锅炉给水控制系统

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1、轮机自动化——之给水控制系统胡景丰船S11068U201112345【摘要】□动化水平往往是衡量动力装置技术先进程度的重要标志。管好用好轮机自动化设备对捉高动力装置运行的可靠性、安全性和经济性，对降低船舶营运成本、改善轮机管理人员的工作条件及提高船舶技术管理水平都具有十分重要意义。木文将系统的介绍轮机自动化屮的给水自动控制方式，详细分析给水控制系统的每种控制方式的结构、原理、作用及适用范围【关键词】气泡水位、给水量、旁路控制模式、差压控制模式、单冲量控制模式、三冲量控制模式•锅炉控制系统介绍锅炉是一种承受一定工作压力的能量转换设备。其作用就是有效地把燃烧屮的化学能转换为热

2、能，或再通过相应设备将热能转化为其它生产和生活所需的能量形式，长期以来在生产和居民生活屮都起很重要的作用。根据锅炉的作用不同，可分为电站锅炉，工业锅炉，生活锅炉等。其中电站锅炉主要用于发电，工业锅炉主要用于工农业生产，而生活锅炉主要用于供暖取暖。随着工业生产规模不断扩大，生产过程不断强化，生活设备不断革新，锅炉向大容量、高参数、高效率方向发展。为确保生产生活安全，对锅炉设备的自动控制就显得十分明显[4][5]O锅炉系统主要包括燃烧系统、送引风系统、汽水系统及辅助系统等。其工艺流程如2图1锅炉主要工艺流程图由图1可知，给水泵、给水调节器、省煤器、汽包及循环管等构成了蒸汽发生

3、系统。燃烧和空气按一定比例进入燃烧室燃烧，生成的热量传给蒸汽发生系统,生产饱和蒸汽Ds,然后经过过热器，形成具有一定温度的过热蒸汽D,汇聚至蒸汽母管。压力为PM的过热蒸汽，经负荷设备调节控制机构，提供给生产负荷设备使用。与此同时，燃烧过程屮产生的烟气，将饱和蒸汽变成过热蒸汽后，再经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后由引风机送往烟囱排出o•锅炉控制系统要求锅炉是工农业生产的主要设备之一，其生产任务是根据外界负荷的变化，输送一定质量（汽压、气温）和相应数量的蒸汽给汽轮机，以满足生产的要求。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，捉高锅炉的自动化水平

4、，减轻操作工人的劳动强度。其主要控制要求如21、保持汽包水位在规定的范围内：锅炉汽包水位的高度，关系到汽水分离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安全生产的重要条件。如果锅炉汽包水位过高，就会影响汽包水位分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分过多，结果可能会使过热器受热而结垢而导致过热器烧坏，并会引起汽轮机叶片上结垢增加，严重时将损坏汽轮机叶片，同时，还会使过热器气温产生急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性。如果汽包水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重吋会使个别上水管形成自由水面，产生停滞，致使水冷壁因供水不足而烧坏，因此，必须对汽包水位进行控制，将其严格控制在规定

5、的范围内。现在要求将其控制在0±5cm.2、稳定蒸汽温度：由于过热器的作用是将从汽包出来的饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，使过热器心期承受高温高压。因此，在安全生产和技术经济指标上，必须对其进行控制，使蒸汽温度保持保持在额定值范围内。现场要求将其控制在445±50°Co3、控制蒸汽压力稳定：蒸汽压力是安全生产的需要，是维持负荷设备正常工作的需要，也是保证燃烧经济性的需要。现场要求将其控制在3.9±0.1MPa。4、控制炉膛负压在规定的范围内：炉膛负压的变化，反映了引风量与送风量的不相适应。维持炉膛负压在一定的范围内，对于锅炉的安全运行时有利的。现在要求将其控制在0.1±0.05

6、Pao5、保持烟气含氧量在一定范围内：要使锅炉燃烧过程出现最佳工况，提高锅炉的效率和经济性，必须使空气和燃料维持适当的比例，将过剩空气降低到接近于理想水平而乂不出现一氧化碳和冒黑烟，这就需要快速而准确地对燃烧过程进行自动化控制，使空气和煤出现最佳的配比，否则势必增加热量损失，降低经济技术指标，并造成对周围环境的污染。现场要求将其控制在：2.6±0.2(%)o•锅炉给水控制系统设计方案>PID控制♦PID控制原理在控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制⑹⑺.常规PID控制系统原理框图如图2,系统曲PID控制器和被控对象组成。图2P1D控制糸统虑理图PID控制器是一种

7、线性控制器,他根据给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)=r(t)-y(t).将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控制对象进行控制，故称PID控制器。其数学模型如下：%(/)二Kp[e(t)+—^e(t)dt+厶式中：u(t)——调节器的输出信号；e(t)——调节器的偏差信号，等于测量值与给定值之差;心——调节器的比例系数；□—调节器的积分时间；Td——调节器的微分时间；上述公式在实际应用中是无法实现的，必须进行离散化，将其进行离散化的位置型控制算式:讹)=K很伙)+尹養⑴+T