火电厂锅炉给水控制系统课程设计报告书.docx

火电厂锅炉给水控制系统是确保火力发电厂安全、高效运行的关键组成部分。该系统的主要目标是维持汽包（即蒸汽发生器）内的水位在设定范围内，以保证蒸汽质量和防止因水位过高或过低引发的故障。汽包水位的控制不仅关乎能源效率，还直接关系到电厂的安全生产和运行人员的工作负担。 锅炉在能量转换过程中，通过燃烧燃料将水加热成蒸汽，用于驱动发电机或其他工业生产。随着经济的发展和生活水平的提高，对能源需求的增大使得锅炉数量持续增长。因此，提高锅炉的自动化控制水平成为了一个重要的议题。自动化控制能够提高运行效率，保障安全性，减少运行人员，提高劳动生产率，同时改善工作环境。 汽包水位的控制至关重要，过高可能导致蒸汽携带水分过多，影响蒸汽质量和过热器的运行；过低则可能破坏水循环，导致冷壁管破裂甚至烧干汽包。因此，设计一个基于AT89S51单片机的水位控制系统，结合三冲量串级控制策略，能够实时监控和调节水位，确保其在允许范围内波动。 三冲量串级给水控制系统设计是针对虚假水位现象而提出的解决方案。系统主要考虑三个输入信号：蒸汽流量D、给水流量W和汽包压力，以实现更精确的水位控制。当给水流量W发生变化时，水位会表现出延迟、惯性和无自平衡能力的特性；而蒸汽流量D的变化则会引起两部分水位变化的叠加效应。通过引入蒸汽流量的补偿信号，可以克服虚假水位对控制系统的影响，增强系统的稳定性。 在设计过程中，控制器需要具备比例作用以保证系统的稳定性，同时通过引入蒸汽流量信号进行补偿，消除扰动。三冲量串级控制系统通过两层控制环路，分别针对不同扰动因素，实现对汽包水位的精确控制，以确保锅炉的平安、稳定、经济运行。 火电厂锅炉给水控制系统的课程设计旨在培养学生的实践能力和理论知识，通过设计一个高精度、强操作性和高安全性的系统，让学生理解并掌握自动化控制在能源领域中的应用，以及如何通过现代控制技术解决实际工程问题。这不仅有助于提高学生的技术技能，也为未来火电厂的安全、高效运行提供了坚实的技术支持。