鍋爐汽包水位的控制

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1、鍋爐汽包水位的控制鍋爐生產(chǎn)中重要的動(dòng)力設(shè)備。汽包液位是鍋爐運(yùn)行中的一個(gè)重要監(jiān)控參數(shù),它反映了鍋爐負(fù)荷與給水的平衡關(guān)系。水位過(guò)高——影響汽水分離效果，使飽和蒸汽帶水過(guò)多，使過(guò)熱蒸汽溫度下降，并且影響過(guò)熱器的運(yùn)行。水位過(guò)低——可能全部汽化，甚至爆炸產(chǎn)生危險(xiǎn)。這就要求汽包液位在一定范圍內(nèi),適應(yīng)各種工況的運(yùn)行。鍋爐汽包水位的控制影響鍋爐液位的因素：1、加熱汽化2、蒸汽負(fù)荷波動(dòng)3、給水量波動(dòng)汽包水位的動(dòng)態(tài)特性影響因素多主要討論水流量、蒸汽流量—L特性鍋爐汽包水位的控制①給水流量W—L階躍響應(yīng)H曲線?，相當(dāng)于積分加純滯后環(huán)節(jié)給水溫度越低，純滯后時(shí)間越大τττWHH1Hτtt曲線H——汽包水位，開(kāi)始上

2、升，然后再下降，“虛假水位”現(xiàn)象鍋爐汽包水位的控制②蒸汽流量D—L曲線H1——D突然增加，物料平衡，水位下降曲線H2——D突然增加，瞬間汽包壓力下降，水沸騰加劇，氣泡增加，水位上升H1H2H③對(duì)給水?dāng)_動(dòng)控制滯后蒸汽氣泡省煤器給水LC鍋爐汽包水位的控制（1）單沖量控制系統(tǒng)汽包水位的單回路控制，“單沖量”—汽包水位適用于負(fù)荷小的鍋爐三個(gè)問(wèn)題：①不能克服虛假水位帶來(lái)的后果②對(duì)蒸汽負(fù)荷的變化控制不靈敏一旦負(fù)荷急劇變化,虛假液位的出現(xiàn),調(diào)節(jié)器就會(huì)誤以為液位升高而關(guān)小供水閥門(mén)。影響了生產(chǎn)甚至造成危險(xiǎn)。鍋爐汽包水位的控制（1）單沖量PID控制系統(tǒng)液位設(shè)定PID給水調(diào)節(jié)閥液位檢測(cè)前饋（蒸汽流量）—反饋（

3、汽包水位）控制系統(tǒng)鍋爐汽包水位的控制（2）雙沖量控制系統(tǒng)為了克服虛假水位現(xiàn)象，引入蒸汽流量，“雙沖量”加法器蒸汽蒸汽流量LC給水液位鍋爐汽包水位的控制液位設(shè)定PID給水調(diào)節(jié)閥液位檢測(cè)（2）雙沖量PID控制系統(tǒng)蒸汽流量在單沖量的基礎(chǔ)上,再加一個(gè)蒸汽沖量,以克服“虛假液位”。其中調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥,液位調(diào)節(jié)器采用正作用,調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)在加法器內(nèi)與蒸汽流量信號(hào)相減。雙沖量實(shí)際上是前饋與反饋調(diào)節(jié)相結(jié)合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)荷突然變化時(shí),蒸汽的流量信號(hào)通過(guò)加法器,使它的作用與水位信號(hào)的作用相反;假液位出現(xiàn)時(shí),液位信號(hào)a要關(guān)小給水閥,而蒸汽信號(hào)b是開(kāi)大給水閥,這就能克服“虛假液位”的影響。但是如果給水壓力本身

4、有波動(dòng)時(shí),雙沖量控制也不能克服給水量波動(dòng)的影響。在雙沖量基礎(chǔ)上，進(jìn)一步克服給水干擾，引入給水流量信號(hào)加法器蒸汽LCFC給水流量I’F蒸汽流量I鍋爐汽包水位的控制（3）三沖量控制系統(tǒng)液位鍋爐汽包水位的控制所示的鍋爐汽包液位的三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。即在兩沖量的基礎(chǔ)上加一個(gè)給水流量的沖量,使它與液位信號(hào)的作用方向一致,這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)由于引進(jìn)了液位、給水流量及蒸汽流量三個(gè)參數(shù),叫做三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。根據(jù)三個(gè)沖量在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中引入位置不同,三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)有多種方案,下面討論一種常見(jiàn)的三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng):蒸汽流量和給水流量前饋與汽包液位反饋所組成的三沖量系統(tǒng)。???圖中所示的三沖量系統(tǒng),汽包液位是被控變量,是主沖

5、量信號(hào),蒸汽流量和給水流量是輔助沖量信號(hào)。系統(tǒng)將蒸汽流量和給水流量前饋到汽包液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中去,一旦蒸汽流量或給水流量發(fā)生波動(dòng),不是等到影響到液位才進(jìn)行調(diào)節(jié),而是在這兩個(gè)流量改變之時(shí)就能通過(guò)加法器立即去改變調(diào)節(jié)閥開(kāi)度進(jìn)行校正,故大大提高了液位這個(gè)被調(diào)參數(shù)的調(diào)節(jié)精度。鍋爐汽包水位的控制在穩(wěn)定狀態(tài)下,液位測(cè)量信號(hào)等于給定值,液位調(diào)節(jié)器的輸出,蒸汽流量及給水流量等三個(gè)信號(hào),通過(guò)加法器得到的輸出電流為:I0=K1I1-K2I2+K3I3式中,I1為液位調(diào)節(jié)器的輸出電流;I2為蒸汽流量變送器的電流;I3為給水流量變送器的電流;K1、K2、K3分別為加法器各通道的衰減系數(shù)。設(shè)計(jì)K2I2=K3I3此時(shí)I

6、0正是調(diào)節(jié)閥處于正常開(kāi)度時(shí)所需要的電流信號(hào)(為了安全調(diào)節(jié)閥必須用氣關(guān)閥)。假定在某一時(shí)刻,蒸汽負(fù)荷突然增加,蒸汽流量變送器的輸出電流I2相應(yīng)增加,加法器的輸出電流I0就減少,從而開(kāi)大給水調(diào)節(jié)閥。但是與此同時(shí)出現(xiàn)了假液位現(xiàn)象,液位調(diào)節(jié)器輸出電流I1將增大。由于進(jìn)入加法器的兩個(gè)信號(hào)相反,蒸汽流量變送器的輸出電流I2會(huì)抵消一部分假液位輸出電流I1,所以,假液位所帶來(lái)的影響將局部或全部被克服。待假液位過(guò)去,水位開(kāi)始下降,液位調(diào)節(jié)器輸出電流I1開(kāi)始減小,此時(shí),它與蒸汽流量信號(hào)變化的方向相反,因此加法器的輸出電流I0減小,意味著要求增加給水量,以適應(yīng)新的負(fù)荷需要并補(bǔ)充液位的不足。調(diào)節(jié)過(guò)程進(jìn)行到液面重

7、新穩(wěn)定在給定值,給水量和蒸發(fā)量達(dá)到新的平衡為止。當(dāng)蒸汽負(fù)荷不變,給水量本身因壓力波動(dòng)而變化時(shí),加法器的輸出相應(yīng)變化,去調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度,直至給水量恢復(fù)到所需的數(shù)值為止。由于引進(jìn)了蒸汽流量和給水流量?jī)蓚€(gè)輔助沖量,起到了“超前信號(hào)”的作用,使給水閥一開(kāi)始就向正確的方向移動(dòng),因而大大減小了液位的波動(dòng)幅度,抵消了虛假液位的影響,并縮短了過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。鍋爐汽包水位的控制液位設(shè)定PID給水調(diào)節(jié)閥液位檢測(cè)蒸汽流量鍋爐汽包水位的控制（3）三沖量PID控