浅谈锅炉汽包水位的三冲量调节(通用方法)
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。
锅炉水位三冲量控制及调节
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。
锅炉汽包水位三冲量调节系统是火电厂锅炉核心控制之一。
汽包水位三冲量调节系统的给水调节阀动作频繁，锅炉水位对给水调节阀执行机构的动作比较敏感，稍有不慎就可能出现严重的危险情况，汽包水位三冲量调节系统关系到整个机组的安全运行：若汽包水位过高，会造成蒸汽带水；若汽包水位过低，会造成锅炉“干锅”，可能严重烧坏锅炉设备。
汽包水位三冲量调节系统的重要性由此可见一斑，所以汽包水位的相关保护要完善可靠、汽包水位自动调节系统运行要平稳。
目前，汽包水位三冲量自动调节控制策略已经相当成熟，但在实际锅炉运行中会各种原因导致水位自动调节系统投入困难，甚至自动不能投入。
这种现象让人对串级三冲量调节系统的调节能力和控制策略产生疑问。
为此云润与大家交流运用心得，对级三冲量调节系统进行定性分析，并对一些异常情况的处理办法进行探讨。
1、水位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。
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。
各种介绍汽包水位三冲量调节系统的书籍中，都有对传递函数的计算，这些计算对系统设计很重要。
如果用经验调节法对于系统维护，则完全可以抛开理论计算。
在此只对其物理意义进行定性思考和作一番揣测。
1.1 反馈信号反馈信号指给水流量信号，也叫内扰。
水位三冲量调节系统中被调量发生变化的时候，PID 经过运算，去控制执行机构进行合理的动作，执行机构改变给水调节阀的开度，阀门控制介质变化，达到控制给水流量的目的。
论电站锅炉汽包水位的串级三冲量调节
２ 三冲量 串级调节 系统原理
该系统 以汽包水位为主信号 ，任何导致水位变 化的扰动都会使 调节器 动作 ；蒸汽流量是 前馈信
号 ，它的作用是防止 “ 虚假水位”引起 的调节器 的
误动 ，改 善蒸 汽 流量 扰动 时 的调 节质量 ；给水 流量 是介 质反 馈信 号 ，因给水 流量 信 号对 给水 流量 变化 的 响应很 快 ，使 调节 器 能够 在水 位还 没 变化 时就对
维普资讯
２６ ０ 年第４ ０ 期
河 北 煤 炭
７ １
论 电 站锅 炉 汽包 水 位 的 串级 三 冲 量调 节
秦 占强
（ 北 金 牛 能 源 股 份 有 限 公 司 显 德 汪 矿 电 厂 ，河 北 邢 台 河 ０４０ ） ５ １３
摘 要 ：介 绍 了 串级 三冲 量汽 包水 位调 节 系统 的控 制原 理 。并对 该 系统 的整定 方 法进 行 了探 讨 。
在 稳定 状 态下 ，水 位信 号 的测 量值 （ 电流信 号 ）应等 于 内给 定 值 （ ） ，蒸 汽 流 量 （ｒ Ｉ ）和 给 ｅ
水流量 （力 ，）则应达 到一种动态的平衡关 系。即满
足如 下关 系
ｌ Hale Waihona Puke ＋ Ｉ Ｈ— ｌ Ｗ— ｌ ｇ＝０
定 比例带 ，手动操作给水阀门，改变给水流量投入 自动 ，观察给水流量的记录曲线是否能快速达到平 衡 ，经多次实验达到满意为止。
７ ２
河 北 煤 炭
熬汽 Ｄ
２ ６ 第４ ０年 期 ０
３ 三 冲 量 串级 调 节 系统 整 定 方 法
过
省
图 ４ 串级 三 冲 量 水 位 调 节 系 统 方 框 图
浅谈锅炉汽包水位的三冲量调节
管 理 对 象
梯 子
管理责任人
登高作业人员
监 管 部 门
作业单位
监 管 人 员
作业单位负责人
编 号
SNMH—梯． 梯梁与踏板的夹角（锐角）最大不超过87°15′；
2． 踏板防滑；
3． 梯子稳定、无歪斜、无扭曲变形；
4． 梯脚有防滑垫；
5． 平台与梯梁连接牢固；
6． 铰链牢固；
7． 梯脚底部坚实，踏板上下间距为30㎝，无缺档。
管
理
措
施
1． 各单位质检员每月对梯子的完好状况进行检查，有故障及时维修，并做好记录；
2． 登高或高空作业前，作业人员必须对登高使用的梯子进行认真检查，发现不完好立即更换。
水位三冲量调节控制策略及串级调节参数整定方法
水位三冲量调节控制策略及串级调节参数整定方法水位的三冲量调节控制策略及串级调节参数整定方法主要用于水位控制系统中，该方法可以在一定程度上提高系统的控制性能和稳定性。
以下是关于水位的三冲量调节控制策略及串级调节参数整定方法的详细介绍。
一、水位的三冲量调节控制策略在水位控制系统中，三冲量调节控制策略是一种常用的调节方法。
该策略通过对水位控制系统中的三个冲量（比例、积分、微分）进行调整，来实现对水位的稳定控制。
1.比例冲量控制：比例冲量控制是根据水位与设定值之间的偏差，按照一定的比例关系加大或减小输入信号。
比例系数的选择需要根据实际系统的特性进行调整，一般情况下可以通过试探法或经验法进行初步调整，然后再通过试验的方式进行优化。
2.积分冲量控制：积分冲量控制是根据水位偏差的积分值来调节系统的输出。
积分冲量可以减小稳态误差，提高系统的稳定性和鲁棒性。
积分冲量的选择需要结合系统的动态响应特性进行调整，一般情况下需要进行试验和优化。
3.微分冲量控制：微分冲量控制是根据水位变化的速率来调节系统的输出。
微分冲量可以提高系统的响应速度和抗干扰能力，但如果参数选择不当会导致系统的震荡。
微分冲量的选择需要结合系统的动态响应特性进行调整，一般情况下需要进行试验和优化。
串级控制是一种高级的控制方法，通过在系统内部增加一个或多个级联控制环，来进一步提高系统的控制品质。
下面介绍一种常用的串级调节参数整定方法，即Ziegler-Nichols法。
1.首先选择一个合适的比例系数Kp:-将系统设为比例控制模式，调节Kp的值，直到系统发生持续振荡。
-记录下持续振荡的周期Tp。
2.根据振荡周期Tp，计算出比例增益Ku:-Ku=4/(π*Tp)。
3.根据Ku的值，选择合适的控制器类型和相应的参数:-P控制器：Kp=0.5*Ku。
-PI控制器：Kp=0.45*Ku，Ti=Tp/1.2-PID控制器：Kp=0.6*Ku，Ti=Tp/2，Td=Tp/84.将调节器参数输入控制器，并进行参数整定:-根据系统的实际情况，通过试验和仿真的方式进行参数的优化。
汽包锅炉给水三冲量控制
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
浅谈锅炉汽包液位的三冲量调节
［文献标识码】ｋ
［文章编号】 １００９－５４８９（２００７）０９－２０７－０１
汽包液位是保证锅炉安全运行的重要条件，“三冲量”调节系统在消除 假水位．克服水鼍波动，从而提高液位调节品质。
一、锅炉汽包液位采用三冲量调节系统的意义
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பைடு நூலகம்液位过低会破坏水循环。严重的会
（目３）
在稳定状态下，液位澍量信号等于给定值，液位调节器的输出。蒸汽沭量 及给水流量等三个信号＇通过加法器得到的输出电流为：１０＝Ｋ１ １１一Ｋ２１２＋ Ｋ３ １３式中．Ｉｌ为液位调节器的输出电流；１２为蒸汽流量变送器的电流：１３ 为给水流量变送器的电流：Ｋｌ、Ｋ２、Ｋ３分别为加法嚣各通道的衰减系数。 设计Ｋ２ １２＝Ｋ３ １３此时ｍ正是调节问处于正常开度时所需要的电流信号
求汽包泣位在一定范围内，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”．
。
如果使用简单的锅炉汽包液位的单冲量控制系统（如图ｌ所示），一旦
负荷急剧变化虐假渡位的出现，调节罂就会误以为液位升高而关小供水坷
了锅炉的三冲量调节系统。
二、锅炉汽包液位的控制方法
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承的平衡关系。汽包液位过高会遣
成蒸汽带水影响过热嚣运行，影响汽水分离效果；水位过低会造成锅炉承循
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
【１ｌ王幸东．锅炉汽包永位三冲ｔ调节幕鸵【Ｊ】．新■有色盘■，２瞄．１．
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。
(完整word版)锅炉汽包液位的三冲量调节
《过程控制》课程设计报告题目: 锅炉汽包液位的三冲量调节姓名: 学号:姓名: 学号:姓名: 学号:2010年12月10日《过程控制》课程设计任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字：2010年12 月4 日1 问题重述锅炉汽包液位是锅炉运行中一个重要的监控参数，反映了锅炉负荷与给水的平衡关系，要求汽包液位控制在一定范围内。
锅炉汽水系统结构如图1 所示。
图1锅炉汽水系统1—给水泵；2—给水母管；3—调节阀；4—省煤器5—锅炉汽包；6—下降管；7—上升管；8—蒸汽母管汽包液位过高会造成蒸汽带水，影响汽水分离效果；水位过低容易使水全部被汽化烧坏锅炉。
影响汽包液位的因素，除了加热汽化外，还有蒸汽负荷和给水流量的波动，当负荷突然增大、汽包压力突然降低时，水就会被急剧汽化，出现大量气泡，形成“虚假液位”。
单冲量控制系统的负荷一旦急剧变化就会出现虚假液位，因液位升高，调节器就会关小供水阀门而造成事故。
双冲量控制系统，是在单冲量控制系统的基础上加上一个蒸汽冲量，以克服虚假液位。
三冲量调节系统，它是在双冲量控制系统上再加上一个给水流量的冲量。
由蒸汽流量、给水流量前馈与汽包液位反馈所组成的三冲量控制系统，如下图所示。
三冲量控制系统框图D W H a a a 、、分别为蒸汽流量变送器、给水流量变送器、差压变送器的转换系数。
已知某供汽量为120t/h 的锅炉，给水流量与水位的传递函数1()G S ，蒸汽流量与水位的传递函数2()G S 分别为：1()0.0529()()(8.51)H S G S ==W S S S + (1)22() 2.6130.0747()()(6.71)H S G S D S S S ==-+ (2)D W H a a a 、、分别为：0.0667，0.0667及0.0333。
调节阀采用线性阀，增益为15。
试用PID 、模糊PID 控制等方法实现对锅炉液位的控制。
要求：1、超调小、调节时间短，对扰动的抑制效果好；2、给出控制策略和选定参数，并详细说明参数整定过程；3、给出MATLAB 下的仿真曲线。
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。
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。
锅炉汽包水位三冲量控制
三冲量控制在高压汽包中的应用汽包水位是汽包运行的主要指标，水位过高会影响汽包的汽水分离，增加蒸汽携带的水份，汽水品质恶化，导致透平进水，损坏叶片。
水位过低，则由于汽包内的水量较少而负荷却很大，水的汽化速度又快，因而汽包内的水量变化速度很快，破坏汽包与水冷壁间的水循环，如不及时控制就会使汽包内的水全部汽化。
导致汽包破坏或爆炸。
因此，汽包水位的控制是保证汽包安全运行的最重要条件之一。
2汽包水位的动态特性分析2．1蒸汽负荷(蒸汽流量)对水位的影响在传热过程不变的情况下，当出口蒸汽用量突然增加，瞬间必然导致汽包压力下降，汽包内水的沸腾加剧，水中气泡迅速增加，使得汽化量突然增多，将整个水位抬高，形成假上升液位现象。
当蒸汽流量突然增加时，由于假水位现象，在开始阶段水位不仅不会下降，反而先上升，然后下降（反之，当出口蒸汽流量突然减少时，则水位先下降，然后上升）。
蒸汽流量突然增加时，实际水位的变化Ｈ，是不考虑水面下气泡容积变化时的水位变化Ｈ1，与只考虑水面下气泡容积变化所引起水位变化H2的叠加，即H＝Ｈ1+H22．2给水流量对水位的影响当给水流量突然增大时，由于在这个时间内烟道气传给汽包的热量不变，给水温度又有比汽包内的饱和水温度低，致使汽包中气泡含量减少，导致水位虚假下降，因此实际水位响应曲线如图1（b）中H线所示，并非H1线。
即当突然加大给水量后，汽包水位一开始不立即增加，而要呈现出一段起始惯性段。
用传递函数来描述时，它相当于一个积分环节和一个纯滞后环节的串联，可表示为3传统控制方案及其缺陷汽包水位的控制手段就是控制给水,传统的单冲量(汽包水位)控制系统和双冲量（汽包水位和蒸汽流量）控制系统其本身都有不可克服的缺陷。
就单冲量控制系统而言，当蒸汽负荷突然增大，由于假水位现象，控制器不但不能开大给水阀增加给水量，而是关小控制阀，减少给水量，等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减少，将使水位严重下降，波动很厉害，甚至会使汽包水位将到危险程度，以至发生事故。
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。
锅炉三冲量控制(介绍)
K
2
T2 s 1
H H1
锅炉汽包水位的控制 （1）单冲量控制系统
汽包水位的单回路控制， “单冲量”—汽包水位 适用于负荷小的锅炉
蒸汽
气泡
省 煤 器 给水 LC
三个问题：
① 不能克服虚假水位带来的后果
②
③
对蒸汽负荷的变化控制不灵敏
对给水扰动控制滞后
锅炉汽包水位的控制 （2）双冲量控制系统
为了克服虚假水位现象，引入蒸汽流量，“双冲量”
U
IF
GmF
I
I’F
GPD
I0
GC1
IC
∑ I0
GC2
GP2
GPC
L
GmF
Gm
锅炉汽包水位的控制
① 加法器系数C 根据给水流量变化W=蒸汽流量变化 （前馈补偿）
C
Dmax
Wmax
对于I0，正常负荷时 I0与IC抵消
I F CI F
锅炉汽包水位的控制
② 阀、控制器、运算器符号
阀安全角度确定
控制器按串级系统确定（先副后主） 运算器符号： 由于CIF 作为流量控制器的给定，蒸汽流量增加，给水 流量应该提高，C永远为正（与阀的形式无关，与双 冲量不同） I=IC + CIF - I0
过热蒸汽系统控制
出口温度控制 控制方案 一级过热器、二级过热器、减温器
减温器 减温器
d/dt T2C 减温水 T1C TC
锅炉汽包水位的控制
② 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，防止烧干 保护蒸汽用户，气开 控制器正反作用： 对象：正，
若气闭阀，LC=正，若气开阀 LC=负 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“-” 气开：I应该↑C2取“+”
锅炉汽包液位三冲量自动调节控制
锅炉汽包液位三冲量自动调节控制一、概述：现代化工业生产中，工业锅炉是一个重要设备，其运行是为了得到一定质量的蒸汽。
自动化锅炉的基本要求是：按质按量的供应合格的蒸汽，满足生产的需要；安全可靠耐用，延长锅炉的使用寿命；降低操作人员的劳动强度。
锅炉的运行参数包括蒸汽压力、流量、温度等。
锅炉汽包液位是锅炉生产中重要的工艺指标。
汽包液位是影响蒸汽质量的一个关键参数，保持锅炉汽包液位稳定在规定范围内，对于保障锅炉安全运行及蒸汽质量的稳定具有关键的作用。
如果锅炉汽包液位过高，由于汽包容积小，造成汽包上部空间过小，影响汽水分离，容易出现蒸汽带液现象，损坏其它设备。
如过锅炉汽包液位过低，水的汽化速度加快，影响汽水平衡，如不及时调节进水会造成干锅，造成事故。
汽包水位的主要扰动是蒸汽流量的变化。
当蒸汽用量突然减小时，蒸汽压力会急剧上升，沸腾暂时停止，形成水位暂时下降的“假水位”现象。
当蒸汽用量突然增大时，汽包内蒸汽压力突然下降，水的沸腾加剧，气泡量迅速增加，也会使汽包内形成水位升高的“假水位”现象。
如单按简单的水位调节，调节器将依据这一“虚假水位”减少补水量造成事故，所以单量调节无法满足需要，因此老山锅炉房采用了三冲量调节系统控制，以保障锅炉的安全运行。
二、三冲量水位控制方案：（一）根据生产工艺的要求锅炉控制系统增加下列检测项目：1、锅炉汽包水位进行三冲量给水自动控制，提高锅炉的安全。
2、设置过热器出口蒸汽温度高报警。
3、设置汽包水位高低报警。
4、设置蒸汽出口压力高报警。
备注：控制系统采用常规仪表实现，调节器选用新型数字智能调节器。
（二）选用仪表检测设备名称、规格、型号清单：三、锅炉汽包液位三冲量调节系统组成及工艺分析：（一）锅炉三冲量调节系统原理图及系统框图三冲量调节系统原理图三冲量调节系统方框图（二）锅炉汽包水位调节过程：锅炉水位控制系统如图所示，调节对象是锅炉的汽包，被调量是汽包水位，而引起汽包水位变化的干扰量是蒸汽负荷的变化，蒸汽负荷的急剧变化，将导致“虚假水位”出现。
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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锅炉汽包水位的三冲量控制设计
锅炉汽包水位的三冲量控制设计二重计量技术所郭静摘要热力车间的锅炉测控系统中，蒸汽流量计量系统和汽包水位测控系统是两大核心系统。
如何确保蒸汽流量计量准确可靠在于过热蒸汽密度补偿的准确性。
而确保汽包水位测控系统正常运行则是整个锅炉控制系统的重中之重。
关键词三冲量PID控制反馈控制前馈控制1、引言热力公司锅炉的汽包水位调节现场存在两种控制方式。
其一：水位测量、蒸汽流量、给水流量、三冲量控制仪表，从而实现汽包水位的三冲量调节；其二，测量的三个参数进入DCS系统，三冲量算法由软件编程来实现。
随着企业的发展，软件实现三冲量将成为必然趋势，所以准确的实现三冲量的算法很重要。
2、仪表三冲量与软件三冲量实现的分析2.1仪表三冲量分析热力车间锅炉汽包水位控制原理：差压变送器测量左汽包水位的水位计感受到的汽包液位的高度通过压力，输出4~20mA电流信号，通过DCS系统的模拟量输入模块进入到系统，组态软件trace mode 将测量到的水位信号、给水流量信号、蒸汽流量信号经过三冲量算法输出一个0~100%的信号，经模拟量输出信号来控制给水调节阀门的开度，从而精确控制汽包水位。
测量系统由水位测量、蒸汽温度、给水流量、三冲量控制仪表构成，原理是“【主PID（反馈）】–前馈–【副PID（反馈）】”控制，属于标准的三冲量控制。
其中主PID是水位测量数据，前馈调节因素为蒸汽流量测量数据，副PID是给水流量测量数据。
PID环节就是反馈控制，故存在比例、积分、微分控制；前馈环节包含静态前馈控制和动态前馈控制，经过分析，在锅炉控制中，此前馈控制属于静态前馈控制（原理不在叙述），静态前馈控制仅相当于一个比例控制，在锅炉控制中属于干扰因素，符号为负号（原理不在叙述），即负号比例控制。
蒸汽流量的突然增大和减小，所带来的干扰将会由前馈控制消除到最小。
所以三冲量控制的作用为了消除影响水位调节输出的外部干扰所带来的直接影响，即蒸汽流量的突变带来的影响。
通过三起水位异常浅析汽包水位调整方法
通过三起水位异常浅析汽包水位调整方法摘要：引起汽包水位变化的根本原因是给水流量与蒸汽流量的偏差量。
当此偏差接近零时，汽包水位趋于稳定；当给水流量与蒸汽流量的偏差量为正值时，汽包水位升高，不加以控制，会造成灭火跳机；当给水流量与蒸汽流量的偏差量为负值时，汽包水位是向着低水位方向发展的，同样的不加以控制，会造成汽包低水位灭火。
0 前言某厂A二期机组为600MW亚临界一次中间再热凝汽式汽轮机，给水系统配置为：两台50%MCR容量的汽动给水泵与一台30%MCR容量的电动给水泵，电动给水泵在机组正常运行中做为汽动给水泵的备用为汽包上水。
机组经改造升级后，现今汽动给水泵的汽源有四抽和辅汽。
其中，四抽作为工作汽源在机组正常运行状态下为小汽轮机供汽，辅汽则为备用汽源。
控制汽包水位是机组运行中非常重要的一个环节，直接影响着锅炉的安全稳定运行。
根据电力行业相关统计以及运行事故分析，因汽包水位异常直接或间接而导致的锅炉灭火事故占所有锅炉灭火事故的60%-70%[1]。
因此，对汽包水位异常情况的处理和分析具有十分重要的意义。
本文依据三起汽包水位处理不当事故对汽包水位异常发生的时机进行深入分析和研究，旨在机组现有情况下为汽包水位调整提出更完善具体的方法。
1 汽包水位变化的原理及调整方法机组正常运行中汽包水位采用给水三冲量调节方式进行调节，主蒸汽流量作为前馈信号，给水流量作为反馈信号，汽包水位作为主信号，维持汽包水位在“0”水位处上下摆动，汽包水位正常范围为±50mm。
给水泵转速自动控制汽包水位。
根据汽包水位的调节方式即可发现，影响汽包水位变化的根本原因是锅炉给水量与蒸发量之间的动态平衡。
影响汽包水位变化的直接因素有很多，本文主要归纳为蒸汽流量影响因素和给水流量影响因素两方面：1.1 蒸汽流量影响因素及其调整方法蒸汽流量的影响因素主要为外界负荷和燃烧工况。
负荷变化引起蒸汽流量变化从而打破了蒸发量与给水量的平衡导致汽包水位发生变化。
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浅谈锅炉汽包水位的三冲量调节（通用方法）
0 引言
锅炉是化工生产中主要的动力设备。
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”。
如果使用简单的锅炉汽包液位的单冲量控制系统(如图 1 所示) ,一旦负荷急剧变化,虚假液位的出现,调节器就会误以为液位升高而关小供水阀门。
影响了生产甚至造成危险。
为此,图 2 采取了锅炉汽包液位的双冲量控制,它在单冲量的基础上,再加一个蒸汽冲量,以克服“虚假液位”。
其中调节阀为气关阀,液位调节器采用正作用,调节器输出信号在加法器内与蒸汽流量信号相减。
双冲量实际上是前馈与反馈调节相结合的调节系统。
当负荷突然变化时,蒸汽的流量信号通过加法器,使它的作用与水位信号的作用相反;假液位出现时,液位信号a 要关小给水阀, 而蒸汽信号b 是开大给水阀,这就能克服“虚假液位”的影响。
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。
这就要用如图3 所示的锅炉汽包液位的三冲量调节系统。
即再加一个给水流量的冲量c ,使它与液位信号的作用方向一致,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。
1 原理
根据三个冲量在调节系统中引入位置不同,三冲量调节系统有多种方案,下面讨论一种常见的三冲量调节系统:蒸汽流量和给水流量前馈与汽包液位反馈所组成的三冲量系统。
图 3 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(为了安全调节阀必须用气关阀) 。
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。
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 会抵消一部分假液位输出电流I1 , 所以, 假液位所带来的影响将局部或全部被克服。
待假液位过去,水位开始下降,液位调节器输出电流I1 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,意味着要求增加给水量,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。
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两个辅助冲量,起到了“超前信号”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,并缩短了过渡过程时间。
图4 为三冲量液位调节方案图, 图5 为三冲量液位调节方框图。
2 应用
从上面分析可以看出三冲量调节系统能及时克服负荷(蒸汽量) 和给水流量的干扰作用,调节精度高,适用于汽包容积较小、负荷和给水干扰较大的场合。
单冲量适合在汽包容积较大、负荷变化比较小的场合。
双冲量调节适合于锅炉容积较小,给水压力波动不大的场合。
锅炉汽包液位三冲量调节系统在我们厂得到了应用,实践证明效果良好。