[毕业设计] [毕业设计]电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计

论文简介：

毕业设计-电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计，共52页，22148字，附外文翻译、答辩PPT、任务书
摘 要
本文是针对锅炉蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提，只有当串级控制系统选用PID控制器时，其系能才优于导前微分控制系统，所以本次设计的内容是导前微分系统的研究和设计。火电厂锅炉过热汽温控制系统是火电厂热工控制的主要组成部分,过热器的主要任务是保证锅炉所产生的蒸汽维持在一定温度范围之内，同时在锅炉允许的负荷波动变化范围内以及工况变化时保持过热蒸汽温度正常，其波动保持在规定范围以内。
对于过热蒸汽温的控制通常采用传统的PID控制如串级控制和导前微分控制，这两种控制方法对于具有非线性、大滞后、大惯性和不确定性的汽温对象，都能得到令人满意的控制效果。主要考虑的部分是锅炉温度蒸汽控制系统设计，蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器，锅炉气温控制系统主要包括过热器和再热蒸汽温度的调节。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
本文设计了火力发电厂单元机组过热汽温的控制系统。通过介绍过热器的工作原理和结构特点，然后分析影响过热汽温的各种因素，最后本人应用的是导前微分控制等效为串级控制系统进行的参数整定和仿真。仿真结果表明：统具有很强的抗干扰能力，当有扰动进入系统中时，系统能够快速的做出反应，消除干扰，保证系统的主蒸汽温度稳定，使得系统安全、高效。
关键词：过热汽温；串级控制；导前微分控制；PID控制

ABSTRACT
Of this article is in view of the boiler steam temperature control system analysis and design, and the good control of the boiler steam is the premise to guarantee the stability of the system output steam temperature, only when the PID controller is used in the cascade control system, the system can only better guide before the differential control system, so the content of this design is a leading research and design of differential system. Power plant boiler superheated steam temperature control system is the main part of power plant thermal control, the main task is to ensure that the boiler superheater steam generated by the maintain at a certain temperature range, at the same time in the boiler allowing load fluctuation range and keep the superheated steam temperature to normal working condition changes, the volatility remains within the prescribed scope.
For superheated steam temperature control usually adopt the traditional PID control, such as differential control, cascade control and guide before the two control methods for nonlinear, large lag and large inertia and uncertainty of steam temperature object, can get satisfactory control effect. Part of the main consideration is the boiler steam temperature control system design, including primary superheater overheating steam system, attemperator and the secondary superheater, the boiler temperature control system mainly includes the superheater and reheat steam temperature regulation. The stability of the main steam temperature and reheat steam temperature is very important for safe and economic operation of the unit.
This paper designed the coal-fired power plant unit of superheated steam temperature control system. Through the introduction of the working principle and structural features of superheater, and then analyzed the various factors influencing the superheated steam temperature, the final equivalent differential control before my application is a guide for the parameters of the cascade control system for setting and simulation. The simulation results show that the system has strong anti-interference ability, when there is a disturbance into the system, the system can react quickly to eliminate interference, guarantee the stability of main steam temperature of the system, make the system safe and efficient.
Key words: the superheated steam temperature; Cascade control; Lead differential control; PID control

目 录
第一章 前言 7
1.1选题的意义 7
1.2 毕业设计的任务分析 7
1.2.1 毕业设计的要求 7
1.2.2 主要技术指标 8
第二章 概述 9
2.1过程控制 9
2.2 MATLAB软件 11
2.3锅炉温度控制技术国内外现状分析 12
2.3.1研究背景 12
2.3.2 定值开关温度控制法 12
2.4 PID线性温度控制法 13
2.5 智能温度控制法 14
2.6 国内外实例 15
第三章 汽包锅炉蒸汽温度控制系统方案 17
3.1 过热气温的调节方法 17
3.2过热汽温控制的难点及设计原则 17
3.3 导前微分控制系统 18
3.4串级控制系统的特点 19
3.5过热气温控制系统方案基本方案 20
第四章 PID控制器原理 21
4.1 PID控制器简介 21
4.1.1比例（P）调节 21
4.1.2积分（I）调节 21
4.1.3 微分（D）调节 21
4.2 PID控制系统 22
4.3 PID控制参数的整定及方法 23
4.4 PID控制参数整定方法 23
第五章 系统建模 27
5.1 被控对象建模 27
5.2执行器的选择? 28
5.3控制仪表的选择?? 29
5.3.1温度变送器的选择? 29
5.3.2温度传感器的选择? 29
5.4 主、副控制器控制规律的选择? 29
5.4.1 控制器正反作用的选择 31
5.4.2 导前微分控制系统的分析 32
5.5 导前微分控制系统的参数整定 34
5.6 两种汽温自动控制系统的比较 37
5.7系统控制参数的确定 38
5.7.1主变量的选择? 38
5.7.2副变量的选择? 38
5.7.3操纵变量的选择? 38
第六章 控制器的设计及仿真 39
6.1 设计控制系统框图 39
6.2 Simulink控制系统仿真 40
6.2.1 等效为串级控制系统 40
6.2.2主调节器参数调整后的Simulink图和仿真图 41
6.3主调节器加扰动的Simulink图和仿真图 42
第七章 结论 44
致 谢 46
参考文献 47
毕业设计小结 49

毕业设计的任务分析
1.2.1 毕业设计的要求
1.设计电厂锅炉导前微分控制系统
2.通过对锅炉温度的了解，提出控制系统的具体方案，进而分析影响温度的
因素。
3.建立锅炉温度控制系统的数学模型；
4.设计温度控制规律，进行参数正定；
5.利用MATLAB软件进行仿真验证，修改设计；
6.撰写毕业设计论文。
1.2.2 主要技术指标
1.锅炉汽包内径1.8m,筒身长20m；正常水位在汽包几何中心线下100mm±50mm 处；给水流量W=0~450t/h，蒸汽流量D=0~500t/h；
2.在给水流量变化和蒸汽流量扰动下，锅炉汽包水位控制系统能稳定运 行，衰减系数ψ=0.75~0.9；
3.过程动态性能指标为：
(1)水位波动最大偏差不超过±80mm；
(2）水位恢复到±15mm范围内的时间不大于2min；
4. 锅炉稳定运行时，汽包水位应在给定值的±15mm范围内变化。

主要技术指标
1．350MW机组锅炉过热蒸汽温度保持在550℃±5℃；
在减温水流量变化时，锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行，衰减系数ψ=0.75~0.9；
2．过程动态性能指标为：
(1)温度波动最大偏差不超过4℃；
(2)过渡过程时间不大于2min；
3. 锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度应在给定值的±2℃范围内

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• 苏俊宁-191002-103603
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