采用煙氣擋板法再熱汽溫控制系統(tǒng)的研究V1.引言1.1課題來源我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)主要還是以煤炭為主，而大部分的煤炭都是用作火力發(fā)電的，為了符合可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能、高效的觀念，同時(shí)電廠要完成全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)，就必須想方設(shè)法，改造設(shè)備、節(jié)能降耗。就目前而言，亞臨界機(jī)組的參數(shù)為16.73Mpa/538℃/538℃供電熱效率約是38%，超臨界機(jī)組的參數(shù)24.15Mpa/538℃/538℃供電熱效率約是41%。超超臨界機(jī)組的參數(shù)27.52Mpa/580℃/580℃供電熱效率約是43%。由此可以看出，蒸汽參數(shù)越高，熱效率也隨之升高。熱力循環(huán)分析研究表明，在超超臨界機(jī)組參數(shù)的條件下，主蒸汽壓力每提高1Mpa，機(jī)組熱耗率就可以下降0.13%～0.15%；主蒸汽溫度每提高10℃，機(jī)組熱耗率就可以下降0.25～0.30%；再熱蒸汽溫度每提高10℃，機(jī)組熱耗率就可以下降0.15%～0.20%。在一定范圍內(nèi)，如果采用二次再熱的方案，則熱耗率可比采用一次再熱機(jī)組下降1.4%～1.6%。超臨界機(jī)組熱效率比亞臨界機(jī)組要高2%～3%，超超臨界機(jī)組的熱效率比超臨界機(jī)組的大約高2～4%左右。所以調(diào)整和穩(wěn)定蒸汽的參數(shù)成為電廠重要的一部分之一。本文主要研究再熱器煙氣擋板控制系統(tǒng)，該方案能大幅度地減少再熱器減溫水的用水量，能夠有效的節(jié)約能源，因而絕大多數(shù)的電廠都使用了再熱器煙氣擋板自動(dòng)控制系統(tǒng)。延遲、慣性和自平衡能力都是再熱蒸汽調(diào)節(jié)的特性。煙道擋板作為調(diào)節(jié)再熱汽溫的主要手段在大多數(shù)電廠得以應(yīng)用,而再熱器噴水減溫僅僅作為事故輔助備用控制。通過煙氣擋板開度的改變,可以改變流過器受熱面和再熱器受熱面的分配比例,實(shí)現(xiàn)再熱汽溫的調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)煙氣擋板,可以使得主煙道和旁路煙道的煙氣流量相對(duì)變化達(dá)60%左右,再熱汽溫的變化量約為50℃,相應(yīng)地,低溫對(duì)流過過熱器的出口溫度也將受到影響。就目前來看，煙道擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫也存在一些問題，煙道擋板在不同負(fù)荷時(shí)煙道擋板的工作特性會(huì)有變化；另外再熱汽溫?zé)煹罁醢逑到y(tǒng)不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，會(huì)受到其他系統(tǒng)的影響；其次最明顯的就是，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行，擋板易積灰，在高溫下也容易變形。為了更好的了解掌握煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫的方法，通過Matlab及XDPS軟件更全面的了解整個(gè)調(diào)節(jié)過程，并且希望能通過研究進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使生產(chǎn)過程更加高效、節(jié)能。1.2汽溫控制的意義及影響因素火力發(fā)電機(jī)組都在高溫高壓的工況下運(yùn)行，正常的過熱器、再熱器出口的溫度一般都接近材料的允許極限溫度，如果汽溫過高，會(huì)導(dǎo)致金屬材料損壞，危及設(shè)備的安全運(yùn)行；另一方面，如果汽溫過低，除了降低機(jī)組的循環(huán)效率之外，還會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽的濕度增大，影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。當(dāng)再熱汽溫劇烈波動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)中壓缸的脹差波動(dòng)，導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)，嚴(yán)重危及汽輪機(jī)安全運(yùn)行。另外，汽溫突然上升或者突然下降會(huì)導(dǎo)致鍋爐各個(gè)受熱面的焊口及連接部分產(chǎn)生較大熱應(yīng)力。所以，現(xiàn)代鍋爐對(duì)于過熱汽溫、再熱汽溫的控制是十分嚴(yán)格的。汽溫調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是不但要維持溫度在一定范圍內(nèi)，又要時(shí)刻防止設(shè)備超溫?fù)p壞。影響汽溫的因素：鍋爐負(fù)荷擾動(dòng)爐膛火焰中心位置減溫水量和給水溫度制粉系統(tǒng)的投停受熱面沾污1.3再熱汽溫今后的發(fā)展趨勢(shì)如今再熱汽溫的控制，在電廠生產(chǎn)過程中，越來越重要，在現(xiàn)在高參數(shù)的直流鍋爐大規(guī)模使用的情況下，以前的常規(guī)PID調(diào)節(jié)很難解決再熱汽溫調(diào)節(jié)滯后的問題，汽溫容易超出規(guī)定范圍。在今后的發(fā)展中，研究人員引入“提前預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)”的概念，通過監(jiān)測(cè)電廠實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，再加上多年以來積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以此改進(jìn)控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)行狀況，提前預(yù)測(cè)被調(diào)量的變化趨勢(shì)，減弱延遲。1.4火電廠生產(chǎn)過程簡(jiǎn)圖圖1-1火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程如圖1-1所示為整個(gè)火力發(fā)電廠的生產(chǎn)流程。熱力發(fā)電廠的實(shí)質(zhì)就是能量的轉(zhuǎn)換，即將燃料中的化學(xué)能通過鍋爐轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能，再通過汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后經(jīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。2.再熱汽溫控制2.1汽溫的調(diào)節(jié)（1）過熱汽溫調(diào)節(jié)目前汽包鍋爐過熱汽溫的調(diào)節(jié)一般采用噴水減溫的方式，將減溫水直接噴入過熱器中，減溫水會(huì)吸收一些過熱蒸汽的汽化潛熱，從而改變過熱汽溫，通過改變減溫水噴水量來調(diào)節(jié)汽溫。噴水減溫會(huì)損失一部分經(jīng)濟(jì)性，有一些給水噴入過熱器中，使汽溫降低，總給水不變的情況下，流經(jīng)省煤器的水量會(huì)減少，這樣就導(dǎo)致省煤器中的水無法吸收煙氣中更多的熱量，煙氣中多余的熱量會(huì)隨著排氣而被浪費(fèi)，造成損失。加入從給水泵出口抽水來降低過熱汽溫，那么流過高壓加熱器的水量勢(shì)必會(huì)減少，排擠了部分高壓加熱器的抽汽量，導(dǎo)致回?zé)嵫h(huán)效率下降。但是因?yàn)槠湓O(shè)備簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈敏、較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，得以廣泛使用。在大型機(jī)組中，由于過熱器的管道比較長(zhǎng)，位置也各有不同，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了改善汽溫控制的效果，大都采用分段式的汽溫調(diào)節(jié)，大多布置兩個(gè)等級(jí)以上的減溫器（噴水）。第一級(jí)布置在入口聯(lián)箱處（分隔屏式過熱器），由于該級(jí)減溫器距離末級(jí)過熱器較遠(yuǎn)，并且工質(zhì)的溫度在工質(zhì)流經(jīng)這一過熱器之后有顯著的升高，因此導(dǎo)致調(diào)節(jié)溫度時(shí)滯、慣性較大，維持汽溫在一定范圍內(nèi)比較困難，所以粗調(diào)主蒸汽的溫度就依靠這一級(jí)，它的減溫調(diào)節(jié)，可以避免在該級(jí)以后的過熱器超溫。末級(jí)過熱器的入口放置著第二級(jí)的噴水減溫，因?yàn)殡x出口近，蒸汽溫度變化小，所以調(diào)溫的比較小，靈敏度高，因此該級(jí)作為細(xì)調(diào)，最終維持汽溫在一定范圍內(nèi)。如圖2-1，目前過熱汽溫的控制大致有兩種方案：分段控制法、溫差控制法。以下兩種汽溫控制方法都采用減溫器出口汽溫的變化率作為前饋信號(hào)，前饋信號(hào)有粗調(diào)的作用，而被調(diào)量則起校正作用。圖2-1過熱汽溫分段控制系統(tǒng)圖2-2溫差控制系統(tǒng)再熱汽溫調(diào)節(jié)再熱汽溫的調(diào)節(jié)與過熱汽溫的調(diào)節(jié)有著本質(zhì)的區(qū)別，再熱汽溫的調(diào)節(jié)大都采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)的方法，而噴水減溫一般作為事故減溫水備用，這與機(jī)組的運(yùn)行效率和蒸汽參數(shù)有關(guān)。從過熱器出來的蒸汽去高壓缸做功，從再熱器出來的蒸汽去中低壓缸做功，假如在再熱器中加入噴水減溫調(diào)節(jié)，噴水進(jìn)入其中降低汽溫，同時(shí)噴入的水吸熱汽化，使進(jìn)入中低壓缸的蒸汽流量增大，使其做功更多，機(jī)組負(fù)荷一定時(shí)，那高壓缸的一些出力就會(huì)換成中低壓缸的，這就等于說用一部分中低參數(shù)的蒸汽循環(huán)代替了高參數(shù)的蒸汽循環(huán)，從而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組循環(huán)的熱效率下降。對(duì)于亞臨界壓力的單元機(jī)組，每噴入1%的減溫水，發(fā)電的煤耗率會(huì)增加大約0.45~0.6g標(biāo)煤/（kW*h）。所以，再熱器的調(diào)溫大都是采用煙氣側(cè)的調(diào)溫方式。2.2再熱器2.2.1再熱器介紹再熱器的實(shí)質(zhì)是一種加熱器，字面來看就是再次加熱的器皿，只不過它加熱的是在高壓缸中使用過的舊蒸汽，保持舊蒸汽的壓力不變，使其溫度升高到與新蒸汽差不多，這就是再熱器的任務(wù)。通過再熱器的加熱，蒸汽的利用率更高，這樣電廠的生產(chǎn)效率更高，汽輪機(jī)的末級(jí)葉片蒸汽濕度也得以下降?，F(xiàn)在大型發(fā)電機(jī)組為了使發(fā)電過程更加的高效，使用一次或兩次中間再熱，更有甚者使用三次中間再熱。蒸汽從高壓缸出來以后，不是直接去中低壓缸，而是回到再熱器中加熱，提高其溫度，然后再將從過熱器出來的蒸汽送入汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)膨脹作功，此過程稱為一次中間再熱循環(huán)，大約能將循環(huán)效率提高3～6％。兩次中間再熱循環(huán)就是在一次的基礎(chǔ)上，再將從中壓缸出來的蒸汽在加熱，再去做功。采用再熱循環(huán)后,鍋爐、汽輪機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)、熱力系統(tǒng)和運(yùn)行調(diào)節(jié)都變得較為復(fù)雜，造價(jià)也會(huì)相應(yīng)增加，所以一般只有在較大的機(jī)組中才會(huì)使用中間再熱。常用的再熱汽溫調(diào)溫方式有：分隔煙道擋板、煙氣再循環(huán)、擺動(dòng)式燃燒器等幾種。2.2.2再熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蒸汽在再熱系統(tǒng)中，流動(dòng)的阻力對(duì)機(jī)組循環(huán)熱效率的影響比較大，每增加0.1MPa阻力,循環(huán)熱效率隨之會(huì)降低0.2～0.3％。所以,通常會(huì)用較大直徑的管子(44～60mm)和比較低的蒸汽質(zhì)量流速〔250～400kg／(m2·s)或者更低〕，這樣就可以使蒸汽在內(nèi)部流動(dòng)時(shí)的阻力不回太大。因?yàn)樵贌崞鲀?nèi)部流經(jīng)的蒸汽對(duì)管壁的對(duì)流傳熱的能力較低，所以管壁的溫度比較高，這樣就要求再熱器必須使用抗高溫的鋼材。我國(guó)的再熱機(jī)組大多布置在煙氣溫度不超過850℃的對(duì)流煙道中。為了限制再熱器的壓力,一般采取以下方法:(1)適當(dāng)降低再熱器中，蒸汽的質(zhì)量流速，對(duì)流再熱器的質(zhì)量流速約為255~400kg/（m2*s),輻射再熱器的約為1100~1200kg/(m2*s)。(2)增大管圈數(shù)和管間的截距(3)簡(jiǎn)化再熱系統(tǒng)為了保證再熱器管壁的金屬溫度不超過金屬的許用溫度,可采取以下方法:(1)有的鍋爐會(huì)把一部分再熱器做成壁式受熱面，布置在爐膛的上部吸收爐膛輻射傳熱，或者做成后屏再熱器，布置在后屏過熱器的后面作為第二后屏。(2)選用許用溫度較高的材料。2.2.3再熱器的布置方式(一)再熱器的布置方式再熱器的布置形式和過熱器的布置形式差不多，有輻射式、半輻射式和對(duì)流式三種。輻射式再熱器就是吸收爐膛輻射熱。屏式再熱器（即半輻射），就是吸收爐膛輻射熱比較多。對(duì)流式再熱器有多種形式，比如逆流、順流、混合流；單管圈、雙管圈、多管圈；順列、平行于前墻、垂直于前墻等。對(duì)流式再熱器主要吸收對(duì)流熱。如圖2-3過熱器與再熱器的布置1—對(duì)流過熱器2——屏式半輻射過熱器3—爐頂輻射型過熱器4——再熱器2.3再熱汽溫2.3.1再熱汽溫特性因?yàn)樵贌崞鞔蟛糠忠詫?duì)流換熱為主，所以再熱汽溫整體呈現(xiàn)對(duì)流汽溫特性，當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，出口蒸汽溫度會(huì)下降：此外，鍋爐負(fù)荷降低，導(dǎo)致汽輪機(jī)高壓缸排氣溫度降低，再熱器的進(jìn)口汽溫也會(huì)降低，從而出口汽溫進(jìn)一步降低；再熱器的汽溫特性隨鍋爐負(fù)荷變化幅度較大。由于再熱器相對(duì)較大體積,工作流體的流動(dòng)速度是緩慢的,也是安排在低溫?zé)煔獾膮^(qū)域,從而導(dǎo)致煙氣側(cè)的傳熱溫差,所以再熱蒸汽溫度變化的延遲時(shí)間長(zhǎng)。再熱蒸汽具有較低的壓力和較小的比熱。因此，當(dāng)吸收相同的熱量時(shí)，單位制冷劑的再加熱蒸汽溫度的變化將大于過熱蒸汽溫度的變化。由于加熱器的對(duì)流部分布置在低煙溫區(qū)域，由于再熱蒸汽的傳熱和傳熱特性，再熱蒸汽溫度的影響較小。再熱蒸汽溫度對(duì)熱偏差更敏感。在相同的熱偏差條件下，再熱蒸汽溫度的偏差大于過熱蒸汽溫度的偏差。加熱器的運(yùn)行條件不僅受鍋爐運(yùn)行條件的影響，還受汽輪機(jī)運(yùn)行條件的影響。再加熱蒸汽的流量不僅是隨機(jī)變化的，而且還會(huì)受到一到兩級(jí)蒸汽抽提的大小以及鍋爐安全閥的開啟和關(guān)閉的影響。當(dāng)機(jī)組在恒壓下運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)高壓缸的排汽溫度，即低溫再熱器的進(jìn)口溫度，會(huì)隨著機(jī)組負(fù)荷的變化而發(fā)生較大的變化。加熱器入口溫度和工作流體流量的變化也會(huì)引起再熱蒸汽溫度的變化。圖2-4汽溫隨負(fù)荷的變化1—過熱器汽溫特性2—再熱器汽溫特性2.3.2影響再熱汽溫變化的因素因?yàn)樵贌崞鹘Y(jié)構(gòu)和布置上的特點(diǎn),所以影響再熱汽溫度的因素有很多?？偨Y(jié)起來,主要有以下幾個(gè)方面：(1)高壓缸排汽溫度變化的影響在其它工況不改變的情況下,高壓缸排汽的溫度越高,那么再熱器出口的溫度也將越高,機(jī)組在定壓運(yùn)行時(shí),汽輪機(jī)高壓缸排汽溫度將隨著機(jī)組負(fù)荷的增加而升高,過熱汽溫的升高,也將造成高壓缸排汽溫度的升高。(2)再熱器吸熱量變化的影響鍋爐運(yùn)行時(shí),再熱器吸熱量越多,工質(zhì)焓增越大,再熱汽溫將越高。影響再熱器吸熱量變化的因素較多,通常為鍋爐燃料量或燃料低位發(fā)熱量的變化流經(jīng)再熱器的煙氣量的變化。2.4再熱汽溫控制的方法2.4.1煙氣再循環(huán)（一）簡(jiǎn)介煙氣再循環(huán)是指將鍋爐尾部煙道的低溫?zé)煔?，通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)再重新送回爐膛參與燃燒。煙氣再循環(huán)系統(tǒng)降低了爐膛火焰溫度、增加了煙氣體積流量，這樣就可以削弱爐膛內(nèi)的輻射換熱量，加強(qiáng)尾部受熱面的對(duì)流換熱量，以此調(diào)節(jié)了主、再熱蒸汽吸熱量。煙氣再循環(huán)率，在主蒸汽流量保持不變的情況下，調(diào)整煙氣再循環(huán)率，可以得到以下結(jié)論：煙氣再循環(huán)率增加或者減少時(shí)，主再熱汽溫都會(huì)朝其相反的方向改變。也就是說當(dāng)煙氣再循環(huán)率變大時(shí)，高溫再熱器進(jìn)、出口汽溫呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)；煙氣再循環(huán)率降低時(shí)，對(duì)主、再熱蒸汽溫度影剛好相反。某些燃煤電廠使用煙氣再循環(huán)技術(shù)，從空氣中分離出氧氣，煙氣再循環(huán)重新送入爐膛的煙氣就是分離出的氧氣和一開始的煙氣的混合物，將此混合煙氣送入爐膛助燃。因?yàn)榈獨(dú)庠诜蛛x氧氣時(shí)被剔除，所以再循環(huán)后排放的煙氣中二氧化碳的含量極高，使排放的煙氣易處理，由此可知空氣分離煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù)能減少電廠的能耗，還能減少環(huán)境的污染。如圖2-5圖2-5空氣分離煙氣再循環(huán)技術(shù)（二）煙氣再循環(huán)系統(tǒng)煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的控制目標(biāo)是消除蒸汽溫度和設(shè)置值之間的偏差的一個(gè)或兩個(gè)再熱器出口通過調(diào)整數(shù)量的氣體再循環(huán),這樣的設(shè)置值在再熱器的出口蒸汽溫度對(duì)應(yīng)的負(fù)載單元。采用水平煙道的煙氣溫度、加熱后的蒸汽溫度和負(fù)荷命令作為前饋信號(hào)。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，預(yù)先應(yīng)用不同的控制函數(shù)來提高控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度。鍋爐MFT時(shí)，煙氣再循環(huán)變頻風(fēng)機(jī)需要與蒸汽分離器的壓力保持相應(yīng)的固定值。由于氣體再循環(huán)的大小對(duì)過熱蒸汽溫度有很大的影響，當(dāng)過熱蒸汽溫度過高或過低時(shí)，鎖的再循環(huán)會(huì)進(jìn)一步減少或增加。在整個(gè)負(fù)載階段，機(jī)組的特性波動(dòng)較大，所以主控制器的參數(shù)會(huì)隨負(fù)載的變化而變化。如圖2-6圖2-6煙氣再循環(huán)控制系統(tǒng)(三)煙氣再循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：A.煙氣再循環(huán)可以在一臺(tái)鍋爐上單獨(dú)地使用，另外還可以與其他降低NOx的燃燒技術(shù)配合著使用。B.可以降低主燃燒器空氣濃度，或者用來運(yùn)送二次燃料。缺點(diǎn)：A.電站鍋爐的煙氣再循環(huán)率一般在10%-20%。如果采用更高的煙氣再循環(huán)率，燃燒難免會(huì)不穩(wěn)定，未完全燃燒的熱損失也會(huì)變多。B.采用煙氣再循環(huán)時(shí)需要加裝再煙道、循環(huán)風(fēng)機(jī)，還需要更多的場(chǎng)地，增加了投資，系統(tǒng)也更為復(fù)雜。C.對(duì)原先的設(shè)備進(jìn)行改裝時(shí)，還會(huì)受到場(chǎng)地的限制2.4.2擺動(dòng)燃燒器簡(jiǎn)介在20世紀(jì)末，我國(guó)各大鍋爐廠開始引進(jìn)國(guó)外所研發(fā)的燃燒技術(shù)，擺動(dòng)燃燒器就是從那時(shí)候起被使用的,一般在四角切圓燃燒方式的鍋爐上比較常見,其中以300和600MW機(jī)組使用最多,擺動(dòng)式燃燒器可以調(diào)節(jié)過熱蒸汽的溫度，經(jīng)濟(jì)、方便地重新加熱蒸汽?？蓪?shí)現(xiàn)蒸汽溫度的雙向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)范圍約為正負(fù)五十度。與煙溫?fù)醢逑啾?，其再熱蒸汽溫度具有更快的?dòng)態(tài)響應(yīng)。在爐內(nèi)的擺動(dòng)式燃燒器，可以在冷熱狀態(tài)下擺動(dòng)，在不同的角度，熔爐的熱吸收近似對(duì)稱。對(duì)于燃煤鍋爐來說，擺動(dòng)式燃燒器還可以自動(dòng)填充不同負(fù)荷下其他原因引起的吸熱變化。當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，燃燒器上擺，這樣是為了使再熱汽溫保持原有的工況，但因?yàn)榛鹧嬷行南蛏弦苿?dòng)，會(huì)導(dǎo)致過熱汽溫升高，所以需要噴水減溫調(diào)節(jié)過熱汽溫。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，燃煤量增加，爐膛熱量增加，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致再熱汽溫升高，這時(shí)燃燒器向下傾斜，讓火焰中心位置下移，控制再熱汽溫。假如在燃燒器的傾角范圍內(nèi)，再熱汽溫還是沒有下降到正常值，再熱器的事故噴水自動(dòng)投入，以此來確保再熱器不超溫。燃燒器擺動(dòng)時(shí)需要各層精確同步，不然會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)的火焰場(chǎng)混亂，影響燃燒。但在實(shí)際的應(yīng)用中，采用擺動(dòng)燃燒器的鍋爐都沒有達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，所以就算會(huì)降低鍋爐的循環(huán)效率，但也會(huì)以事故噴水減溫作為主要的調(diào)溫方法。這樣做是因?yàn)閿[動(dòng)燃燒器在高溫下運(yùn)行時(shí)，容易受熱變形從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死。一般可以從以下這幾方面解決問題：（1）在煤粉管道與燃燒器的連接部分，加裝撓性的連接部件,以此緩沖在高溫下煤粉管道膨脹發(fā)生的偏移,并且要正確地布置管道的吊裝和走向,使煤粉管道附加在燃燒器上的外力減到最小。（2）可以把噴嘴設(shè)計(jì)成前后兩段,這樣的目的是當(dāng)前段（靠近爐膛）被燒毀時(shí)，可以較容易地更換，而不必更換整個(gè)燃燒器,節(jié)省時(shí)間和金錢，減小了檢修的工作量。另外當(dāng)前段噴嘴燒毀時(shí)，后段噴嘴可以繼續(xù)使用，對(duì)于機(jī)組的運(yùn)行不回產(chǎn)生較大的影響。（3）電廠可以將燃燒器的擺動(dòng)加入日常的檢查中,經(jīng)常擺動(dòng)檢查,避免由于長(zhǎng)期不使用造成轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的卡死。一般電廠不常使用擺動(dòng)燃燒器的擺動(dòng)功能的原因，是因?yàn)槿紵鞯臄[動(dòng)會(huì)導(dǎo)致爐膛內(nèi)燃燒場(chǎng)，氣流等的變化，會(huì)使穩(wěn)定的燃燒環(huán)境變得混亂，導(dǎo)致爐膛內(nèi)的熱量分布出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致有些部位易結(jié)焦。燃燒器的布置就目前的現(xiàn)狀來看，不管是進(jìn)口的還是我國(guó)自主研制的鍋爐，在擺動(dòng)燃燒器的布置上，都采用四角切圓的布置燃燒方式。因?yàn)槿紵鞯臄[動(dòng)會(huì)導(dǎo)致爐膛燃燒工況不穩(wěn)定,為了改善這一情況，國(guó)外的一些電廠，爐膛四角水冷壁會(huì)使用較大的切角。國(guó)內(nèi)一些電廠引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)并根據(jù)實(shí)際情況，加以改進(jìn)，在燃燒器布置時(shí)，要注意下擺時(shí)避免沖擊冷灰斗，上部也要為煤粉充分燃燒留下充足的空間。擺動(dòng)燃燒器控制系統(tǒng)擺動(dòng)燃燒器是一個(gè)開環(huán)的控制系統(tǒng)，如圖2-7所示。通過靜態(tài)特性的分析，我們可得到結(jié)論，燃燒器擺角上下的擺動(dòng)，會(huì)影響過熱、再熱汽溫，但再熱、過熱汽溫的變化剛好相反，它僅僅是再熱汽溫調(diào)節(jié)的補(bǔ)償方法。擺動(dòng)的角度和機(jī)組負(fù)荷的關(guān)系是通過實(shí)驗(yàn)得到的一個(gè)函數(shù)。鍋爐MFT時(shí)，燃燒器擺角自動(dòng)回到水平位置。圖2-7擺動(dòng)燃燒器控制系統(tǒng)2.4.3煙道擋板法本文主要研究的就是煙道擋板法調(diào)節(jié)再熱汽溫簡(jiǎn)介分隔煙道擋板的原理是將煙道垂直煙道隔成主、旁兩部分，在主煙道里布置再熱器，在旁煙道布置低溫過熱器，但在主、旁煙道里都會(huì)布置省煤器。兩個(gè)煙道的出口均安裝有煙氣擋板，通過調(diào)節(jié)擋板的開度，來調(diào)整流過各個(gè)煙道的煙氣量，從而改變?cè)贌崞骱瓦^熱器的吸熱量，以此來改變?cè)贌崞麥兀ㄈ鐖D2-8、9、10）圖2-8圖2-9圖2-10煙道擋板調(diào)節(jié)當(dāng)鍋爐的負(fù)荷下降時(shí)，燃燒量下降，再熱汽溫下降，可以調(diào)大再熱器這一側(cè)的煙氣擋板，同時(shí)關(guān)小過熱器側(cè)的煙氣擋板，這樣再熱器側(cè)的煙氣流量就會(huì)增加，再熱汽溫就會(huì)升高。煙氣流量的改變同時(shí)也會(huì)影響過熱汽溫（如圖2-11），但在旁煙道里的過熱器所占總過熱器的比例較小，所以影響較小。使用這種方法調(diào)節(jié)再熱汽溫，設(shè)備容易安裝且簡(jiǎn)易，操作也方便。但需要注意擋板在高溫?zé)煔獾臎_刷下是否易變形，另外在鍋爐啟動(dòng)并網(wǎng)的過程中，應(yīng)關(guān)閉再熱器側(cè)的煙氣擋板，以此保護(hù)再熱器，防止干燒。圖2-11擋板調(diào)溫對(duì)過熱汽溫的影響1—擋板全開時(shí)汽溫特性；2—擋板調(diào)節(jié)后汽溫特性煙道擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫系統(tǒng)圖圖2-12是煙道擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫的系統(tǒng)。主信號(hào)為再熱汽溫，將實(shí)際測(cè)得的汽溫信號(hào)與給定的溫度值比較，得到差值輸出，再進(jìn)入調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出信號(hào)，控制煙氣擋板動(dòng)作，改變?cè)贌崞麥兀?dāng)給定值和測(cè)量值相同時(shí)，停止動(dòng)作。在系統(tǒng)中引入蒸汽的流量作為前饋信號(hào)，以此改善擋板調(diào)溫滯后的缺點(diǎn)。圖2-12再熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)1—再熱器2—比較器3—調(diào)節(jié)器4—調(diào)溫?fù)醢鍩煹罁醢宓膬?yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫,機(jī)械構(gòu)件簡(jiǎn)單、部件易于安裝、工人操作起來比較方便,可以適應(yīng)多個(gè)煤種、不會(huì)影響爐膛里的穩(wěn)定燃燒。但調(diào)溫滯后性較大,有時(shí)擋板在煙氣沖擊下，容易產(chǎn)生熱變形,導(dǎo)致調(diào)節(jié)溫度的準(zhǔn)確率降低。使用煙氣擋板時(shí)需要注意的問題：（1）盡量使用煙道擋板調(diào)節(jié)，讓再熱汽溫穩(wěn)定在允許的溫度范圍內(nèi),在事故超溫、或者出現(xiàn)其他僅靠擋板調(diào)節(jié)不了時(shí)，才使用噴水減溫。平時(shí)正常運(yùn)行時(shí),煙道擋板和噴水減溫改為自動(dòng),運(yùn)行人員通過DCS操作系統(tǒng)來遠(yuǎn)程改變煙道擋板和噴水減溫的設(shè)定值，從而改變?cè)贌崞麥?。?）正常運(yùn)行時(shí)，煙道擋板的調(diào)整角度應(yīng)在一定擺動(dòng)范圍內(nèi)，假如再熱蒸汽溫度變化較大，波動(dòng)明顯，煙道擋板的調(diào)整幅度也較大，而且事故減溫水門時(shí)常自動(dòng)打開時(shí)，應(yīng)該及時(shí)檢查鍋爐的其他系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。（3）當(dāng)工人在現(xiàn)場(chǎng)使用機(jī)械部件手動(dòng)調(diào)整時(shí)，要注意系統(tǒng)的遲滯性,要緩慢地增加或者減少被調(diào)量，要讓減溫后的蒸汽保有一定的過熱度,低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，想辦法避免減溫水的使用,不然易導(dǎo)致汽輪機(jī)末幾級(jí)濕度大，發(fā)生水沖擊。（4）煙氣擋板的開度不宜過小，否則易造成擋板積灰影響調(diào)溫效果。3.控制系統(tǒng)3.1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介在電廠的控制系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)是應(yīng)用最廣的，它們就像齒輪一樣，保證電廠的系統(tǒng)能穩(wěn)定的運(yùn)行，以及調(diào)控的及時(shí)準(zhǔn)確。隨著生產(chǎn)過程的機(jī)械化、快速化、復(fù)雜化，人工調(diào)節(jié)生產(chǎn)中的各種設(shè)備參數(shù)已經(jīng)無法完全實(shí)現(xiàn)，所以在此基礎(chǔ)上，人們引入了控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。在自動(dòng)調(diào)節(jié)中一般有被調(diào)量、給定值、控制對(duì)象、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、控制量、擾動(dòng)等元素?？刂仆ㄋ讈碚f就是比較被調(diào)量與給定值，然后通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變控制量，最終使被調(diào)量等于給定值，當(dāng)然在過程中會(huì)有擾動(dòng)的影響。按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分類，可分為反饋控制系統(tǒng)（如圖3-1）、前饋控制系統(tǒng)（如圖3-2）、前饋反饋控制系統(tǒng)。反饋控制的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，但可以消除擾動(dòng)的影響，對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)來說，需要分析它的穩(wěn)定性。前饋控制的特點(diǎn)，控制及時(shí)，可按某一種擾動(dòng)來快速地調(diào)節(jié)被調(diào)量，但只能克服某一種擾動(dòng)。屬于開環(huán)系統(tǒng)，不存在穩(wěn)定性。前饋反饋控制系統(tǒng)集合了以上兩種系統(tǒng)的特點(diǎn)，能快速調(diào)節(jié)而且能克服主要的擾動(dòng)，多以普遍使用該種系統(tǒng)。 圖3-1反饋控制系統(tǒng) 圖3-2前饋控制系統(tǒng) 3.2單回路控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)由一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)執(zhí)行器和對(duì)象組成（如圖3-3）。本次研究的煙道擋板再熱汽溫控制系統(tǒng)就是一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)比較容易調(diào)整，也方便投入和運(yùn)行，并且組織結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，前期資金投入也少，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和整定中，單回路控制系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的。在單回路控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器有著很重要的地位，調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律最基本的有比例（P）、積分（I）和微分（D），下面做分別介紹。 圖3-3單回路控制系統(tǒng)方框圖 圖3-4單回路控制系統(tǒng)原理方框圖 3.3PID在實(shí)際應(yīng)用中，使用最多的調(diào)節(jié)器控制就是比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID（比例（proportion）、積分（integral）、微分（derivative））控制器從理論發(fā)展到使用已經(jīng)有將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器易學(xué)易上手且理解簡(jiǎn)單，使用時(shí)無需建立精確的數(shù)學(xué)模型或復(fù)雜的公式運(yùn)算，所以普遍采用這種控制器。3.3.1比例（P）比例調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)方程式，即輸出信號(hào)與被調(diào)量偏差的關(guān)系，即：（3-1）傳遞函數(shù)是：（3-2）μ-為輸出信號(hào)；e-為被調(diào)量偏差；Kp-為比例系數(shù)，有正有負(fù)，每當(dāng)偏差改變一定值，調(diào)節(jié)裝置根據(jù)比例系數(shù)做出相應(yīng)的變化；δ-為比列帶，是比例系數(shù)的倒數(shù)，當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)到百分之百時(shí)，偏差的變量即為比列帶。在動(dòng)態(tài)方程式中，當(dāng)e為零時(shí)，μ為零，但不是指輸出為零，是指μ與給定值相同。在式子3-2中，比例帶δ有著重要的意義，δ越大比例的作用就越不明顯，調(diào)節(jié)過程會(huì)較穩(wěn)定，但隨之帶來的弊端就是被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差會(huì)比較大：δ越小比例的作用就越明顯，但調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩，穩(wěn)定性會(huì)下降（如圖3-5），當(dāng)偏差大于比例帶時(shí)，輸出信號(hào)與被調(diào)量之間就不成比例關(guān)系了。因?yàn)檎{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)會(huì)隨著負(fù)荷的變化而相應(yīng)改變，所以調(diào)節(jié)的結(jié)果都是有差別的，因此比例調(diào)節(jié)也叫有差調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器動(dòng)作快，對(duì)于發(fā)生的干擾，能著抑制作用。使用比例控制規(guī)律能夠比較快地克服擾動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)的影響，它能快速地改變輸出值，但壞處就是不能快速的使數(shù)值穩(wěn)定，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動(dòng)的影響，但有余差出現(xiàn)。它適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制要求不高、被控參數(shù)允許在一定范圍內(nèi)有余差的場(chǎng)合。如：池水的水位控制；儲(chǔ)油罐油位的控制等。圖3-5比例帶對(duì)于比列調(diào)節(jié)的影響3.3.2積分（I）在積分控制中，控制器的輸出與被調(diào)量的偏差（即輸入值）的積分成正比，即：（3-3）或者（3-4）傳遞函數(shù)為（3-5）KT——積分速度式（3-3）表明，輸出就是輸入量隨時(shí)間的累積，積分調(diào)節(jié)最顯著的標(biāo)志就是能去掉靜態(tài)偏差。只要存在偏差即輸入量，積分調(diào)節(jié)就會(huì)隨時(shí)間一直運(yùn)行直至偏差為零。在被調(diào)量偏差消除后，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)會(huì)保持在與負(fù)荷變化相符合的位置上。如果只有單一的積分調(diào)節(jié)的話，會(huì)帶來一些弊端，積分調(diào)節(jié)相對(duì)于比例調(diào)節(jié)來說要慢一些，雖然在靜態(tài)時(shí)效果較好，但相反的動(dòng)態(tài)效果就要差一些，導(dǎo)致過渡時(shí)的振蕩更加劇烈，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分的速度對(duì)于調(diào)節(jié)過程有一定的影響。當(dāng)采用I調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)的開環(huán)增益與積分速度成正比。3.3.3微分(D)微分的動(dòng)態(tài)方程為：（3-6）傳遞函數(shù)為：(3-7)Kd—表示微分作用的比例系數(shù)式（2-3--a）表明，輸出量與被調(diào)偏差的變化速度成正比，在控制剛剛執(zhí)行時(shí)，偏差變化小，但變化速度快，這樣就使微分的調(diào)節(jié)較強(qiáng)，讓被調(diào)量改變較大的值，克制偏差的變大，由此可以看出，微分調(diào)節(jié)可以避免部分動(dòng)態(tài)偏差。微分作用有提前調(diào)節(jié)的特性，所以微分控制能增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.3.4比例積分控制(PI)比例積分調(diào)節(jié)就是比例加積分作用，動(dòng)態(tài)方程為：（3-8）傳遞函數(shù)為：(3-9)當(dāng)積分調(diào)節(jié)單獨(dú)使用時(shí)，積分有很大的滯后性，容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。當(dāng)積分的初始參數(shù)沒有調(diào)節(jié)好時(shí)，積分過程所帶來的不好的影響，很難自身修改回來。但比例調(diào)節(jié)沒有延遲，比例會(huì)對(duì)出現(xiàn)的誤差及時(shí)調(diào)整。所以積分很少單獨(dú)使用，會(huì)與比例或者比例積分一起使用，PI或PID。PI和PID控制器既克服了單純的比例調(diào)節(jié)有穩(wěn)態(tài)誤差的缺點(diǎn)，又避免了單純的積分調(diào)節(jié)響應(yīng)慢、動(dòng)態(tài)性能不好的缺點(diǎn)，因此被廣泛使用。如果積分作用太強(qiáng)（即積分時(shí)間太?。喈?dāng)于每次微調(diào)電位器的角度值過大，其累積的作用會(huì)使系統(tǒng)輸出的動(dòng)態(tài)性能變差，超調(diào)量增大，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分作用太弱（即積分時(shí)間太大），則消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度太慢，積分時(shí)間的值應(yīng)取得適中。3.3.5比例微分控制(PD)比例微分調(diào)節(jié)就是比例加微分作用，動(dòng)態(tài)方程為：（3-10）傳遞函數(shù)為：（3-11）微分控制有提前調(diào)節(jié)的作用，假如某個(gè)控制系統(tǒng)通道存在滯后的問題，那么就將微分控制加入系統(tǒng)，如果微分控制加在較為合適的位置，且參數(shù)設(shè)置較為理想，那就可以大幅度地改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。因此，在那些時(shí)間常數(shù)較大的系統(tǒng)中，使用PD控制調(diào)節(jié)可以提高其穩(wěn)定性，減少動(dòng)態(tài)偏差。需要注意的是，對(duì)于那些純滯后較大的區(qū)域里，微分是沒有用的，而在測(cè)號(hào)有噪聲或性振動(dòng)的系統(tǒng)，也不適合使用微分控制。3.3.6比例積分微分控制（PID）動(dòng)態(tài)方程為：（3-12）傳遞函數(shù)為：(3-13)KP，TI，Td的初始值是PID控制的最重要的部分。我們?cè)诔绦蛳到y(tǒng)編寫設(shè)計(jì)的初期，只能確定這幾個(gè)數(shù)的大致范圍，需要在初期調(diào)試運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)來獲取最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，所以在編寫程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需加入功能，可以根據(jù)調(diào)試修改參數(shù)并且能自動(dòng)記錄數(shù)值。3.4PID算法流程圖如圖3-6圖3-6PID算法流程圖4.MATLAB仿真4.1MATLAB簡(jiǎn)介Matlab是一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序后再一起運(yùn)行。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C++語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C++語言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。優(yōu)點(diǎn)：（1）高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來。（2）具有完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化。（3）友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握。（4）功能豐富的應(yīng)用工具箱(如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等)，為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。應(yīng)用：數(shù)值分析數(shù)值和符號(hào)計(jì)算工程與科學(xué)繪圖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真數(shù)字圖像處理技術(shù)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真財(cái)務(wù)與金融工程管理與調(diào)度優(yōu)化計(jì)算（運(yùn)籌學(xué)）MATLAB的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用MATLAB函數(shù)集）擴(kuò)展了MATLAB環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。圖像處理：MATLAB自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。新版本的MATLAB對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等），MATLAB同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時(shí)對(duì)一些特殊的可視化要求，例如圖形對(duì)話等，MATLAB也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。4.2單回路控制系統(tǒng)的整定本文所研究的是煙道擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫的系統(tǒng)，是一個(gè)單回路的控制系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)有一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)，我們需要選擇出調(diào)節(jié)器合適的參數(shù)（δ比例帶、Ti積分時(shí)間、Td微分時(shí)間），讓儀表的特征與控制對(duì)象的特征能很好地搭配在一起，這個(gè)過程就稱為系統(tǒng)整定。從理論上看，通過各種各樣大量復(fù)雜的計(jì)算，可以得到控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，但是系統(tǒng)中一些測(cè)得作為計(jì)算依據(jù)的數(shù)值，有時(shí)難以測(cè)取精確值，更大的麻煩是，當(dāng)系統(tǒng)在變工況下運(yùn)行時(shí)，計(jì)算中的計(jì)算依據(jù)也會(huì)改變，使計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，另外有些系統(tǒng)過于復(fù)雜，或滿足不了計(jì)算的條件，所以大多數(shù)計(jì)算的結(jié)果只能用來參考，對(duì)實(shí)際的過程作用不大。在電廠生產(chǎn)過程中，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直接通過調(diào)試來選取調(diào)節(jié)器是較為適用的，即現(xiàn)場(chǎng)整定法。工作人員通過一些大量實(shí)際運(yùn)行所得的規(guī)律性的圖表，以及自己所學(xué)的理論知識(shí)，并進(jìn)行一些必要的運(yùn)算分析，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，以此初步確定調(diào)節(jié)器參數(shù)的大致范圍。為了減少需要整定的參數(shù)，首先可以采用PI控制器。為了保證系統(tǒng)的安全，在調(diào)試開始時(shí)應(yīng)設(shè)置比較保守的參數(shù)，例如比例系數(shù)不要太大，積分時(shí)間不要太小，以避免出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定或超調(diào)量過大的異常情況。給出一個(gè)階躍給定信號(hào)，根據(jù)被控量的輸出波形可以獲得系統(tǒng)性能的信息，例如超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間。應(yīng)根據(jù)PID參數(shù)與系統(tǒng)性能的關(guān)系，反復(fù)調(diào)節(jié)PID的參數(shù)。系統(tǒng)整定的方法一般有廣義頻率特性法（理論計(jì)算），工程整定法等。而工程整定法又包括響應(yīng)曲線法、臨界曲線法和衰減曲線法。4.3MATLAB系統(tǒng)整定本次研究使用Matlab軟件進(jìn)行仿真，用衰減曲線法進(jìn)行工程整定。再熱器的汽溫調(diào)節(jié)要避免相同幅度的上下振蕩，所以將單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)加入帶有一定衰減振蕩的過程。利用比例調(diào)節(jié)調(diào)試出Ψ=0.75的控制過程，讀出比例帶和振蕩周期，再調(diào)試一個(gè)Ψ=0.9的控制工程，讀出比例帶和上升時(shí)間。將從圖像上讀出的數(shù)據(jù)按照下表（4-1）填好。衰減率控制規(guī)律整定參數(shù)δTiTdΨ=0.75PPIPIDδS1.2δS0.8δSO.5TS0.3TS0.1TSΨ=0.9PPIPIDδS1.2δS0.8δS2tr1.2tr0.4tr表4-1本次所使用的軟件是MatlabR2014a，該軟件的優(yōu)點(diǎn)就是Simulink庫比較齊全，能夠滿足系統(tǒng)整定的各種需求，并且操作界面為中文版本，使我們更容易上手，操作起來也比較方便。第一步，首先打開軟件，找到Simulink庫（如圖4-1）圖4-1第二步，打開Simulink庫，并且新建一個(gè)程序編輯窗口，在Simulink庫中有各種程序組件和運(yùn)算方法，在這里只需要選擇我們需要的就可以。（如圖4-2）圖4-2第三步，如圖4-3，使用運(yùn)算器建立一個(gè)如圖的單回路控制系統(tǒng)。圖4-3第四步，根據(jù)衰減曲線法的方法，調(diào)節(jié)各個(gè)運(yùn)算器的基本參數(shù)（如圖4-4），使運(yùn)算結(jié)果達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，如圖3-3-5，調(diào)試出一個(gè)Ψ值大概在0.9左右的圖像，特別注意的是這里需要改變運(yùn)算時(shí)間，使最后得到的曲線圖更加完整，便于觀察和讀取結(jié)果信息。圖4-4圖4-5第五步，與第四步類似，調(diào)試出Ψ值大概在0.75的圖像（如圖4-6圖4-7）圖4-6圖4-7第六步，讀取方框圖和圖像中的信息δs、Ti、tr,并進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算填入表4-2衰減率控制規(guī)律整定參數(shù)δTiTdΨ=0.75PPIPID0.3520.42240.281630518361Ψ=0.9PPIPID0.2720.32640.2176940564188表4-2通過上面兩張圖像可以看出當(dāng)比例帶減小時(shí)，系統(tǒng)區(qū)域穩(wěn)定的時(shí)間變短，但是振幅增加。分析圖像看出，在階躍信號(hào)的擾動(dòng)下，再熱汽溫的控制系統(tǒng)經(jīng)過一段的時(shí)間能夠重新恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，說明該系統(tǒng)能夠較好的克服擾動(dòng)的影響，能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地調(diào)節(jié)汽溫。5.XDPS組態(tài)5.1XDPS介紹XDPS是新華分散處理系統(tǒng)（XinhuaDistributedProcessingSystem）的縮寫。分散過程控制裝置、操作管理裝置和通訊系統(tǒng)一起組成了XDPS。XDPS可以構(gòu)成獨(dú)立控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)（DCS）、監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（SCADA）等，它可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、進(jìn)程控制、順序控制、高級(jí)控制、報(bào)警檢測(cè)、監(jiān)視、操作，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印等處理，并提供組態(tài)和調(diào)試工具。在如今的火電廠中，較為常見的是XDPS-400e系統(tǒng)以及以此為基礎(chǔ)的DCS系統(tǒng)。如圖5-1為校外實(shí)習(xí)時(shí)，參觀過沈海熱電2號(hào)機(jī)組的XDPS系統(tǒng)。圖5-1如圖5-2為XDPS-400e的系統(tǒng)構(gòu)架，由通訊系統(tǒng)、人機(jī)接口站MMI、分布式處理單元DPU、輸入輸出子系統(tǒng)和電源五個(gè)部分組成。圖5-2XDPS-400e的系統(tǒng)構(gòu)架如圖5-3為XDPS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，一般有一下三部分組成。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)操作監(jiān)管員在遠(yuǎn)端電腦上收到的實(shí)時(shí)信號(hào)，就是就地控制端通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸來的。采用的是百兆高速專用以太網(wǎng)。信息傳輸網(wǎng)監(jiān)控管理人員與各站點(diǎn)之間的交流共享信息就是通過該傳輸網(wǎng)，同樣使用百兆高速以太網(wǎng)。冗余過程I/O總線冗余過程I/O總線是連接過程控制層和I/O采集層的數(shù)據(jù)傳輸通道，采用的是10M工業(yè)以太網(wǎng)。圖5-3XDPS-400系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)5.2XDPS-400e在火電廠的應(yīng)用范圍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模擬量控制系統(tǒng)鍋爐爐膛燃燒安全監(jiān)控系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)鍋爐汽輪機(jī)順序控制系統(tǒng)汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)給水泵汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)汽輪機(jī)危及遮斷系統(tǒng)發(fā)電機(jī)變壓器機(jī)組順序控制系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)汽輪機(jī)在線狀態(tài)檢測(cè)及故障診斷系統(tǒng)DCS系統(tǒng)：MSC模擬量自動(dòng)控制系統(tǒng)FSSS爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)SCS順序控制系統(tǒng)DAS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)MEH給水泵汽機(jī)控制系統(tǒng)BPC旁路控制系統(tǒng)5.3煙道擋板再熱汽溫控制DCS畫面第一步，在主菜單中找到鍋爐菜單，如圖5-4圖5-4第二步，進(jìn)入鍋爐菜單，先查看過熱再熱汽溫的溫度，如圖5-5，5-6圖5-5圖5-6圖5-7是再熱器組態(tài)模塊圖5-7第三步，如果過熱或再熱汽溫不在給定范圍內(nèi)，則進(jìn)入煙風(fēng)系統(tǒng)和過熱再熱蒸汽系統(tǒng)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖5-8，5-9金盾你粗調(diào)查從丨程度和次數(shù)都粗次數(shù)都次數(shù)都得都猜不出收到從傳遞得的的查庫存丶程度和課程的粗但是粗兌換的蘇而不對(duì)此事的大家回家哈哈哈和督促但是格但斯克肯定不差不多長(zhǎng)時(shí)間的交匯處緊巴巴的邊際成本就打死成都荷花池粗的花草樹木不是長(zhǎng)春第此類動(dòng)詞的好處粗的好處對(duì)此表示長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)不長(zhǎng)成都長(zhǎng)沙看看參的時(shí)刻吃醋的比賽開場(chǎng)每次都才打開市場(chǎng)考察從i吃屎的和多看看電池電池當(dāng)初可是當(dāng)初會(huì)傳遞出是此從此時(shí)次上帝傳遞看出售此毒思考的借口進(jìn)出口輸出是打開打開吃大虧死u從ui山地車空間的空間scud吃燒烤吃大虧吹是對(duì)電廠粗的好處對(duì)hi粗第橫空出世從從斯賽u但你丟哎u我ioa肚餓蘇毒啊嗲嗲電液的啊愛的啊的愛打的啊速度電腦撒到我看電暖鞋啊我下u我就卡不北師大許紹雄年就開始數(shù)據(jù)和電話事件后續(xù)手續(xù)好像是客戶銷速度還是等會(huì)udia大死啊都打死啊u哦段偶你都差不多和還不徹底擊敗丹麥v的表空間濕度此客戶達(dá)成好降低時(shí)你的車比市場(chǎng)此食醋才比較辛苦不錯(cuò)的從速度快參加補(bǔ)習(xí)班抽空把庫存不得不出口的板塊組成電廠長(zhǎng)春水量多次u后都會(huì)此地hi沉思u次數(shù)都促使從實(shí)地考察市場(chǎng)iu丟錘石從i吃u(píng)上的灰塵次u的生產(chǎn)好吃是很多深刻的isdh和客戶河口濕地是對(duì)地上的說出口hi出的亠才開始倉(cāng)庫的貨款詞素吹客戶測(cè)試吞長(zhǎng)春讀初三從是傳遞哦山地車地產(chǎn)參數(shù)出電廠i是摧毀成都市粗俗的車上吃好IC吃多少吹大話摧毀出次u和上次和上次吃電廠的CDC圖5-8男女差別比較大就年參加答辯id才能每次看到可能從基督教較了傳遞每次女女現(xiàn)場(chǎng)打分，都對(duì)你的出電廠從丶蒼井空差點(diǎn)就成都成都出的口水產(chǎn)生的空間好吃看到才開始調(diào)查電廠和濕度客戶成交的開始從事地產(chǎn)德川家康的CDC從的課程是長(zhǎng)凍瘡而經(jīng)常的空間課程的此時(shí)參數(shù)查看激活的生產(chǎn)hi市場(chǎng)的課程說出口i是的好處是課程就開車開得好乘客換乘機(jī)動(dòng)車出口電視劇哦是動(dòng)詞督促偶是從此但是基本電費(fèi)水費(fèi)吃肯德基垂死的隨處可見的赤色傳遞IDCi色好吃純粹就是的差距還是堅(jiān)持好吃的基礎(chǔ)估計(jì)是廣東財(cái)經(jīng)測(cè)出巨大成功輸出接受調(diào)查輸出是看電視看錘石產(chǎn)生的好處四冊(cè)哦湊的和創(chuàng)設(shè)u丶很出色解除對(duì)華ui額ICiu的持久彼此間的沖擊波測(cè)試結(jié)果v徹底刪除vc是從何處是成都讀出都會(huì)從四川出點(diǎn)汗是程度和市場(chǎng)的從吹大話是快速次數(shù)都參數(shù)速度快i宿舍的成都出口商出口的的出水口才開始好吃的倉(cāng)庫好吃庫和殘酷的從四個(gè)菜是開車督促菜市場(chǎng)蘇此時(shí)好吃電話客戶倉(cāng)庫都出嘗試打開查看好吃出口出的口水疏忽從護(hù)士調(diào)查市場(chǎng)的尺寸好吃好吃款式尺寸是崔的很殘酷乘客換乘客戶參加課程看上次u的和初始庫存號(hào)開始粗出口輸出才開始粗出口市場(chǎng)和出口市場(chǎng)開始查看進(jìn)程查看航空市場(chǎng)i出水口才嘗試從倉(cāng)庫查查庫存好看好吃市場(chǎng)開始u城市倉(cāng)庫是促生產(chǎn)從看才開始粗胡出乎市場(chǎng)就是廠家生產(chǎn)的公交車上錯(cuò)的時(shí)間超過較查庫存吖從開始的寒窗苦讀粗側(cè)粗口的好處快速參數(shù)從參數(shù)傳遞函數(shù)客戶出差坙口輸出哭聲粗的和粗手粗看得出是此客戶才開始粗而此客戶從開始開會(huì)的出水口車庫產(chǎn)生的倉(cāng)庫合成是客戶從開始倉(cāng)庫好吃開設(shè)看看收到換成苦澀和殘酷的才開始u四大努努也是上帝一樣的濕度if司法考試打開加粗u成都ie以上的車u腸毒素一次u對(duì)于沉思此次idyc雖處于攤前iudsIC口輸出護(hù)士discui乘用車i上次都洋蔥絲催收從速度與此事從is刪打不死的有出生于次都是一次要多長(zhǎng)i速度差一歲有一次死的一次u上一次商業(yè)地產(chǎn)印刷廠iduc意思粗的上次遇到超音速測(cè)試儀第一次is電影才意識(shí)到差異出一絲的u也促使一次是從次貸送電池u腸毒素從i是此時(shí)慫偶督促斯錯(cuò)速度湊宋詞u偶從都湊市場(chǎng)庫上次都很粗俗好吃u(píng)上帝吃u(píng)很多次的腸毒素hii和對(duì)手測(cè)此時(shí)的崔u次哦uui的產(chǎn)生二次u和地產(chǎn)ieh此時(shí)催Ehud從水滸而奮斗佛山庫房護(hù)士i吃素額的尺寸的從事地產(chǎn)iu是策劃出的護(hù)士測(cè)胡對(duì)此事惡化哦都奢侈丶iu水刺城市翠湖吹大話uceh催誰isici死u呱呱脆u吃素的干脆個(gè)ICi是德國(guó)i是剛才哦說的話的hi和覅hi催的一點(diǎn)促使成都又粗又長(zhǎng)看是粗手粗些督促參與IC第采用i第一次雖處于此時(shí)地磁異常iu英寸的i一簇一簇上次u是地磁第一次的此時(shí)此從死得慘is多次電影從從上檔次u成都?xì)q從打死從事地產(chǎn)成都城死u出id產(chǎn)生此時(shí)從航次u城市丟次都是吃啥讀出沉淀池是從事地產(chǎn)ihc斯換成四川hi都會(huì)和督促厚度電話出的出從四川的純對(duì)長(zhǎng)春斯從次數(shù)都從輸出哦i都吹是第詩詞大會(huì)和對(duì)策i次u上檔次u和對(duì)策從id城死粗的好處i純粹上次u從和督促i史翠珊地車u說得出回事丟粗手粗i上次u吃屎u曾四次死場(chǎng)地是尺寸是肯定發(fā)貨倉(cāng)庫就好倉(cāng)庫好吃的是徹底從好吃回到車上乘客換乘混沌初開和倉(cāng)庫核對(duì)摧毀出開心好看好吃還是吃好吃夸下海口上次開會(huì)純對(duì)沖刺的從催的出水口和刺激性hi速度橫空出世看出粗手粗輸出曹軍徹底檢查粗的好處車上乘客橫空出世的財(cái)產(chǎn)從才開始粗客戶才開始粗看好吃的好處快速敞開式的從從抽空查收產(chǎn)生的產(chǎn)生圖5-95.4XDPS-400系統(tǒng)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)冗余A,B控制網(wǎng)，獨(dú)立的C信息網(wǎng)分布式的數(shù)據(jù)庫，中間無服務(wù)器硬件設(shè)備主頻500MHz內(nèi)外電源分開有交流采樣卡，備自投卡，同期卡等系統(tǒng)軟件可以隨時(shí)在線修改組態(tài)和參數(shù)比較容易學(xué)習(xí)上手控制組態(tài)化，所見即所得啊歲的有掛教師待遇我嘎哈的教科書的壞蛋我阿卡麗丟哦青蛙時(shí)代i都會(huì)add挖吖的ioa對(duì)外u第啊嗚很短大屋頂外地挖礦對(duì)啊是丟啊等會(huì)就到死都i阿三地激動(dòng)i哇哦幾乎都i考慮；受打的撒開了多久啊我的我啊滴哦啊哦丟啊我u抵賴低洼段我的祭祀哦啊嗲接送機(jī)第哦啊就是接口都i撒冏打擊我降低哦普及開打算多久啊厚度為對(duì)啊還丟哇hi杜瓦好的瓦倫丁的哇好多我的上單你哦愛戴i蘇東坡就打死哦軍第哦啊是對(duì)今后德劇阿斯哦打大賽哦大家好我啊就帶上多大舞蹈隊(duì)我i偶滴哦啊舞動(dòng)我啊都是啊很對(duì)啊雨水的也會(huì)速度加啊會(huì)打黑霧i的i哦打誰啊很對(duì)啊是對(duì)啊回答好我iu和對(duì)啊還寬度為一啊u一嗲的哎無語和動(dòng)物i滴哦啊世界第哦啊ui都挖就好滴哦賽后第五課i哦打死哦啊等一圣誕卡回答我會(huì)啊等會(huì)啊我還迪瓦約的貨物i啊厚度哇好多和都加薩回電話我i和打卡機(jī)赫迪拉都會(huì)愛上閱讀hi哇對(duì)啊還圣誕節(jié)卡號(hào)對(duì)啊還無i的哈物業(yè)的開挖后的都會(huì)哇好隊(duì)伍和動(dòng)物i還是對(duì)外經(jīng)濟(jì)看動(dòng)畫片我殺敵哦我你等我啊降低哦挖的的啊我都i到山東i啊嗚i到我i歐文丟愛的等我Audio外地我啊uuwao的交接單我嫁第哦熬多久哇喲進(jìn)了雅滴哦啊我的愛的滴哦啊舞動(dòng)電話是空號(hào)丟啊我和對(duì)啊我和第五啊和動(dòng)物i啊好的就和對(duì)哇總結(jié)本文主要是為了研究煙氣擋板法控制再熱汽溫。首先了解了我國(guó)發(fā)電廠的發(fā)展歷程，并且熟悉了整個(gè)發(fā)電廠的生產(chǎn)過程，深刻地認(rèn)識(shí)到汽溫的調(diào)節(jié)在發(fā)電過程中所占據(jù)的重要地位。在電廠的生產(chǎn)過程中，過熱汽溫和再熱汽溫是緊密聯(lián)系的兩個(gè)部分，所以在論文的第二部分，對(duì)于過熱汽溫和再熱汽溫進(jìn)行了深入的了解，認(rèn)識(shí)到了過熱與再熱汽溫特性的差異，它們各自在電廠生產(chǎn)過程中所承擔(dān)的任務(wù)，以及過熱器再熱器工作原理和布置上的差別，而正是因?yàn)樗鼈兊倪@些差別，導(dǎo)致了這兩種汽溫在調(diào)節(jié)方式上的不同。并且還熟悉了幾種控制再熱汽溫的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。在本文的第三部分里，了解了控制系統(tǒng)的基本原理，以及最基礎(chǔ)的運(yùn)算公式。使用MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，使用衰減曲線法對(duì)煙氣擋板控制再熱汽溫系統(tǒng)進(jìn)行工程整定。在Sumilink庫中選擇相應(yīng)的運(yùn)算模塊，組成一個(gè)單回路控制系統(tǒng)方框圖，并調(diào)試出所需要的響應(yīng)曲線，通過仿真實(shí)驗(yàn)可知，在階躍信號(hào)的擾動(dòng)下，再熱汽溫的控制系統(tǒng)經(jīng)過一段的時(shí)間能夠重新恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，說明該系統(tǒng)能夠較好的克服擾動(dòng)的影響，能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地調(diào)節(jié)汽溫。最后使用XDPS（新華分散處理系統(tǒng)）軟件進(jìn)行組態(tài)的實(shí)現(xiàn)，了解熟悉在DCS操作畫面調(diào)整再熱汽溫，很好的認(rèn)識(shí)到整個(gè)再熱汽溫控制的操作流程。致謝在過去的幾個(gè)月里，在老師和同學(xué)的幫助以及自己的努力下，通過對(duì)以前知識(shí)的梳理，以及對(duì)論文題目的深入研究，終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，也為四年本科大學(xué)時(shí)光畫上了完美句號(hào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，不光是對(duì)大學(xué)所學(xué)的基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)的考驗(yàn)，更加考驗(yàn)我的學(xué)習(xí)、研究、撰寫能力，是對(duì)大學(xué)生的一個(gè)全面的考驗(yàn)。能夠完成畢業(yè)論文，老師和同學(xué)的幫助功不可沒。首先我要特別感謝我的指導(dǎo)老師崔長(zhǎng)春。在論文選題時(shí)，崔老師給我提供了好幾個(gè)題目選擇，并耐心地向我介紹了每個(gè)題目大致的方向，讓我從開始時(shí)就對(duì)所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)有個(gè)初步的了解。在論文的撰寫過程中，崔老師經(jīng)常了解我的論文進(jìn)度，在工作閑暇之余，會(huì)對(duì)我的進(jìn)度安排、設(shè)計(jì)過程、論文的大綱等進(jìn)行指導(dǎo)，特別是論文的內(nèi)容，崔老師會(huì)細(xì)心查閱，有不足之處會(huì)馬上告訴我，并且會(huì)給以修改的建議，好讓我及時(shí)改善，在與崔老師的交流中，使我受益頗豐。在使用MATLAB做仿真時(shí)，崔老師特意抽空找單獨(dú)的教室，給我們講解。崔老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，時(shí)刻影響著我。另外我要感謝我的同學(xué)，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的過程中，給予我的幫助，為我的論文提了一些有參考性的建議，在大學(xué)的最后幾個(gè)月的時(shí)光里，大家互相幫助，共同努力完成畢