：出口蒸汽压力、过剩空气、负压 蒸汽压力控制器PC的正反作用？（反） 当蒸汽压力下降时，Ip上升，高选器选中Ip使得I2等于Ip。随着I2的增加，空气回路FC的设定值增加，空气阀开度增加。随着空气阀门开大，空气流量上升，Q2增加使得I3增大。低选器一直选中I3，使得I1增加，从而燃料阀开大，Q1增加。因此，当蒸汽压力下降时，先开空气阀再开燃料阀。 当蒸汽压力上升时，Ip下降，低选器选中Ip使得I1等于Ip。随着I1的减少，燃料回路FC的设定值减少，燃料阀开度减小。随着燃料阀门减小，燃料流量下降，Q1减少使得I4减小。高选器一直选中I4，使得I2减小，从而空气阀关小，Q2减小。因此，当蒸汽压力增加时，先关燃料阀再关空气阀。 同样问题可见P100比值控制 * 扰动多、控制通道滞后大 右图中设置流量回路可减小液位控制系统对过热蒸汽控制的干扰 锅炉设备的控制问题 系统分解：（1）锅炉汽包水位的控制； （2）锅炉燃烧系统的控制； （3）过热蒸汽系统的控制。 汽包水位的控制问题 液位过高，过低的危害 被控变量：汽包水位，用H (s)表示 控制变量：汽包给水量，用G (s)表示 主要干扰： 蒸汽负荷（蒸汽流量），用D (s)表示 通道对象： 非自衡、非最小相位和非线性等特性 汽包水位的对象特性 干扰通道特性 控制通道特性 纯滞后是由于给水温度低于汽包内饱和水温，从而导致水面下气泡破裂。新加入的水用于填补气泡破裂造成的空间。温差越大，滞后时间越长。 非最小相位特性 对象为非最小相位（存在位于复平面右半平面的零点）的条件为 汽包水位的单冲量控制 汽包水位的双冲量控制 前馈补偿原理：C2的符号由调节阀的作用决定，具体数值可现场调整或根据阀门特性计算其初始值。 双冲量控制——C1 、C2和C0的数值设置 假设线性阀门： 流量测量变送的： 取 C1一般取值为1。C0为恒值， 正常工况下与C2PF抵消。 汽包水位的三冲量控制 三冲量控制——C2的数值设置 内回路的闭环传递函数： C2的数值设置： 三冲量控制系统的简化连接 锅炉的燃烧控制 蒸汽压力的变化反映生产的蒸汽量与消耗的蒸汽量相适应的程度。负荷变化时，须通过控制燃料量使蒸汽