CN203908357U - 一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置 - Google Patents

一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置 Download PDF

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宋劲松
操礼标
汪光侠
李配涛
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Shenzhen Triumph Technology Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置,一次蒸汽经减压阀(1)减压,减温水经给水减温阀(2)喷入减压后蒸汽,得到减温减压的二次蒸汽并从二次蒸汽管道(9)输出,二次蒸汽管道(9)设有温度传感器(T)、压力变送器(P)与流量计(Q),并分别与DCS系统(4)的输入接口相连;所述DCS系统(4)内设有控制给水减温阀(2)的Fuzzy-PID控制器(6),以及对减压阀(2)串级控制的PID主控制器(7)与PID副控制器(8);Fuzzy-PID控制器(6)中的模糊控制能够加快温度控制的响应速度,而PID控制能够消除静态误差,提高控制精度,二者相结合实现对蒸汽温度的快速准确控制;通过PID副控制器(8)对流量的控制,能够抑制PID主控制器(7)频繁幅度大的变化,在减压的同时实现蒸汽流量的精确跟踪。

Description

一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置
技术领域
本实用新型涉及余热锅炉蒸汽利用领域,具体是一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置。
背景技术
公知的,在玻璃、水泥、钢铁,化工等行业中,通常都会采用余热锅炉对生产过程中产生的余热进行利用,而余热锅炉产生的蒸汽是中温中压的过热蒸汽,除汽轮发电机可以直接使用外,对于其它的设备通常要将过热蒸汽经减温减压系统进行减温减压以后才能使用;现有的减温减压系统一般由减压阀控制压力,通过控制给水调节阀,将冷水喷入过热蒸汽,经喷嘴雾化的冷水从蒸汽中吸收热量,升温汽化与蒸汽混合,从而达到降低过热蒸汽温度的目的,目前一般通过两个单回路智能PID调节仪来分别控制减压阀与给水调节阀;但是在使用过程中,为了调节减温减压系统后的二次压力,有时减压阀的开度很小,以至于减温减压后蒸汽的流量很小,不能满足用户用汽的要求;另一方面,用于检测蒸汽温度的温度传感器是工作在200℃以上高速流动的压力蒸汽状态中,而且存在有数十秒到百秒的惯性时间常数,使得温度控制的静态误差虽然可以达到1.5级以内,但动态误差却很难有效控制,过热蒸汽流量的变化对温度控制影响较大,动态误差随变化扰动而出现较大误差偏移,扰动越大动态误差也越大,系统呈现非线性、纯滞后、时变的特点,而目前单回路智能PID调节仪是线性控制器,导致了对温度调节时间长、超调量大,控制效果差,不能满足实际应用的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置,该装置能够实现对蒸汽温度快速准确的控制,并且在减压的同时实现对蒸汽流量的控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置,一次蒸汽经减压阀减压,减温水经给水减温阀喷入减压后蒸汽,得到减温减压的二次蒸汽并从二次蒸汽管道输出,二次蒸汽管道设有温度传感器与压力变送器,所述控制装置包含DCS系统,温度传感器与DCS系统的输入接口相连;所述DCS系统内设有控制给水减温阀的Fuzzy-PID控制器。
进一步地,所述二次蒸汽管道设有流量计,流量计与压力变送器分别与DCS系统的输入接口相连;所述DCS系统内设有对减压阀串级控制的PID主控制器与PID副控制器,压力变送器反馈的压力信号作为PID主控制器的主被控参数,流量计反馈的流量信号作为PID副控制器的副被控参数。 
上述方案中,Fuzzy-PID控制器即为传统PID控制器与模糊控制器构成的模糊PID控制器,集合了两种控制器的优点,被广泛用于既需要时间响应快又需要稳态精度的工业控制中;串级控制即将两只调节控制器串联起来工作,其中一个调节控制器的输出作为另一个调节控制器的给定值,是自动控制领域常用的控制手段。
本实用新型的有益效果是,取消单回路智能PID调节仪,通过DCS系统中的Fuzzy-PID控制器控制给水减温阀, 模糊控制能够加快温度控制的响应速度,而PID控制能够消除静态误差,提高控制精度,二者相结合实现对蒸汽温度的快速准确控制;通过PID副控制器对流量的控制,能够抑制PID主控制器频繁幅度大的变化,在减压的同时实现蒸汽流量的精确跟踪。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是本实用新型的电气原理框图。
具体实施方式
     如图1所示,一次蒸汽经减压阀1减压,减温水经给水减温阀2与逆止阀3后喷入减压后蒸汽,得到减温减压的二次蒸汽从二次蒸汽管道9输出,二次蒸汽管道9设有安全阀5、温度传感器T、压力变送器P与流量计Q;本实用新型提供的控制装置包含DCS系统4,温度传感器T、压力变送器P与流量计Q分别与DCS系统4的输入接口相连,逆止阀3保证减温水的单向流动,安全阀5能够在压力过大时打开释放蒸汽,保证蒸汽减温减压系统的安全。
结合图2所示,DCS系统4内设有控制给水减温阀2的Fuzzy-PID控制器,当温度传感器T反馈的温度与给定温度的偏差大于设定值时,采用Fuzzy控制给水减温阀2,加快响应速度,当温度传感器T反馈的温度与给定温度的偏差小于设定值时,采用PID控制给水减温阀2,消除静态误差,提高控制精度,这样就保持了两种控制方法的优点,既改善了动态特性,又保持了稳态特性。
DCS系统4内设有对减压阀1串级控制的PID主控制器7与PID副控制器8,压力变送器P反馈的压力信号作为PID主控制器7的主被控参数,流量计Q反馈的流量信号作为PID副控制器8的副被控参数;PID主控制器7根据给定压力与压力变送器P反馈的压力信号的偏差进行PID控制,PID副控制器8根据PID主控制器7的输出与流量计Q反馈的流量信号的偏差进行PI控制,最后输出控制信号控制减压阀1的开度,舍弃单回路智能PID调节仪对减压阀1的控制,引入流量信号,采用串级控制,通过PID副控制器8对流量的控制,能够抑制PID主控制器7频繁幅度大的变化,实现压力的控制及流量的随动跟踪,从而提高控制系统对负荷变动的适应能力,达到蒸汽流量的精确跟踪。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制;任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰,均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置,一次蒸汽经减压阀(1)减压,减温水经给水减温阀(2)喷入减压后蒸汽,得到减温减压的二次蒸汽并从二次蒸汽管道(9)输出,二次蒸汽管道(9)设有温度传感器(T)与压力变送器(P),其特征在于,所述控制装置包含DCS系统(4),温度传感器(T)与DCS系统(4)的输入接口相连;所述DCS系统(4)内设有控制给水减温阀(2)的Fuzzy-PID控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置,其特征在于,所述二次蒸汽管道(9)设有流量计(Q),流量计(Q)与压力变送器(P)分别与DCS系统(4)的输入接口相连;所述DCS系统(4)内设有对减压阀(2)串级控制的PID主控制器(7)与PID副控制器(8),压力变送器(P)反馈的压力信号作为PID主控制器(7)的主被控参数,流量计(Q)反馈的流量信号作为PID副控制器(8)的副被控参数。
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