热工过程自动调节.docx

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热工过程自动调节

热工过程自动调节

Q、自动调节系统按给定值如何函数分类,按结构又如何分类,答:

按给定值:

1恒值调节系统生产过程中，（自动调节系统的给定值恒定不变，也就是使被调量保持为一固定数值）、2程序调节系统（系统的给定值是时间的已知函数，给定值随时间变化是预先设定的，调节系统用来保证被调量按预先设定的随时间变化的数值来改变）、3随机调节系统（系统的给定值是不可预知的，其数值决定于一些外来因素的变化，所以调节结果使被调量也跟随这个给定值随时改变）

按结构及其特点:

反馈调节系统（特点在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值;当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢）

前馈调节系统（由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快;由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值）

复合调节系统（吸取前馈和反馈系统各自长处，调节时间缩短，调节质量得到改善）

按调节系统闭环回路的数目分类:

单回路调节系统，多回路调节系统按调节作用的形式分类:

连续调节系统，离散调节系统

按系统的特性分类:

线性调节系统，非线性调节系统

Q、什么是静态特性、动态特性、传递函数,

态特性:

在平衡状态时,输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。

答:

静

动态特性:

在不平衡状态时,输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。

传递函数:

线性定常系统在零初始条件下,系统，或环节，输出信号的拉普

拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。

传递函数性质:

1传递函数是复变量s的有理真分式函数，其分子多项式次数

m低于或等于分母多项式次数n，且所有系数均为实数2传递函数是描述动态

特性的数学模型，它表征系统的固有特性，和输入信号的具体形式，大小无

关，且不能具体表达系统的物理结构3传递函数只能表示一个输入对一个输

出的关系4系统传递函数的分母就是系统的特征方程，从何能方便判断动态

过程的基本特性

建立微分方程的步骤:

1，根据输入信号，输出信号分析各变量间的关系;2依次写出每一元件的动态特性方程3在可能条件下，对各元件的动态特性方程进行适当简化，略去一些次要因素或进行线性化处理4校区中间变量5化为微分方程的一般形式输出有关的在等号左侧，输入有关的放在等号右侧，降幂形式排列Q、什么是有自平衡能力对象,无自平衡能力对象,内扰,外扰,答:

，1，有自平衡能力对象:

指对象在阶跃扰动作用下,不需要经过外加调节作用,对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态。

，2，无自平衡能力对象:

指对象在阶跃扰动作用下,不经过外加调节作用,对象的输出量不能自己稳定在一个新的平衡状态。

，3，内扰:

经过调节通道作用到对象上的扰动

，4，外扰:

经过干扰通道作用到对象上的扰动

输入信号与输出信号之间的联系称为通道。

调节作用至被调量之间的信号联系为调节通道。

干扰作用至被调量之间的信号联系称为干扰通道。

经过调节通道作用到对象上的扰动称为内部扰动或基本扰动，简称内绕

经过干扰通道作用到对象上的扰动称为外部扰动，简称外扰Q、工程上常用的调节系统的分析方法有哪两种,

答:

时域分析法和频域分析法

时域分析法根据系统的微分方程，求出当输入为某种时间函数时微分方程式的解，即调节系统的时间响应，从而进一步分析系统的稳定性及其稳态和动态品质瞬态响应:

齐次微分方程的通解描述了系统在输入为零时的自由运动稳态响应:

非齐次微分方程的特解，是系统在输入信号作用下强迫运动，输入信号是阶跃函数，并且能达到稳态

系统对输入的响应可描述为系统对输入的响应=瞬态响应+稳态响应调节系统稳定的必要和充分条件是系统特征方程的所有根的实属部分必须是负数

Q、什么是被调对象、被调量、给定值、扰动、调节作用量、调节机关,答:

被调对象:

被调节的生产设备或生产过程。

被调量:

通过调节需要维持的物理量。

给定值:

根据生产要求,被调量的规定数值。

扰动:

引起被调量变化的各种原因。

机关:

在调节作用下,用来改变进入被调对象的物质或能量的装置。

调节

调节作用量:

在调节作用下,控制被调量变化的物理量

Q、调节系统的性能指标有哪些,

定性、准确性、快速性答:

稳

Q、分析比例带δ、积分时间Ti、微分时间TD,对调节质量的影响（静态指标、动态指标、衰减率）,

答:

，1，比例带δ对调节质量的影响

1、减小比例带可以获得较小的静态偏差和动态偏差,

2、比例带减小,调节作用越强,会使系统震荡剧烈,衰减率减小,降低稳定型。

，2，积分时间Ti对调节质量的影响

1、积分作用使静态偏差为零,积分时间越小,积分作用越强,2、积分作用的增强使衰减率减小,

3、积分作用的增强使动态偏差减小。

，3，微分时间TD对调节质量的影响

1、适当增加微分作用会使系统稳定性增加,但过强会使系统不稳定,2、微分作用使动态偏差和调节时间都减小。

Q、单回路整定有哪几种方法,

答:

临界比例带法、衰减曲线法、图表整定法。

Q、汽包水位变化的原因,

答:

水位,变化的主要原因来自于，,，给水量,，,，蒸汽量,，,，锅炉燃烧率。

在给水量,扰动下,被调对象具有迟延、惯性和无自平衡能力特性。

Q、什么是虚假水位,产生原因、在设计时采用什么样的措施,答:

虚假水位:

对汽包而言,在其输出蒸汽流量增加,输入给水流量不变的情况

下,汽包水位一开始不但不下降,反而上升的现象。

产生原因:

蒸汽流量扰动导致。

解决措施:

将蒸汽流量信号作为系统的前馈信号,当蒸汽流量改变时,调节作用使给水流量W同方向改变,所以可以有效地

减少或消除虚假水位现象产生误差带来的影响。

Q、给水调节系统有哪三种类型,各自的优缺点,

答:

单冲量给水自动调节系统:

1、这是一种最基本、最简单的调节系统,适用于低参数、小容量的锅炉,2、不能克服虚假水位,

3、调节作用滞后,汽包水位波动较大,调节时间较长,

4、对于大容量高参数锅炉,在低负荷工况下也可以采用。

单级三冲量给水自动调节系统:

1、克服了虚假水位,

2、汽包水位不受给水自扰动的影响,

3、调节品质提高,但受到静态偏差的影响,

4、分流系数αw的数值同时影响内、外回路的稳定性,给整定工作带来不变。

串级三冲量给水自动调节系统:

1、调节更加灵活,

2、内、外回路相互独立,互不影响。

Q、三冲量三个冲量的引用，分别起到什么作用,

答:

汽包水位H:

作为被调量,实现微调。

蒸汽流量D:

作为前馈信号,克服虚假水位。

给水流量W:

克服内扰,实现粗调。

Q、全程给水控制系统必须要解决的问题有哪些,解决措施,

测量信号的准确性。

解决的思路:

找出测量准确性受影响的原因,并找答:

1

出它们之间的函数关系,在设计调节系统时引入这些物理量,便于在调节系统加以校正。

2,调节系统的结构切换。

在低负荷运行时宜采用单冲量调节系统,在非低负荷工况下采用三冲量调节系统。

解决的方法:

在调节系统中增加逻辑控制功能。

3.调节机构的切换。

解决措施:

低负荷运行时通常采用改变调节阀门的开度改变给水流量:

高负荷运行时采用改变给水泵转速改变给水流量。

Q、为什么低负荷时不投单级三冲量,

答:

锅炉在低负荷工况下,蒸汽流量和给水流量的测量值误差很大,所以在低负荷运行时采用单冲量调节系统。

Q、气温调节系统的总特点,

答:

有延迟、有惯性、有自平衡能力。

Q、过热器和再热器出口汽温分别由哪个量来调节,

答:

过热蒸汽温度:

喷水减温调节。

再热蒸汽温度:

烟气侧调节。

Q、影响过热汽温变化的因素（扰动）有哪些,

答:

影响过热蒸汽温度变化的原因主要有:

蒸汽量、烟气量和减温水量。

Q、采用减温水量调节过热汽温的原因,不能用减温水调节再热蒸汽的原因,答:

采用减温水的原因:

1、通过喷水减温改变过热器入口蒸汽温度,可以有效地调节过热器出口蒸汽温度,

2、蒸汽流量的变化与锅炉负荷有关,由外部负荷决定,

3、烟气侧调节会影响燃烧工况,且会影响再热汽温。

Q、串级汽温调节系统的整定步骤,

答:

整定原则为:

内回路动作时,外回路可以视为开路状态,当外回路动作时,内回路可视为快速随动系统。

如果符合以上条件,则串级汽温调节系统可以采取内、外回路分别整定的方法进行整定。

一般nT?

3n2T2成立时即可认为内回路为快速随动系统

Q、导前汽温信号的作用,

答:

导前汽温可以提前反映扰动,动态时可以使调节器的调节作用超前,稳态时可使过热器出口汽温等于给定值,从而改善调节品质。

Q、在烟气侧调节再热汽温的方法有哪些,各自的原理及特点,答:

一,烟气旁路法

烟气挡板调节再热汽温的主要特性有:

1,用挡板调节再热汽温有一定的迟延。

2,调节特性的好坏是指调节的开度范围是否在挡板最佳转角范围内,烟气流量与挡板开度的关系是否呈线性关系。

3,双烟道同步调节。

在锅炉启动时,两烟道挡板角度均为45?

。

利用旁路烟道法调节再热汽温的调节方法有多种,基本思路都是以挡板调节为主并以喷水减温为辅助手段

•二,摆动燃烧器倾角法

•燃烧器摆动角度对炉膛出口汽温的影响

•摆动燃烧器倾角的再热汽温调节系统。

三,烟气再循环法

四,汽—汽热交换器法

Q、为什么不采用减温水调节再热汽温,

水减温调节再热汽温会增大中低压缸流量,使做功增加,在机组总功率答:

用喷

不变的情况下,高压缸功率下降,使整个机组循环效率下降,因此,喷水减温只作为事故喷水减温。

单元机组汽包燃烧控制的任务是什么,有哪几个被控量,相应的控制变量是Q、

什么,

答:

一、燃烧过程自动调节的任务:

1,燃料量调节

燃料量调节就使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量满足的外部负荷要求信号。

燃料量调节是锅炉调节中最基本也是最主要的一个系统。

2,送风量调节

送风量调节应保证锅炉燃烧过程的经济性。

3,引风量调节，负压调节，

引风量调节应使引风量与送风量相适应,并保持炉膛压力在要求的范围内。

二、控制量:

燃料量、送风量、引风量。

Q、为什么采用热量信号,理想热量信号与实际热量信号有什么不同,答:

燃料量作阶跃变化,而汽机阀门开度不变时,热量信号也相应的作阶跃变化,阀门开度作阶跃变化而燃料量不变时,尽管蒸发量变化,但汽包压力信号与蒸汽量的变化相反,结果热量信号不变。

热量信号随着燃料量的变化而变化,所以可用热量信号作为测量信号代表燃料量。

Q、燃烧控制系统中,常用来反映燃料量的信号有哪几种,

答:

1,电机转速

2,热量信号DQ

3,直吹制粉设备调节中煤量的测量

，1，钢球磨和中速磨，或竖开磨，装煤量的测量

（2）风扇磨功率信号代替给煤量

（3）电子皮带秤

，4，煤粉浓度的微机监测

Q、燃料量控制策略有哪几种,送风量控制策略有哪几种,

答:

一、燃料量调节子系统的各种基本策略

1、采用热量信号的燃料调节子系统

用热量信号取代燃料量信号B作为负反馈信号,当系统内发生来自燃料侧的内部扰动时,热量信号可以很快地反映出来,并在内回路中予以消除,尽量维持机前压力的稳定。

以汽机调速系统二次油油压pR作前馈信号,以提前反映负荷扰动,提高锅炉对负荷的响应速度。

2、采用给粉机转速反馈信号的燃料量调节子系统

针对钢球磨煤机中间储仓式制粉系统的锅炉

3、采用一次风量总和作反馈信号的燃料量调节子系统

针对直吹制粉锅炉的燃料量调节子系统。

4、采用给煤机转速反馈信号的燃料量调节子系统

针对采用中速磨煤机直吹制粉锅炉的燃料量调节。

二、送风量调节子系统

1、燃烧率指令——风量系统

2、燃料量——风量系统

、蒸汽量——风量系统3

保持V与D的比例关系,就保证了一定的过剩空气系数,即保证燃烧的经济性。

4、热量——风量系统

生扰动时,热量信号能及时反映燃料的扰动,通过调节系统很优点是当燃料侧发

快地消除扰动,基本上不会因燃料量的自发扰动造成蒸汽压力的波动。

5、氧量——风燃比系统

到风量调节子系统的副调节器作前馈信号,副调节器同时接受风量反馈信号和氧量校正信号,副调节器快速保证风燃比。

烟气中氧量和随负荷而变的定值送校正调节器,校正调节器输出信号校正送风量,保证锅炉的燃烧经济性。

6、其它带氧量校正的送风量调节子系统

用蒸汽流量或汽机速度级后压力p1代替燃烧率指令B0

Q、负荷指令处理部分的主要作用,指令的三个来源,

答:

主要作用是:

对外部负荷要求指令进行选择并加以处理,使之转变为实际负荷指令N0,作为适合于机、炉运行状态的功率给定值信号。

指令的三大来源:

，1，电网中心调度遥控的负荷分配指令，ADS指令，

，2，机组就地设定的负荷指令,

，3，电网调频所需负荷指令。

Q、负荷控制方式有哪几种,各自的特点,

答:

负荷控制方式分为两类:

机炉分别控制方式和机炉协调控制方式。

，1，锅炉跟随方式的特点:

在负荷要求指令N0变化幅度较大时,汽压波动就太大,会影响锅炉的正常运行。

当单元机组中锅炉设备运行正常,机组的输出电功率因汽轮机部分设备工作异常而受到限制时,可采用锅炉跟随方式。

，2，汽轮机跟随，TF，方式特点:

•汽压波动小。

但由于没有利用锅炉的蓄热能力,有较大的迟延,因此适应负荷变化能力差,不利于带变动负荷和参加电网调频。

•适用于:

带基本负荷的单元机组或当机组刚投入运行时,采用这种控制方式保持机组有较稳定的汽压,为机组稳定运行创造条件。

当单元机组中汽轮机设备运行正常,机组的输出电功率因锅炉部分设备工作异常而受到限制时,可采用汽轮机跟随方式。

，3，机炉协调控制方式

允许汽压有一定波动,以便能充分利用锅炉的蓄热量,使机组能较快地适应电网的负荷要求。

但是利用锅炉蓄热量是有限度的,必须保证机前压力与给定值的偏差不超过允许值。

所以协调控制方式既能使机组较快适应电网的负荷要求,又能确保汽压的波动在允许的范围之内。

Q、机炉主控制系统中,其主要作用是什么,

答:

主要作用:

根据机组运行的条件及要求,选择合适的负荷控制方式,接受负荷指令处理部分发出的实际负荷指令N0,以及机组的实发电功率NE、和主蒸汽压力PT及其给定值P0信号,通过一定的运算回路,计算出锅炉和汽机的主控制指令MB和MT,以实现相应的负荷控制方式,从而完成负荷控制任务。

Q、单元机组的主机、主要设备的故障原因有哪两类,

跳闸或切除,如某台风机跳闸等,这类故障的来源是明确的,可根答:

第一类为

据切投状况加以确定。

第二类为工作异常,其故障来源是不明确的,只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定。

Q、什么是负荷返回、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降、负荷快速切断,答:

，1，负荷返回:

指在机组运行时,如果某个影响机组出力的辅机跳闸,则主控系统迅速减小负荷指令,使负荷指令与机组此工况下最大可能出力相一致。

，2，负荷快速切断:

是指当主机发生跳闸时,快速切断负荷指令,维持机组继续运行。

，3，负荷闭锁增/减:

当机组在运行过程中,如果出现下述情况:

第一,任一主要辅机已工作在极限状态,比如给风机等工作在最大极限状态。

第二,燃料量、空气量、给水流量等任一运行参数与其给定值的偏差已超出规定限值,就认为设备工作异常,出现故障。

该回路就对实际负荷指令加以限制,即不让机组实际负荷指令朝着超越工作极限或扩大偏差的方向进一步变化,以防止事故的发生,直至偏差回到规定限值内才解除闭锁,这就是所谓的负荷指令闭锁或负荷闭锁。

负荷指令的迫升/迫降:

当任一主要辅机已工作在最大/最小极限状态,同时,燃料量、空气量、给水流量等任一运行参数小于/大于其给定值,且偏差已超出规定限值,则必须迫使实际负荷指令减小/增大,直到偏差回到允许范围内。