热工过程自动控制作业答案

发布 2023-05-19 11:58:28 阅读 5139

1 汽包锅炉给水调节系统中,被调对象为什么会出现“虚假水位”的现象?在设计调节系统时采用了什么对策?

答:“虚假水位”现象主要是来自于蒸汽量的变化。蒸汽量d扰动时,汽包水位h的变化过程同样可以从两个角度加以分析。

如果仅仅从物质平衡的角度来分析,当蒸汽量d产生一个阶跃扰动(增加),而给水量不变时,汽包水位是下降的。如果仅仅从热平衡的角度来分析,由于随着蒸汽量的增加汽包内部的压力将下降,汽水混合物中的汽泡容积迅速增加,使汽包水位上升,当汽泡容积的增加与负荷相适应达到新的热平衡状态后,水位不再上升而保证不变。综合上述两种角度分析的结果,对汽包而言,在其输出流量(蒸汽量)增加,输入流量(给水量)不变的情况下,汽包水位一开始不但不下降,反而上升,这种现象称为“虚假水位”,当“虚假水位”达到极值后,水位将反方向的突然快速变化,这一点在设计自动调节系统时要特别引起重视的。

显然蒸汽量是一个不可调节的量(对调节系统而言),但它是一个可测量,所以在系统中引入这些扰动信息来改善调节品质是非常必要的。调节系统引入蒸汽流量信号d作为前馈信号,当蒸汽流量d改变时,调节作用使给水流量w同方向改变(d增加时w增加;d减少时w减少),所以这个前馈信号的引入可以有效地减少或消除“虚假水位”现象产生误动作带来的影响。

2 单级给水调节系统和串级给水调节系统在调节效果上有什么主要的区别?

答:单级三冲量给水自动调节系统存在着一些不足之处:(1)分流系数αw的数值同时影响到内、外回路的稳定性,在整定参数时内、外回路相互之间并不是独立的,对整定工作带来不便。

(2)前馈信号的引入能改善调节过程的调节品质,克服“虚假水位”带来不利的影响。但是为了实现无差调节,必须使αd等于αw,因此前馈信号的强弱程度受到了限制,不能更好地改善调节过程的调节品质。为了解决上述存在的问题,可采用串级三冲量给水调节系统,串级三冲量给水调节系统具有内、外两个闭合回路。

内回路的作用也是迅速消除自发性的内部扰动,在外回路中作为一个快速随动的环节。串级系统实现自动调节比单级系统更加灵活,克服静态偏差完全由主调节器实现,分流系数αd取值不必考虑静态偏差的问题,αd值可取得大一些,以利于更好地改善调节过程的调节品质。分流系数αw取值影响内回路的稳定性,在外回路中,可通过主调节器的δ和ti来整定,αw的影响并不大,从而使内、外回路互不影响。

3 燃烧过程的控制中,如何实现风量对燃料量始终有足够富裕的操作方法?

答:p204,图5-32,为实现风量对燃料量始终有足够富裕,大型单元机组的燃烧控制系统中一般都采用了燃料、送风交叉限制措施。实际燃料量指令b通过燃料量指令生成回路,得到燃料控制器的给定值rb,图中总风量信号乘以比例系数k,转换成相应的完全燃烧量信号,和b一起通过小值选择器,二者中的小值通过小值选择器,然后减去油量信号,即得到实际燃料量的给定值rb,小值选择器的作用是使给出的燃料能充分燃烧,保证燃烧的经济性。

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