摘  要


鍋爐控制系統(tǒng)是典型的復雜控制系統(tǒng)，汽包水位是工業(yè)鍋爐安全、穩(wěn)定運行的重要指標，是一個非常重要的被控變量。影響汽包水位的因素主要有鍋爐蒸發(fā)量、給水流量、爐膛負荷、汽包壓力。給水調節(jié)的任務是使給水量適應鍋爐蒸發(fā)量，維持汽包水位在允許的范圍內。

本文分析和設計了鍋爐汽包給水調節(jié)系統(tǒng)的三種控制方式：單沖量給水控制系統(tǒng)、雙沖量給水控制系統(tǒng)和三沖量給水控制系統(tǒng)，并且進行了仿真。通過對三種控制方式進行分析和比較，最終選用串級三沖量給水控制系統(tǒng)能達到較好的控制目的。當加入外界擾動時，它能迅速改變給水量，保持給水流量和蒸汽流量平衡。

本文設計的鍋爐汽包給水控制系統(tǒng)，可以克服在生產過程中產生的內、外擾動，保證系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：汽包水位；三沖量給水控制系統(tǒng)


 


 


 


 


 


 


 


 


 




Abstract


Boiler control system is a typical complex control system, drum water-level is a very important component of the boiler safe operation and the system stable movement, it is a very important controlled-variable. The mainly reason of the drum water-level changed are the boiler evaporator quantity, feed-Water, hearth load and steam drum pressure, the duty of the water supply adjustment is to make the water supply quantity adapt boiler evaporator quantity and keep the level of boiler bubble’s undulation in the permissive scope which is allowed.

This paper analyzed and designed a drum water-level of boiler regulation system of three modes: single-impulse water control system, double- impulse water control system and three-impulse water control system, and simulation. Through analyze and compare the three control method, final we choose three-impulses water control system can achieve better control purposes. When adding external disturbances, it can quickly change water, keep water flow and steam flow balance.

This design boiler drum water control system, it can overcome in the production process of internal and external disturbances’ to ensure that system can maintain the safe and stable operation.

Keywords: drum water-level; three-impulse water control system


 


 


 


 

目  錄


引  言 1

第一章 概述 2

1.1 鍋爐概述 2

1.2 鍋爐汽包水位研究的目的與意義 3

1.3 國內外研究的現(xiàn)狀 3

第二章 給水被控對象的動態(tài)特性 5

2.1 給水控制的任務 5

2.2 給水控制對象在各種擾動下的動態(tài)特性 5

2.2.1 給水流量擾動下水位的動態(tài)特性 6

2.2.2 蒸汽流量擾動下的水位動態(tài)特性 8

第三章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的方案分析 10

3.1 單沖量控制系統(tǒng) 10

3.2 雙沖量控制系統(tǒng) 11

3.3 三沖量控制系統(tǒng) 13

第四章 水位控制系統(tǒng)數(shù)學建模及參數(shù)整定的方法 15

4.1 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立 15

4.1.1 給水對象的響應特性 15

4.1.2 確定被控對象的數(shù)學模型 16

4.2 系統(tǒng)參數(shù)整定的方法 17

4.2.1 廣義頻率特性法 17

4.2.2 工程整定法 19

4.3 最佳PID參數(shù)整定方法 21

第五章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設計與仿真 23

5.1 MATLAB仿真軟件的介紹 23

5.1.1 關于Matlab/Simulink 23

5.1.2 仿真的方法和步驟 23

5.3 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)仿真研究 27

5.3.1 單沖量控制系統(tǒng)的參數(shù)整定及仿真 27

5.3.2 雙沖量給水控制系統(tǒng)參數(shù)整定及仿真 33

5.3.3 串級三沖量給水控制系統(tǒng)參數(shù)整定及仿真 35

結  論 48

參考文獻 49

謝  辭 50