华北电力大学(保定)过程控制--第十章_火电厂热工控制.ppt

σP σPO PI Pr I × ∑ PI ∑ ∑ ∑ × f(x) PI ＞ ∑/n f(x) PI ∑ ＜ A PI ∑ ÷ √￣ PI K ∑ PI PI P ≮≯ P1 _ 速度级压力 n 给煤机转速 Vm1 磨一次风量 送风量 O2% P1 _ _ _ + IB Pf Pfo 一次风温 Qm1 Vm1 磨煤机温度 n0 θm0 Pv1 θm Pv10 n 燃油量 _ _ _ _ 一次风压 B0 V G Vm1 Vr V1 V2 给煤量 送风量 引风量 磨一次 风量 热风量 一次 风量 层燃料 风量 直吹式制粉系统给煤机转数为反馈信号的燃烧控制系统 V 给煤机转速指令 §10-4 锅炉给水控制系统 一、 汽包炉给水控制的任务 使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内。具体要求： （1）维持汽包水位在规定的范围内。 正常：⊿H±30~50mm；异常：⊿ H±200mm 故障： ⊿ H±350mm （2）保持稳定的给水流量。 二、动态特性分析 w D H 1. 非自衡，虚假水位（气泡体积变化产生虚假水位） 2. W 对H的影响惯性大，虚假水位小；D对H的影响惯性小，虚假水位大； B对H的影响惯性最大，虚假水位小。 B H H 非沸腾式省煤器炉 3. 给水对象传递函数： H H 1. 单冲量控制 H W D Gc(s) GW(s) H H0 + - 控制系统原理图 特点：结构简单，但虚假水位将导致系统振荡加剧。 三、控制系统结构设计与分析 2. 双冲量比值控制 H W D 特点：可有效克服虚假水位，长时间D与W的偏差将导致水位大偏差 流量调节 调节机构 W D + - 控制系统原理图 K1 K2 调节结束时，调节器输入为零 假定在额定负荷（D=D0）时，有H=Hr 上两式相减得： 控制系统原理图 3. 单级三冲量控制 给水系统稳定时W=D ，因此有： 讨论： （1）若KW=KD D0 （2）若KWKD （3）若KWKD 特点：具有单冲量和双冲量控制的优点，但对比值参数要求严格。 D H Hr 4. 串级三冲量控制 H W D Gc1(s) Kv Gp(s) - r H D Δw + Gd(s) Gff(s) Gc2(s) 特点：具有单冲量和双冲量控制的优点，比值参数的误差可通过主调节器校正。 * 过程控制 第十章 火力发电厂大型单元机组的自动控制 §10-1 大型单元机组的生产过程及其对控制的要求 §10-2 单元机组负荷控制系统 §10-3 燃烧过程的控制系统 §10-4 锅炉给水控制系统 §10-5 蒸汽温度控制系统 §10-1 大型单元机组的生产过程及其对控制的要求 大型单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。锅炉的产热、汽机的做功及发电机的发电协调配合完成发电生产。由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。 单元制机组 热力发电过程 μ N T PT H 最重要的控制系统 单元机组负荷控制系统 燃烧控制系统 汽包水位控制系统 汽温控制系统 §10-2 单元机组负荷控制系统 一、 负荷控制系统的控制任务： 在保持主汽压力PT稳定的前提下，紧密跟踪电网对机组负荷的要求。 N pT B Vs μ μ N pT B 负荷对象特性： GpB(s) Gpμ(s) GNB(s) GNμ(s) μ N pT B μ N pT B 多变量对象 特点： 有自衡能力，机快炉慢，锅炉有蓄热 耦合严重，炉侧燃料量的扰动频发。 控制方案： 1. 锅炉跟踪方式（炉跟机） 特点：系统响应速度快，但机组稳定性差。 锅炉 汽机 机调 炉调 PT N B GpB(s) Gpμ(s) GNB(s) GNμ(s) μ N pT B PID PID N0 ps 2. 汽机跟踪方式（机跟炉） 特点：机组稳定性好， 但系统响应速度慢。 锅炉 汽机 机调 炉调 PT N B GNB(s) GNμ(s) GpB(s) Gpμ(s) μ pT N B PID PID pS N0 3. 机炉协调方式 锅炉 汽机 机调 炉调 PT N B PS N0 以炉跟机为基础的双向补偿协调控制系统 GpB(s) Gpμ(s) GNB(s) GNμ(s) μ N pT B PID PID N0 ps 以炉跟机为基础的单向解耦协调控制系统 + μB μT PT _ + _ NE + N0 锅炉控制器 P0 汽机控制器 锅炉 P0-PT 汽机 _ (a) 以炉跟机为基础的