1。2  国内外研究现状 4

1。3  本次设计的目的 5

2  过热蒸汽温度控制系统设计 5

2。1  过热气温度被控对象的特性 6

2。1。1 静态特性 6

2。1。2 动态特性 7

2。2  过热汽温控制系统的任务 8

2。3   过热汽温控制的难点及设计原则 9

2。4  过热汽温串级控制系统分析 10

2。5   过热汽温串级控制系统的组成 10

3  PID 调节器及其相关参数的算法 12

3。1  PID 调节器简介 12

3。2  PID  控制器参数对控制性能的影响 12

3。3   调节器参数的工程整定法 13

3。3。1   逐步逼近法 13

3。3。2   稳定边界法 14

3。3。3   衰减曲线法 15

4 模型的仿真 16

结论 25

参考文献 26

致谢 27

1 绪论

1。1 选题的背景及其意义

过热汽温(过热蒸汽的温度)的控制就是维持过热出口蒸汽温度在允许范围内，并且保 护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是影响大型锅炉生产过程安 全性和经济性的重要参数，因为过热器是在高温、高压条件下工作的，过热器出口的过热 蒸汽温度是全厂整个汽水流程中工况温度的最高点，也是金属管壁温度的最高处。过热蒸 汽温度过高的话，则容易烧坏过热器，也会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的 热膨胀变形而损坏，影响机组的安全运行，因而过热汽温的上限不应超过额定值 5℃。相 反过热蒸汽温度过低的话，又会降低全厂的热效率，增加燃料消耗量，浪费能源，同时会 使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片的水蚀，从而缩短汽轮机叶片的使用 寿命，所以过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程不允许的。此外，如果过热蒸汽温度变 化过大，还会引起汽轮机转子和汽缸的涨差变化，甚至会产生剧烈振动，危及到机组的运 行安全。因此，必须相当严格地将过热汽温控制在给定值附近。一般中、高压锅炉过热蒸 汽温度的暂时偏差不允许超过±10℃，长期偏差不允许超过±5℃，这个要求对过热蒸汽温 度控制系统来说是非常高的。[1]论文网

过热蒸汽的温度一般可以看作是多容分布参数的受控对象，其动态特性描述可用多容 惯性环节表示，该对象具有明显的滞后特性。在锅炉运行中，影响过热器出口蒸汽温度的 因素很多，有蒸汽流量、燃烧状况、锅炉给水温度、流经过热器的烟气温度、流量、流速 等等。在这些因素的共同作用下，过热汽温对象除了具有多容、大惯性、大延迟的特性之 外，往往还表现出一定的非线性和时变特性，因此，过热蒸汽温度控制系统是锅炉各项控 制系统中较为复杂的控制系统之一。所以针对上述情况设计的控制系统，既要求对烟气侧 扰动及负荷扰动等较大外扰具有足够快的校正速度，同时又要求能够对减温水的内扰有较 强的抑制能力，从而使系统具有足够的稳定性和良好的控制品质，并能保证系统运行的安 全性。