第二章 锅炉蒸汽温度控制的分析

在进行正式的设计之前，我们当务之急是要先分析锅炉蒸汽温度所具有的特点。 只有深刻把握其特点，才能根据特性，设计出适合的控制系统，从而达到好的控制效 果。所以，本章的任务就是深度剖析锅炉蒸汽温度的相关特性，为以后设计控制系统， 铺下良好基石。

首先，电厂锅炉蒸汽运动过程如下：饱和蒸汽从锅炉汽鼓中出来，然后经过过热 器，途中会继续加热，当蒸汽温度达到某一指定温度时，才会去推动汽轮机进行工作。 每一类型锅炉与汽轮机组都有相应的指定的运行温度，在此温度下机组的运行效率最 高。当温度过高，汽轮机的寿命会大大缩短，当温度过低，此时蒸汽去带动汽轮机作 功，这会使部分蒸汽化成小水滴，冲击汽轮机的叶片，从而造成事故，因此蒸汽温度 要在固定的范围内变化[4]。蒸汽在锅炉运动过程如下图所示：

图 2-1：锅炉蒸汽运动部分结构图

蒸汽在系统中的流动过程如下图所示：

图 2-2：锅炉蒸汽系统流动图

从上图可以清晰的看出，减温水的给量正是影响蒸汽温度的一大因素。当减温水 给量较大时，此时蒸汽温度过低，影响锅炉运行效率；当减温水给量较小时，此时蒸 汽温度过高，对机器会有所损害。所以，只有合理控制减温水给量，才可以控制好蒸 汽温度[10]。当然，值得一提的是，并不是只有减温水给量会影响蒸汽温度，例如，过 热蒸汽流量，这个因素，也会影响蒸汽温度。那为什么我们不选择过热蒸汽流量呢， 下文会给出答案。论文网

减温水给量如何控制蒸汽温度呢？具体来讲，通过改变减温水给量，来改变过热 器的入口的蒸汽温度，从而改变出口的蒸汽温度。从下图中，我们可以直接观察蒸汽 温度的变化。

图 2-3：减温水扰动下的阶跃响性

从上图可以清晰的看出，响应曲线的特点是有延迟、滞后，且有自平衡能力，而 这也是减温水扰动下的动态特性。

回到上面遗留的问题，我们为什么单单选择减温水给量来作为控制变量，要知道， 蒸汽流量相较于减温水给量，拥有很大的优势，因为烟气流量发生变化时，蒸汽温度

延迟时间更小，也就是说，从减温水发生扰动到蒸汽温度发生改变的这段时间会比用 蒸汽流量控制来的长，而对于一个大的电厂，这些许时间也是十分有用的。虽然，烟 气流量有这个优势，但是，实际操作却很困难，因为蒸汽流量是由用户决定的。

综上即使选择减温水的给量作为控制蒸汽温度并不是最佳的控制方案，但目前， 大部分电厂仍选择其作为控制变量。

第三章 模糊控制技术

模糊控制（Fuzzy control）是一种非线性的智能控制，它属于计算机控制技术。 现代工业建设的特点是复杂，对生产精度要求高，而又由于常规 PID 控制需要建模， 所以其远远满足不了现代工业发展的需求，模糊控制便应运而生，成为了促进现代工 业发展的强大动力。

3。1 模糊控制的历史进程

3。1。1 模糊控制的起源

“模糊”这个概念，表明了一种不确定性，而这正是人类认识自然，认识社会一 种必要表现。模糊与清晰相比，具有更大的普适性，从某种程度来讲，清晰，也是一 种特定的模糊。而且，“模糊”比“清晰”包含更大的世界，更符合人类所认识的世 界。

经典控制理论和现代控制理论若想建立，都必须建立精确的数学模型，但实际上， 很多被控对象，特别是工业方面，难以建立精确的数学模型，因为其具有非线性，不 确定性等特点。传统的控制方法，往往难以控制和处理不确定性信息，而这，正是现 代工业控制的难题。