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《锅炉汽包水位控制策略的现状分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第3期锅炉技术Vol.36,No.32005年5月BOILERTECHNOLOGYMay.,2005文章编号:CN311508(2005)03000506锅炉汽包水位控制策略的现状分析周佳,曹小玲,刘永文(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030)关键词:锅炉;汽包水位;三冲量;PID;控制策略摘要:概述了汽包水位经典三冲量控制方案及其特点,对现行先进汽包水位控制策略作了详细地分析,同时对汽包水位控制策略进行了总结,为开发锅炉汽包水位先进控制策略奠定了有意义的基础。中图分类号:TK223.1+3文献标识码:B选用总给水
2、阀门作为汽包水位控制阀门对1前言于系统设计来说,方案成熟,是典型的串级三冲众所周知,锅炉给水流量和蒸汽流量都存在量控制设计,在实际现场应用中最为广泛。该系测量误差,更甚者是汽包里汽水混合物进行两相统的设计思想是:以锅炉汽包水位测量信号作为流动和各种机械振动造成汽包水位剧烈的振荡主控制信号,构成主调节回路,以蒸汽流量信号和波动。然而,目前很多汽包水位控制策略仅考作为前馈信号,构成前馈调节回路,总给水流量虑到了给水流量和蒸汽流量测量误差的补偿问作为串级信号,构成副调节回路,由主调节回路、题,有的甚至没有考虑这些测量误差对控制系统前馈调节回
3、路、副调节回路来共同构成锅炉汽包的影响;随着对汽包水位控制的要求提高,汽包水位串级三冲量自动控制系统。引入蒸汽流量水位控制要求同时考虑给水流量测量误差、蒸汽前馈信号可以消除/虚假水位0现象对自动控制流量测量误差和水位波动及振动,必须提供平稳的不良影响,引入给水流量串级信号可以消除给的给水控制、提供充分的和可靠的汽包水位调水侧压力扰动对自动控制的不良影响。其控制节。为此,本文在美国通用公司(GE)Edison授系统方框图如图1所示。予研究基金项目支持下,对国内外汽包水位控制策略进行了详细地分析与总结,为开发锅炉汽包水位先进控制策略奠定了
4、基础。2汽包水位经典控制策略经典汽包水位控制策略包括单冲量、双冲量和三冲量控制,由于单冲量、双冲量及单级三冲量控制策略比较简单,并且难以适应现代各种复图1串级三冲量控制方案A方框图杂锅炉的控制要求,目前各种锅炉汽包水位控制绝大多数采用三冲量水位控制策略,本文仅对三该系统的优点是:(1)系统适合于对于汽包冲量串级控制策略进行详细分析。水位要求严格或变化频繁、虚假水位严重的系在实际应用中,由于选定的控制阀门不一统;(2)对信号的静态配合要求没有那么严格,主样,串级三冲量作为控制系统的设计也就不调节器能自动校正信号配合不准所引起的误差;一样
5、。(3)可以实现无差调节(不存在稳态配合问题)。2.1选用总给水阀门作为汽包水位控制阀门缺点有:(1)在整定参数时的步骤较多;(2)尤其收稿日期:20040407;修回日期:20040702基金项目:美国通用公司Edison授予研究基金项目作者简介:周佳(1981),女,上海交通大学机械与动力工程学院在读硕士研究生。6锅炉技术第36卷在无论主环还是副环,只要是有一个环发生振用具有对负荷变化前馈补偿的汽包水位系统预荡,就可能造成系统的崩溃。测函数控制策略。仿真结果表明,采用该新型汽2.2选用进省煤器阀作为汽包水位控制阀门包水位系统控制策
6、略具有良好的动态调节品质选用进省煤器阀作为汽包水位控制阀门对和很强的鲁棒性。于系统设计来说,系统相对独立,控制思路也相汽包水位控制系统如图3所示。与常规PID对清晰。该系统的思想是,以锅炉汽包水位测量-PID串级控制的不同之处在于,图3中用PFC信号作为主控制信号,构成主调节回路,以蒸汽代替了常规外环的PID控制器。流量信号作为前馈信号,总给水流量也作为前馈信号,构成前馈调节回路,总给水流量减去减温水流量,即进省煤器的给水流量与前两个控制回路的输出构成副调节回路(即串级回路),由主调节回路、前馈调节回路、副调节回路来共同构成锅炉汽包水
7、位串级三冲量自动控制系统。其控制系统方框图如图2所示。图3三冲量汽包水位的PFC-PID控制框图图3中,H,H0)))分别代表汽包水位及其给定值;Gw(s),Gd(s))))分别为给水流量和蒸汽流量对汽包水位的传递函数。EKdEGw(s)=,Gd(s)=-s(T1s+1)T2+1sPFC,Gc(s))))分别为预测函数控制算法和PID控制器;rD,rG,rH)))分别为蒸汽流量、给水流量和汽图2串级三冲量控制方案B方框图包水位测量变送器的传递系数;nD,nG)))分别为蒸汽流量和给水流量的分该系统实际是串级三冲量控制的一种变形,压系数
8、;是在实际应用过程中为更好地满足工艺的要求Kz,Kf)))分别为执行机构阀门的特性而确立的;给水总管阀全开,然后将减温水阀与系数。进省煤器的阀分离开来控制,由控制算法和软件该控制系统的特点是:(1)该方法综合了预来消除联
