Matlab锅炉汽包水位控制策略的设计与研究
毕业论文关键词：锅炉 汽包水位 Simulink 控制策略
Title The design and research Of Boiler’s Drum Water Level Control strategy
Abstract Boiler drum level control is to ensure the normal water level of boiler, which is making feed water equaling to evaporation, and adapting to changes in boiler load. The traditional PID control includes single-impulse PID control, double-impulse PID control and three—impulse PID control. In view of the traditional control system, the control strategies of single-impulse, double-impulse and three-impulse are designed, and the control systems are built with MATLAB simulation, and then get the curve of water level. After compared with the control system without PID control, the conclusions are reached——using the control systems with PID control can reduce rise time. But the overshoot will get large. After the stability of the system, based on the addition of steam disturbance and the feed-water disturbance, the static errors are obviously reduced. Comparing three kinds of control strategy, found three- impulse control is better than the single- impulse and double –impulse control, the water level curve is smoother .
Key Words: boiler, drum water level, Simulink, control strategy
目录
1绪论.5
1.1意义5
1.2发展现状.5
1.3锅炉概述.6
1.4虚假水位的形成及策略.6
1.5研究内容.7
2锅炉汽包水位的动态特性.8
2.1给水流量作用下的动态特性..8
2.2蒸汽流量下的动态特性.8
2.3锅炉汽包水位控制系统的数学模型9
3锅炉汽包水位控制系统的设计11
3.1概述.11
3.2单冲量控制系统12
3.3双冲量控制系统..13
3.4三冲量控制系统—串级..14
4.PID控制器概述..16
5.锅炉汽包水位的matlab仿真18
5.1软件简介..18
5.2PID控制作用分析..18
5.3系统仿真..18
5.3.1单冲量控制系统仿真18
5.3.2双冲量控制系统仿真23
5.3.3三冲量串级控制系统仿真.24
5.4仿真结果分析29
5.5PID控制的缺点33
结论..34
致谢..35
参考文献..36
1 绪论 1.1 意义 锅炉设备既受压又直接受火，是工业生产中的常用设备。对过滤生产如果操作不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故，因此，锅炉的安全问题是一项非常重要的问题，必须引起高度重视[9]。 汽包水位直接影响锅炉的安全运行，锅炉汽包水位的高度关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量。随着科学需求和社会的发展，现代锅炉要求蒸发量大，汽包容积小。只有在汽包水位变化速度很快的情况下，锅炉的蒸发量才能够随时适应负载设备的需求。但水位的快速变化容易使汽包满水，或烧成干锅。当水位过低时，自然循环则无法正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，造成金属管壁局部过热从而爆管。当水位过高时源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/，汽水分离速度则会失常，从而导致锅炉的出口蒸汽带水并且含盐量过大，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故，含盐量增多会使过热器受热面结垢甚至破坏表面，影响机组的正常运行和经济性指标。因此，必须对汽包水位进行自动调节，将水位严格控制在规定的范围之内[9]。 现代技术要求国库参数提高、容量增大，并对给水控制提出了更高的要求。锅炉容量增大后，锅炉负荷变化对水位的影响更大了。锅炉工作压力提高后，给水调节阀和给水管道系统变得更加复杂，调节阀的流量特性更不易满足控制系统的要求。 因此，随着汽包锅炉容量的增大和参数的提高，给水系统采用自动控制是必要的，在自动控制下，水位控制更加准确，从而使锅炉的运行更加安全平稳，并且大大减轻运行工作人员的工作强度，减少了人为因素的影响。