给水泵勺管控制系统的设计与仿真
火电厂给水控制系统仿真
第一章绪论1.1 课题的研究背景及意义火力发电厂在我国电力工业中占有主要的地位，是我国的重点能源工业之一。
大型火力发电具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展快。
随着电力需求的日益增长，以及能源和环保的要求，我国的火电建设开始向大容量、高参数的大型机组靠拢。
但是，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。
给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。
汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，同时他还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志。
随着机组容量的增大，运行参数的不断提高，对汽包水位的的控制品质要求也会越高，为了机组的安全、经济运行，需要采用设计更合理、功能更完善的控制系统，给水自动控制系统可以大大减轻人员的劳动强度，汽包水位的稳定性也得到极大的提高，保障了几组的安全、稳定运行。
为了实现电能生产的“高效‘洁净、经济、可靠、安全”的要求，火电厂汽轮机的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界参数的发张阶段，目前正向超临界参数的方向发展。
1.2 国内外的发展状况我国自上世纪80 年代引进亚临界火电机组技术以来，虽在改进、优化和发展取得一定的经验，并使300MW、600MV的亚临界火电机组成为我国火力发电的主力机组，但这种亚临界机组依然存在重大问题，这已成为制约我国电力工业发展的瓶颈。
因此，借鉴国际上最先进的技术，研究并发展600MW~1000M超临界火电机组，是提高电机机组的热效率，实现节能降耗和改善环保状况的有效途径。
随着火电机组的参数的提高，水的饱和温度相应提高，气化潜热减少；当压力提高倒22.115MPa时，气化潜热为零，气和水的密度差也等于零，该压力成为临界压力。
在临界点时，饱和水与饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在。
当机组工作参数高于这一临界状态参数时，称之为超临界机组。
对蒸汽动力装置循环的理论分析表明，提高循环蒸汽的初始参数和降低循环的终结参数都可以提高循环的热效率。
基于MATLAB锅炉给水控制系统仿真设计
基于MATLAB锅炉给水控制系统仿真设计燕莎【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)005【摘要】运用MATLAB仿真软件对串级三冲量给水控制系统对汽包水位控制的研究，根据仿真结果，设计出能更好地克服系统的内、外扰动，实现汽包锅炉水位控制要求的串级三冲量控制系统。
%The paper makes a research with the using of MATLA B simulation software on the boiler drum water level control by cascade three impulse feed-water control system. According to the simulation results, the design can better overcome the problem of inter- nal, external disturbance and realizes the requirements of the cascade three impulse control system for drum boiler water level control.【总页数】2页(P20-21)【作者】燕莎【作者单位】西安理工大学,陕西西安710082【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.基于Matlab的过程控制系统仿真实验设计 [J], 王茜;陈国达;李孝禄2.基于MATLAB的三闭环交流伺服运动控制系统仿真与设计 [J], 常艳芳;马旭东;房芳3.基于MatlabSimulink设计的直接转矩控制系统仿真 [J], 师素娟;满达;马少丹4.基于MATLAB的过程控制系统仿真设计 [J], 张松兰5.基于MATLAB的EPS控制系统仿真模型的设计与研究 [J], 盛德号;陈安宇;吴锋;杨志家因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锅炉给水泵的流体动力学模拟及优化设计
锅炉给水泵的流体动力学模拟及优化设计随着工业技术的快速发展，锅炉系统在能源领域起到了至关重要的作用。
锅炉是一种将液体转化为蒸汽或热水的设备，而给水泵则是将水或液体物质输送到锅炉中的关键组件。
给水泵的流体动力学模拟及优化设计对于提高锅炉系统的效率和可靠性具有重要意义。
流体动力学模拟是利用数值计算方法来模拟给水泵内部的流体流动行为。
通过建立数学模型和使用计算流体力学（CFD）软件，可以研究给水泵系统的流体流动及其相互作用。
这种模拟方法可以提供详细的信息，包括流速、压力、温度分布以及液体的气蚀和涡旋现象等。
通过对给水泵的流体动力学模拟，我们可以深入了解内部流动行为，发现潜在的问题，并提出优化设计方案。
首先，流体动力学模拟可以帮助我们了解给水泵内部的流速分布情况。
流速分布对于泵的运行效率和泵的能力有着重要影响。
通过模拟齿轮泵、离心泵或自吸泵等类型的给水泵，可以确定在不同工况下的流速分布情况。
这可以帮助我们确定泵的高效工作区域，并优化泵的工作点。
通过合理地设定泵的工作点，可以减少泵的功率消耗，提高泵的效率。
其次，流体动力学模拟可以揭示给水泵系统中的压力分布情况。
压力分布对泵的性能具有重要影响。
通过模拟不同工况下的压力分布情况，我们可以确定给水泵系统的叶轮和导叶设计是否合理。
这可以帮助我们发现压力过高或过低的区域，并调整设计以提高泵的性能和可靠性。
此外，流体动力学模拟还可以研究给水泵系统中的温度分布。
温度分布对于锅炉系统的稳定运行至关重要。
通过模拟给水泵系统的温度分布情况，我们可以发现温度过高或过低的区域，并采取相应的措施进行修正。
例如，可以通过增加冷却装置或改善流体流动路径来降低温度，并保证系统的正常运行。
同时，在流体动力学模拟中，我们还可以研究给水泵系统中的气蚀和涡旋现象。
气蚀是由于液体中存在气体过饱和而产生的空化现象，会导致泵性能下降甚至损坏。
涡旋则会引起能耗增加、泵的振动和噪声等问题。
通过模拟气蚀和涡旋的形成和传播过程，我们可以分析系统中的减压装置设计是否正确以及液体流动路径是否合理，并采取相应的优化措施。
计算机水位控制系统的设计与仿真
计算机水位控制系统的设计与仿真【摘要】水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量复杂系统，用普通的PID算法不能达到理想的效果。
在建立了锅炉汽包水位调节对象数学模型的基础上，利用计算机控制理论设计锅炉水位控制系统,运用普通PID控制与先进计算机控制分别对汽包水位进行控制。
介绍了控制器的设计,并应用MATLAB软件对汽包水位控制系统进行验证和仿真,给出了先进PID控制方法与普通PID方法的比较结果,表明了先进PID控制明显地改善了汽包水位控制系统的静、动态特性,实现了对锅炉汽包水位的实时控制。
【关键词】锅炉；水位；先进PID控制；普通PID控制；仿真0.引言随着现代工业技术的飞速发展，工业生产过程的控制规模不断扩大，复杂程度不断提高，因而对过程控制提出了越来越高的要求。
信息技术的飞速发展，也导致了自动化领域的深刻变革，计算机控制系统是指计算机参与控制的闭环控制系统。
随着控制理论的不断发展，它的应用已扩展到了工业领域的各个方面。
尤其是在控制条件比较恶劣的环境中，自动控制的优越性更加突出。
所以计算机控制理论在锅炉水位控制中起到重要作用。
实际工业生产过程往往具有非线性、时变、难以建立精确的数学模型，应用常规的PID控制器不能达到理想的控制效果。
而先进的计算机PID控制不仅可以用软件实现PID控制算法，还可以利用计算机的逻辑功能，使PID控制更加灵活。
数字PID控制在生产过程中成为普遍的控制方法。
1.锅炉水位控制系统的结构与组成锅炉水位控制的任务是使给水量与蒸发量相适应，维持汽包水位在工艺规定的范围内。
锅炉汽包水位控制也称给水控制，锅炉汽包水位是锅炉正常运行的一个非常重要的监控参数。
假设锅炉液位控制系统如图1：图1 锅炉液位控制系统其中液位变送器将反映液位高低的检测信号送往液位控制器，改变进水阀门开度，调节进水流量以维持液位稳定。
2.锅炉液位控制系统的被控参数与控制变量的选择锅炉汽包水位控制系统可以直接选择汽包水位作为被控参数。
锅炉给水泵最小流量调节阀结构设计与仿真
2020年第3期工业仪表与自动化装置• 43•锅炉给水泵最小流量调节阀结构设计与仿真刘佳，陈雪峰，费天文，彭波，张定三(华夏阀门有限公司，四川自贡643000)摘要：为了研究某新型给水泵最小流量调节阀的流场特性，利用C FD仿真技术对最小流量阀 进行流场分析。
对最小流量阀的迷宫碟片进行优化设计和试验，并对最小流量阀整体模型进行流通性能验证。
分析结果表明，迷宫流道能够很好地实现降压和控速要求，阀门整体流通性能良好，满足工况需求。
关键词：最小流量调节阀；仿真;迷宫碟片；流通性能；降压中图分类号:TH138.52 文献标识码:A文章编号#1000 -0682(2020)03 -0043 -03D e s ig n a n d s im u la tio n o f m in im u m flo w re g u la tin g v a lv e o f b o ile r feed p u m pLIU Jia,CHEN Xuefeng,FEI Tianwen,PENG Bo,ZHANG Dingsan(China Valve C O.，L T D.，Sichuan Zigong 643000，China#Abstract&In order to study the flo w f e ld characteristics of the minimum flowcontrol valve type of feed pump,the flow^field of tlie minimum flow^control valve is analyzed by CFD simulation nology.The labyrinth disc of tlie minimum flow^valve is optimized and tested,and the flow^performance ofthe whole model of the minimum flow valve is verified.The results showthat the labyrinth flowpassagecan well achieve the requirements of pressure reduction and speed control,and the overall flow^performance of tlie valve is good,which meets the requirements of worl^ing conditions.Keywords&minimum flow control valve+simulation+labyrinth disc+flow performance+depressurization〇引言电站锅炉给水泵最小流量调节阀安装在给水泵 和除氧器之间，为了防止给水泵过热以及产生汽蚀，给水泵的流量在任何情况下都必须大于某一规定流 量，从而保证给水泵的安全运行。
600MW机组给水控制系统分析与仿真
600MW机组给水控制系统分析与仿真研究摘要随着我国电力市场的实际情况和国民经济发展的需要，电站项目朝着高参数、大容量的方向发展已成为大势所趋，近年来超临界发电机组在国内得到迅速发展和应用。
由于超临界机组各子系统间的耦合性强，机组的蓄热能力差，常规的控制方案往往难以取得满意的控制品质，为使超临界机组具有良好的调节品质并能确保长期稳定及经济的运行，必须采用先进的自动控制策略。
超临界直流锅炉给水控制直接关系到机组的安全性和经济性，是超临界机组正常运行的关键。
针对给水控制的大迟延、大惯性和时变性等特点，提出基于给水温度信号的前馈-反馈控制策略，提高了机组水煤比的控制质量。
仿真结果表明，改进的控制方法可以减小中间点焓值在不同扰动下的变化，具有较好的控制品质。
关键词：水煤比，中间点焓值，给水温度信号，给水控制仿真Water Supply Control System Analysis andSimulation of 600MW UnitABSTRACTIt becomes a trend that the power station projects go forward to high parameter and large capacity in consideration of china’s actual situation and the demand of the national economic development. In the past years the super-critical unit were applied and developed quickly.Because of the strong coupling between the sub systems, the thermal storage capability of the kind units sick, regularcontrol plan can’t not get good quality . In order to ensure the super-criticalunit run well, the advanced control strategy must be developed.The feed-water control in supercritical once-through boiler is regarded as the most considerable parameter of the unit operation that has contributed to the demand of unit safety and efficiency in the operating process. And the control of feed-forward and feed-back based on the feed-water temperature signal was employed with respect to the very extent in the delay,inertia and time-variant property,which improved the control quality of the water-fuel ratio in particular.The simulation results showed that the favorable control mode was accounted for the capable of decreasing the intermediate point enthalpy variation at different disturbs value and the quality of control.KEY WORDS:water-fuel ratio,intermediate point enthalpy,feed-water temperature,feed-water control simulation.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 前言 (1)1.1 选题背景和意义 (1)1.2 国内外研究发展概述 (2)1.3 相关工作 (3)1.3.1 论文的主要工作 (3)1.3.2 工作难点 (3)1.4 小结 (3)2 超临界直流锅炉概述 (4)2.1 超临界机组简介 (4)2.2 超临界直流锅炉 (4)2.2.1 直流炉的工作原理 (4)2.2.2 超临界直流炉的静态特性 (5)2.2.3 超临界直流炉的动态特性 (6)2.3 超临界机组的控制特点 (7)2.3.1 汽包锅炉的控制特点 (7)2.3.2 超临界锅炉的控制特点 (7)2.3.3 超临界直流炉和汽包炉控制系统比较 (8)2.3.4 超临界锅炉的控制任务 (8)2.4 超临界直流锅炉给水控制系统 (9)2.4.1 水煤比控制 (9)2.4.1.1 水煤比调节理论分析 (9)2.4.1.2 水煤比控制 (10)2.4.2 两种给水控制系统对比分析 (12)2.4.2.1中间点温度给水控制系统 (12)2.4.2.2 中间点焓值给水控制系统 (14)2.4.2.3 对比 (14)2.5 本章小结 (15)3 超临界直流炉给水控制方法分析与改进 (16)3.1 直流锅炉给水控制 (16)3.1.1给水控制方案 (16)3.1.2改进的给水控制方案 (16)3.2 前馈-反馈控制系统基本原理 (18)3.3 本章小结 (20)4 运用实例及仿真整定 (21)4.1 系统数学模型 (21)4.2 仿真工具介绍 (21)4.2.1 PID控制器参数整定 (21)4.2.2 前馈补偿环节的计算 (23)4.3 结论 (25)4.4 本章小结 (25)5 超临界直流锅炉给水启动系统 (26)5.1 设置直流炉给水启动系统的意义 (26)5.2 锅炉启动系统 (26)5.2.1 外置式启动分离器系统 (26)5.2.2 内置式启动分离器系统 (27)5.3 直流锅炉给水启动旁路系统 (27)5.4 本章小结 (28)6 结论与展望 (29)6.1 全文总结 (29)6.2 展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 前言1.1选题背景和意义电力在中国国民经济中有着举足轻重的作用。
给水泵勺管卡涩事故预案
一、事故背景水泵勺管卡涩事故是指在泵运行过程中，由于各种原因导致勺管与叶轮之间的间隙过小，使勺管与叶轮发生卡涩现象，进而导致泵无法正常工作，甚至可能引发设备损坏、环境污染等严重后果。
为提高应对此类事故的能力，确保安全生产，特制定本预案。
二、事故预防措施1.加强设备维护保养（1）定期对水泵进行检修，确保设备运行状态良好；（2）检查勺管与叶轮间隙，确保符合设计要求；（3）定期更换磨损严重的勺管，防止因磨损导致的卡涩；（4）加强对设备的监控，发现异常情况及时处理。
2.优化操作规程（1）严格按照操作规程进行泵的启动、运行和停止；（2）在泵启动前，检查泵的进出口阀门是否关闭，确保泵内无异物；（3）在泵运行过程中，密切观察泵的运行状态，发现异常及时处理；（4）定期对操作人员进行培训，提高其操作技能和安全意识。
3.加强现场管理（1）加强现场安全检查，确保现场作业环境安全；（2）设置警示标志，提醒工作人员注意安全；（3）加强现场人员管理，确保人员按照规定操作；（4）加强应急物资储备，确保事故发生时能够及时处理。
三、事故应急处理程序1.事故报警（1）当发现水泵勺管卡涩时，立即停止泵的运行；（2）向车间领导报告事故情况，请求支援；（3）通知相关部门，如设备维修、环保等，共同处理事故。
2.事故处理（1）关闭泵进出口阀门，防止事故扩大；（2）使用专用工具将勺管从叶轮中取出，或拆除部分叶轮进行维修；（3）对损坏的部件进行更换或修复；（4）对事故原因进行分析，制定整改措施，防止类似事故再次发生。
3.事故恢复（1）检查设备运行状态，确保设备恢复正常；（2）清理现场，恢复生产秩序；（3）对事故处理过程进行总结，形成事故报告，上报相关部门。
四、事故总结与改进1.对事故原因进行分析，查找管理漏洞，制定整改措施；2.加强员工培训，提高员工的安全意识和操作技能；3.完善应急预案，定期进行演练，提高应急处置能力；4.对事故处理过程中暴露的问题进行整改，确保设备安全运行。
考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现
收稿日期:2003-07-16 第22卷 第2期计 算 机 仿 真2005年2月 文章编号:1006-9348(2005)02-0067-03考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现李大鹏,孙丰瑞,焦增庚(海军工程大学,湖北武汉430033)摘要:该文根据蒸汽动力装置模拟器的研制需求,讨论了考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模和实现方法。
蒸汽动力装置中使用的给水泵动态特性变化很大,给水泵作为变转速泵的特性模拟在整个蒸汽动力装置热工水力特性模拟中占有非常重要的地位。
由于给水泵性能受汽蚀影响很大,因此考虑汽蚀对给水泵性能的影响对于提高模拟器在正常工况和事故工况下的仿真精度有很大意义。
该文构建的模型形式简单,计算精度高,覆盖的给水泵运行工况宽。
该文提出的仿真模型和数值方法对于同类型泵的仿真建模和计算分析具有一定的参考价值。
关键词:蒸汽动力装置;给水泵;仿真;建模;汽蚀中图分类号:TK 123;TK 124 文献标识码:ASimulation Modeling and R ealization of Feedw ater Pumpwith R egard to the I nfluence of C avitationLI Da -peng ,S UN Feng -rui ,J I AO Z eng -geng(Naval University of Engineering ,Wuhan Hubei 430033,China )ABSTRACT :According to the requirement of the steam power plant simulator ,feedwater pump ’s m odeling and realization method are studied with regard to the in fluence of cavitation in this paper.Character of feedwater pump used in the steam power plants changes frequently and enorm ously.Feedwater pump w orks at different speed ,its simulation plays an important and key role in the complete simulation of the thermal -hydraulic character of steam power plant.Because its performance is in fluenced by cavitation greatly ,simulation with regard to the in fluence of cavitation is of significance to the improvement of the simulation precision of the steam power plant simulator under different normal w orking situation as well as accidents.The m odel constructed has simple form ,has high precision as well as covers the wide operation situation of the feedwater pump.The simulation m odel and numerical method are referential to the same type of feedwater pump.KE YWOR DS :S team power plant ;Feedwater pump ;S imulation ;M odeling ;Cavitation1 前言蒸汽动力装置的给水泵是重要的配套设备,其最大特点是高扬程、大流量,泵的消耗功率很大,多采用多级分段式离心泵,由于机组功率的增大,给水泵还可以采用汽轮机驱动,以提高经济性,本研究中所涉及的蒸汽动力装置给水泵就是汽轮机驱动。
600MW仿真机培训规程简化版
600MW超临界机组仿真培训规程简化版冷态启动过程(首先选择“ 冷态( hao)”工况)1 投入辅助系统1.1 循环水系统(汽机) (CWP SYSTEM )1、打开#5UNIT #1 循环冷却水升压泵 (#5 UNIT #1CWP CWSP )，出口门联开；#2投备用( STANDBY )。
2、打开#5 循环水泵 A 出口液压阀(#5 UNIT #1 CWP OUTL VLV )，#5循环水泵 A 出口液压阀(#5 UNIT #1 CWP OUTL VLV )开度到15%时，立即打开循环水泵A(#5 UNIT #1 CWP )(操作面板中先点击“START ” 后点击命令确认“ CMD ACK ”)。
3、同样顺序打开#5机组 B 侧。
4、依次打开#5 冷却塔旁路防冻门( #5/CLG TOWER BYPS FRZ PREVNT VLV )，#5 冷却塔 1 号回水门( #5TOWER #1 RTN VLV )，#5 冷却塔 2 号回水门( #5TOWER #2 RTN VLV )。
5、在开式循环水系统画面中 (OCCW SYSTEM )，打开循环水电动滤水器入口/出口电动门(CCW MO FLTR INL/OUTL MV )，打开循环水闭式循环水冷却水热交换器A/B 入口/出口电动门( CCCW EXCHR A/BINL/OUT MV )6、在开式循环水系统画面中( OCCW SYSTEM )，打开发电机氢气冷却器回水温度调节阀( GEN H2 CLR WTR TMEP CTRL )( 10%)，投自动。
40 度7、在开式循环水系统画面中 (OCCW SYSTEM )，打开开式循环冷却水泵至制冷机电动门 (OCCWP TO CLG MCHN MV )，打开汽轮发电机润滑油冷油器温度控制阀( TURB GEN LUB OIL CLR WTR TEMPCTRL )(10%)，并投自动。
40 度8、打开开式循环冷却水泵入口母管电动门，打开及开式循环冷却水泵。
勺管保位控制系统在核电厂电动给水泵系统上的应用
1引言国内部分核电站二回路主给水泵系统采用三台电动主给水泵（APA ）给蒸汽发生器供水的方式，其能快速响应给水流量控制系统（ARE ）的变速要求，以保证在反应堆整个热负荷范围内向蒸汽发生器提供不同的给水流量要求[1]。
部分电动泵给水系统（APA 系统）采用了德国福伊特公司（Voith ）的未带勺管保卫功能的液力耦合调速系统。
该调速系统存在出现例如外部转速设定值断线、调速系统PLC 控制器全部故障、PLC 控制器失电、勺管位置传感器反馈信号断线或者故障、PLC 输出设定值指令断线等故障模式时，其液力耦合调速系统中的勺管会自动下降到最小位置(0%位置)，造成给水泵转速直接下降到勺管最小位置对应的转速，造成给水泵无法给蒸汽发生器正常供水；而且该情况下电动泵只是降速并未直接停运，因而无法及时自动联锁启动APA 备用泵，造成蒸发器供水不足，严重影响核电厂的安全运行。
而增加勺管位置保位系统可以在出现上述故障模式时将勺管保持在当前位置，维持给水泵当前转速给蒸汽发生器供水，这样可以给主控室充足的响应时间进行干预操作，有效增加电动给水泵调速可靠性。
本文以国内某核电厂一台APA 泵为例介绍增加勺管保位功能的具体实现。
2VOITH 液力偶合调速系统介绍2.1VOITH 液力耦合器调速系统简介VOITH 液力耦合器调速系统简要构成如图1[2]所示，主要勺管保位控制系统在核电厂电动给水泵系统上的应用The Application of Spoon-Tube Position Preserving Control System in theElectrically Driven Feed Pump System of Nuclear Power Plant连建国，张世伟，孙明远（中广核核电运营有限公司，广东深圳518000）LIAN Jian-guo,ZHANG Shi-wei,SUN Ming-yuan(China NuclearPowerOperationsCo.Ltd.,Shenzhen 518000,China)【摘要】国内部分核电厂电动给水泵系统（APA ）采用了德国福伊特公司（Voith ）的未带勺管保卫功能的液力耦合调速系统，当该液力耦合调速系统出现例如勺管位置整定值断线等特定故障时会出现勺管直接降到最小位置，造成给水泵转速下降无法给蒸汽发生器正常供水，不利于核电厂的安全运行；研究增加液力耦合器勺管保位功能能在特定故障模式下保证勺管保持在当前位置，可有效增加电动给水泵给蒸汽发生器供水的可靠性。
锅炉汽包给水控制系统的设计与仿真
摘要锅炉控制系统是典型的复杂控制系统，汽包水位是工业锅炉安全、稳定运行的重要指标，是一个非常重要的被控变量。
影响汽包水位的因素主要有锅炉蒸发量、给水流量、炉膛负荷、汽包压力。
给水调节的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，维持汽包水位在允许的范围内。
本文分析和设计了锅炉汽包给水调节系统的三种控制方式：单冲量给水控制系统、双冲量给水控制系统和三冲量给水控制系统，并且进行了仿真。
通过对三种控制方式进行分析和比较，最终选用串级三冲量给水控制系统能达到较好的控制目的。
当加入外界扰动时，它能迅速改变给水量，保持给水流量和蒸汽流量平衡。
本文设计的锅炉汽包给水控制系统，可以克服在生产过程中产生的内、外扰动，保证系统可以安全稳定运行。
关键词：汽包水位；三冲量给水控制系统AbstractBoiler control system is a typical complex control system, drum water-level is a very important component of the boiler safe operation and the system stable movement, it is a very important controlled-variable. The mainly reason of the drum water-level changed are the boiler evaporator quantity, feed-Water, hearth load and steam drum pressure, the duty of the water supply adjustment is to make the water supply quantity adapt boiler evaporator quantity and keep the level of boiler bubble’s undulation in the permissive scope which is allowed.This paper analyzed and designed a drum water-level of boiler regulation system of three modes: single-impulse water control system, double- impulse water control system and three-impulse water control system, and simulation. Through analyze and compare the three control method, final we choose three-impulses water control system can achieve better control purposes. When adding external disturbances, it can quickly change water, keep water flow and steam flow balance.This design boiler drum water control system, it can overcome in the production process of internal and external disturbances’to ensure that system can maintain the safe and stable operation.Keywords: drum water-level; three-impulse water control system。
锅炉给水泵的智能控制系统设计与应用实例
锅炉给水泵的智能控制系统设计与应用实例摘要：随着科技的快速发展，智能控制系统在各个领域中的应用越来越广泛。
本文针对锅炉给水泵这一关键设备，探讨了其智能控制系统的设计和应用实例。
首先，介绍了锅炉给水泵的功能和作用，以及在传统控制系统中存在的问题。
然后，详细阐述了智能控制系统的基本原理和关键技术。
接着，通过一个应用实例，展示了智能控制系统在锅炉给水泵中的优势和效果。
最后，总结了智能控制系统的设计与应用带来的好处和前景。
关键词：锅炉给水泵；智能控制系统；设计；应用实例；优势1.引言锅炉给水泵是锅炉系统中的一个重要组成部分，其主要功能是将给水送入锅炉。
传统的控制方式主要依赖人工操作，存在操作复杂、易出错等问题。
随着信息技术和自动控制技术的不断进步，智能控制系统在锅炉给水泵中的应用逐渐成为了趋势。
2.锅炉给水泵智能控制系统的基本原理和关键技术2.1 智能控制系统的基本原理智能控制系统是利用计算机和网络技术，将传感器采集到的数据进行处理和分析，并根据预定的控制策略进行系统的自动控制。
其基本原理是通过各种传感器来收集锅炉和给水泵的实时数据，然后将数据传输给控制器进行处理，最终通过执行机构来控制给水泵的运行状态，以达到自动化控制的目的。
2.2 关键技术（1）传感器技术：通过安装不同类型的传感器，如温度传感器、压力传感器等，可以实时获取锅炉和给水泵的运行数据。
传感器的选择和布置需要根据实际情况进行合理设计，以确保数据的准确性和全面性。
（2）控制策略设计：根据给水泵的工作特点和整个锅炉系统的需求，设计合适的控制策略是智能控制系统的关键。
控制策略需要考虑到各种运行状态下的应对措施，如启停频率、运行模式切换等。
（3）数据处理和分析：通过利用计算机软件和算法对传感器采集到的数据进行处理和分析，可以获取相关运行指标并进行实时监测。
同时，结合历史数据分析，可以进行故障诊断和预测，提前采取措施避免故障发生。
3.应用实例以某热电厂的锅炉给水泵控制系统为例，展示智能控制系统在锅炉给水泵中的应用实例。
电泵勺管整定过程和操作总结20140307
二、准备工作：
1.万用表、一字螺丝刀、钟表螺丝刀等常用工具
三、操作步骤：（以机械零位时反馈为18%，机械满位时反馈为99.8%为例）
1、反馈装置的接线顺序（正对接线盒，从左到右）：棕、蓝、灰、黄、白、绿、粉、黑。
2、让运行人员开启油泵并远方操作阀门的开关，看就地阀门动作有无机械卡涩。
（2）按下位置反馈器上部的调节按钮①或②的其中一个至少3秒后松开，在松开后1秒内同时按下①和②至少3秒，位置反馈器设置解锁。
（3）按下②至少2秒（绿灯闪烁），转动就地电磁阀下部手轮（也可以让运行人员远方操作），使勺管移向0%位，按下②大于2秒。
（4）按下按钮②，将反馈电流值往下调（靠近4mA）。
5、往下调整电流时，电流到4.56mA时无法往下调了பைடு நூலகம்则使用就地电磁阀的微动螺丝进行微调（以下三个旋钮，正对螺丝，顺时针转动为调大，逆时针转动为调小，哪个位置反馈存在偏差调哪个）：
（4）同时按下①和②至少6秒，再按①或②（绿灯不闪烁），已表明设置完成。
4、按上面步骤整定后，让运行人员远方操作阀门，走全行程，当时机械零位时，反馈仍为18%，则按下面步骤进行电流调整：
（1）在就地接线箱中找到X14端子排的1、2端子，解开一根线，将万用表打到电流档，串接到回路中，就地或远方操作阀门的开关，观察电流值，零位对应6.86mA，满位对应19.93mA。
3、按以下步骤整定阀门（常用）：
（1）按下位置反馈器上部的调节按钮①或②的其中一个至少3秒后松开，在松开后1秒内同时按下①和②至少3秒，位置反馈器设置解锁。
（2）按下①至少2秒（绿灯闪烁）,转动就地电磁阀下部手轮（也可以让运行人员远方操作），使勺管移向100%位，按下①大于2秒。
课程设计---锅炉给水控制系统设计与仿真
3. 1串级系统内外回路控制器的整定及前馈补偿器的设计过程；
3．2对设计的串级三冲量给水控制系统进行仿真，分别给出汽包水位设定值扰动、给水流量扰动及蒸汽流量扰动下，给水控制系统的输出（即汽包水位）的响应曲线。
4．比较单级三冲量给水控制系统和串级三冲量给水控制系统。
二、主要内容
1．了解单元制锅炉给水全程控制方案；
2．设计单级三冲量给水控制系统，并进行仿真；
3．设计串级三冲量给水控制系统，并进行仿真。
三、进度计划
序号
设计内容
完成时间
备注
1
了解实现给水全程控制的关键技术；了解单元制锅炉给水全程控制方案；
1天
2
设计串级三冲量给水控制系统，并进行仿真；
1.5天
3
设计ห้องสมุดไป่ตู้级三冲量给水控制系统，并进行仿真；
或
这样，上图中的内回路可用比例环节代替。因此主回路可表示为下图：
可见，主回路也可看作一个单回路系统。它的等效调节器是具有比例调节的调节器，等效比例带为 。
根据以上的分析，整定主回路时，用试验方法求得对象的阶跃响应曲线，根据曲线的动态特性选择最优的等效比例带 ，求得相应的 。
由此可见，当变送器的斜率已经确定时，增大给水流量的灵敏度 ，等于增加主回路调节器的比例带，因此使给水流量动作缓慢，增加主回路稳定性。同时，必须相应增加调节
0.407
600
1.20
0.0083
0.370
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1.30
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电动给水泵勺管故障时如何实现勺管保位的研究
电动给水泵勺管故障时如何实现勺管保位的研究摘要：为了实现电动给水泵勺管在控制回路断电源、失信号、反馈装置故障等异常情况下保持勺管当前位置，确保给水系统稳定，维持汽包水位正常，本文提出了电动给水泵勺管在一些异常情况下实现勺管保位功能的实现方案，电动给水泵勺管开度通过控制液压进油量多少来实现，通过4/3伺服阀D/P转换控制信号来实现，如电动给水泵勺管就地PLC控制柜PLC输出指令送至4/3伺服阀信号故障，将无法维持液压缸控制油进、排油的平衡，造成给水泵失速，通过增加4/2保位电磁阀隔断控制油与液压缸油循环，并对电动给水泵勺管就地PLC控制柜PLC输出指令送至4/3伺服阀信号品质能加以监视判断，从而激活4/2保位电磁阀，实现勺管保位功能，同时对电动给水泵勺管控制进行优化和完善，解决电动给水泵勺管就地PLC控制柜PLC输出指令送至4/3伺服阀信号故障情况下，维持故障前一刻勺管位置，并触发故障报警通知运行人员组织故障处理，从而提高了给水系统运行可靠性以及机组稳定性，提高系统可靠性。
通过对给水泵勺管改造，实现了勺管控制回路电源冗余配置，提高系统供电可靠性；在完善给水泵勺管功能后试验数据表明勺管控制精度与原来保持一致，完全满足控制要求；实现了在DCS指令故障、PLC输出指令故障、反馈信号回路故障、PLC装置故障、系统供电故障等异常情况下给水泵勺管维持当前位置的保位功能。
关键词：电动给水泵；勺管；故障；保位When an electric pump to pipe failure spoon spoon with conviction how to implement research-bitLI bao1 CONG san21（Shenhua Ningxia Ningdong Guohua Power Company Limited，yinchuan 750000 China）2（Shenhua Ningxia Ningdong Guohua Power Company Limited，yinchuan 750000 China）【Abstract 】：In order to realize the electric pump tube in the control loop off the power，loss of signal，feedback device fault anomalies maintain scoop tube current location，to ensure water supply system stability，maintain the normal water level in drum is proposed in this paper，the realization scheme of electric water pump pipe to the realization of the function of a spoon in some unusual circumstances，electric water pump the pipe hydraulic control into the oil amount achieved by degrees，through the 4/3 servo valve control signal to achieve D/P conversion，such as electric pump tube in PLC control cabinet PLC output instructions sent to the 4/3 servo valve fault signal，will not be able to maintain control of hydraulic cylinder oil inlet and outlet oil balance，resulting in water pump stall，by increasing the 4/2 solenoid valve control hydraulic cylinder and oil cut off oil circulation，and local PLC control cabinet PLC output instructions sent to the 4/3 signal quality of electric servo valve can pump Monitored judgment，to activate / 2 position solenoid valve and realize the function of the spoon to，at the same time of Motor-Driven Feedwater Pump spoon pipe control optimization and improvement，solve electric feedwater pump scoop tube local PLC control PLC cabinet output command sent to the Four Thirds servo valve fault signal case，maintaining fault before the moment scoop tube position，and the triggering of failure alarm notification operation organization andfault treatment，so as to improve the water supply system operation reliability and stability of the units and improve the reliability of the system.The transformation of feedwater pump spoon pipe，the realization of the scoop tube control circuit power supply redundancy configuration，improve the reliability of power supply；the perfect water supply pump scoop tube function test data show that the scoop tube control precision and are consistent with the original，fully meet the control requirements；realized in DCS instruction so abnormal avoidance，failure of PLC output instruction，feedback signal circuit fault，fault of the PLC device，power system fault feedwater pump spoon tube to maintain the current position preserving function.【Keywords】：MDBFP；spoon pipe；fault；secure his position1概述神华国华宁东一期2×330MW循环流化床锅炉机组给水系统配备两台沈阳水泵厂离心式水泵，机组运行期间两台给水泵并泵运行无备用泵，给水泵装配德国福伊特液力耦合器，勺管由液压油动机构驱动。
核电常规岛给水除氧器水位控制系统建模与仿真
带水等。由此可见 ， 维持除氧器的水位正常 ， 优化调 节系 统 的调节 品质 显得 极 为重要 ＿ 】 １ 。 在本 文 中 ， 要根 据 某工 程 热平 衡 图来 进 行 机 主
２ Ｄｉｐ ｔｈｎ ｎｒ ， ｉｅ ｌｃｒ ｏ ｅ ｍｐ ｎ ｉ ｔｄ Ｌ ｓ ５ ０ ０ Ｔ ｂ ｔ ｔｎ ｍｏ ｓＲｅ ｉｎ Ｃ ｉａ） ． ｓａｃ ｉｇＣｅ ｔ Ｔ ｂ ｔＥｅ ｔ ｃＰ ｗ ｒ ｅ ｉ Ｃｏ ａ ｙＬｍｉ ， ａａ ８ ０ ０ ， ｉｅ ｏ ｏ ｕ ｇｏ ， ｈｎ ｅ Ａｕ
性 ， 自动的投入效果尤其在负荷变动调节时的快 其
速 性 、 定性 、 确性 方 面较差 。除 氧器 是在 给水 系 稳 准 统 中 ， 给水 加 热 到饱 和 温 度 ， 去 除 给水 中 溶解 使 能
气体的混合式加热器 ， 其功能是除去锅炉给水 中的 氧 气 及 其 他 气 体 ， 证 给 水 品 质 ， 持 除 氧 器 水 位 保 维 为设定值 ， 保证给水泵不被汽蚀 。由于除氧器水位 过 低 ， 可 能 导致 给水 泵 汽 蚀 ， 响 给 水 泵 的 安 全 则 影
按 照流量 百 分 比整定 。
２１ 单 冲量 除氧器 水 位控 制 系统 建模 及 动态仿 真
负荷 扰 动 ，取 主调 节 阀 门Ｃ Ｘ ２ Ｖ 定 值 扰 动下 的 Ｅ ０５ Ｌ
调节器参数 ，其 中除氧器水位采用一阶函数表示 ， 支路延迟时间为０ｓ进行仿真。调节器参数采用试 ， 凑 法 ， 调节 参数值 的 大小Ｋ＝ ． ｍｍ， １０Ｓ得 在 Ｐ０ ％／ ＝ ６ ， ２
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设计题目：给水泵勺管控制系统的设计与仿真1．已知控制系统直流电机的主要参数如下：电机转动惯量=m J 负载转动惯量=l J 电机转矩灵敏度=t K 反电势系数=e K 电机电枢电阻=a R 电机电枢电感=a L 堵转电压=S U 堵转电流=S I 堵转转矩=S T 空载转速=n2．已知控制系统固有传递函数（或框图）如下：带传动机构的给水泵勺管系统固有传递函数为)5)(1(10)(0++=s s s s G3．性能指标A（1）开环放大倍数20=K （2）剪切频率 ≤≤C ω （3）相位裕度 60≥γ （4）谐振峰值=r M （5）超调量≤P σ （6）过渡过程时间≤S t （7）角速度=∙θ （8）角加速度=∙∙θ （9）稳态误差≤SS e （10）幅值裕度不小于8dB4．性能指标B（1）开环放大倍数≥K （2）剪切频率 ≤≤C ω（3）相位裕度≥γ （4）谐振峰值=r M （5）超调量≤P σ （6）过渡过程时间≤S t （7）角速度=∙θ （8）角加速度=∙∙θ （9）稳态误差≤SS e5．设计要求与步骤（1）设计系统，分别满足性能指标A 和B 。
（2）人工设计利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode 图，并确定出校正装置的传递函数。
验算校正后系统是否满足性能指标要求。
（3）计算机辅助设计利用MATLAB 语言对系统进行辅助设计、仿真和调试。
（4）确定校正装置的电路形式及其参数。
（5）撰写设计报告。
具体内容包括如下五个部分。
1）设计任务书 2）设计过程人工设计过程包括计算数据、系统校正前后及校正装置的Bode 图（在半对数坐标纸上）、校正装置传递函数、性能指标验算数据。
计算机辅助设计过程包括Simulink 仿真框图、Bode 图、阶跃响应曲线、性能指标要求的其他曲线。
3）校正装置电路图 4）设计结论5）设计后的心得体会1设计要求1.1控制系统框图已知控制系统固有传递函数（或框图）如下：带传动机构的给水泵勺管系统固有传递函数为)5)(1(10)(0++=s s s s G1.2 性能指标要求性能指标要求为：（1） 开环放大倍数20=K （2） 相位裕度 60≥γ （3） 幅值裕度不小于8dB2设计过程2.1放大环节原传递函数进行标准化化简得)12.0)(1(2)5)(1(10)(0++=++=s s s s s s s G系统在Simulink 下的框图如图其Bode 图形为-100-5050100M a g n i t u d e (d B )10-210-110101102-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 9.54 dB (at 2.24 rad/s) , P m = 25.4 deg (at 1.23 rad/s)Frequency (rad/s)可以看出当前的放大倍数 K=2 相位裕度 ︒=4.25γ 剪切频率 23.1=c ω任务要求中对开环放大倍数K 的要求为开环放大倍数20=K易得，放大环节需要放大10倍。
即：新的传递函数为)12.0)(1(20)(0++=s s s s G放大后的框图为：其Bode 图为：-100-5050100M a g n i t u d e (d B )10-210-110101102-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = -10.5 dB (at 2.24 rad/s) , P m = -23.7 deg (at 3.91 rad/s)Frequency (rad/s)可以看出当前的放大倍数 K=20 相位裕度 ︒-=7.23γ 剪切频率 91.3=c ω2.2总体设计方案—基于超前滞后校正方法2.2.1要求系统的剪切频率与相角裕度已知中的要求幅值裕度不小于8dB对幅值裕度的定义为)()(1g g g j H j G K ωω=此处1)(=g j H ω 即8)(1≥=g g j G K ω在0≥c ω的前提下解该不等式，得到4607.0≥c ω所以，原题的要求可以简化成 （1） 开环放大倍数20=K （2） 相位裕度 60≥γ （3） 剪切频率4607.0≥c ω 2.2.2放大后系统剪切频率与相角裕度 放大后的系统的Bode 图为-100-5050100M a g n i t u d e (d B )10-210-110101102-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = -10.5 dB (at 2.24 rad/s) , P m = -23.7 deg (at 3.91 rad/s)Frequency (rad/s)由Bode 图可以看出当前的放大倍数 K=20相位裕度 ︒-=7.23γ 剪切频率 91.3=c ω相位裕度小于要求值，而剪切频率满足要求，且与临界值0.4607相距较大，使用滞后-超前校正。
2.2滞后环节设计2.2.1滞后环节参数计算如Bode 图可知，原系统相角裕度过小，单一靠超前校正其超前相位可能过大，因此先设计滞后环节将原系统的剪切频率减小，增加相角裕度。
如下图Bode DiagramGm = -10.5 dB (at 2.24 rad/s) , P m = -23.7 deg (at 3.91 rad/s)Frequency (rad/s)10-210-110101102-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )-100-5050100System: gFrequency (rad/s): 0.504Magnitude (dB): 30.9M a g n i t u d e (d B )试利用滞后环节将剪切频率矫正到5.0=c ω附近。
滞后环节形式11++=s s G c βττ 由于αωβlg 20)(lg 20lg 20-==j G s r a d/5.0=ω 且由图读出9.30)(lg 20=ωj G可得 481.35=β由c ωτ)10151(1—=，取c ωτ811=，得到16=τ 因此校正环节的传递函数为：104.151116++=s s G c2.2.2 滞后环节电路实现采用如下校正网络校正： 由于104.151116++=s s G c电路参数为：121R R R K c +=162121=+=C R R R R τ7.5672==C R βτ联立式，得到：最终，滞后环节的传递函数为：1567.7116++=s s G c2.2.3 加入滞后环节后的系统加入滞后环节后，系统的方框如图：其bode 图如下：-200-100100200M a g n i t u d e (d B )10-410-310-210-110101102103-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 19.9 dB (at 2.15 rad/s) , P m = 50.6 deg (at 0.505 rad/s)Frequency (rad/s)可以看出，其剪切频率505.0=c ω，相位裕度︒=6.50γ此时剪切频率满足要求值，且与临界值接近，而相位裕度小于要求值2.3超前环节设计2.3.1超前环节参数计算为了使得相角裕度满足60≥γ，采用超前环节增加相角。
超前环节形式为：11++=s s G c βττ有超前环节的设计方法取，︒=︒+︒︒=4.19106.50-60m φ由ααφ+-=11arcsin m 得到 50132.0=α求解205.0lg lg 0lg 10-=--c ωα解得7062.0==n c ωω因此，新的剪切频率为：7062.0==n c ωω故000.21==αωτn此时，超前环节的传递函数为：10026.11000.2++=s s G c2.3.2 超前环节电路实现采用如下校正网络校正： 由于10026.11000.22++=s s G c电路参数为：1231c R R R K R ++=323423() 1.158810R R R C R R τ-=+=⨯+44110R C ατ-==⨯联立？？？？式，并结合实际可能得到的电阻，电容值，可得到：1224500361510.1R k R k R k R k C Fμ=Ω⎧⎪=Ω⎪⎪=Ω⎨⎪=Ω⎪⎪=⎩，且1.1c K =2.2.3 加入滞后环节后的系统加入滞后环节后，系统的方框如图：其Bode 图为-150-100-50050100150M a g n i t u d e (d B )10-410-310-210-110101102103-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 18.5 dB (at 2.72 rad/s) , P m = 63.7 deg (at 0.647 rad/s)Frequency (rad/s)可以看出，其剪切频率647.0=c ω，相位裕度︒=7.63γ满足了系统（1） 开环放大倍数20=K （2） 相位裕度 60≥γ （3） 剪切频率4607.0≥c ω 的要求。
3 设计结果校验与仿真3.1校正后的方框图3.2校正后的开环bode图-150-100-50050100150M a g n i t u d e (d B )10-410-310-210-110101102103-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 18.5 dB (at 2.72 rad/s) , P m = 63.7 deg (at 0.647 rad/s)Frequency (rad/s)可以看出校正后系统的剪切频率647.0=c ω，相位裕度︒=7.63γ3.3校正后系统的阶跃响应Step ResponseTime (sec)A m p l i t u d e00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.010.20.40.60.811.2System: g1Time (sec): 0.00106Amplitude: 1.01System: g1Time (sec): 0.000723Amplitude: 0.98Figure 1 系统的阶跃响应更进一步观察：Step ResponseTime (sec)A m p l i t u d e0123456x 10-30.90.920.940.960.9811.021.041.061.081.1System: g1Time (sec): 0.00103Amplitude: 1.01Figure 2 系统阶跃响应的局部放大图可以看出，校正完成后的系统满足设计要求。