毕业设计：锅炉汽包水位的各种干扰因素分析.doc

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摘要
本文首先分析了影响汽包水位的各种干扰因素，并对汽包水位的动、静态特性进行分析。介绍了传统的PID控制方式，由于锅炉汽包水位控制系统的调节器的输入端常加有三个不确定的输入量，极易引起水位控制偏差。所以本文提出了两种消除水位偏差的方法：辅助信号自消方法和辅助信号对消方法。采用辅助信号蒸汽流量和给水流量对消方法消除水位偏差，根据锅炉汽包水位控制实际要求，采用模糊PID控制，用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱设计了二输入单输出模糊控制器对锅炉汽包水位进行在给定值下仿真。并用常规PID和模糊PIDF方法去控制汽包液位，对比两种控制策略下的防真图像，仿真图像表明后者的抗干扰能力和鲁棒性更好，可以保证水位的稳定，并且能有效解决用常规PID无法解决的“虚假液位”问题。最后简单介绍几种由汽包水位测量方法及测量误差带来影响、及消除方法，通过现场实例解决了汽包水位测量不准的问题，减少了由于水位测量误差给汽包水位带来的不利影响。
关键词：汽包水位、虚假液位、PID控制、模糊PID控制、水位测量误差

Abstract
This article first analyzes the impact of the drum water level of the various interfering factors,and drum water level of the dynamic and static analysis features.Introduced the traditional PID control,due to the boiler drum water level control system input regulator has three regular increase of the input uncertainty is very easy to control the deviation caused by the water level.Therefore,this paper two methods to eliminate the water level deviation: auxiliary signal from the elimination method and auxiliary signal cancellation method. The use of auxiliary steam flow signal and water flow rate on the elimination method to eliminate the water level deviation of the boiler drum water level control in accordance with practical requirements, the use of fuzzy PID control, the use of MATLAB simulation toolbox SIMULINK design two-input single-output fuzzy controller on the boiler drum the water
level to the next value in a given simulation. Using conventional PID and fuzzy control approach to PIDF drum level,compared to two control strategies of anti-real images,
simulation images show that the latter's anti-interference ability and robustness better, can guarantee the stability of the water level, and can effectively solution can not be resolved with conventional PID "false level" problem.
Finally, a brief introduction by the drum water level of several measurement methods and about the impact of measurement error, and the elimination method, through on-site example of the drum water level measurement solution to the problem of not allowed to reduce measurement error due to the water level to the negative drum water level impact.
Key words: Drum water level、PID control、fuzzy PID control,、water level measurement error
目录

第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
目前，我国现有工业锅炉几十万台，各种工业炉窑十万余台。锅炉和工业炉窑年耗标准煤约3亿吨以上，是国家的一个耗能大户。由于技术落后、设备陈旧、操作水平低，目前锅炉和工业炉窑普遍存在着热效率低、能耗高的问题。我国正面临能源紧缺的危机，锅炉和工业炉窑采用计算机控制是一项重要的节能措施。实践证明，炉窑采用计算机控制可以节能5~10%。此外，锅炉和工业炉窑采用计算机控制，还具有减少环境污染、降低氧化烧损率、提高自动化水平、改善劳动条件等优点。计算机控制系统的主要任务是对锅炉生产的主要被控参量进行自动控制，使锅炉保持在所要求的良好工况下运行。
锅炉是现代工业、企业、事业单位的工作生产动力之源，锅炉安全经济运行是保障国家财产及人民生命安全，促进国民经济发展，合理使用和节约能源的重要保证。锅炉是受火焰加热且具有爆炸危险的特殊设备和压力容器，其安全性尤为重要。只有在充分保证锅炉安全生产、保护环境和运行可靠的前提下，通过科学管理、技术改造、提高操作及运行水平，使锅炉实现热效率高的状态。鉴于锅炉控制系统的研究对于提高系统的安全性，经济性，稳定性具有深远的意义，同时对实现工业现代化也有一定的促进作用。其中压力、水位、温度是锅炉运行质量的重要指标，水位过高会影响汽水分离，产生汽带水现象;水位过低会影响汽水循环，使金属局部过热而爆管，导致重大事故。因此，必须对汽包水位进行自动调节，使水位严格控制在规定范围内。正常运行时的锅炉燃烧系统必护使出口的过热蒸汽温度维持在一定范围内，该参数的控制质量直接影响着机组运行的安全性和经济性。过热蒸汽温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道及汽轮机的高压部分金属损坏;过热蒸汽温度过低，降低汽轮机的效率，加剧对叶片的侵蚀。所以，在锅炉运行中必须保持过热汽温的稳定性。另外，压力过大容易带来危险。所以，要把压力、水位、温度控制在规定范围内。
为了满足负荷设备的要求，保证锅炉本身运行的安全性和经济性，工业锅炉主要有下列自动调节任务:
1 保持汽包水位
汽包水位是工业锅炉正常运行的主要指标。水位过高会影响汽水分离，产生汽带水现象;水位过低会影响汽水循环，使金属局部过热而爆管，导致重力事故。因此，必须对汽包水位进行自动调节，把水位严格控制在规定范围内。