锅炉再热器温度控制系统设计.doc

太原科技大学毕业设计（论文）
锅炉再热器温度控制系统设计
摘要
PID控制器由于具有结构简单、实现容易，鲁棒性较强的优点，因此被广泛应用于锅炉再热器温度控制中。目前，锅炉再热汽温控制中，再热蒸汽出口温度控制要求高、可控性差，工艺上对再热汽温控制的质量有非常严格的要求。再热汽温的相对稳定在锅炉安全性和经济性运行中有着重要的作用。由于再热器具有大惯性、非线性、时变、多变量和有自平衡能力等特点，如何运用PID提高再热汽温的控制效果，是本文的重要研究课题。
本文在较为全面地对PID控制器参数整定方法的现状分析研究的基础上通过推导非线性鲁棒控制器与二自由度PI/PID控制器的等价形式，提出了二自由度PI/PID参数整定规则—预期动态法(DDE)；并通过对某一电厂锅炉再热器的具体分析和研究，通过MATLAB仿真与传统的PID做对比来说明这一方法的可行性，已便于提高锅炉实现安全、经济、可靠、优化和环保的要求，具有广阔的应用前景。
关键词：PID，锅炉再热器，二自由度PID，ATLAB，控制效果。

BoilerReheaterTemperatureControlSystemDesign
Abstract
BecausethePIDcontrollerhastheadvantagesofsimplestructure,easyrealization,goodrobustnessadvantages,itiswidelyusedinBoilerReheaterTemperaturecontrol.Atpresent,theboilerreheatsteamtemperaturecontrolinreheatsteamoutlettemperature,highcontrolrequirements,poorcontrollability,technologyofreheatsteamtemperaturecontrolqualityhasverystrictrequirements.Thereheatsteamtemperatureisrelativelystableinboilersafetyandeconomicoperationhasanimportantrolein.Asaresultofreheaterhasgreatinertia,nonlinear,time-varying,multivariateandselfbalanceabilityandsoon,howtousePIDtoimprovethereheatsteamtemperaturecontroleffect,istheimportantresearchsubject.
Inthispaper,amorecomprehensiveparametersofPIDcontrollertuningmethodbasedontheanalysisofthecurrentsituationthroughthederivationofnonlinearrobustcontrollerwithtwodegreesoffreedomPI/PIDcontrollerequivalentform,putforwardtwodegreesoffreedomPI/PIDparametertuningrule-expecteddynamicmethod(DDE);andtheadoptionofapowerplantboilerreheaterspecificanalysisandresearch,throughtheMATLABsimulationandtraditionalPIDcomparedtoillustratethismethodisfeasible,hastoimprovetheboilertorealizesafety,economy,reliability,optimizationandenvironmentalprotectionrequirements,hasabroadapplicationprospect.
Keywords:PID，Boilerreheater，TwodegreeoffreedomPID，MATLAB，
Controleffect。
引言
锅炉再热汽温系统是一个典型的非线性、时变、多变量系统,它的状态参数与运行工况密切相关。汽温控制的好坏直接影响其热效率的高低。然而,生产过程中往往存在较多的干扰因素,蒸汽负荷、烟气流量及温度、炉内燃烧工况、送引风情况、二次风和三次风的调整、给水流量压力及温度、受热面积灰及制粉系统启停等均对再热汽温有较大的影响。同时锅炉再热器的设计和汽温调控还存在一些问题，若考虑更广泛的调峰和使用更