蒸汽溫度自動控制系統如圖2所示。
m(S)——噴水量;
——調節對象即過熱器傳遞函數;
τ——遲延時間;
Tc——時間常數與減溫器型式和布置位置有關,對于中壓汽包鍋爐τ=170~200s,Tc=210~280s
——PID調節器傳遞函數
δ——比例帶;Ti——積分時間;Td——微分時間;γθ——溫度變送器傳遞系數。
該系統在運行中,由于在減溫水擾動下,汽溫變化的慣性,遲延較大,使系統在動態過程中,汽溫的變化幅度很大,過渡過程時間很長,不易穩定,不能滿足過熱蒸汽溫度調節的需要。對于中壓鍋爐過熱蒸汽溫度允許變化范圍在±5℃,所以要求系統在穩定同時,響應速度要快。為了克服純遲延慣性,在原系統設計基礎上,引入Smith預測器,構成具有Smith預測器溫度控制系統。如圖4所示。
分別取δ=0.9,Ti=38,Tc=200,Td=13,τ=100,n=1
2.2 鍋爐給水自動控制
鍋爐給水自動控制系統如圖6所示。
對于電廠中應用的中高壓汽包鍋爐,因相對水容很小,虛假水位現象比較嚴重,且遲延較大,使自動系統穩定性、克服擾動的能力都較差,圖中蒸汽流量信號D是前饋信號,主要作用是克服虛假水位。為了提高系統穩定性,可加入預測器。具有預測器給水自動調節系統方框圖如圖7所示。
圖8(a),(b)可清楚表明,Smith預測器能有效地實現對純遲延環節補償,使系統克服擾動能力增強,穩定性增加,波動幅度明顯減小,系統快速性比較好,從而改善了系統調節品質。
水量增加30時的響應曲線
2 于達仁,閆麗華,王計臣.Smith預測方法的拓展.哈爾濱:黑龍江電力技術,1997.3
3 張玉鐸,王滿稼.熱工自動控制系統.北京:水利電力出版社,1984
4 丁萃菁.換熱設備動態特性計算.北京:水利電力出版社,1993