汽包水位控制及变参数调节在金山热电厂的应用孙民爱
分析模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的体现
分析模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的体现杨卫红【摘要】锅炉是工业生产中重要的发电和供热动力设备,但锅炉汽包水位测定常存在"虚假水位"现象,影响锅炉的安全性,因此设计锅炉汽包水位三冲量给水控制系统,有效消除蒸汽量和给水流量波动干扰,能最优控制锅炉汽包水位.本文采用水流量、蒸汽流量、汽包水位作为调节信号的三冲量控制方案,克服锅炉"虚假水位"的干扰,采用自适应模糊PID控制锅炉控制.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】2页(P36,39)【关键词】模糊PID;汽包水位;三冲量;控制系统【作者】杨卫红【作者单位】山东省济南热电有限公司【正文语种】中文锅炉是工业生产中主要动力设备，其主要是将燃料中化学能转化成热能，通过相应的设备将热量转化成为人们生产、生活所需能量，随着工业生产规模不断扩大，锅炉在朝着大容量、高参数、高效率方向发展。
其中水位调节过程中汽包水位的控制是重要内容，也是锅炉安全生产的重要因素，锅炉水位存在一定的“虚假水位[1]”现象。
传统测量虚假水位主要是容仪表测量，但是控制效果并不是非常理想。
锅炉运行中“虚假水位”影响因素主要是给水管道和给水泵之间扰动，蒸汽负荷的扰动因素。
如何克服水自动控制系统的扰动因素，是给水设计控制系统设计的重要依据。
三冲量给水调节系统中，汽包水位、蒸汽流量、给水流量作用与调节器接受装置中，任何干扰因素的变化都能引起调节器的变化，其中汽包水位是最主要的干扰因素。
当水量超出安全范围，改变给水量可使水位恢复安全值。
蒸汽流量是给水调节系统中前馈信号，能防止“虚假水位”引起的调节器错位调节，改善蒸汽流量干扰因素对给水调节系统调节质量。
给水流量和蒸汽流量两个数据信号能有效消除系统出现的静差。
水流量是测量传感器速率最快信号，因此使用水流量信号作为反馈信号，能消除水位尚未变化时的内扰，气道稳定水流量的作用。
330MW供热电厂汽包炉水位测量及改进论文
330MW供热电厂汽包炉水位测量及改进论文摘要：通过对参数与装置的改进及正常维护时对汽包水位测量装置的经常核对，及时发现问题，及时分析消除，保证了汽包水位测量的准确，更好控制汽包水位在安全范围内运行，进而保证了锅炉的安全、经济运行。
0 引言汽包水位测量装置的配置要求符合《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》（DRZ/T 01-2004）2.1 锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置方式及锅炉汽包至少应配置1套就地水位计、3套差压式水位测量装置和2套电极式水位测量装置。
在水位取样管路安装正确的情况下，水侧取样管在与正压侧共同下降处的温度应该相同，基本上接近于室温，两侧取样管内水的密度相同，这样才不会带来水位测量的附加误差。
从水位测量的温度补偿公式中可以看出，参比水柱（正压侧）温度补偿如果不正确，会给水位测量带来很大的误差。
由于平衡容器内参比水柱的温度在一定范围内是逐步梯度下降的，过了这个范围后温度基本恒定，接近室温，采用测量平均温度的办法进行温度补偿比较合理。
但是，过渡到温度基本恒定的范围不是固定不变的，随着汽包压力、温度的变化，这个范围也在不断变化，而且该范围内温度下降并不是线性，要想精确测量平均温度是非常困难的。
所以，电厂一般采用一固定温度的办法进行温度补偿，一般取为50度。
采用一固定温度的办法进行温度补偿也有其缺点，特别是室外安装的锅炉，冬、夏两季汽包平衡容器位置温度相差很大，虽然设计了汽包小间，但是小间密封不好，也会造成温度相差很大。
冬季非常寒冷时，风向的变化也将造成汽包水位测量误差，因为迎风侧与背风侧的汽包平衡容器位置温度相差更大，使汽包两侧水位从测量原因上产生偏差，直接误导运行人员，甚至威胁锅炉安全运行。
1 汽包炉内部装置分析1.1 汽包1.1.1 汽包位于炉膛的后墙顶部，横跨炉宽方向，它内部装有分离设备，并设有供酸洗、热工测量、水压试验、加药、连续排污、紧急放水、炉水及蒸汽取样（在其出口管道上）、安全阀等的管座和相应的阀门。
先进PID在火电厂锅炉汽包水位控制中的应用 论文
毕业设计说明书(论文)作者：学号：学院：班级：专业：□∨自动化□测控技术与仪器所在系：□∨控制科学与工程□仪器科学与技术题目：先进PID在火电厂锅炉汽包水位控制中的应用指导者：签字：(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)年月吉林摘要摘要锅炉作为火力发电厂的三大主机中最基本的能量转换设备,它的控制水平直接关系到电厂的安全、经济运行.汽包水位是锅炉正常运行中的重要参数,同时,它还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志,维持锅炉汽包水位在规定的范围内,是保证锅炉安全运行的必要条件,也是锅炉正常运行的主要指标之一.如果汽包水位过高,会影响汽包的汽水分离装置的正常工作,导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大,使过热器受热面结垢甚至遭到破坏,影响机组的正常运行和经济性指标;如果汽包水位过低,会使锅炉水循环工况破坏,造成水冷壁供水不足而被烧坏.所以研究锅炉汽包水位的控制有着重要的意义.目前锅炉汽包水位的控制大多采用常规PID 控制方式,由于其控制参数是固定不变的,不能进行在线调整,其控制效果往往难以满足要求.常规模糊控制也有应用,但存在静态误差大等缺陷.模糊自适应PID控制算法能在线整定、优化PID参数,理论上可以完全消除系统静态误差.将模糊自适应PID控制理论应用于带前馈的串级三冲量汽包水位控制系统中,不需要对系统模型进行较大的改动,就能够获得较好的控制效果.本文首先分析了影响汽包水位的各种干扰因素,并对汽包水位的动、静态特性进行分析.以MATLAB /SIMULINK为仿真平台,构建汽包水位三冲量控制系统,分别采用常规PID控制器、模糊PID控制器、模糊自适应PID控制器.通过比较仿真结果,发现使用先进PID控制算法能有效地加快响应速度、减小超调量、减少调节时间、提高克服扰动的能力.关键词：汽包水位;模糊控制;自适应;PID东北电力大学自动化工程学院学士学位论文ABSTRACTBoiler is the basic energy conversion device which is one of three important devices in coal-fired power plants that level of control is directly related to the safety, economic operation of power plants. Drum water level is an important parameter in the normal operation of the boiler, at the same time, It is also the sign of measuring whether the boiler system material balance, maintaining of the boiler drum water level within the specified range is a necessary condition to ensure the safe operation of the boiler, but also one of the key indicators for normal operation of the boiler. If the water level affects the soft drum of the normal work of separation devices, which may result in the exported steam boiler with water and salt too, so due to overheating the surface would even get destroyed and affect the normal operation of facilities. If the drum water level is too low, it would damage the boiler water conditions and result in inadequate water supply and water-wall that is burned. So research of boiler drum water level control is of an important significance.At present, the boiler drum water level control of mostly conventional PID control method, because its control parameters are fixed and can not be adjusted online, and its control is often difficult to meet the requirements. Conventional fuzzy control can also be applied in, however there is a remarkable static error and so on. Fuzzy adaptive PID controlling method is with adaptive capability theoretically, completely eliminate the static error. Adaptive fuzzy PID control theory is applied to the design of control systems, without the need for a larger changing of system model, where we will be able to obtain better control effect.This article first analyzes the impact of the drum water level of the various interfering factors, and drum water level of the dynamic and static analysis features.Introduce cascade-three impulses drum level control and fuzzy PID drum level control,and finally using fuzzy adaptive PID control algorithm to control the boiler drum water level.Application of MATLAB / SIMULINK simulation, comparing the simulation images under the given value、feed water quantity disturbance、steam disturbance and under the conditions of different control objects. The simulation results show that fuzzy controller is better than the traditional PID controller in MATLAB at adapting ability and anti-jamming.Keywords: drum level; fuzzy control; adaptive; PID目 录（空一行）目 录 （空一行）摘 要 .................................................................................................................................... I ABSTRACT .......................................................................................................................... I I 主要符号表 . (IV)第1章 绪 论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.1.1 ×××××× (8)1.2 ××××××× ................................................................................ 错误！未定义书签。
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用随着社会进步和技术发展，热力发电厂在国家能源生产中扮演着重要的角色。
热力发电厂的运行离不开各种自动控制系统，其中汽包水位控制系统是热工自动控制系统中的重要组成部分。
汽包水位控制系统主要完成对锅炉汽包水位的监测和控制，保持汽包水位在安全范围内，是保证热力发电厂稳定、安全、经济运行的重要措施。
在热力发电厂中，锅炉是一个重要的设备，锅炉内加热面积非常大，是蒸汽发生的地方，为了保证锅炉安全和效率，锅炉内必须要有足够的水来维持水位，提供经济、合理的蒸汽产生。
汽包作为加热面的一个组成部分，通过调节汽包水位，控制锅炉的水位和蒸汽的产生量。
汽包水位控制系统的基本原理是，通过给水泵加水，在汽包内形成一定的液位，再对液位进行监测和调节。
当液位低于设定值时，控制系统会调变给水泵的运转速度，增加给水量，使液位恢复到设定值；当液位高于设定值时，控制系统会调节给水泵的停止时间或者调节给水泵的出水量，使液位降至设定值。
通过不断的监测液位，汽包水位控制系统能够及时响应和调整，保证锅炉的安全和有效运行。
汽包水位控制系统在热力发电厂中的应用非常广泛。
在传统的汽电联产厂中，汽包水位控制系统的作用尤为重要。
因为固有负荷和差动负载都需要锅炉来提供蒸汽，对汽包水位的控制要求非常高，只有水位控制良好，才能保证稳态负荷的可靠供电。
而在大型超超临界燃煤电站中，汽包水位控制也是不可缺少的一部分，它能够从根本上保证燃煤锅炉设备的运行安全，有效避免锅炉爆炸和灾害事故的发生。
热工自动控制在汽包水位控制系统中的应用已经非常成熟。
现代热力发电厂普遍采用数字化控制系统，能够集成各种传感器和执行器，实现更加精确的控制。
同时，控制系统还能够自动调整控制参数，适应不同的运行状态和负载变化，实现自适应控制，提高热力发电厂的效率和安全性。
总之，热工自动控制在汽包水位控制系统中的应用是非常重要的，它不仅能够保证锅炉的稳定和有效运行，还能够提高运行效率和安全性。
机组启动全过程汽包水位控制策略修改与总结
机组启动全过程汽包水位控制策略修改与总结一、机组启动全过程概述二、当前汽包水位控制策略存在的问题1.缺乏对初始启动过程水位控制参数的准确估算。
2.参数设置不合理，在启动过程中存在水位波动过大或者波动频繁的情况。
3.汽包水位控制动作过于频繁，导致调节系统响应迟缓，控制效果较差。
4.对于机组整体的响应时间、稳定性等性能指标缺乏足够的考虑。
三、修改策略1.提前根据机组的启动特点，对初始启动过程的水位控制参数进行估算，以提高控制参数的适应性。
2.根据实际情况合理设置水位控制参数，适当增加参数的死区，避免频繁调节造成的水位波动。
3.考虑到汽包水位控制的动态性，对控制器进行有效的参数整定，调整控制周期，确保系统的动态相应性能。
4.结合整个启动过程的要求，对汽包水位的控制策略进行整体考虑，使其在启动过程中的稳定性和准确性都能得到保证。
四、总结1.机组启动全过程中的汽包水位控制策略需要根据机组特点进行合理的设置和调整。
2.汽包水位控制参数的准确估算和合理设定是保证系统稳定运行的关键。
3.在控制策略中适时增加死区，减少不必要的调节动作，提高水位控制的精度。
4.控制器参数整定和控制周期的调整决定了整个控制系统的动态性能。
5.机组启动全过程汽包水位控制策略的修改要考虑整体性能指标，既要保持系统的稳定性，又要使响应时间尽可能短。
五、展望未来，随着科技的不断进步，机组启动全过程的汽包水位控制策略将更加智能化。
通过引入先进的控制算法和自动化技术，可以更加准确地估算和调整参数，提高控制系统的稳定性和准确性。
同时，机组启动全过程的自动化程度也将不断提高，从而进一步提高汽包水位控制的效果。
汽包水位控制原则及调整
汽包水位控制原则及调整汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时，主给水电动门未开，由给水旁路阀控制汽包水位。
当主蒸汽达到要求流量，全开主给水电动门，全关给水旁路阀。
反之，当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后，将旁路给水阀投自动，关主给水电动门，给水由主路切换到旁路。
2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，在机组负荷小于25％时，采用单冲量调节；当机组负荷大于25%后，给水切换为三冲量调节，此时通过控制汽泵转速控制汽包水位，电泵备用。
单冲量，三冲量调节器互为跟踪，以保证切换无扰。
3锅炉正常运行中，汽包水位应以差压式水位计为准，参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段，通过保持给水流量，减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。
4为了保证汽包水位各表计指示的正确性，每班就地对照水位不少于一次，同类型水位计指示差值≯30mm。
5两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷基本平衡。
6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位，正常情况下汽包水位调节由自动装置完成，运行人员应加强水位监视。
7当汽包水位超过正常允许的变化范围，且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。
手动调整时幅度不可过大，应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。
8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。
二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时；2负荷变化较大时；3事故情况下；4锅炉启动、停炉时；5给水自动故障时；6水位调节器工作不正常时；7锅炉排污时；8安全门起、回座时；9给水泵故障时；10并泵及切换给水泵时；11锅炉燃烧不稳定时。
三、给水控制系统（CCS控制）1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。
2机组启动初期，由于是中压缸进汽启动方式，此阶段无法采集到蒸汽流量参数，水位自动调节只能采取单冲量模式，此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主，电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用
热工自动控制是指利用自动化技术对火力发电厂汽包水位进行控制的过程。
在火力发电厂中，汽包是一个重要的装置，它起到蓄能和稳压的作用。
汽包水位的控制对发电厂的正常运行和安全性起到至关重要的作用。
本文将详细介绍热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用。
热工自动控制系统是由传感器、执行器、控制器和计算机等组成的。
在火力发电厂的汽包水位控制中，传感器主要用于测量汽包水位的变化，常用的传感器有浮球式水位计和超声波水位计。
通过控制器对传感器测量到的水位信号进行处理，并将处理后的信号发送给执行器，通过执行器来控制汽包的进水和出水量，从而达到控制汽包水位的目的。
计算机则用来处理和监控整个自动控制系统。
在火力发电厂汽包水位的控制过程中，热工自动控制系统主要起到三个作用：稳定水位、保证安全和提高效率。
热工自动控制系统可以稳定汽包的水位。
对于火力发电厂而言，汽包的水位过高或过低都会对机组运行产生影响。
水位过高会导致汽包内部压力过大，可能引起破裂或爆炸的安全隐患；水位过低则会导致汽包内部蒸汽量不足，影响机组的供热效果。
通过热工自动控制系统的运行，可以根据实时的水位信号自动调整进水和出水的量，从而保持汽包水位在一个稳定的范围内。
热工自动控制系统可以提高火力发电厂的效率。
汽包水位的合理控制可以实现化合理调节锅炉的运行，从而提高锅炉的热效率。
通过热工自动控制系统，可以自动控制汽包水位的变化，在不同负荷要求下调整进水和出水的量，从而使锅炉的运行更加稳定和高效。
汽包水位测量系统改进及应用
汽包水位测量系统改进及应用【摘要】本文介绍了金桥热电厂#1炉汽包水位测量改进前后的系统工作原理和特点, 及为解决原系统受汽包压力、环境温度等不确定性较大因素的影响，造成测量误差大且难以补偿及电接点泄漏、云母片结垢的问题而进行的一次测量系统改进及最后的运行效果。
【关键词】汽包；水位；测量；改造0.概述金桥热电厂2×300MW机组工程采用东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-Ⅱ6型锅炉，亚临界、一次中间再热、自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风，摆动燃烧器四角切园燃烧，固态排渣煤粉炉。
共安装老式单室平衡容器差压式水位计四套、老式电接点水位计和双色水位计各两套。
1.原水位计分析1.1老式单室平衡容器测量误差简要分析正、负压管输出的压差值△P按下式计算：△P=P+-P_=L(ρa-ρs)g-H(ρw-ρs)g式中：ρa——参比水柱(P+侧水柱)的密度ρw——汽包内饱和水密度ρs——汽包内饱和蒸汽密度H——汽包内实际水位这里饱和蒸汽和饱和水的密度（ρs、ρw）是汽包压力Ｐ的单值非线性函数，通过测量汽包压力可以得到，而参比水柱中水的平均密度ρa通常是按50℃时水的密度来计算的，而实际的ρa具有很大的不确定性与50℃时水的密度相差很大是造成测量误差的主要原因之一。
参比水柱平均温度对水位测量的影响表(40℃为基准)从上表可知，如果参比水柱的设定温度值为40℃，当其达到80℃时，其水位测量附加正误差33.2mm；当参比水柱温度达到130℃时，其水位测量附加正误差高达108mm。
老式单室平衡容器结构和安装上存在问题，正压管由底部垂直向下引出，造成参比水柱自上而下较大的温差，参比水柱温度不确定会造成较大测量误差。
虽然对原差压水位计进行过技术修正，但由于原来的整个水位测量系统均存在问题，没有准确可信的现场基准水位计可依据，因而其修正也是盲目的。
存在严重的事故隐患。
1.2老式连通器原理水位计测量误差简要分析联通管式水位计的显示水柱高度H’可按下式计算：H’=■=H式中H——汽包实际水位高度H’——水位计的显示值ρs——汽包内饱和蒸汽密度ρw——汽包内饱和水密度ρa——水位计测量管内水柱的平均密度由于水位计管内的凝结水置换较慢，温度低于汽包内饱和水的温度较多，因此，ρa比ρw大的多，水位计示值偏差：△H=H’-H=-■H由上式可以看出，原老式电接点、云母汽包水位计显示的水柱值不仅低于锅炉汽包内的实际水位较大，而且受汽包内的压力、水位、压力变化速率以及水位计环境条件等诸多因素影响，水位计显示值和汽包内实际水位间不是一个确定的、一一对应的关系，而这一偏差在汽包零水位时可达50-200mm，就是同一台无盲区云母水位计的两个测量管中的水位在0水位附近相差10-20mm，水位越高误差越大，水位越低误差越小。
基于模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的研究
基于模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的研究【摘要】本文论述了汽包水位的动态特性，针对三种汽包水位控制方案进行分析，选择了三冲量汽包水位控制系统，并建立了汽包水位的数学模型，并提出了基于模糊数学的PID控制方法，并在Matlab/Simulink上进行传统PID控制、模糊自整定PID控制仿真，结果显示，模糊自调整PID 控制与传统PID 控制相比，其稳定性和自我调节能力增强，系统的响应速度变快，控制精度高，控制效果较好。
【关键词】三冲量；模糊控制；数学建模；Matlab仿真0.引言随着火电机组容量在不断的变大，参数的要求也在不断的变高，火电厂针对锅炉的安全与稳定性方面加大要求，而锅炉给水是一个重要的参数，以确保锅炉正常运行，其主要目的是使锅炉汽包水位保持在预定的范围，在这种情况下，其作用不仅是保证锅炉安全生产，而且还是作为衡量锅炉是否正常运作的因素之一，通常情况下，高水位与汽包内汽与水的分离效果有关，容易导致汽轮机产生冲击，而且在这种情况下很容易使轴封出现损坏，叶片出现断裂的现象；水位太低会导致水分蒸发过快，易造成局部水冷壁管的破坏，甚至引起爆炸现象[1-5]。
智能控制主要是用来解决解决复杂的控制系统，例如智能机器人系统，计算机集成制造系统，复杂的工业过程控制系统，航天航空控制系统，交通物流、商务、建设作业、农业等非制造业中的控制系统、环保能源系统等[7]。
近些年来，复杂系统的自学习和参数或规则自调整模糊系统方面的研究关注最高，如引入了自学习模糊控制策略，并用Matlba/Simulink进行仿真，结果显示模糊控制对汽包水位的控制效果较好。
1.锅炉汽包水位控制系统1.1锅炉汽包水位的数学模型通常情况下，高水位与汽包内汽与水的分离效果有关，容易导致汽轮机产生冲击，而且在这种情况下很容易使轴封出现损坏，叶片出现断裂的现象；水位太低会导致水分蒸发过快，易造成局部水冷壁管的破坏，甚至引起爆炸现象[3]。
先进PID在火电厂锅炉 汽包水位控制中的应用
第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景与意义近年来,随着国民经济和科学技术的迅速发展,一方面,火力发电技术日趋成熟,机组不断向高参数、大容量方向发展,大型火电机组大量投产,这对机组运行的安全性、经济性等方面提出了更为严格的要求.因此机组运行越来越依赖于先进的自动化系统;另一方面,随着我国电力系统改革的进一步深化,厂网分开模式的建立,电厂经济将实行独立核算,如何不断降低发电成本,提高效益已成为发电企业面临的一个重大研究课题.锅炉是火电机组的重要组成部分,其动态特性将直接影响着整个机组的动态性能.在这种情况下,锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点,锅炉的复杂特性使得采用常规方法难以获得良好效果,近年来锅炉的建模和控制融入了智能化的手段.自从1965 年加得福尼亚大学的查德ZADEH 教授创建模糊集理论和1974 年英国的E.H.Mamdani 成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机控制以来,模糊控制得到广泛发展并在现实中得以成功应用.模糊控制在70 年代引入中国,研究起步较晚,但发展较快,目前在模糊控制、模糊辨识、模糊聚类、模糊模式识别等领域取得很大成就.我国是最早把模糊理论引入气象预报、地震预测和高炉冶炼控制方面的国家.在自适应模糊PID 控制器方面,我国的许多学者研究提出了采用模糊逻辑的非常规的PID 控制器,研究表明自适应、自调整以及模糊PID 不仅可以解决简单线性问题,而且对于许多复杂非线性、高阶、时延等系统具有很好的效果.最近几年对于经典模糊控制系统稳态性能的改善、模糊集成控制、模糊自适应控制与多变量模糊控制的研究,特别是针对复杂系统的自学习与参数自调整模糊系统方面的研究受到学者的关注.汽包水位的动态特性主要有：非线性、不确定性、时滞和负荷干扰、非最小相位特征等.对锅炉汽包水位控制方法大多采用传统的PID控制方式,由于传统PID 控制系统的参数是固定不变,在稳定的工况下一般可以投入自动,但在系统运行动态大幅度变化的情况下,系统不能适应,造成系统的不稳定甚至失控.在实际运行中常常需要手工操作.自适应模糊控制就是运用模糊的基本理论和方法,把规则的条件、操作用模糊表来表示,并把这些模糊控制规则以及有关信息作为知识存入知识库中,然后根据控制系统的实际响应情况运用模糊推理即可自动调整最佳参数.锅炉设备是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象,主要的控制系统包括锅炉汽包水位的控制、锅炉燃烧系统的控制、过热蒸汽系统的控制.其中维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉安全运行的必要条件之一,是锅炉正常运行的重要指标.水位高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热管内结垢,影响蒸汽质量及传热效率,严重的将引起过热器爆管;水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环,引起水冷壁局部过热而爆管,汽包水位过高过低的后果非常严重,所以必须严格加以控制.大容量机组的不断增加和电网调度自动化程度的日益提高,对火电机组的控制品质也提出了更高的要求.因此,研究火电厂汽包水位的先进控制策略对于电站运行的安全性和经济性具有十分重要的理论意义和现实意义.国内外研究现状火电厂锅炉汽包水位控制方式经历了三个阶段：以锅炉汽包水位作为唯一反馈量的单冲量控制方式，是最简单的控制方式，也是最基本的控制方式。
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用
热工自动控制在火力发电厂汽包水位上的应用火力发电厂汽包是蒸汽发生器和汽轮机之间的一个装置，用于平衡蒸汽发生器和汽轮机之间的蒸汽流量，保持汽轮机负荷平衡和稳定运行。
汽包水位的稳定控制对火力发电厂的安全和稳定运行至关重要，因为水位过高或过低都会导致发电厂的故障和损失。
为了保持汽包水位的稳定控制，热工自动控制系统被广泛应用于火力发电厂。
该系统通过感应汽包水位的变化，并将数据反馈给控制系统，然后利用PID控制器来调整汽包水位。
PID控制器是一种经典的控制算法，用于调整控制系统的输出信号以稳定输入量。
热工自动控制系统在汽包水位的控制中，主要由以下三个部分组成：1. 水位控制器：用于感应汽包水位的变化，将数据反馈给控制系统，并调整PID控制器的参数，以稳定水位控制系统的输出。
水位控制器通常是由高灵敏度的电子传感器、电子比较器和控制器组成，可精确测量水位高度并确保输出值的稳定性。
2. PID控制器：使用经典的PID算法调整控制系统的输出信号来保持汽包水平的稳定。
PID控制器采用三个参数：比例，积分和微分来调整输出值。
每个参数都有一个不同的作用，在调整控制系统的输出值方面起到不同的作用。
比例参数控制输出值的变化速度，积分参数控制输出值的偏差量，微分参数控制输出值的变化方向。
3.执行器：此部分负责执行控制系统生成的输出信号。
通常，执行器是一个阀门或控制元件，通过调整汽包进水量来维持汽包水位的稳定。
1.高效性：使用PID控制算法，热工自动控制系统能够实时感知汽包水位的变化，并以最快的速度调整控制器的输出信号来保持汽包水位的稳定。
2.自适应性：热工自动控制系统能够自适应不同的负荷操作条件，根据实时的水位变化和负荷变化来调整PID参数。
在水位变化剧烈的情况下，热工自动控制系统能够自动降低PID响应速度，避免过度调节，从而保证系统的稳定性。
3. 增强保护：热工自动控制系统能够实时检测水位变化，调整PID参数，控制汽包水位在安全范围内。
协调式汽包水位控制方案
协调式汽包水位控制方案
孙海翠;温荣斌;孙漾;周梦婕
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2022(29)10
【摘要】汽包水位控制是实现联合循环机组安全稳定运行的关键,其汽包水位参量自身的复杂性造成汽包水位控制困难。
结合汽包水位参量的多变难控特性以及控制方法的难适应性,在分析实践当前主要的汽包水位控制方法后,从优化稳定控制参量的角度,提出了一种协调式汽包水位控制方案。
该方法在控制逻辑上按照传统方式设定切换外,汽包水位控制从参数角度分两步稳步实现,即采用给水泵变频调节泵出口母管压力,给水调节阀全程控制在压力稳定状况的汽包水位。
该方法有效地提高了汽包水位控制的稳定性。
【总页数】4页(P104-107)
【作者】孙海翠;温荣斌;孙漾;周梦婕
【作者单位】华东电力设计院有限公司;西安热工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK2
【相关文献】
1.糖厂锅炉汽包水位三冲量控制方案探讨
2.锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案的仿真研究
3.工业锅炉汽包水位的模糊控制方案设计
4.汽包水位三冲量控制方案的应用探讨
5.对锅炉汽包水位控制方案的初步探讨
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基于最小方差的电厂汽包水位控制回路性能评估
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史爱明;王亚刚
【期刊名称】《软件导刊》
【年(卷),期】2018(017)012
【摘要】电厂中汽包水位控制系统可维持锅炉蒸发量与给水量的平衡,是保证锅炉安全运行至关重要的一个环节.该系统采用串级控制系统,但控制系统性能评估大多针对单回路控制系统,对串级回路系统的研究与实际应用相对较少.采用最小方差评估方法对该串级控制系统实现实时在线评估,无需辨识过程对象的精准模型,只需根据生产运行数据得到评估结果,计算方法简便实用,最后通过中国华电龙游热电厂的实际数据验证了该方法的合理性与可靠性.
【总页数】4页(P161-164)
【作者】史爱明;王亚刚
【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院 ,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院 ,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
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枫
4.基于最小方差的电厂汽包水位控制回路性能评估 [J], 史爱明[1];王亚刚[1]
5.火电厂汽包水位双室平衡容器差压式水位计测量案例分析 [J], 钱成
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汽包水位测量与保护逻辑的改造设计一例
汽包水位测量与保护逻辑的改造设计一例
刘一福;朱晓明;夏力伟
【期刊名称】《自动化博览》
【年(卷),期】2004(21)4
【摘要】主要介绍了汽包水位测量与保护逻辑的改造的一些情况.
【总页数】2页(P76-77)
【作者】刘一福;朱晓明;夏力伟
【作者单位】安徽省电力试验研究所,安徽,合肥,230022;合肥发电厂,安徽,合
肥,230014;合肥发电厂,安徽,合肥,230014
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
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汽包水位调节的运行操作
汽包水位调节的运行操作
李宏峰
【期刊名称】《贵州电力技术》
【年(卷),期】2013(016)009
【摘要】汽包水位调节的关键是给水流量与蒸汽流量匹配,并维持主蒸汽压力稳定.汽包压力变化使炉水比容改变引起汽包产生虚假水位,应增减负荷或燃料量,尽快恢复主蒸汽压力稳定;给水流量与蒸汽流量不匹配会导致汽包水位波动,应增减给水泵出力调节给水流量,加减负荷来调节蒸汽流量,并增减燃料量来稳定主蒸汽压力,尽快恢复给水流量与蒸汽流量相匹配.
【总页数】2页(P72-73)
【作者】李宏峰
【作者单位】湛江中粤能源有限公司,广东湛江524000
【正文语种】中文
【中图分类】TK26
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2012年7月内蒙古科技与经济July2012 第13期总第263期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.13T o tal N o.263汽包水位控制及变参数调节在金山热电厂的应用
孙民爱,郭富丰,朱景军
(1.内蒙古国电电力工程技术研究院,内蒙古呼和浩特 010080;2.元宝山发电厂,内蒙古赤峰 024000;
3.呼和浩特供电局,内蒙古呼和浩特 010010)
摘 要:介绍了汽包水位在锅炉运行中的重要作用,水位的控制方案及选择;三冲量给水控制系统的原理和调节过程;汽包水位控制及变参数调节在金山电厂的应用。
关键词:汽包水位;三冲量;给水控制系统
中图分类号:T M621.2 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)13—0113—02
火电厂汽包水位自动控制系统是火电厂最重要的自动调节系统之一。
它对整个机组的安全稳定运行至关重要。
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,汽包水位过高,容易使蒸汽含水成分过多,造成蒸汽带水。
水位过低,会造成干锅,可能严重烧毁锅炉设备。
所以,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。
1 给水控制系统介绍
金山热电厂机组锅炉主设备为东方锅炉厂有限公司生产的DG-1065/18.2-Ⅱ6型锅炉,该锅炉为亚临界参数、一次中间再热、单炉膛自然循环单汽包锅炉。
汽机主设备为东方汽轮机有限公司生产的CZK300-16.67/537/537型亚临界、一次再热、单轴双缸双排汽、直接空冷抽汽式汽轮机,发电机为东方电机公司生产的QF SN-300-20B型水、氢、氢冷,机端自并励发电机,机组热力系统采用单元制布置。
此机组给水控制系统是较大的控制系统,在给水调节过程中可分为单冲量和三冲量两种方式,点火初期主要调节给水与汽包压差控制旁路给水门,小负荷时单冲量控制给水泵勺管勺位,大负荷时三冲量控制勺管勺位。
1.1 单冲量控制系统
控制汽包水位时以给水量为操作变量,组成原理如图1右侧单PID控制所示的单冲量控制系统,单冲量即汽包水位。
金山热电厂单冲量的调节回路中主要包含有主调节器1EL-P ID(见图1),调节器接收水位信号作为主控信号去控制给水流量。
此系统在蒸发量小时,水在汽包内停留时间较长,“假水位现象”不显著,能够满足生产的要求;在蒸发量相当大,蒸汽负荷突然增加时,假水位现象十分明显,调节器收到错误的假水位信号,不但不开大给水阀增加给水量,以维持锅炉的物料平衡,反而关小调节阀的开度,减少给水量。
这种误动作严重时会使汽包水位降到危险程度以至发生事故。
因此,单冲量系统不能胜任大中型锅炉大蒸发量,水位得不到保证。
下面主要以三冲量调节进行简要的分析。
1.2 三冲量控制系统
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”的重要原因,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。
如图1左侧双PID所示,金山热电厂三冲量的调节回路中主要包含有主调节器3EL-PID1(见图1)及副调节器3EL-P ID2(见图1)。
主调节器接收水位信号作为主控信号去控制副调节器,副调节器除接收主调节器信号外,还接收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。
图1 汽包水位控单、三冲量控制组态
2 水位变参数调节
2.1 根据给水泵投入自动台数进行变参数调节
在低负荷时投入单台给水泵,若单台给水泵投自动时调节效果很好,双台给水泵投入自动在某个线性敏感区将会出现水位振荡或发散,为解决此问题,采取了单、双台给水泵投自动变参数调节,单台投自动时调节作用稍强些,双台投入自动时调节作用稍弱些,极大的改善了水位调节品质。
具体程序见图2。
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收稿日期:2012-04-28
作者简介:孙民爱(1976-),工程师,内蒙古赤峰人,工程师,现就职于内蒙古国电电力工程技术研究院。
总第263期 内蒙古科技与经
济
图2 汽包水位根据投入水泵自动数量变参数控制组态2.2 根据被调节量与设定值偏差进行变参数调节
所谓变参数就是根据不同的水位偏差和给水流量偏差设置不同的比例带和积分时间。
在金山热电厂水位调节系统中,通过设定PID 的间隙增益系数(GG)和间隙宽度(GW ),实现水位偏差小于定值时减弱比例作用,实现了调节系统的快速性和稳定性,具体实现原理如图3
所示。
图3 汽包水位根据被调节量与设定值偏差变参数控制组态
在设定过程中间隙增益系数(GG)设定为0.5,死区DB 设定为5,间隙宽度(GW)设定为25,即偏差在间隙宽度范围内时比例带放大一倍,当偏差在死区范围内,PID 不进行调节。
这样偏差大时迅速调节,偏差小时减弱调节作用,既实现了调节的快速性,又实现了调节的稳定性。
3 结束语
通过上述两种方案的实施,使金山热电厂汽包水位调节品质得到了极大的改善,满足了电厂对汽包水位控制要求,改善后水位控制趋势如图4
所示。
图4 汽包水位控制趋势图
[参考文献]
[1] 熊淑燕,王兴叶,田建艳,等.火力发电厂集散
控制系统[M ].北京:科学出版社,2000.
[2] 华中电网有限公司培训中心.300M W 火电机
组集控运行[M ].北京:中国电力出版社,2004.
[3] 谷俊杰,彭学志,朱予东,等.热工控制系统
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[4] 施海平,金建新.提高协调控制系统调节品质
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