单级三冲量给水调节
汽包水位三冲量给水调节的工作原理
汽包水位三冲量给水调节系统1、所谓冲量，是指调节器接受的被调量的信号；2、汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量筒及变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成；3、在汽包水位三冲量给水调节系统中，调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号，如图所示。
其中，汽包水位H是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量信号qm.S是前馈信号，其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量；蒸汽流量和给水流量两个信号配合，可消除系统的静态偏差。
当给水流量变化时，测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号qm.w作为介质反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。
4、在大、中型火力发电厂锅炉汽包水位的变化速度比较快，“虚假水位”现象较为严重，为了达到生产过程中对汽包水位调节的质量要求，因而广泛采用了三冲量汽包水位调节系统。
5、关于测量信号接入调节器的极性说明：当信号值增大时要求开大调节阀，该信号标以“”号；反之，当信号值减小时要求关小调节阀，该信号标以“－”号。
在给水调节系统中，当蒸汽流量信号增大时，要求开大调节阀，该信号标以“”号；给水流量信号增大时，要求关小调节阀，该信号标以“－”号；当汽包水位升高时，差压减小，水位测量信号减小，要求关小调节阀，则该信号标以“”号。
直流炉没有三冲量啊，没有汽包，在直流状态下给多少水就产生多少汽的，是通过中间点温度来调整锅炉燃水比的！单冲量三冲量切换条件：一般用给水流量来划分，小于200t/h（30%,我们300MW机组就是这样）时为单冲量，大于则为三冲量为啥要到30％负荷时，电泵由单冲量切到三冲量啊？要防止汽包的虚假水位。
在低负荷的时候，单冲量主要是给系统上水，在高负荷时，给水的任务就是维持汽包水位。
热控试卷2及答案
热控试卷2及答案一填空题(共25分,每空1分)1.(2分)在测定方波响应曲线过程中，应适当选择方波的幅值和宽度，输入信号幅值应根据被控对象的____和____选择方波宽度。
2.(1分)为了改善控制通道动态特性，应尽量设法使它的几个时间常数值错开，这就是所谓被控对象时间常数的____。
3.(2分)对PI调节器而言，____作用是保证系统稳定的主要因素，____作用总是使稳定性降低。
4.(2分)如果整个过热器的受热面的传热形式属于纯对流形式，则应采用____，将各段汽温维持在一定值；如果过热器的受热面的传热形式既有对流又有辐射，则必须采用____。
5.(6分)燃烧控制系统包括____、____、____三个具体的子系统，一般应先投入____，后投入____和____子系统。
6.(1分)在单、三冲量的给水全程控制系统中，在单冲量和三冲量进行切换的同时，还要进行____的切换。
7.(2分)全程控制系统是指在____和____时均能实现自动控制的控制系统。
8.(2分)旁路系统的主要被调量是____和____。
9.(2分)热力发电厂中的汽机和锅炉联合运行时，有____和____两种不同的原则性热力系统。
10.(1分)在辅机故障时，应对机组的最大可能出力信号的____加以限制。
11.(4分)发电厂热工过程自动控制包括____、____、____、____。
二选择题(共25分,每题1分)1.(1分)1 汽机第一级的焓降____，作功____A 最大，最多B 最小，最少C 最大，最少D 最小，最多2.(1分)2 当____时，旁路系统投入A 机组启动时，从汽机冲转前到带负荷期间B 汽机降负荷或甩负荷时C 锅炉运行超压D 以上三种任一种都可以3.(1分)3 变速给水泵控制系统，维持给水泵出口压力，保证给水泵工作点不落在____。
A 工作区B 上限特性左边C 下限特性右边D 最低压力Pmin线和下限特性曲线以下4.(1分)4 液力联轴器中，输出轴转速的改变主要是通过改变____和____工作室内油量实现的。
单级三冲量给水调节
给水控制任务
使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水 位在规定的范围内，同时保持稳定的给水流量。 汽包水位是一个重要的监控参数，反映了锅炉蒸汽负 荷与给水量之间的平衡关系。
为何采用单级三冲量系统？
当汽压降低时，由于饱和温度的降低使部分炉水 蒸发，引起炉水体积膨胀，故水位上升。反之,当汽 压升高时，使炉水的部分蒸汽要凝结，引起炉水体 积的收缩，故水位下降。如果汽压变化是由于负荷 引起的，则上述的变化是暂时的现象，接着就要向 相反的方向变化。还有一种情况是当出现汽水共沸 时也会显示虚假水位 为了防止虚假水位和给水自发性扰动，采用三 冲量系统进行控制。
单级三冲量系统相比单回路系统相比，可以克服 虚假水位引起误动作，可以抵消或减少自发性扰动。 控制更加准确，安全。
15汽包锅炉水位控制系统串级三冲量自动调节系统串级三冲量自动调节系统串级三冲量系统控制结构图单级三冲量给水控制系统产生自发性扰动时w1阶跃增加w经测量变送器转换的电流信号增加经分流器得到的给水流量的分流信号也增大此时水位因控制对象的赤炎还没有变化蒸汽流量也没有变化故调节器的偏差输入信号输入减小调节器产生的控串级三冲量自动调节系统故调节器的偏差输入信号输入减小调节器产生的控制指令减少减少控制阀的开度从而使w2减少抵消或减少了因自发性扰动增加的给水流量从而快速消除来自给水测的内部扰动
串级三冲量自动调节系统
当蒸汽流量增加时，一方面尤其虚假水位现象要 使调节器发出关小给水调节阀的信号：另一方面作为 前馈信号经测量变送元件，转换的电流信号增大，经 分流器得到的蒸汽分流信号也增大，该信号使信号调 节器的偏差输入信号增大，调节器产生的控制指令增 大，通过执行器去开大给水调节阀的开度。这两种控 制作用相互制约，相互影响，可使给水调节阀基本不 动作或者动作小。可见将蒸汽流量信号作为前馈信号 引入到调节器时，可减少或抵消因虚假水位现象产生 的误动作，改善了系统品质。
三冲量给水自动
汽包水位是锅炉最重要的控制项目之一。
汽包水位过高，轻则使蒸汽带水而品质下降，重则危及汽轮机的安全；汽包水位过低，将危及水循环安全，严重缺水会造成大批水冷壁管烧坏。
随着锅炉容量的增大，汽包相对水容积减少，干锅时间缩短，对汽包水位调节的要求提高。
手动调节不但劳动强度大而且汽包水位波动较大，一般锅炉都装有各种形式的给水自动调节器，大、中型锅炉大多采用三冲量给水自动调节。
所谓三冲量给水自动调节，是指给水自动调节器根据汽包水位脉冲、蒸汽流量脉冲和给水流量脉冲三个脉冲信号进行汽包水位调节的。
因为给水自动调节的对象是汽包水位，所以汽包水位是主脉冲信号。
汽包水位反映了蒸汽流量和给水流量之间的平衡关系，通常是蒸汽流量因锅炉负荷变化而改变时，在给水流量未改变之前，因平衡破坏才引起汽包水位变化的，即蒸汽流量变化在前，汽包水位变化在后，所以蒸汽流量脉冲称为导前脉冲。
调节器接受导前脉冲或主脉冲信号后，发出改变给水调节阀开度的信号，给水流量改变的脉冲又送至调节器，所以，给水流量脉冲称为反馈脉冲。
因为三冲量给水调节器不但有主脉冲，而且有导前脉冲和反馈脉冲，所以，不但调节灵敏，而且调节质量好，汽包水位波动很小，因而被大、中型锅炉广泛采用。
三冲量给水调节系统见图。
∙锅炉气温调节、虚假水位等基本常识∙锅炉汽温的调节方法过热汽温的调节，一般多采用喷水减温器来进行调节；再热汽温的调节一般使用烟气侧调节方式，只有在再热器严重超温时才采用事故喷水。
虚假水位“虚假水位”就是暂时不真实的水位。
当汽包压力突然降低时，由于炉水饱和温度下降到相对应压力下的饱和温度而放出大量热量来自行蒸发，于是炉水内气泡增加，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位。
当汽包压力突然升高，则对应的饱和温度提高，一部分热量被用于炉水加热，使蒸发量减少，炉水中气泡减少，体积收缩，促使水位下降，同样形成虚假水位。
什么情况下压力突变？（突然升高或突然降低）1、负荷突变;2、灭火;3、安全门动作;4、燃烧不稳等燃烧不稳以及灭火当然是锅炉自己的事情了，属于内扰.如果是汽轮机突然增加负荷，或突然甩负荷，当然是外扰引起了压力波动，出现虚假水位就是外扰造成的了.烟气侧影响过热汽温的因素？（分析）⑴燃料量及炉膛出口处烟温的影响：燃料量增加，炉膛出口烟温和烟气量都增加，从而过热器的传热温差Δt和传热系数K也都增大，传热量Q增加，过热汽温上升。
三冲量水位调节原理
三冲量水位调节原理
三冲量水位调节原理是一种常用于水位控制的方法，它通过三个不同的冲量来控制水位的高低。
具体的原理如下：
1. 上冲量：当水位低于设定水位时，系统会给水箱注入一定的上冲量水来提升水位。
上冲量的大小和时长根据实际需求来设置。
2. 下冲量：当水位超过设定水位时，系统会排出一定的下冲量水来降低水位。
下冲量的大小和时长也根据实际需求来设置。
3. 中冲量：当水位接近设定水位时，系统会给水箱注入一定的中冲量水来保持水位的稳定。
中冲量一般较小，可以保持水位在一定范围内波动。
通过不断地调节上冲量、下冲量和中冲量的大小和时长，系统可以根据实际的需要，使水位保持在设定的范围内。
三冲量水位调节原理的优点是控制精度高，可以实现自动化控制，同时也能够适应不同的需求和变化的水位。
缺点是由于需要进行多次冲量，所以系统会消耗较多的能源和水资源，同时也增加了管路的复杂性。
[VIP专享]单级三冲量给水系统参数的整定
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2006年经省农业厅，南平市政府19批41准年，毛南泽平东农在校《与改建造阳我农们业的工学程习学》校一合文署中办，学把，这强句强原联指合治，学实态行度一的套话班古子为，今两用个，校从区哲的学管的理高体度制做，了从新而的使分学析校，的深办化学了规对模实，事办求学是实的力理都解有，长并足为的其发提历展出史，了的逐一经步个验发经教展典训成的告为注诉有释我着，们广指：泛出什发：么展“时空‘候间实坚和事持良’实好就事发是求展客是前观，景存党的在和闽着国北的家唯一的一切事一事业所物就集，会文第‘顺理一是利、个’发农问就展工题是；商，客什实贸实观么事为事事时求一求物候是体是的背是，地内离一面看部实个向待联事老全我系求话国们，是题招的即，，生学规党实和校律和事就。性国求业职，家是的业‘的一，教求事一语办育’业、，学明就就实出规显是会事自模不我遭求东最同们遇是汉大于去挫地班、高研折看固师等究。待所资教”同学著力育。时校《量和毛，、汉最中泽只学书雄学东有生河厚教对坚和间、育中持学献办，国实校王学不社事当传质同会求前》量点、是工。和就中，作书办在国党以中学于革和及称声职命人存赞誉业的民在刘高教分的的德的育析事问“综所无业题修合有不才学性工贯能好国作穿顺古家和着利，级任实前实重何事进事点事求，求中情是一是专都的旦。和必精背”省须神离其级靠。实意文自因事思明己而求是学完他是根校成才就据。。能必实而找然事这到遭求些中到索成国挫真绩革折理的命甚。取的至得规倒是律退得，。益制实于定事学出求校适是党合是政中马领国克导国思的情主坚的义强路世领线界导方观，针的得政根益策本于，要全指求体导，党中是员国马干革克部命思和走主教向义职胜的工利精的，髓辛实。勤事工求作是和是共中同国努革力命的实结践果经，验但的最高主度要总的结一和条概是括得，益中于国学革校命始和终建坚设持的实经事验求表是明的，原实则事，求可是以是说胜，利坚之持本实，事只求要是坚原持则实是事我求们是学，校我各们项党事就业会健永康远、立稳于定不和败谐之发地展。的重要保证。
汽包水位三冲量给水调节的工作原理
汽包水位三冲量给水调节的工作原理
1、所谓冲量，是指调节器接受的被调量的信号；
2、汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量筒及变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成；
3、在汽包水位三冲量给水调节系统中，调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号，如图所示。
其中，汽包水位H是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量信号q m.S是前馈信号，其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量；蒸汽流量和给水流量两个信号配合，可消除系统的静态偏差。
当给水流量变化时，测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号q m.w作为介质反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。
4、在大、中型火力发电厂锅炉汽包水位的变化速度比较快，“虚假水位”现象较为严重，为了达到生产过程中对汽包水位调节的质量要求，因而广泛采用了三冲量汽包水位调节系统。
5、关于测量信号接入调节器的极性说明：当信号值增大时要求开大调节阀，该信号标以“+”号；反之，当信号值减小时要求关小调节阀，该信号标以“－”号。
在给水调节系统中，当蒸汽流量信号增大时，要求开大调节阀，该信号标以“+”号；给水流量信号增大时，要求关小调节阀，该信号标以“－”号；当汽包水位升高时，差压减小，水位测量信号减小，要求关小调节阀，则该信号标以“+”号。
热工自动装置检修职业技能鉴定题库(中级工)第021套
热工自动装置检修职业技能鉴定题库（中级工）第021套一、选择题【1】在三相对称正弦交流电路中，三相间的相位差为（ B ）。
A．0°B．120°C．150°D．以上都是【2】高压旁路控制系统设计有（ B ）三种运行方式。
A．阀位、定压和快开B．阀位、定压和滑压C．定压、快开和慢开D．快开、慢开和阀位【3】在三相对称正弦交流电路中，线电流的大小为相电流大小的（ D ）倍。
A．1B．1.414C．1.732D．1.732或1【4】现代大型火电机组的锅炉控制系统的两大支柱是协调控制CCS和（ C ）。
A．数据采集系统DASB．顺序控制系统SCSC．炉膛安全监控系统FSSSD．旁路控制系统BPS【5】今有恒节流孔两个，其孔径相同，但孔的长度3大于5,则在相间压差下，流过的流量是（ B ）。
A．A＞BB．A＜BC．A=BD．无法确定【6】两个10Ω的电阻并联后再与一个10Ω的电阻串联，其等效电阻为（ C ）Ω。
A．5B．10C．15D．20【7】锅炉正常运行时，云母水位计所示汽包水位比实际水位（ B ）。
A．偏高B．偏低C．相等D．有时偏高、有时偏低【8】DAS输入通道为了保证所需的动态特性，设计了（ C ）线路。
A．前置放大器B．反混叠滤波器C．采样保持电路D．缓冲器【9】在三相对称正弦交流电路中，线电压的大小是相电压大小的（ D ）倍。
A．1B．1.414【10】DCS装置按功能不同可分为（ B ）。
A．过程控制级、数据通信系统、数据处理系统B．过程控制级、控制管理级、数据通信系统C．数据通信系统、数据处理系统、控制管理级D．过程控制级、数据通信系统、数据处理系统和控制管理级【11】当只有燃料量突然增加时，汽包水位变化情况是（ C ）。
A．水位下降B．水位升高C．水位先升高后下降D．水位先下降后升高【12】节流件安装时，应与管道轴线垂直，偏差不得超过（ B ）。
A．0.5°B．1°C．1.5°D．2°【13】在串级三冲量控制系统中，应（ C ）。
水位控制中的单冲量和三冲量
一、什么是单冲量水位控制？单冲量水位控制、ingle-element level control -}}.}}lX位控制将水位测量信号经变送器送到水位控制器，水位控制器根据水位测量值与给定值的偏差控制给水阀门，改变给水量来保持汽包水位在允许的操作范围内。
单冲量水位控制是锅炉汽包水位自动控制中最简单、最基本的形式，缺点是水位波动幅度大、调节时问长。
缺乏克服“假水位”影响的能力。
二、什么是三冲量水位调节三冲量水位控制是在水位自动控制过程中，根据汽包水位，给水流量，蒸汽流量三个冲量经过PID计算来调节给水阀门开度，从而达到自动控制给水流量的目的。
一般来说，三冲量调节是针对汽包调节的，其三个冲量分别是汽包液位，给水流量和蒸汽流量。
从结构上来说，三冲量调节实际上是一个带前馈信号的串级控制系统。
液位控制器LC与流量控制器FC构成串级控制系统。
汽包液位是主变量，给水流量是副变量。
副变量的引入使系统对给水压力（流量）的波动有较强的克服能力。
蒸汽流量的信号作为前馈信号引入。
因为蒸汽流动的波动是引起汽包液位变化的一个因素，是干扰作用，蒸汽流动波动时，通过测量引入FC，使给水流量作相应的变化，所以这是按干扰量进行控制的，是前馈作用。
三、什么是除氧器水位的单冲量调节和三冲量调节。
在除氧器水位控制过程中，以除氧器水箱水位做为反馈信号的调节方式，称为除氧器水位的单冲量调节。
以除氧器水位，给水流量和凝结水流量三个信号共同参与的调节方式，称为三冲量调节方式。
四、单冲量水位调节和三冲量水位调节的优缺点是什么？单冲量水位自动调节系统是最简单的调节方式，它是按汽包水位偏差来调节给水调节阀开度的。
其优点是调节简单，只有一个水位信号做为调节量。
单冲量水位调节方式的主要缺点是当蒸发量或蒸汽压力突然变化时，会引起炉水中蒸汽含量迅速变化，使得锅炉汽包产生虚假水位，导致给水调节阀误调。
因此，单冲量调节一般用于负荷比较稳定的小容量锅炉。
三冲量水位自动调节系统是较为完善的调节方式，该系统中除汽包水位信号H外，还有蒸汽流量D和给水流量G。
三冲量给水调节
在三冲量给水调节系统中，调节器接受三个输入信号：主信号汽包水位H，前馈信号蒸汽流量D，和反馈信号给水流量W。
其中，蒸汽流量和给水流量是引起汽包水位变化的主要原因，当引起汽包水位变化的扰动一经发生，调节系统立即动作，能即使有效的控制水位的变化。
对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节。
实现锅炉的自动控制，对安全运行、节能具有重要的经济意义。
依锅炉的结构、运行方式和所用的燃料不同，控制系统也有差异。
一般小型锅炉只有水位调节系统，中型锅炉要有燃烧和炉膛压力调节系统，大型锅炉还要有氧量校正系统，而供应过热蒸汽的锅炉还需要增加过热蒸汽温度调节系统。
发电厂的高温高压汽包锅炉自动控制系统是典型的工业锅炉控制系统，它由给水自动调节系统、燃烧过程自动调节系统和过热蒸汽温度自动调节系统等组成。
锅炉给水自动调节系统为了确保锅炉安全运行，必须对锅炉的水位进行控制，使汽包的水位保持在一定范围。
图1是应用较多的三冲量给水调节系统。
三冲量是指汽包水位、给水流量和过热蒸汽流量。
其中水位是主信号,给水量是反馈信号,过热蒸汽量是前馈信号。
当过热蒸汽流量改变时调节器立即调节给水量，当给水流量受到扰动时则能使给水流量恢复到原来值。
因此，三冲量给水调节是一个前馈、反馈调节系统。
燃烧过程自动调节系统由燃烧、送风和炉膛负压三个调节回路组成(图2)。
图中PI1为过热蒸汽压力调节器(PI表示比例积分调节器)，其主信号是汽机前的过热蒸汽压力，当汽机负荷变化时，汽机前的蒸汽压力也随之变化。
调节器通过改变送入锅炉的燃料量，使其与变化后的负荷相适应，并将过热蒸汽压力恢复到额定数值。
PI2是送风调节器,它的作用是保持进入锅炉的空气量与燃烧量成比例关系，以保证锅炉的经济燃烧，提高锅炉热效率。
对于燃烧煤粉的锅炉，直接测量进入锅炉的煤粉量是困难的，因此引入热量信号，即用过热蒸汽流量加汽包压力的微分信号来间接地测量当时进入锅炉的燃料量。
根据反映燃料量的热量信号调节送风量。
电厂锅炉水位单级三冲量控制系统设计
本科毕业设计论文题目电厂锅炉水位单级三冲量控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业设计任务书一．题目电厂锅炉水位单级三冲量控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中：1.分析研究大中型火力发电厂锅炉汽包水位控制要求，特点及控制系统设计方法，设计蒸汽锅炉汽包水位单级三冲量控制系统，其主要技术指标达到设计要求；2.开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，进行水位控制系统分析；3.设计水位三冲量控制系统控制规律，进行参数整定；4.进行数学仿真，验证设计；三、主要技术指标1. 锅炉汽包内径1.8 m,筒身长20m；2，正常水位在汽包几何中心线下100mm50±mm 处；给水流量W=0~450t/h，蒸汽流量D=0~500t/h；3.在给水流量变化和蒸汽流量扰动下，锅炉汽包水位控制系统能稳定运行，ϕ衰减系数；9.0=.0~754.过程动态性能指标为：1)水位波动最大偏差不超过80±mm；2)水位恢复到152；±mm范围内的时间不大于min5．锅炉稳定运行时，汽包水位应在给定值的15±mm范围内变化。
1. 1-3周：收集查阅资料；2. 4-6周：完成总体方案设计和建模；3. 7-8周：完成系统分析和控制规律设计；4. 9-11周：完成仿真验证及修改；5. 12-13周：完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料1 金以慧等《过程控制》，清华大学出版社，2002年；2 张栾英，孙万云，《火电厂过程控制》，中国电力出版社，2004年；3 于希宁，刘红军，《火电场自动控制理论》，中国电力出版社，2004年. 学生指导教师系主任摘要电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术先进与否和企业现代化的重要标志。
汽包锅炉给水控制系统的任务是使给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在允许的范围内。
单级三冲量给水调节课件
升级效果
升级后系统控制精度更高，运 行更加稳定可靠，同时有效降
低了能耗和生产成本。
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调试过程中的注意事项
在调试过程中，要密切关注系统各部分的运行状况，及时发现并处 理异常情况，确保系统安全稳定运行。
日常维护
定期检查系统各部分
01
包括管道、阀门、泵等部件，确保无泄漏、无堵塞、无损坏。
定期清洗和维护
02
对系统中的过滤器、阀门等进行清洗和维护，保证其正常工作
。
定期检查和更换易损件
03
对系统中易损的部件，如密封圈、轴承等，定期进行检查和更
02
单级三冲量给水调节系统 的控制策略
流量控制策略
总结词
通过调节水泵的转速或阀门开度 来控制给水流量。
详细描述
根据实际流量与设定流量的差值 ，通过PID控制器调节水泵的转速 或阀门开度，以实现流量的稳定 控制。
压力控制策略
总结词
通过调节水泵的转速或阀门开度来控 制给水压力。
详细描述
根据实际压力与设定压力的差值，通 过PID控制器调节水泵的转速或阀门开 度，以实现压力的稳定控制。
性和可靠性。
阀门与管道
总结词
管道
阀门和管道是单级三冲量给水调节系 统中的控制元件，用于调节水流的方 向、流量和压力。
用于输送水流，连接各个设备和元件 。管道的材质、规格和连接方式需根 据实际需求进行选择，以确保系统的 密封性和耐用性。
阀门
通过开启或关闭部分管道截面，实现 对水流的控制。常见的阀门类型包括 闸阀、截止阀、球阀等，根据不同的 应用需求选择合适的阀门。
改造效果
改造后系统调节精度提高，响 应速度加快，有效降低了能耗
单级及串级三冲量给水控制系统的设计及仿真研究
引言汽包锅炉给水控制的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，并使汽包中的水位保持在一定范围内，具体要求有以下两个方面：1．维持汽包水位在一定范围内。
汽包水位是影响锅炉安全运行的重要因素。
如果锅炉汽包水位锅炉汽包水位过高，会降低汽水分离装置的汽水分离效果，造成汽包出口饱和蒸汽中含水过多，使含盐浓度增大，易使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏；同时还会引起过热汽温急剧变化。
过热蒸汽中含盐量增多会使汽轮机叶片结垢，使汽轮机出力降低和轴向推力增大。
如果汽包水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁的破裂。
正常运行时水位波动范围：±15mm异常情况：±200mm事故情况：＞±350mm2．保持稳定的给水量。
给水量不应该时大时小地剧烈波动，否则，将对省煤器和给水管道的安全运行不利。
由此可见，在电厂热工生产过程中更好的控制锅炉汽包水位显得尤为重要。
随着锅炉参数的提高和容量的扩大，对给水控制提出了更高的要求。
影响水位的因素主要有锅炉蒸发量（负荷D），给水量W，炉膛热负荷（燃烧率M）。
由此设计出了多种给水控制系统，但随着锅炉的大型化，调节质量的不断提高，单冲量给水控制系统、双冲量给水控制系统逐渐被三冲量给水控制系统所取代。
其中三冲量给水控制系统中串级结构的更是成为目前大型机组锅炉给水控制的基本方案。
科学的不断发展，锅炉给水控制系统也在不断的完善中，目前采用单回路可编程控制器的给水自动控制系统和采用变速泵的全程给水控制系统逐渐增多。
第一章概论随着科学技术的不断发展，生产过程自动化水平也有了飞速发展，已广泛应用于工农业生产、交通运输和国防建设。
自动化水平的不断提高，保证了生产的稳定，同时降低了成本，改善了劳动条件，从而促进了文明生产，保证了生产的安全和提高了生产能力。
1.1热工自动控制系统的发展、现状及内容在科学技术高度发达的二十世纪，在工程和科学发展中，自动控制技术的发展起着极为重要的作用。
所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制设备使被控对象或生产过程自动地按照预定的规律运行。
单级三冲量给水系统参数整定
单级三冲量给水系统参数整定第一章单级三冲量给水系统的分析和整定单级三冲量给水控制系统的原理框图如图1-1所示，可以看出该系统由两个闭合的反馈回路及前馈部分组成：图1-1 单级三冲量给水控制系统的原理框图（1）由调节器()T W s 、执行机构z K 、调节阀μK 、给水流量变送器w γ和给水流量反馈装置w α组成的内回路。
（2）由水位控制对象)(01s W 、水位变送器H γ和内回路组成的外回路。
（3）由蒸汽流量信号D 及蒸汽流量测量装置D γ、蒸汽流量前馈装置D α构成的前馈控制部分。
下面对两个闭合回路及前馈控制部分进行分析和整定。
1.1 内回路参数的整定调节器的参数可根据系统内回路来整定,内回路得等效方框图如图1-2所示: 在这个回路中除调节器外得其余部分近似为比例环节.试验时先设置好W α 值,并令 i T =10s.然后设置一个较大得δ 值观察内回路得动态过程,逐渐减小δ 值至内回路开始振荡,此时的δ值即为调节器的整定参数。
图1-2 三冲量给水控制系统的内回路方框图1.2 主回路的参数整定单级三冲量给水控制系统方框图如图1-1所示，控制对象的特性参数为：110.037(/)mm s t h ε--=??；30w s τ=；12 3.6(/)K mm t h -=?；215T s =调节器的传递函数为：11()(1)T i W s T sδ=+ 控制对象的传递函数为：0()0.037()()(1)(130)w w w H s W s Q s s s s s ετ===++202() 3.60.037()()1115d d K H s W s Q s T s s s sε==-=-++ 给水流量与蒸汽流量的测量变送器的传递函数为：10.075(/)w d mA t h γγ-==?水位的测量变送器的传递函数为：10.033h mA mm γ-=?给水流量反馈装置和蒸汽流量前馈装置都用比例环节，即：()w w W s α=；D D s W α=)(D α的整定值.根据图1-1可知主回路的等效方框图如图1-3所示:列出主回路的特征方程为:01)(=+s oW W W H W γαγ即0111=)+(+H s s W W τεγγα代入具体数值后得：0033.0037.0075.025.22=?++W s s α设ξ 为相应的阻尼系数,则由二阶系统传递函数标准形式比较：Wn αω25.2033.0037.02?= （1）；25.2075.02=n ξω （2）比较两式消去n ω 后得:295.1ξα=W取整定指标9.0=ψ则344.0=ξ，23.0)344.0(95.12≈?=W α图1-3 三冲量给水调节系统的主回路等效方框图第二章给水全程控制系统2.1 信号校正测量信号自动校正的基本方法时先推导出被测参数随温度,压力变化的模型,然后运用功能组件进行校正运算,便可实现信号自动校正。
汽包锅炉给水三冲量控制
第三节
给水调节系统实例
一．给水全程调节的基本概念
给水全程自动调节就是在机组运行的 全过程（包括起停过程和低负荷运行）都 能实现自动的调节。
二．全程调节要解决的主要问题
从常规的调节过渡到全程调节会遇到许多新的技 术问题,主要有：
1．测量信号的准确性。
解决的思路：找出汽包水位、给水流量和蒸汽流量的测量准确 性受影响的原因，即：哪些物理量影响测量信号的准确性，并找出 它们之间的函数关系，在设计调节系统时引入这些物理量，根据函 数关系在调节系统加以校正。
2．“虚假水位” (level swell)现象主要是来自于蒸汽量的变化， 显然蒸汽量是一个不可调节的量（对调节系统而言），但它是 一个可测量，所以在系统中引入这些扰动信息来改善调节品质 是非常必要的。
第二节 给水调节系统的类型
一、单级三冲量给水自动调节系统 （Single Stage Three-Element Feedwater Control System)
（2） 汽动调速泵。
2．变速泵的特性 3．采用变速泵的调节系统任务
（1）通过改变给水泵的转速改变给水流量，维持汽 包水位在允许范围；
（2）通过改变给水调节阀开度，控制给水泵的出口压 力，保证给水泵在安全区内工作； （3）通过控制再循环水阀门的打开和关闭，保证给水 泵流量不低于规定的最小流量；
上述三个任务分别由三个给水调节子系统实现。
说明：
１． 单级
２． 三个冲量：W、D、H
3.
双回路：内、外
整定的具体步骤和稳定性)的分析与整定
内回路的主要任务是当给水流量侧产生自发性扰动时， 必须迅速消除扰动，使被调量（汽包水位H）基本不受到 自发性扰动的影响；当内回路外部发生扰动汽包水位H 发 生变化时，内回路要具有快速随动的特性，使给水流量W 尽快地起到调节汽包水位的作用。
单级三冲量控制系统
单级三冲量控制系统根据汽包锅炉给水控制对象动态特性的特点我们可以提出确定给水控制系统结构的一些基本思想：（1）由于对象的内扰动态特性存在一定的迟延和惯性，所以给水控制系统若采用以水位为被调量的单回路系统，则控制过程中水位将出现较大的动态偏差，给水流量波动较大。
因此，对给水内扰动态特性迟延和惯性大的锅炉应考虑采用串级或其他控制方案。
过热器图2.2.1-1单级三冲量给水控制系统图（2）由于对象在蒸汽负荷扰动（外扰）时，有虚假水位现象。
因此给水控制若采用以水位为被调量的单回路系统，则在扰动的初始阶段，调节器将使给水流量向与负荷变化方向相反的方向变化，从而扩大了锅炉进、出流量的不平衡。
所以在设计给水控制系统时，应考虑采用以蒸汽流量D为前馈信号的前馈控制，以改善给水控制系统的控制品质。
总之，由干电厂锅炉水位控制对象的特点，决定了采用单回路反馈控制系统不能满足生产对控制品质的要求，所以电站汽包锅炉的给水自动控制普遍采用三冲量给水自动控制系统方案，如图2.2.1-1所示。
单级三冲量给水控制系统的系统结构和工作原理。
图2.2.1-1为常用的单级三冲量给水控制系统图。
给水调节器接受汽包水位 H 、蒸汽流量 D 和给水流量W三个信号（所以称三冲量控制系统）。
其输出信号去控制给水流量，其中汽包水位是被调量，所以水位信号称为主信号。
为了改善控制品质系统中引入了蒸汽流量的前馈控制和给水流量的反馈控制，这样组成的三冲量给水控制系统是一个前馈一反馈控制系统。
当蒸汽流量增加时调节器立即动作，相应地增加给水流量，能有效地克服或减小虚假水位所引起的调节器误动作。
因为调节器输出的控制信号与蒸汽流量信号的变化方向相同，所以调节器入口处，主蒸汽流量信号V D为正极性的。
当给水流量发生自发性扰动时（例如给水压力波动引起给水流量的波动），调节器也能立即动作，控制给水流量使给水流量迅速恢复到原来的数值，从而使汽包水位基本不变。
可见给水流量信号作为反馈信号，其主要作用是映速消除来自给水侧的内部扰动，因此在调节器入口处给水流量信号 Vw 为负极性的。
锅炉给水自动调节系统的类型
给水调节系统的类型汽包锅炉给水自动调节系统主要有三种主要的类型一．单冲量给水自动调节系统单冲量给水自动调节系统如图7－6所示。
（图7－6）这种系统只依据汽包水位一个信号进行调节，所以称为单冲量。
实际的汽包水位信号与给定值的偏差信号输入到比例积分调节器，如果存在偏差，调节器发出调节指令，通过调节机关改变给水量，直到汽包水位等于给定值为止。
单冲量给水自动调节系统是一种最基本、最简单的调节系统。
对于一些低参数、小容量的汽包锅炉，且对调节质量的要求不高，这种调节系统是适用的。
单冲量给水自动调节系统存在的缺陷也是十分明显的，主要是：1.不可能克服“虚假水位”现象造成的误动作。
在蒸汽量D变化时（如增加），汽包水位H一开始反而上升，调节系统接受的是H上升的信号，所以调节系统使给水量W下降，这是一个误动作，其调节的结果将进一步扩大了汽包流入量与流出量之间的物质不平衡，汽包水位H 大幅度波动，调节时间加长。
2.在给水流量W变化时，汽包水位H要经过一段时间τ后才能有所反应，所以调节作用也必定滞后，调节的结果也会造成汽包水位H波动较大，调节时间较长。
需要指出的是，单冲量给水调节系统的调节方案除了适用于小型汽包锅炉之外，对于大容量高参数汽包锅炉在低负荷工况时也是被采用的（详见本章第四节）。
二．单级三冲量给水自动调节系统单级三冲量给水自动调节系统是目前普遍采用的一种基本调节方案，是典型的系统类型，图7－7所示的是系统示意图。
（图7－7）调节器依据汽包水位H、给水流量W和蒸汽流量D三个信号进行调节，所以称为三冲量调节系统。
调节系统中构成有两个闭合回路，汽包水位测量装置、比例积分调节器、执行器、调节阀门和被调对象构成的闭合回路称为主回路或外回路；给水流量测量装置、比例积分调节器、执行器、调节阀门和被调对象构成的闭合回路称为副回路或内回路，所以系统也称为单级三冲量双回路调节系统。
单级是相对于串级而言，它说明在主回路中只有一个调节器。
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单级三冲量系统相比单回路系统相比，可以克服 虚假水位引起误动作，可以抵消或减少自发性扰动。 控制更加准确，安全。
给水控制任务
使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水 位在规定的范围内，同时保持稳定的给水流量。 汽包水位是一个重要的监控参数，反映了锅炉蒸汽负 荷与给水量之间的平衡关系。
为何采用单级三冲量系统？
当汽压降低时，由于饱和温度的降低使部分炉水 蒸发，引起炉水体积膨胀，故水位上升。反之,当汽 压升高时，使炉水的部分蒸汽要凝结，引起炉水体 积的收缩，故水位下降。如果汽压变化是由于负荷 引起的，则上述的变化是暂时的现象，接着就要向 相反的方向变化。还有一种情况是当出现汽水共沸 时也会显示虚假水位 为了防止虚假水位和给水自发性扰动，采用三 冲量系统进行控制。
串级三冲量自动调节系统
串级三冲量自动调节系统
1.5 汽包锅炉水位控制系统
串级三冲量系统控制结构图
串级三冲量自动调节系统
单级三冲量给水控制系统产生自发性扰动时， W1 阶跃增加△W，经测量变送器转换的电流信号增加，经 分流器得到的给水流量的分流信号也增大，此时水位 因控制对象的赤炎还没有变化，蒸汽流量也没有变化， 故调节器的偏差输入信号输入减小，调节器产生的控 制指令减少，减少控制阀的开度，从而使 W2 减少，抵 消或减少了因自发性扰动增加的给水流量，从而快速 消除来自给水测的内部扰动。
单级三冲量
控制汽包的重要性
汽包液位是锅炉运行中的一个重要监控 参数,它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。 汽包液位过高会造成蒸汽带水影响过热器运 行,影响汽水分离效果;水位过低会造成锅炉 水循环的破坏,影响省煤器运行,容易使水全 部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。这就要求汽包液 位在一定范围内,适应各种工况的运行。
串级三冲量自动调节系统
当蒸汽流量增加时，一方面尤其虚假水位现象要 使调节器发出关小给水调节阀的信号：另一方面作为 前馈信号经测量变送元件，转换的电流信号增大，经 分流器得到的蒸汽分流信号也增大，该信号使信号调 节器的偏差输入信号增大，调节器产生的控制指令增 大，通过执行器去开大给水调节阀的开度。这两种控 制作用相互制约，相互影响，可使给水调节阀基本不 动作或者动作小。可见将蒸汽流量信号作为前馈信号 引入到调节器时，可减少或抵消因虚假水位现象产生 的误动作，改善了系统品质。