火电厂热工自动控制技术及应用:2015年版

前言

自动控制系统基础

第一章概论

第一节热工自动化的发展

第二节控制系统组成与分类

第三节控制系统的控制性能指标

第二章热工对象动态特性

第一节概述

第二节被控对象一般特性

第三节建模方法

第四节试验数据处理

第三章常规控制规律

第一节比例控制(P控制)

第二节积分控制(I控制)

第三节微分控制(D控制)

第四章单回路控制系统

第一节概述

第二节被控对象特性对控制品质的影响

第三节测量元件和变送器特性对控制质量的影响

第四节调节机构特性对控制质量影响.

第五节单回路控制系统的参数整定

第六节自动控制系统现场投运的一般步骤

第五章串级控制系统

第一节串级控制系统的组成

第二节串级控制系统的特点

第三节串级控制系统的应用范围

第四节串级控制系统的设计原则

第五节串级控制系统的整定

第六章前馈-反馈控制系统

第一节概述

第二节前馈控制系统的形式

第三节前馈控制器参数的整定

第七章比值控制系统

第一节概述

第二节比值控制系统的类型

第三节比值控制系统的设计和实施

第八章其他复杂控制系统

第一节分程控制系统

第二节大迟延控制系统

第九章多变量控制系统

第一节概述

第二节耦合程度描述

第三节解耦控制系统设计

第二篇火电厂热工控制系统

第十章汽包锅炉蒸汽温度控制系统

第一节过热蒸汽温度系统概述

第二节过热蒸汽温度控制方案

第三节过热蒸汽温度控制系统实例

第四节再热蒸汽温度一般控制方案

第五节再热蒸汽温度控制系统实例

第十一章汽包锅炉绐水控制系统

第一节概述

第二节给水流量调节方式

第三节给水控制基本方案

第四节给水全程控制

第五节600MW单元机组给水全程控制实例

第十二章锅炉燃烧过程控制系统

第一节概述

第二节燃烧过程被控对象动态特性

第三节燃烧过程控制基本方案

第四节燃烧控制中的几个问题

第五节中储式锅炉燃烧过程控制

第六节直吹式锅炉燃烧过程控制

第七节600MW机组燃烧过程控制实例

第十三章单元机组协调控制系统

第一节概述

第二节负荷指令处理回路

第三节机炉主控制器

第四节600MW机组协调控制实例

第十四章直流锅炉控制系统

第一节直流锅炉特点

第二节直流锅炉动态特性

第三节直流锅炉基本控制方案

第四节直流锅炉给水控制系统

第五节直流锅炉过热汽温控制系统

第六节超临界机组协调控制系统

第十五章循环流化床锅炉控制系统

第一节循环流化床锅炉及控制系统

第二节燃烧过程控制任务与特性

第三节燃烧过程控制系统

第四节300MW机组循环流化床锅炉控制

第十六章汽轮机旁路控制系统

第一节旁路系统及控制方案

第二节600MW机组旁路控制系统

第三篇先进控制策略及应用

第十七章先进控制策略

第一节自适应控制

第二节预测控制

第三节模糊控制

第四节神经网络控制

第十八章先进控制策略应用

第一节先进控制策略在汽温控制中应用

第二节钢球磨中储式制粉系统的智能自适应解耦控制

参考文献

第一篇自动控制系统基础

第一章概论

I第一节热工自动化的发展

一、热工自动化的发展阶段

电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史，1766年波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、1784年瓦特发明的蒸汽机离心摆调速装置，是热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领城的早期成果。随着现代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平日益提高和发展。

自动化控制技术是理论与技术相结合的一门专业，它的发展可分为理论与技术两个方面。从理论上，大致分为以下三个发展阶段:

(1)20世纪50年代以前，一般以简单控制系统为主，机组容量小，自动化水平较低。理论基础是经典控制理论，它是用传递函数对被控对象进行数学描述，以根轨迹法和频率法作为分析和综合系统的基本方法。

(2) 20世纪60年代，生产设备走向大型化，生产系统日趋复杂，机组的运行与操作要求更为严格。原来的简单控制已不能满足生产要求，理论上以状态空间分析方法为基础，出现了现代控制理论。现代控制理论以线性系统为前提进行研究，这是控制理论质的飞跃。但实际生产过程应用中，效果并不十分理想.

(3)由于被控对象机理复杂，难以建立精确的数学模型，第三代控制理论的出现以满足生产要求。以专家系统、神经网络控制和萩糊控制为主，同时还有以专家系统、神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。

从技术装备发展上米分，有以下三个阶段:

(1) 20世纪30~40年代，火力发电机组容量较小，热工生产过程主要是凭生产实践经验来控制，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器，采用比较笨重的基地式仪表实现机、炉、电各自独立的分散的局部自动控制。机、炉、电各控制系统之间没有或很少有联系。

(2) 20世纪50~60年代，出现了电动单元组合仪表和巡回检测装置，因而实现了机、炉作为一个单元整体来进行集中控制，仪表盘装在一起监视，从而使机、炉启停运行更为协调，对提高设备效率和强化生产过程有所促进，适应了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。

(3) 20世纪50年代末，计算机开始进入过程控制领域。最初它用于生产过程的安全监……

本书共分三篇。第一篇主要是自动控制系统的基础知识，内容包括控制系统基本概念，热工对象动态特性，常规控制规律，单回路控制系统的分析、整定，以及串级控制系统、前馈——反馈控制系统、比值控制系统、复杂控制系统和多变量控制系统的系统组成和控制特点。第二篇为火电厂热工控制系统，内容包括汽包锅炉蒸汽温度控制系统，汽包锅炉给水控制系统，锅炉燃烧过程控制系统，单元机组协调控制系统，直流锅炉控制系统，循环流化床锅炉控制系统以及汽轮机旁路控制系统。第三篇为先进控制策略及在火电厂热工控制系统上的典型应用。