锅炉汽包三冲量

LT 汽包 LC FT -b 加法器 a-b 省煤器 气关阀 图2 FC 给水
a
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选择三冲量控制的原因
• 三冲量控制
孔板
蒸汽
F1T LT
汽包 LC a a-b FC 省煤器 气关阀 孔板 给水 -b 加法器
c F2T
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选择三冲量控制的原因
• 三冲量液位调节方框图
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三．调节系统实例
锅炉给水调节实例：
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液位
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液位
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液位
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三冲量组态
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三冲量组态
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三冲量组态
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三冲量组态
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三冲量组态
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两冲量组态
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F1T 蒸汽 测量变送
LC
加法器
FC
调节阀 V 测量变送
水流量
液位 L
F2T
LT 三取一模块 测量变送
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三冲量控制是怎样实现的
三冲量控制是怎样实现的
• 在稳定状态下，液位测量信号等于给定值。液 位调节器的输出，蒸汽流量及给水流量等三个 信号，通过加法器和流量控制器后得到的输出 电流为：I0=K1I1-K2I2+K3I3，式中I1为液位 调节器的输出电流；I2为蒸汽流量变送器的电 流；I3为给水流量变送器的电流；K1、K2、K3 分别为加法器各通道的衰减系数。设计 K2I2=K3I3时I0正是调节阀处于正常开度所需 的电流信号。
汽包液位的控制是锅炉稳定运行的保证。 水位的影响主要分为以下两种情况: 水位过高 影响汽水分离，使饱和蒸汽 带水过多，降低蒸汽的温度。 水位过低 轻则影响水蒸气平衡，重则 烧干锅炉，导致锅炉爆炸，损坏设备。
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为什么要进行汽包液位的控制 • 影响汽包水位的因素
给水流量 水的温度和压力变化会 影响水的流量，而使汽包水位发生变化。 蒸汽流量 蒸汽流量的变化，会使 水位发生波动，甚至产生“虚假液位” 现象。
汽水混合物
①
下降管
水 水
下联箱
水
水冷壁
上联箱
汽水混合物
导汽管
汽水混合物
①
饱和蒸汽 过热蒸汽
ห้องสมุดไป่ตู้
过热器
汽轮机调节级
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锅炉的工作过程及系统
煤、风、烟系统
冷空气 烟气 烟气 烟气
烟囱
空气预热器
（二次风） 原煤
引风机
除尘器
灰渣沟
细微灰粒
排粉风机
（一次风） 烟气 烟气
给煤机
磨煤机
风、粉
燃烧器
炉膛
水平烟道
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选择三冲量控制的原因
为什么选择三冲量控制
• 如果选择简单的单冲量控制系统（如图1），一旦负 荷急剧变化，出现“虚假液位”，调节器就会误以为 液位升高而关小供水阀门。影响生产甚至造成危险。
液位变送器LT 汽包 LC 蒸汽
省煤器 气关阀 图1 给水
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选择三冲量控制的原因 • 如果采取双冲量控制（如图2），即在单冲量的基础 上加一个蒸汽冲量，以克服“虚假液位”。但是如果 给水压力本身有波动时，双冲量控制也不能克服给水 量波动的影响。 孔板 蒸汽
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何谓三冲量控制
何谓三冲量控制
所谓“冲量”实质上就是“变量”，是 指引入控制系统的测量信号。这里的三冲量 是指汽包液位信号、蒸汽流量信号和给水流 量信号。其中汽包液位信号为主要冲量。而 引入蒸汽流量信号和给水流量信号，是为了 及时消除蒸汽流量波动或给水压力波动对汽 包液位的影响，并有效防止“假液位”现象 而引起系统的误操作。
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三冲量控制的优点
三冲量控制的优点
• 蒸汽流量信号的引入，及时消除了蒸汽流 量波动对汽包液位的影响，有效防止“假 液位”现象引起控制系统的误操作。 • 给水流量信号的引入，能快速克服给水压 力波动对汽包液位的影响。
• 提高了整个控制系统的精度。
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常见故障和处理措施 常见故障和处理措施
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为什么要进行汽包液位的控制 • 虚假液位
虚假液位是锅炉运行时不真实的液位。
• 产生虚假液位的原因
1）当汽包压力突然下降时，炉水的饱和温度 下降到压力较低时的饱和温度，使炉水大量 放出热量来进行蒸发。于是炉水内的汽泡增 加，汽水混合物体积膨胀，促使水位很快上 升，形成虚假水位。
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三冲量控制是怎样实现的 • 当蒸汽负荷不变，给水量本身因压力波动 而变化时，加法器的输出相应变化，去调 节阀门的开度，直至给水量恢复到所需的 数值为止。 • 由于引进了蒸汽流量和给水流量这两个辅 助冲量，起到了超前控制的作用，使给水 阀一开始就向正确的方向移动，因而大大 减小了液位的波动幅度，抵消了虚假液位 的影响。
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何谓三冲量控制
• 三冲量的控制原理
三冲量控制实质上是前馈控制+串级控 制的系统，通常反馈控制的控制作用是发生 在出现偏差以后，而前馈控制的依据是干扰 的变化，检测的信号是干扰量的大小，可以 瞬间控制，不需要等到出现偏差以后。汽包 液位是主变量，给水流量是副变量，蒸汽流 量是干扰。把蒸汽流量信号作为前馈信号引 入控制，能有效防止“虚假液位”的发生。
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为什么要进行汽包液位的控制
• 蒸汽流量D和水位L的三种常见现象
L H2 液位设定点 H3 H1
• 曲线H1表示，D突然增加，物料平衡，液位下降。 • 曲线H2表示，D突然增加，瞬间汽包压力下降，水 加剧沸腾，液位上升。发生虚假液位现象。 • 曲线H3表示，D突然增加，汽包液位上升发生虚假 液位，然后汽包平稳后液位下降现象。
两冲量组态
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两冲量组态
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两冲量组态
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单冲量组态
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单冲量组态
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控制画面
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POWERPOINT
谢谢观看
THANKS
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三冲量控制是怎样实现的 • 假设在某一时刻，蒸汽负荷突然增加，蒸 汽流量变送器的输出电流I2相应增加，加 法器的输出电流I0就减少，从而开大给水 调节阀。但是如果与此同时出现了虚假液 位，液位调节器输出电流I1将增大。由于 进入加法器的两个信号相反，蒸汽流量变 送器的输出电流I2会抵消一部分虚假液位 输出电流I1。因此，虚假液位带来的影响 将局部或全部被克服。
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三冲量控制是怎样实现的 • 待假液位过去后，水位开始下降，液位调 节器输出电流I0开始减小，此时，它与蒸 汽流量信号变化的方向相反，因此加法器 的输出电流I0减小，此时意味着增加给水 量，以适应新的负荷需要并补充液位的不 足。调节过程进行到液面重新稳定在给定 值，给水量和蒸发量达到新的平衡为止。
• 常见故障一般是出现“虚假液位”，容易烧 干锅炉。此时，仪表人员应该检查汽包液位 的真实性，做好相应处理。 • 如果调节阀线性不好，出现DCS控制室调节 阀的输出信号和现场阀位的开度对不上，仪 表人员应联系好工艺人员，办理作业票，及 时到现场进行校验。
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常见故障和处理措施
• 若给水流量突然波动，FC来不及进行做相 应的变化，及时按干扰量进行控制，应该 检查FC的PID参数是否设置合适。 • 此外在设计、安装调试或大检修时，应该 检查LC，FC调节器的正、反作用是否合适， 有无更改过等，以及检查调节阀的作用方 式是气关或气开，是否满足工艺安全生产 的要求等。
尾部烟道
原煤
风、粉 未燃煤粒 灰渣
灰渣
灰渣
灰渣沟
未燃煤粒
排渣装置
未燃煤粒
冷灰斗
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汽包液位的三冲量控制
为什么要进行汽包液位控制
何谓三冲量控制
选择三冲量控制的原因
三冲量控制是怎样实现的
三冲量控制的优点
常见故障和处理措施
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为什么要进行汽包液位的控制 为什么要进行汽包液位的控制
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POWERPOINT
锅炉汽包三冲量控制系统 The Feedwater Control System
目录
第一节
锅炉流程简述
第二节
汽包液位的三冲量控制
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示意图
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锅炉的工作过程及系统
汽
汽机主凝结水 水
水
系
统
水
汽水混合物
给水泵
化学补充水
省煤器
汽包
汽水分离器
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前言
阀、控制器、运算器符号 阀的开闭形式： 安全角度，保护锅炉，气闭
控制器正反作用： 对象：正，
若气闭阀，LC=正
运算器正负号： C2： 取决于控制阀开闭形式 蒸汽量↑ 给水量应该↑： 气闭：I应该↓C2取“-”
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何谓三冲量控制
• 调节过程
液位控制器LC选反作用，流量控制器FC 为正作用，调节阀为气关阀。当水位由于 扰动而升高时，因LC反作用，它的输出下 降，进入加法器后，使FC给定值减小而测 量值不变，因此输出增加，调节阀的开度 减小，给水流量减小，水位下降，保持在 设定值上；当蒸汽流量增加，FC给定值增 加而输出减小，调节阀的开度增加，给水 流量增加，保持水蒸汽平衡，使水位不发 生大的波动。
为什么要进行汽包液位的控制
2）当汽包压力突然上升时，则相应的蒸汽 的饱和温度提高，则大部分热量被用于加热 炉水，而用来蒸发炉水的热量则减少，炉水 中汽泡量减少，使汽水混合物的体积收缩， 促使水位很快下降，形成虚假水位。 3）当锅炉内热负荷增加或骤减时，水的比 容将增大或减小，也会形成虚假水位。锅炉 负荷突变、灭火、燃烧不稳时，都会产生虚 假水位。