W*2林晋。
詈畀T,
Td
（1_一）TiS
KdTdTj）
1TdS
■■■III.
若Td=Ti，则Wa*2（S）=邑具有比例作用。
V
4-3导前微分系统的整定
一、等效为串级系统，且主副调节器可分别独立整定
注意：
这里先整定主调节器W；（S）二1
Wd（S）
主回路为:
O
Wh2（S）
副回路快速随动，等效为1
利用单回路整定方法，可确定Kd、Td。
整定副调节器：
Wa2（S）二Wd（S）Wa（S）
副回路为:
ya
fe
TdTd
简化方法：
副回路的响应频率较高时，Wd（S）可近似为比例环节。
1TdS1TTd
sTd
*Kc1
所以W/S）—D（1品）
°TS
求出KD,Ti，由于Kd已求得，故3也可求得
二、用“补偿法”整定
将图转化为：
%（s）鬥鬥亦
Wi（s）*
1
Woe（SPWUS）W）i（S）Wh2（S）WD（S）]
WH1（S）
1）关于等效对象Woe（S）如何选取。
设Wo（S）=Woi（S）W02（S）=
K°
（1ToS）n0
Ki
K2
Wo1（S）=（1T1S）n1
Wo2（S）；
=n2
（1T2S）n
惰性区
导前区
希望：
Woe（S）静态时具有Wo（S）的特性，动态时具有W02（S）的特性。
即Woe（S）=
K°
（1T2S）n2
2）Wd（S）的整定
Woe（S）二W02（S）[W01（S）+Wh2（S）Wd（S）—]
vV|_|ilS）
Ko
K2
Ki
WH2（S）匸"H丄"7WD（S）j]
（1T2S）"2（1T2S）"2（1T1S）n1WH1（S）
1WH1（S）1
Wd（S）=K1[1-（1^S）"1]Wh2（S）_K』1_（1「S）"」
KdTdS=K』[1]
1TdSr/（1TQ"1」
a）Kd、Td是根据对象的惰性区动态特性选择的。
b）若惰性区为一阶环节，即"1=1,则可实现完全补偿
r1T1S
1
^K1^比较系数后得：
Td=T1；Kd吩
c）若惰性区为二阶以上，即ni>2,等式两边完全相等不可能，只能
做到近似补偿。
在S=0处泰勒展开:
KdTdS
1TdS’KdTdSZSm）
r1r
气[1「（1^]=气[碎k』羊,Td
"^*2…]
比较系数得:
Kd
「2^1
m1T
2T1
Ko
g（1T?
^
=—D2（S）电
（1t2s）"2k2k2
3）Wa（S）整定
思考题：
1.对于采用导前微分信号的双回路系统，当调节结束时能否保证被
调量等于给定值？
为什么？
2.采用导前微分信号的双回路系统有哪几种整定方法？
3.补偿法整定调节器参数步骤是什么？
等效对象是如何选取的？
4.图示说明导前微分系统为什么相当于改善了对象动态特性
5.图示说明导前微分系统为什么可以减小动态偏差，改善控制品质。
习题：
东北电院：
P29第2、5、6
1.陈书P378第一题
2.系统如下图所示
已知系统满足两回路独立整定条件，且按一定整定了3、Ti、Kd和
Td现由于某种原因要提高主回路的稳定性，而保持副回路屮不变，问3、Kd应如何变？
为什么？
注：
将系统等效成串级系统
*11
主调节器Wa1（S）—（1—）——P2调节器，要提高稳定性，减小比例作用，
KdTdS
须增大Kd,要保持副回路W不变，应使S用Kd的比例增大，副调节器的比例系
K
数—D不变。
（见下页）
6
4-4采用导前微分信号的双回路汽温控制系统
、系统结构及其分析、整定
1
其中Wd（S）DD，Wa（S）=-（1
1+TdS范
列出几个该掌握的问题：
1•该系统有哪几种整定方法？
整定步骤。
2.如何将该系统等效为串级系统框图？
KdTdS
1
TTs）
3.如何等效为补偿法整定主框图
二、Kd
、Td、Ti对系统调节过程的影响
Kd、Td、
Ti对系统的方法整定系统时，可知:
主调节器:
Wag二1
—（1—）
Wd（S）KdTdS7
KdTdSI+TiS
副调节器:
wa2（s）=WD（s）wa（s）=1.TdSTiS
Ki
副调节器简化：
W/S）Xi泰）主回路：
KD增加，①i增大，调节过程动作速度减小，B动态偏差
增大，B调节时间增大;
副回路：
Kd增加，①2减小，0a校正动作增大。
主回路要求变Kd时’为保证副回路申2不变，应使k；不变。
Ti增大，①2增大（不明显）,0a调节时间增大。
Kd同时影响两个回路且方向相反。
三、Kd、Td的试验确定方法
补偿法整定：
Kd、Td的整定原则是以构造一个动态特性较好的广义
被控对象W°*（S），即：
KdTdS=Ki[1-而®
1TdSu（1TiS）111」：
Kd、Td还可以通过实验的方法来确定：
（1）将Wa（S）与Kz断开，并取Wa（s）:
•:
=100%,Ti=：
：
Td=0，那么，
调节器的输入信号就是等效对象的输出信号；
（2）将不同的Kd、Td，在运行稳定时，作减温水阶跃扰动试验，
记录一组等效对象的动态响应曲线如下：
ya
0
TDA
0）^£iX
大
Kd、Td的考虑：
起始阶段主要考虑心；衰减速度主要考虑Td
三、两种汽温调节系统整定方法的比较
导前微分信号的系统：
Wd（S）二空圧时，
1+TdS
①相当于串级：
主：
Wa1（s）—（V—）
KdTdS
畐IJ：
Wa2（S）=0（1丄）
6Tis
②补偿法整定一般使主回路的稳定裕量增大（Kd较大）,调节质量不如
串级法，尤其当调节对象惰性区的迟延和惯性比较大时更明显。
4-5再热汽温控制系统
再热汽温随负荷变化较大：
当机组负荷降低30%,再热汽温如不加控制，将降低28~35C。
采用烟气控制为主：
比采用喷水控制有较高的热经济性。
主要方法：
1.变化烟气挡板位置。
2•采用烟气再循环
3•摆动喷燃器角度
4.采用多层布置的圆形燃烧器
5.汽一汽热交换
一、采用烟气挡板控制再热汽温的控制系统
1.结构
再热器
低过
省煤器
省煤器
主烟道旁路烟道
挡板挡板
见图，把尾部烟道分成两个并列烟道。
1）通过调节主烟道挡板，可以改变流过再热器的烟气量，从而调节再热温度。
2）有两个挡板，主、旁路烟道，挡板开度变化是相反的（即一开一关），改变挡板可改变60%的烟气流量；再热器出口温度可变化50C左右。
3）再热汽温对象的动态特性：
主烟道挡板开度变化-再热器出口汽温变化的动态特性。
测试表明，对象为多容惯性环节，即
W（S）二
K
（「TS）
例如：
某125MW机组:
（S）
K
（1TS）4
K:
卩—％/100%A0=52K=0.52°C/%T=80S
2•控制系统
三个组成部分：
1）再热汽温给定值计算
2）再热汽温主调节器回路（调主烟道挡板开度）
3）再热汽温事故调节（调喷水）
（1）给定值计算
「般要求：
当负荷高于75%时，再热汽温给定值恒定（540C）。
当负荷低于75%时，再热汽温给定值应小于（540C）,并随负荷下降而下降。
不能低于某一选定的最低温度
再热汽温给定
图中：
：
测量元件（蒸汽流量）
小选器：
大选器
给定器（540C）—再热汽温给定值
fi（x）—函
数发生器
其中fi（x）:
将蒸汽流量转换为再热汽温给定值fi（x）的输出：
（1）当负荷高于75%时，输出大于540C
（2）当负荷低于75%时，输出小于540C
（2）再热汽温主调节回路
调节任务：
根据实测再热汽温B2与给定值毎之间的偏差来调节挡板
开度。
如下图：
f4（X）：
将主蒸汽流量-该负荷下需求的烟气挡板开度信号，该路信号
主要起前馈作用。
注意习上是“一号：
Df-流过再热器的烟温和烟量f所以前馈为负的。
将上面系统图画成原理图为：
（包括前面的高值计算）
540最低温度给定值
（3）再热汽温的事故调节（喷水）
当锅炉异常时，再热汽温出现超温；此时必须喷入冷水进行强制降温。
当再热汽温恢复正常时，必须停止喷水。
实现：
再热汽温Qz
fZ超温TPI2输出增大T经过偏差报警装置：
（1）报警
（2）打开电磁阀t调节减温水
&正常T关闭电磁阀T停止喷水。
二、采用烟气再循环控制再热汽温的自动控制系统
1.结构
原理：
利用再循环风机，从烟道尾部抽取低温烟气并送入炉膛。
这改变了炉膛温度和烟温、烟量，使辐射受热面吸热量下降，对流受热面吸热量上升，达到了调节再热汽温的目的。
缺点：
（1）对过热汽温、主汽压和蒸汽流量会产生较大扰动。
（2）烟气再循环风机叶片容易被磨损和腐蚀。
冉循坏烟气量
主汽流量
对流吸热增大
主汽压力
主汽温度
2、控制系统
负荷（或送风量）----前馈
为什么环节S出来是“-”：
因为负荷（orV）增大t烟气量增大t对流受热面吸热量增大t0z增大，应及时换小挡板。
这部分的调节原理图为:
送风V
（1）正常情况下的调节回路
当BZ下降（低于给定值时）7△9Z上升7（PIi）挡板上升fVG上升7△9Z上升
Vg经烟温修正后作为PIi的反馈信号，形成内回路，及时消除烟气侧的扰动，指再循环烟气流量和烟温的自发性扰动。
（2）非正常情况下的动作回路
当9z>9Zr7通过调节，使挡板J,VGJ7若挡板已关死，但
9z>9zr则：
1）不再进行烟气再循环2）经偏差报警装置，报警（-P2,△G/AD）,开启热风门，封锁再循环烟道，防止高温路烟倒流。
3）事故喷水（-Pi,士PI3）进行强制降低。
I△9z1>△时，才能进行喷水。
比例偏置器士△表示，只能当9z高出9Zr一定数值后，PI3才能动作，开启喷水调节阀，这样做的目的是允许再热汽温存在少量偏差，以防止喷水调节阀过于频繁动作。
三、采用汽一汽热交换的再热汽温控制
用一次蒸汽加热再热蒸汽，并利用三通阀改变流经热交换器的再热蒸汽流量来控制再热汽温。
由于汽一汽热交换器的调整范围很小，还必须辅以喷水。
汽温控制系统小结
（一）气温调节对象的动态特性
主要影响因素：
（1）减温水量Dps（=30~40S,Tc=40~100S）
（2）蒸气量D（=10~20S,Tc=40~100S）
（3）烟气侧扰动（.=10~20S,Tc=40~100S）
特点：
这些因素对过热汽温的阶跃响应曲线都有迟延，有惯性；有自平衡的曲线，其中，迟延和惯性见上。
过热汽温的调节量是喷水；再热汽温调节量是烟气量（烟温）蒸汽量由外界确定，不能作为调节量。
（二）串级汽温自动调节系统
（1）内回路：
及时消除温水的自发扰动。
（2）外回路：
消除一切引起汽温变化的扰动，使汽温等于设定值整定：
（1）内外回路工作频率相差很大（W2…3w,orn°T°32T2）
分别整定，一般=0.15/\-0.9
（2）内外回路工作频率相接近，等效为可改善对象惰性区
的单回路反馈系统，各用补偿整定•
整定原则：
①首先按希望的等效对象确定主调节器的Wa1（S）
②根据等效对象特性，按一般单回路调节系统
整定付环节调节器Wa2（S）
（三）采用导前微分信号的双回路气温调节系统
导前气温输入实际的微分环节，起加强和超前作用•整定：
（1）等效为串级系统；可独立整定
（2）按补偿法，等效为改善对象特性的单回路系统进行整定.
整定原则：
1按希望的等效对象，确定实际的微分环节Wd（s）。
对象怎样选择？
？
2根据等效对象特性，按一般单回路调节系统整定调节器Wa（S）.kD,TD,「Ti对内外回路调节过程的影响.
（4）再热气温的调节系统
一般用烟气侧作为主要的调节手段，而喷水作为事故的调节：
这主要考虑到烟气调节能使调节通道延迟和惯性较小；另外再热器一般安装在烟温较低的地方，这样有可能装设挡板等调节机构。
（1）采用烟气挡板的再热气温控制系统。
（2）采用烟气再循环的再热气温控制系统。
必须学会分析这两个系统的，特别是学会将主调节部分的功能图画成
调节原理图来分析.
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