汽包水位三冲量给水调节系统

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三冲量给水调节

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。

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

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。

三冲量控制系统详解

三冲量控制系统详解

换热器的反馈控制方案
蒸汽
HV, RV
TC
工艺介质
cp, RF , T1
T2
凝液
假设主要干扰为RF,T1
第三页,共20页。
控制方案比较
蒸汽
HV, RV
TC
工艺介质
cp, RF , T1
T2
凝液
反馈控制方案
FF
RF
蒸汽
HV, RV
工艺 介质
cp, RF , T1
T2
凝液
前馈控制方案
第四页,共20页。
第十九页,共20页。
谢谢大家
第二十页,共20页。
汽包水位作为主调(PID调节器)的输入信号 ,去抑制水位本身的偏差。副调(外给定调节 器)使用了一个反馈信号(给水流量)和一个 前馈信号(蒸汽流量),以消除扰动和虚假水 位。
第十五页,共20页。
锅炉汽包水位的控制
汽包水位的单回路控制, “单冲量”—汽包水位
蒸汽
适用于负荷小的锅炉
汽包
三个问题: ① 不能克服虚假水位带来的后果
后者是对主被控变量有显著影响的干扰量,是完全不受控制作用 约束的独立变量,引入前馈的目的是为了补偿原料油流量对炉出 口温度的影响。
功能上:
前馈控制器与串级控制的副控制器担负不同的功能。
第十四页,共20页。
三冲量调节控制策略
汽包水位三冲量调节系统使用的三个冲量分别 是汽包水位、给水流量和蒸汽流量。
分析比较
T2C
T1C
燃料
原油
Gff
Σ
T1C
串级控制系统
燃料 原油
第十三页,共20页。
前馈-反馈控制系统
分析比较
结构上: 串级控制:内外两个反馈回路组成

汽包锅炉给水三冲量控制

汽包锅炉给水三冲量控制
第七章 汽包锅炉给水自动调节系统 The Feedwater Control System
第一节 第二节 第三节 被调对象的动态特性 给水调节系统的类型 给水调节系统实例
第一节 被调对象的动态特性 The Dynamic Characteristics of Controlled Object
? 掌握被调对象的动态特性是设计和整定好自动调节系统的前提。

给水自动调节系统被调对象的示意图:

被调量H变化的主要原因: (1)给水量W; (2)蒸汽量D; (3)锅炉燃烧率。
汽包水位(steam drum level)变化原因示意图
一.给水量W扰动时的动态特性
? 给水量W扰动时,汽包水位H的变化过程可以分别从两个 角度加以分析: 1、仅仅从物质平衡的角度来分析; 2、仅仅从热平衡的角度来分析。
图7-19是某电厂300MW汽轮发电机组中的给水全程自动调 节系统简图。
调节系统采用了一台额定出力为100%的汽动变速泵和 一台额定出力为50%的电动变速泵。
调节系统接受三个测量信号:汽包水位、给水流量和汽 轮机调节级后压力。其中,汽包水位信号的修正和补偿是通 过汽包压力信号来实现的。 图中含有串级三冲量给水调节系统,1#调节器是主调 节器,2#和3#调节器是副调节器,分别控制电动泵、汽动泵 以及旁路阀。图中含有两个单冲量调节系统,也分别控制电 动泵、汽动泵和旁路阀,其中4#调节器控制电动泵与旁路阀, 5#调节器控制汽动泵。单冲量和三冲量之间的切换是由逻辑 控制组件实现的,
方框图为: 方框பைடு நூலகம்为:
串级三冲量给水自动调节系统的整定步骤如下: 串级三冲量给水自动调节系统的整定步骤如下: 1.内回路(inner loop)整定

三冲量汽包水位控制原理及应用教程

三冲量汽包水位控制原理及应用教程

锅炉汽包水位是锅炉生产过程的主要工艺指标,同时也是保证锅炉安全运行的主要条件之一。

汽包水位过高,使蒸汽产生带液现象,不仅降低蒸汽的产量和质量,而且还会使过热器结垢,或使汽轮机叶片损坏;当汽包水位过低时,轻则影响水汽平衡,重则烧干锅炉,严重时会导致锅炉爆炸事故的发生。

所以锅炉水位是一个极为重要的被控变量。

在具体工艺生产过程中,常常由于蒸汽负荷的波动和给水流量的变化打破汽包内的平衡状态,对汽包水位造成干扰,最终导致假液位。

所谓“冲量”实际就是变量,多冲量控制中的冲量,是指引入系统的测量信号。

在锅炉控制中,主要冲量是水位。

辅助冲量是蒸汽负荷和给水流量,它们是为了提高控制品质而引入的。

1、三冲量控制的引入目前锅炉汽包水位调节常采用单冲量、双冲量及三冲量等三种调节方案,现分别对它们的基本原理和特性加以讨论。

①单冲量水位调节系统单冲量水位调节系统的原理如图1所示。

由图1可知,这种类型的水位调节系统,是一个典型的单回路调节系统,被调参数是汽包水位,调节参数是锅炉的给水量。

它适用于停留时间较长(亦即蒸发量与汽包的单位面积相比很小),负荷变化小的小型锅炉(一般为10t/h以下)。

但对于停留时间较短,负荷变化大的系统就不适应了。

图1 单冲量水位调节原理图2 单冲量水位调节系统控制策略从图2可以看出:单冲量水位调节系统控制策略由汽包水位测量差压变送器、PID调节器和调节阀(或变频器)构成。

当蒸汽负荷突然大幅度增加时,由于汽包内蒸汽压力瞬间下降,水的沸腾加剧,汽泡量迅速增加,汽泡不仅出现于水的表面,而且出现于水面以下,由于汽泡的体积比水的体积大许多倍,结果形成汽包内液位升高的现象。

因为这种升高的液位不代表汽包内储液量的真实情况,所以称为“假液位”。

此时PID调节器会错误地认为测量值升高,从而关小给水调节阀,减小给水量。

等到这种暂时汽化现象一旦平稳下来,由于蒸汽量的增加,给水量反而减少,会使水位严重下降,甚至降到液位危险区,造成事故。

三冲量调节在转炉汽包给水系统中的应用

三冲量调节在转炉汽包给水系统中的应用

三冲量调节在转炉汽包给水系统中的应用摘要:转炉是化工生产中重要的动力设备。

汽包液位是转炉运行中的一个重要监控参数,它反映了转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;水位过低会造成转炉水循环的破坏,影响省煤器运行,容易使水全部汽化烧坏转炉甚至爆炸。

这就要求汽包液位在一定范围内,适应各种工况的运行。

影响汽包液位的因素除了加热汽化这一正常因素外,还有蒸汽负荷和给水流量的波动。

当负荷突然增大,汽包压力突然降低,水就会急剧汽化,出现大量气泡,形成了“虚假液位”。

Abstract: Converter is an important chemical production in the power equipment. Drum Level Converter is an important operation of the monitoring parameters, it reflects the converter load and the balance between water supply. Drum level will cause excessive steam superheater impact with the water running, the impact separator effect the water level is too low will cause damage to the water cycle converter impact economizer operation, and this tends to water vaporization burn all converter even explosive. This requires a certain level of the drum, to the status of the various operations. Drum factors affecting the level of vaporization addition to the normal heating elements, but also water and steam load flow volatility. When the load suddenly increased pressure Drum suddenly reduced, the water will dramatically vaporization, a large number of bubbles, and formed a "false level."关键词:转炉汽包液位水循环虚假液位Key words: Drum Level Converter water cycle false Level宁波炼钢厂自2007年5月1日转炉投产以来,炼钢生产的一级控制采用了PLC控制方式。

电厂锅炉汽包水位的三冲量调节

电厂锅炉汽包水位的三冲量调节

电厂锅炉汽包水位的三冲量调节锅炉是化工生产中重要的动力设备。

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。

影响汽包液位的因素除了加热汽化这一正常因素外,还有蒸汽负荷和给水流量的波动。

当负荷突然增大,汽包压力突然降低,水就会急剧汽化,出现大量气泡,形成了“虚假液位”。

水位自动调节用水位信号去调节给水阀开度,当水位升高,关小给水阀,降低给水流量;当水位降低,开大给水阀,增大给水流量。

为了使使水位稳定,将主汽流量和给水流量参与调节。

这就是锅炉汽包液位的三冲量调节系统。

这种调节系统由于引进了液位、给水流量及蒸汽流量三个参数,叫做三冲量调节系统。

原理下图中所示的三冲量系统,汽包液位是被控变量,是主冲量信号,蒸汽流量和给水流量是辅助冲量信号。

系统将蒸汽流量和给水流量前馈到汽包液位调节系统中去,一旦蒸汽流量或给水流量发生波动,不是等到影响到液位才进行调节,而是在这两个流量改变之时就能通过加法器立即去改变调节阀开度进行校正,故大大提高了液位这个被调参数的调节精度。

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,通过加法器得到的输出电流为:I0 = K1 I1 - K2 I2 + K3 I3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K2 I2 = K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号。

假定在某一时刻,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。

但是与此同时出现了假液位现象,液位调节器输出电流I1 将增大。

小议锅炉汽包液位三冲量调节系统的设计分析

小议锅炉汽包液位三冲量调节系统的设计分析

小议锅炉汽包液位三冲量调节系统的设计分析摘要:在锅炉的生产运行中,汽包液位的控制是一重要环节,其控制质量的优劣程度将在很大程度上影响到锅炉生产的安全以及经济效益。

本文对锅炉汽包液位控制进行全面分析,探讨三冲量调节系统的设计方法及应用。

关键词:锅炉汽包液位三冲量调节系统设计应用锅炉是化工生产中的重要动力设备。

在锅炉的生产运行中,汽包液位是一个非常重要的监控参数,它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系,也是保证锅炉安全的重要条件。

汽包液位过高,影响水、汽分离效果,产生蒸汽带液现象,降低蒸汽的产量和质量,也会造成过热蒸汽结垢甚至使气轮机叶片损坏;如果液位过低,会破坏水循环,影响汽、水平衡,烧坏锅炉导致爆炸。

因此,必须将汽包液位控制在一个正常的范围之内,对汽包液位进行自动调节十分必要。

1 锅炉汽包液位三冲量调节系统的设计1.1 调节方案的选择分析汽包液位是很重要的参数,锅炉蒸汽量的增加、产汽压力的提高以及外界对汽包液位的干扰性增强,使得汽包液位调节系统也由简单发展到复杂,即由单冲量、双冲量发展到三冲量的调节。

单冲量调节,它仅是以汽包水位作为系统输入量来进行的调节,适应于汽包容积较大且负荷变化比较小的场合。

单冲量控制系统的负荷如果急剧变化,就会出现“虚假液位”,调节器就会关小供水阀门,从而造成事故。

双冲量控制,它是在单冲量的基础上加一个蒸汽冲量,以克服“虚假液位” 的形成,适合于锅炉容积不大、给水压力波动较小的场合。

双冲量调节系统实际上是前馈和反馈调节结合在一起的调节系统。

负荷突然变化时,蒸汽的流量信号通过加法器,结果使它的作用与水位信号的作用相反;出现假液位时,液位信号要关小给水阀,而蒸汽信号则是开大给水阀,加法器输出是液位信号—蒸汽信号,以此来抵消虚假液位的影响。

但如果给水压力本身出现波动情况,双冲量控制系统也不能够很好地克服给水量波动对汽包液位的影响。

因此,发展三冲量调节系统,在双冲量控制系统的基础上再加一个给水流量的冲量,使它与液位信号的作用方向保持一致。

锅炉汽包的三冲量工作原理

锅炉汽包的三冲量工作原理

锅炉汽包的三冲量工作原理
锅炉汽包的三冲量工作原理是指利用物理原理对锅炉汽包中的水进行定期的排放和补充,以保持水位稳定。

三冲量的工作原理如下:
1. 第一冲:当锅炉刚启动或停机后,水位较高,需要排放一定量的水,保持水位在正常范围内。

第一冲又称“自排”,是自动进行的,水泵停止工作,排污阀打开,将锅炉内部的杂质和空气排出。

2. 第二冲:在锅炉运行期间,由于蒸汽不断排出,水位会逐渐下降,此时需要进行第二冲。

第二冲是手工操作,打开补水阀,让新水从水箱或给水泵注入锅炉,补充水位。

3. 第三冲:在锅炉运行一段时间后,锅炉内的水质会逐渐变差,此时需要进行第三冲。

第三冲是手工操作,将锅炉底部的污水排出,清洗锅炉内的杂质和沉淀物,保持水质清洁。

以上就是锅炉汽包的三冲量工作原理,通过定期排放和补充水,可以保持锅炉的水位稳定,确保锅炉安全运行。

汽包水位三冲量调节原理

汽包水位三冲量调节原理

汽包水位三冲量调节原理一、引言汽包水位三冲量调节是一种常见的控制原理,广泛应用于工业生产中。

本文将从原理、工作过程和优缺点等方面介绍汽包水位三冲量调节的基本知识。

二、原理汽包水位三冲量调节是一种通过控制给水量、蒸汽量和排污量来调节汽包水位的方法。

其基本原理是根据汽包水位的变化,通过调节三个冲量的大小,以达到维持汽包水位稳定的目的。

三、工作过程汽包水位三冲量调节的工作过程可以分为以下几个步骤:1. 水位检测:通过水位计等设备对汽包水位进行实时监测,获取水位信号。

2. 控制策略:根据水位信号,控制系统根据预设的控制策略计算出相应的冲量调节量。

3. 冲量调节:根据控制策略计算出的调节量,分别调节给水量、蒸汽量和排污量,以实现对汽包水位的调节。

4. 反馈控制:根据调节后的水位变化,不断进行反馈控制,使得汽包水位保持在设定范围内。

四、优缺点汽包水位三冲量调节具有以下优点:1. 稳定性好:通过控制三个冲量的大小,可以实现对汽包水位的精确调节,保持水位稳定。

2. 响应速度快:冲量调节可以快速响应水位的变化,实现及时的控制。

3. 精度高:通过精确的冲量调节,可以实现对水位的精细控制,满足生产过程对水位的要求。

4. 调节范围广:汽包水位三冲量调节可以适应不同工况下的水位调节需求,具有较大的调节范围。

然而,汽包水位三冲量调节也存在一些缺点:1. 复杂性高:汽包水位三冲量调节需要涉及多个参数的控制和调节,系统较为复杂。

2. 对设备要求高:汽包水位三冲量调节需要依靠精密的控制设备和传感器,对设备的要求较高。

3. 能耗较大:在冲量调节过程中,需要大量的能源供给,对能耗有一定影响。

五、应用领域汽包水位三冲量调节广泛应用于电力、化工、制药等行业的锅炉系统中。

通过精确的水位调节,可以保证锅炉系统的正常运行和生产过程的安全稳定。

六、总结汽包水位三冲量调节是一种常见的控制原理,通过控制给水量、蒸汽量和排污量的大小来调节汽包水位。

它具有稳定性好、响应速度快、精度高和调节范围广等优点,但也存在复杂性高、对设备要求高和能耗较大等缺点。

三冲量控制系统原理

三冲量控制系统原理

锅炉三冲量控制原理及调节过程。

原理:冲量控制系统从结构上来说,是一个带有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LIA2104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的波动有较强的克服能力.蒸汽流量的波动是引起汽包液位LIA2104变化的因素,是干扰作用,蒸汽波动时,通过引入FC,使给水流量FA2101作相应的变化,所以这是按干扰进行控制的,是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。

调节过程:根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则,水位控制器LC反作用选反作用,流量控制器FC为正作用,调节器为气关阀。

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给定值减小而输出增加,调节阀的开度减小,给水流量FA2101减小,水位下降,保持在设定值上;当蒸汽流量FAQ2102增加时,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;副回路克服给水自身的扰动,要进一步地稳定了水位的自动控制;给水流量FA2101增加,FC输出增加,调节阀的开度减小,给水量减小,从而保持水蒸汽平衡.汽包水位三冲量调节系统是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号作用于调节器上,即三个被控变量对应一个调节器。

工作原理:汽包水位作为主信号,水位变化,调节器输出发生变化,继而改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量作为前馈信号,防止“虚假水位”使调节器产生错误的动作;给水流量作为反馈信号,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。

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。

三冲量锅炉汽包水位控制系统设计

三冲量锅炉汽包水位控制系统设计

前言自动控制技术在工程和科学发展中起着极为重要的作用,其中,汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制,在不需要操作人员干预的情况下,可以很好的完成生产过程中的给水及水位控制,大大提高了生产效率。

汽包锅炉给水控制系统的任务是使给水量适应锅炉蒸发量,并使汽包中水位保持在一定的范围内。

只有保证汽包水位的波动在允许范围内,才能实现机组安全经济运行。

因此,汽包水位是影响整个机组安全经济运行的重要因素,所以就要有一套较好的控制方案,来实现汽包水位的控制。

从传统的控制方式来看,它们要么系统结构简单成本低,却不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象,要么能够在一定程度上控制“虚假现象”,系统却过于复杂,成本投入过大。

目前工业控制急需一种系统简单,并且能够控制“虚假水位”,具有高性价比的控制系统。

汽包锅炉的给水调节系统有三种基本结构:单冲量调节系统结构、双冲量调节系统结构、串级三冲量调节系统结构。

低负荷阶段,由于疏水和锅炉排污等因素的影响,给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡,而且流量太小时,测量误差大,故在低负荷阶段,很难采用三冲量调节方式,一般均采用单冲量调节方式。

负荷达到一定值以上时,疏水和排污阀逐渐关闭,汽、水趋于平衡,流量逐渐增大,测量误差逐渐减小,这时原则上可采用三冲量调节方式。

但由于单级三冲量调节系统要求蒸汽流量和给水流量信号在稳态时必须相等,否则汽包水位存在静态偏差,而且由于测量装置及变送器的误差等因素的影响,实际上现场这两个信号在稳态时,经常难以做到完全相等,而且单级三冲量调节系统一个调节器参数整定需兼顾的因素多。

因此单级三冲量事实上一般也难以采用。

串级三冲量调节方式,采用主、副两个调节器。

两调节器任务分工明确,整定相对容易,而且不要求稳态时给水流量信号与蒸汽流量信号完全相等,易于得到较好的调节品质,因此现场多采用此控制方式。

在串级控制系统中,参数的整定也是非常重要的,由于在系统中所设计的对象是确定的,所以只有对调节器进行整定,控制系统的参数整定有理论计算方法和工程整定方法,理论计算方法是基于一定的性能指标,结合组成系统各环节的动态特征,通过理论计算求得调节器的动态参数设定值;而工程整定法,则是源于理论分析,结合实验、工程实际经验等一套工程上的方法,其具体方法将在本设计中体现。

汽包水位三冲量调节原理

汽包水位三冲量调节原理

汽包水位三冲量调节原理
汽包水位三冲量调节原理是指通过调节汽包内的水位,控制汽包内水的流入和流出,从而实现对锅炉汽水系统的水平补给和水位控制的一种方法。

在锅炉运行时,汽包内的水位会受到很多因素的影响,如锅炉负荷变化、水质变化、鼓风机调节不当等,这些因素都会导致汽包水位波动过大,从而影响锅炉的稳定运行。

因此,汽包水位三冲量调节就显得尤为重要。

汽包水位三冲量调节是通过调节锅炉供水量,控制汽包内水位的方法,将汽包分为三个水位区间,分别是高水位、正常水位和低水位。

当汽包水位过高时,会通过泄水阀将多余的水排出,从而使水位降至正常水位;当汽包水位过低时,会通过给水泵进行补水,使水位回升至正常水位。

这种三冲量调节方法可以有效控制汽包水位,保证锅炉的稳定运行。

汽包水位三冲量调节的核心是调节供水量,实现水平补给和水位控制。

在实际操作中,需要根据锅炉的负荷变化和水质变化来调节供水量,从而保证汽包水位保持在正常水位范围内。

同时,还需要监测汽包水位的变化,及时调整供水量,避免水位波动过大。

总之,汽包水位三冲量调节是一种有效的锅炉水位控制方法,通过调节供水量,控制汽包内水的流入和流出,实现对锅炉汽水系统的水平补给和水位控制,保证锅炉的稳定运行。

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三冲量双回路汽包给水调节系统的整定

三冲量双回路汽包给水调节系统的整定

实验四 三冲量双回路汽包给水调节系统的整定一、实验目的1. 学会复杂系统的分析整定;2. 熟悉汽包给水自动调节系统整定的步骤;3. 了解PI 调节器参数及分流系数对调节过程的影响。

二、实验内容汽包给水三冲量自动调节系统方框图,如下所示。

图中,H 、D 、W 分别为汽包水位、蒸汽流量和给水流量;G o1(s)、G o2(s)分别为给水流量和蒸汽流量对汽包水位的传递函数:)130(037.0)1()(01++=s s s s s G =τε, s s s Ts K s G 037.01156.3=1)(02-+-+=ε; γD 、γW 、γH 分别为蒸汽流量D 、给水流量W 和汽包水位H 测量变送器的传递系数,γD =γW =0.083,γH =0.033;αD 、αW 分别为蒸汽流量和给水流量的分流系数,αD =αW =0.21;K Z 、K u 分别为执行机构和阀门的特性系数,K Z =10,K u =2。

要求分别对三冲量汽包给水自动调节系统的内外回路进行整定,并进行计算机仿真。

系统中存在内、外两个闭合回路。

内回路是由给水流量信号W 局部反馈构成,外回路是由汽包水位信号H 反馈到系统调节器输入端构成的。

蒸汽流量信号D 只是引入的前馈信号,在系统中该信号并没有形成闭合回路,前馈调节不会影响系统的稳定性,在整定调节系统时,只需要对两个闭合回路进行稳定性的分析。

整定的具体步骤如下: 1.内回路的整定 内回路方框图如下所示。

内回路系统的闭环传递函数为ww z i i z i i K K sT s T K K s T sT s I s W γαδδ∆μμ+++=111)()( 在内回路中有三个可以改变的参数:比例带δ、积分时间T i 和给水流量侧的分流系数αw ,可以把αw 归纳到调节器中构成一个等效调节器,等效调节器的传递函数为)11()(*sT s G i w R +=δα 等效调节器的等效比例带为 wn αδδ=*在整定内回路时,先对αw 任意选取一个数值(如:αw =1),然后通过试验来改变δ和T i 的值,一般取T i 为5-10秒,再调整δ值直到满意为止,即把内回路整定为一个能迅速消除自发性内部扰动的快速随动系统。

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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。

3.1 汽包锅炉给水自动控制的任务是维持汽包水位在一定的范围内变化。

汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数,它间接地表示了锅炉负荷和给水的平衡关系。

维持汽包水位是保持汽机和锅炉安全运行的重要条件。

3.2 汽包水位被控对象的扰动有四个来源,包括给水量方面的扰动为内部扰动;其余的如蒸汽负荷的扰动、燃料量的变化及汽包压力的变化等为外部扰动。

其中尤以给水扰动、汽机负荷扰动和锅炉热负荷扰动较为严重。

3.3 下面就给水三冲量调节系统的组态图进行简要说明:在给水调节过程中可分为单冲量和三冲量两种方式,下面主要以三冲量调节进行简要的分析。

由于蒸汽流量和燃料量的变化是经常产生的外部扰动,并且是产生"虚假水位"的根源,所以在给水控制系统里常常引入蒸汽流量、燃料量信号作为前馈信号,以改善外部扰动时的控制品质。

如上图所示,三冲量的调节回路中主要包含有主调节器TPI及付调节器TPI,付调节器一般用比例规律的。

主调节器接受水位信号作为主控信号去控制副调节器。

副调节器除接受主调节器信号外,还接受给水量反馈信号和蒸汽流量信号,组成一个三冲量的串级控制系统,其中副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量和给水流量的比值调节,并快速消除来自给水侧的扰动。

而主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正,使水位保持在给定值。

当负荷变化而出现"虚假水位"时,由于采用了蒸汽流量信号,就有一个使给水量与负荷同方向变化的信号,从而减少了由于"虚假水位"现象而使给水量向与负荷相反方向变化的趋势,从而改变蒸汽负荷扰动下的水位控制质量。

四、运行中的调节汽包水位监视和调节是燃烧调节的一个重要指标。

尤其在开、停机及事故处理中监视和调节汽包水位是保证锅炉正常运行的重要因素。

4.1 首先应了解虚假水位,比如燃烧率增加,锅炉汽水混合物中汽泡容积增加,使水位上升,此时蒸发量也随之增加,加上汽压上升,部分汽泡又凝结成水,水位将会下降,即水位先上升后下降,造成虚假水位。

这时水位调节不仅要考虑汽包水位信号,还应考虑三冲量信号即汽包水位、蒸汽流量、给水流量。

正常运行中的给水泵根据三冲量信号进行自动调节,说明就已经考虑到了虚假水位的因素。

4.2 汽包水位变化是由于给水流量和蒸汽流量不平衡造成的,即进、出汽包的流量偏差造成的,影响汽包水位变化的因素有汽压、燃烧率大幅度变化,排污,安全门动作,高/低旁动作,锅炉受热面泄漏等。

4.3 机组启动及正常运行时的调节4.3.1 启动初期,由于蒸气流量很小,甚至几乎为零。

此时应根据汽包水位变化调节给水流量。

启动过程炉水温度逐渐上升,炉水逐渐膨胀,汽包水位也逐渐上升,因此点火前汽包应保持低水位运行。

投、退重油枪,开高低旁时应注意虚假水位。

随着负荷增加,汽泵投入运行,汽泵根据三冲量信号调节,由于这一阶段操作频繁,工况相对不稳定,水位波动比较大,加上负荷低,给水流量偏低,一般将汽泵切手动调节,但要根据蒸汽流量=(给水流量+过热减温水流量),即以三冲量信号控制水位。

五段抽汽投入时,汽泵可能因蒸汽压力上升,出力增大,汽包水位上升,应注意。

正常运行时,小机辅汽退出时两台小机调节油压各上升约3Kpa。

因此小机辅汽退出时应缓慢进行,否则将会引起汽包水位波动。

4.3.2 高负荷及正常运行时,两台汽泵根据三冲量指令"自动"调节汽包水位,需要切"手动"控制时,应根据蒸汽流量=(给水流量+80T/H)这一原则。

4.4 故障时的水位调节一般情况下,小机调速油压<1.lkg时将不出水,油压>1.4kg时将带满负荷,手动调节时应控制在这一范围内,当然各台汽泵特性不同应以其静态曲线为准。

水位波动比较大时,用"增"、"减"键将跟不上,建议用改变油压设定值来调节油压。

下面就几种常见的现象进行分析:4.4.1 降负荷至175MW以下运行时,由于给水流量低,出现外界扰动比如投、退给煤机,锅炉定排等情况引起汽包水位波动,两台汽泵抢水,造成两台汽泵再循环门频繁动作,可分为以下两种处理方法:4.4.1.1 当一台汽泵再循环门关,流量250T/H左右时,将其切"手动",让另一台汽泵"自动"调节。

汇报值长,要求多带上2OMW负荷,待水位稳定后,调节两台汽泵平衡后投"自动"运行。

4.4.1.2 启动电泵,保持2OOT/H流量,将再循环门已开启的汽泵切"手动"降低转速至1800r/m暖机状态,另一台汽泵根据三冲量信号自动调节。

汇报值长,要求多带2OMW, 待水位稳定将电泵负荷移至汽泵后停电泵,两台汽泵平衡后投"自动"运行。

4.4.2 高负荷运行时,由于切换磨煤机或煤质量突变或安全门动作等原因引起水位波动,立即启动电泵,保持1OOT/H流量,将汽泵切为"手动"方式,根据蒸汽流量=(给水流量+80T/H)进行调节,根据需要增加电泵流量,待水位稳定后,将汽泵投"自动",逐渐减少电泵负荷至l00T/H后停卜电泵运行。

4.4.3 由于运行的给煤机跳闸、炉膛大量掉渣等原因引起水位波动时,水位自动调节将不正常,立即切"手动"方式控制;根据蒸汽流量=(给水流量+80T/H)原则进行手动调节,必要时可启动电泵加以辅助调节。

4.4.4 当出现下列情况时汽动给水泵转速控制将由"自动"切为"手动",?L:同一侧水位变送器之差?17%?F:蒸汽流量与(给水流量+减温水量)之差?2OOT/H小机转速,6200rpm此时,OT出现相应的软报警,?L?17%时还会发出"双重变送器异常"和"汽包水位异常"硬报警,立即根据蒸汽流量=(给水流量×lOOT/H)原则进行手动调节,查明原因通知检修处理。

小机转速>6200rpm时,立即启动电泵加以辅助调节,并汇报值长,要求少带2OMW负荷。

迅速查明原因并进行相应处理。

4.4.5 需要将小机切手动调节就是因为汽包水位波动大,小机转速与调速油压出现大幅度波动。

需要记住给水流量与负荷、小机转速、调速油压的对应关系。

在某一负荷点因汽包水位波动大需要将小机切手动调节时,只需用"设定"方法将小机调速油压设定为某一对应值,小机转速将逐渐稳定在某一范围内,小机流量也逐渐稳定在正常值。

若此时汽包水位存在偏差,只需微调即可。

水位至零时再将小机调速油压投“自动”。

4.4.6 启动电泵开大出口大、小阀时,当电泵电流达250A时应暂停,此时流量将继续上升,电泵电流将达300A。

之后再循环门关闭,电泵电流、流量下降,可根据实际需要调节出口大、小阀。

4.4.7 当小机切手动后,若小机转速小于370Orpm,则"启动完成"灯灭,小机无法投自动。

只有小机出口压力大于给水母管压力的0.833倍后,小机才允许投"自动"。

锅炉正常运行中,汽包液位的控制是一个重要的参数。

液位过高会影响汽水分离的效果,产生蒸汽带液现象,液位过低会破坏水循环,严重的会烧坏锅炉。

当蒸汽负荷突然增大时,锅炉会出现暂时的压力下降,水的沸腾加剧。

导致液位上升,这样就产生了虚假液位。

这时本应把给水加大,但是如果采用简单的单参数调节系统,就会根据这个假液位而错误地把锅炉给水调节阀关小,减少给水量,等到汽水达到新的动态平衡时,液位就下降了许多,远离给定值,甚至使锅炉发生危险。

如果负荷减少,它的变化过程和结果与上述相反,从而使汽包液位发生较大的波动。

其他如燃料量变化或蒸发量变化也都可引起虚假液位。

影响锅炉液位的主要因素是锅炉的汽水平衡。

为了克服负荷变化所引起水位的大幅度波动,消除假液位的影响,提前消除蒸汽对液位的干扰,所以除了液位主调节回路以外,还引入蒸汽流量(作前馈信号)和给水流量(作串级副回路为测量信号)两个辅助参数,构成了锅炉的三冲量调节系统。

一般三冲量调节是针对汽包调节的。

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,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。

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