汽包水位全 程控制在工业锅炉中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com·自动控制·汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用35文章编号：1004—8774(2010)04—35-03汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用孙健，马立阁(上海发电设备成套设计研究院工业过程控制研究所，上海200240)TheApplicationabouttheWholeProcessControlofDrumWaterLevelinIndustryBoilerSUNJian，MALi—ge第一作者：孙健(ShanghaiPowerEquipmentResearchInstituteIndustryProcess(1977一)

2、，本科，工ControlResearchInstitute，Shanghai200240，China)程师，长期从事过程自动化控制系统的摘要：叙述了工业锅炉汽包水位控制系统基本的工作原理和控制方法，提出了在锅炉不设计、组态及调试工同负荷下采取不同控制方法的汽包水位全程控制方案。经过实践验证，控制效果良好。作，现任工业过程控关键词：工业锅炉；汽包水位；应用制研究所副所长。中图分类号：TK223．7文献标识码：BO引言荷、蒸汽压力炉膛热负荷等有关。对工业锅炉来说，影响水位变化的因素很多，其中主要的因素是锅炉汽包水位是工业锅炉的重要工艺参数，它间接蒸发量(蒸汽流量D)

3、和给水流量。然而，在实际地反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。运行中，蒸汽流量D和给水流量对汽包水位的影汽包水位的高低直接影响着锅炉的安全运行和蒸汽响并不是简单的线性关系，而是存在复杂的惯性和的品质，如果汽包水位过高，会影响汽包内汽水分滞后，因此我们还必须了解汽包水位的动态特性，研离，造成出口蒸汽带水，使过热器管壁结垢；如果汽究它们对汽包水位的影响。包水位过低，则会破坏锅炉水循环，造成水冷壁管供水不足，导致炉管损坏，甚至引起爆炸，因此维持汽包水位正常是保证锅炉和锅炉安全运行的必要条件。为了保证锅炉的运行安全，减轻运行人员的劳给动强度，我们必须对锅炉汽包水位

4、实现自动控制，从而使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内。1控制对象及控制任务图1锅炉汽水系统不意图工业锅炉汽水系统如图1所示。2汽包水位的动态特性锅炉给水控制的对象是汽包水位。锅炉给水控制的任务主要是保持汽包水位的正常，使锅炉的汽包水位的动态特性是指引起水位变化的各种给水量适应锅炉的蒸发量，保持汽包水位在给定的扰动与汽包水位间的动态关系，凡是引起汽包中储范围内变化。锅炉汽包的正常水位在汽包中心线0水量变化的各种因素都是对水位的扰动。在这里，mm处，一般要求稳定工况在±30mm内，报警水位我们主要考虑蒸汽流量D和给水流量的扰动对上限+50mm

5、，下限为一50mm；当汽包水位达+100汽包水位的影响。mm和一75mm时，锅炉联锁停炉。2．1蒸汽流量(D)扰动时的水位动态特性从图1可知汽包水位是汽包中储水量和水面下在蒸汽流量AD扰动作用下，水位日的阶跃响汽泡容积的综合反映，而水位下汽泡容积与蒸汽负应曲线如图2所示。收稿日期：2010-03-01学兔兔www.xuetutu.com工业锅炉2010年第4期(总第122期)量的增加而逐渐上升。所以实际显示的水位响应曲J9线H(t)为日(t)+(t)，即当给水量作阶跃变化后，汽包水位一开始不立即上升，而要呈现出一段起始惯性段。0ttI(f)厂一＼，，(0O～图2

6、蒸汽流量扰动下的水位响应曲线从图2可以看出，当蒸汽流量D突然增加时，O从锅炉的水位平衡关系来看，蒸汽流量D大于给水流量，水位应下降，如图2中曲线日(t)。但实际情况并非这样，由于蒸汽用量增加，瞬间必然导致图3给水流量扰动下的水位响应曲线汽包压力的下降，汽包内水的沸腾突然加剧，水中汽因此，给水流量扰动下汽包水位的动态特性可泡迅速增加，由于汽泡容积增加而使水位日升高，用下列近似传递函数表示，即如图2中曲线(t)。因蒸发强度的增加是有一定b，、H(s)88nwL了一雨限度的，所以实际显示的水位响应曲线H(t)为H(t)+(t)，即当蒸汽量作阶跃变化后，汽包水位式中r—

7、—延时时间，s——一开始不立即降低，而要呈现出一段起始惯性段。响应速度，即给水流量改变一个单位因此，蒸汽流量扰动下汽包水位的动态特性可流量时，水位的变化速度，(mm·s)／用下列近似传递函数表示，即(t·h)，、Ⅳ(s)K2一(一s)ss——复变量HD一__一—因此如果我们只考虑给水流量和蒸汽流量这两式中——曲线H(t)的时间常数，s个主要影响因素，对工业锅炉汽包水位控制对象而——曲线H(t)的放大系数言，它是一个多输入单输出的对象，即H(S)=G。s——曲线H(t)响应速度，即蒸汽流量改变(S)+GHw(s)。一个单位流量时，水位的变化速度，3常用控制系统设计

8、与比较(mm·s)／(t