锅炉三冲量控制方法原理
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本文详细介绍汽包水位三冲量控制系统的原理及控制策略，文章内容通俗易懂、图文并茂，可作为三冲量汽包水位控制系统设计和应用教程使用。
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。
串级三冲量控制系统
串级三冲量控制系统对于给水控制通道迟延和惯性较大的锅炉采用串级控制系统将具有较好的控制质量，调试整定也比较方便，因此，在大型汽包锅炉上可采用串级三冲量给水控制系统。
1、系统结构和工作原理串级三冲量给水控制系统如图所示。
串级三冲量给水控制系统：其给水控制的任务由两个调节器来完成，主调节器PI采用比例积分控制规律，以保证水位无静态偏差。
主调节器的输出信号和给水流量、蒸汽流量信号的都作用到副调节器PI2。
一般串级控制系统的副调节器可采用比例调节器，以保证副回路的快速性。
串级系统主、副调节器的任务不同，副调节器的任务是用以消除给水压力波动等因素引起的给水流量的自发性扰动以及蒸汽负荷改变时迅速调节给水流量，以保证给水流量和蒸汽流量的平衡；主调节器的任务是校正水位偏差。
这样，当负荷变化时，水位稳定值是靠主调节器PI1来维持的，并不要求进入副调节器的蒸汽流量信号的作用强度按所谓“静态配比”来进行整定。
恰恰相反，在这里可以根据对象在外扰下“虚假水位”的严重程度来适当加强蒸汽流量信号的作用强度，从而改变负荷扰动下的水位品质。
可见，串级三冲量系统比单级三冲量系统的工作更合理，控制品质要好一些。
2、串级三冲量给水系统的分析和整定下图是串级三冲量给水系统的方框图。
这个系统也是由两个闭合回路的前 馈部分组成的。
系统组成如下：1、由给水流量W 、给水流量变送器γW、给水流量反馈装置αW 、副调节器PI2、执行器K Z 和调节阀K μ组成副回路。
2、由被控对象W 01（S ）水位测量变送器γH 、主调节器PI1和副回路组成主回路。
3、由蒸汽流量信号D ，以及蒸汽流量测量变送器γD 及蒸汽流量前馈控制部分。
（1）副回路的分析和整定根据串级控制系统的分析整定方法，应将副回路处理为具有近似比例特性的快速随动系统，以使副回路具有快速消除内扰及快速跟踪蒸汽流量的能力。
用试探的方法选择副调节器的比例带δ2，以保证内回路不振荡为原则，在试探时，给水流量反馈装置的传递函数αW 可任意设置一个数值，得到满意的δ2值，如果αW 以后有必要改变，则相应地改变δ2值，使αw/δ2保持试探时的值，以保证内回路的稳定性。
锅炉三冲量控制设计
锅炉三冲量控制设计锅炉三冲量控制系统设计一．概述1.1锅炉概述锅炉由汽锅和炉子组成。
炉子是指燃烧设备，为化石烯料的化学能转换成热能提供必要的燃烧空间。
汽锅是为汽水循环和汽水吸热以及汽水分离提供必要的吸热和分离空间。
锅炉作为一种把煤、石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都扮演着极其重要的角色，它已经有二百多年的历史了，但是锅炉工业的迅猛发展却是近几十年的事情。
国外的锅炉控制工业50～60年代发展最快，70年代达到高峰。
我国的锅炉工业是在新中国成立后才建立和发展起来的，1953年在上海首创了上海锅炉厂,从其在生产和生活中所起的作用不同，锅炉可分为电站锅炉，主要用于发电；工业锅炉，主要用于直接供给工农业生产或驱动机械能源；生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖。
应该说锅炉控制问题伴随着锅炉的出现也就相应的出现了，它长期以来就是控制领域的一个典型问题。
伴随着控制理论和控制技术的发展，锅炉自动化控制的水平也在逐步提高。
锅炉的自动化控制，经历了三四十年代单参数仪表控制，四五十年代单元组合仪表综合参数仪表控制，以及六十年代初期的计算机过程控制几个阶段，随着六十年代第一台计算机在控制中的应用以及此后计算机和通信技术的迅猛发展，计算机逐渐进入了锅炉控制领域并正在成为这一领域的主要角色。
计算机很强的记忆功能，逻辑判断功能以及快速计算功能为实现任意的控制算法提供了可能，这样，先进的控制理论和控制算法进入锅炉控制已经有了可能性。
从系统角度看，锅炉包括燃烧负荷控制系统、送引风系统、给水控制系统和辅助控制系统。
其结构如图1-1：1 / 45图1-1 锅炉控制系统总图锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个主要参数，水位过高会使蒸汽带水带盐，严重的将引起整体品质下降，严重影响生产和安全；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损坏，尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。
锅炉三冲量控制课件
压力控制策略
总结词
压力控制是锅炉三冲量控制中的关键 环节，主要通过调节进气和排气压力 来维持锅炉压力稳定。
详细描述
根据锅炉的进气和排气压力，通过调 节燃烧器、引风机等设备进行压力控 制，确保锅炉压力稳定，防止超压或 欠压情况的发生。
温度控制策略
总结词
温度控制是锅炉三冲量控制中的核心环节，主要通过调节燃料和空气流量来维持锅炉温度稳定。
由于三冲量控制能够提前预测和应对潜在 的异常工况，因此增强了锅炉运行的安全 性。
研究不足与展望
模型精度需进一步提高
考虑多种影响因素
实际应用验证
推广应用价值
尽管本研究取得了一定的成果 ，但在某些工况下，模型的预 测精度仍有待提高。未来研究 可考虑引入更先进的算法和模 型优化技术。
目前的研究主要集中在基本的 控制策略上，未充分考虑环境 、燃料种类等其他影响因素。 未来的研究应将这些因素纳入 考虑范围，以构建更为完善的 控制体系。
可靠性。
03
环保化
随着环保意识的提高，锅炉三冲量控制将更加注重环保性能，采用更加
高效、低污染的燃烧技术和排放处理技术，降低锅炉运行对环境的影响
。
应用前景展望
工业领域
锅炉三冲量控制在工业领域的应用将进一步扩大，尤其在化工、制药、造纸等高耗能行业 中，锅炉三冲量控制将发挥更加重要的作用，提高能源利用效率和生产安全性。
详细描述
根据锅炉的燃烧温度和热水温度，通过调节燃料流量和空气流量进行温度控制，确保锅炉温度稳定，保证热水的 供应和节能减排的需求。
04
CATALOGUE
锅炉三冲量控制应用案例
案例一：某电厂锅炉三冲量控制系统的应用
总结词
成功应用、节能减排
阐述三冲量控制系统在锅炉汽包液位的应用
阐述三冲量控制系统在锅炉汽包液位的应用在矿业企业原料的开采、加工、成品等一系列生产过程中，锅炉几乎是其中枢神经，故而其技术标准和安全操作就显得至关重要。
但是在锅炉生产的过程中，控制它的汽包液位仍旧是一个技术难题。
1 锅炉汽包液位在锅炉生产中，汽包液位是一项重要的工艺指标。
通常情况下，汽包液位过高，可能造成过节器结垢，汽轮机叶片损坏；而汽包液位过低，会使水汽失衡，严重的会引起爆炸。
同时在实际工艺中，还经常出现蒸汽负荷波动、给水量改变而引起的虚假液位现象。
基于种种原因，我们需要对锅炉汽包液位进行有效控制。
1.1 虚假液位在锅炉的运行中，出现虚假液位现象的主要原因是汽包内部压力的改变。
通常在蒸汽负荷以及锅炉的工况发生改变时，汽包内部的压力也会发生相应的改变。
举例来说，某锅炉的燃烧强度保持不变，蒸汽的负荷却增加。
为了保持水位，大都会将汽包内的一部分蒸汽流量取出。
然而燃料强度却并未增加，这就造成汽包内的压力下降、沸腾加剧，出现大量气泡，这些气泡会抬高锅炉内的水位，待气泡破坏后，水位才能够恢复。
这个短暂的提高水位的现象就是虚假液位现象。
发生这种现象后，如不及时控制，经常会造成给水流量和蒸汽负荷的反向运行，不利于调节器的正常工作。
1.2 锅炉汽包液位的控制要求对锅炉汽包液位控制通常会采用三种方式，即单冲量、双冲量、三冲量。
其中，冲量可以理解为变量。
单冲量控制采用的是单回路调节系统，在调节中，汽包液位是被控变量，而给水流量是调节变量，由于其独有的特性，故而单冲量控制系统适用于蒸汽负荷变化小而停留时间长的锅炉系统。
同时这种控制系统在调节的过程中，仍旧会出现因蒸汽负荷增加产生“假液位”的现象。
双冲量控制系统增加了蒸汽流量前馈信号功能，旨在消除“假液位”现象，比单冲量控制系统更加精确先进，然而在使用的过程中，由于给水流量信号无法反馈，故而影响锅炉汽包液位的正常使用和运行。
针对单冲量和双冲量的缺陷和不足，设计了三冲量控制系统。
锅炉给水三冲量控制原理
锅炉给水三冲量控制原理一、给水量控制给水量是指向锅炉补充的水量，通过控制给水量可以控制锅炉内水位的升降。
在锅炉运行过程中，当锅炉内水位过高时，需要减少给水量，避免溢出；当水位过低时，需要增加给水量，保证锅炉正常运行。
给水量的控制可以通过调节给水泵的转速或开关泵的数量来实现。
二、排污量控制排污量是指从锅炉中排出的水量，通过控制排污量可以控制锅炉内水位的降低。
排污的目的是将含有杂质和浓缩物的锅炉水排出，保持锅炉水的清洁和水质的稳定。
排污的控制可以通过调节排污阀的开启程度或排污泵的转速来实现。
三、补水量控制补水量是指从给水系统中补充到锅炉中的水量，通过控制补水量可以补充锅炉内水位的上升。
在锅炉运行过程中，由于蒸汽的消耗和水的排出，锅炉内的水位会逐渐降低，此时需要增加补水量，以维持锅炉内水位的稳定。
补水的控制可以通过调节补水泵的转速或开关泵的数量来实现。
锅炉给水三冲量控制的原理是通过对给水量、排污量和补水量的控制，来调整锅炉内水位的升降，以保证锅炉的正常运行。
在实际应用中，可以根据锅炉的运行情况和要求，设置相应的控制参数，通过自动控制系统实现对给水量、排污量和补水量的精确控制。
锅炉给水三冲量控制的作用主要体现在以下几个方面：1. 保证锅炉的安全运行：通过控制锅炉内水位的升降，可以避免水位过高导致溢出或水位过低导致锅炉干燥，从而确保锅炉的安全运行。
2. 提高锅炉的热效率：锅炉在正常运行时，需要保持一定的水位，以便能够有效地传递热量。
通过控制给水量、排污量和补水量，可以使锅炉内水位保持在合适的范围内，提高锅炉的热效率。
3. 延长锅炉的使用寿命：锅炉在运行过程中，水位的升降会对锅炉内部的构件产生一定的冲击和应力。
通过控制给水量、排污量和补水量，可以使锅炉内水位的变化尽量平缓，减少对锅炉的损伤，从而延长锅炉的使用寿命。
4. 降低能源消耗：通过合理地控制给水量、排污量和补水量，可以减少给水和排污所需的能源消耗，降低锅炉运行成本。
锅炉DCS三冲量详解
锅炉DCS系统一、锅炉控制系统工艺概述1 、锅炉控制工艺流程图2 、锅炉控制方案锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。
a 给煤控制锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的煤控制上。
送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。
其控制原理框图如下：b 送风控制风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。
其控制原理框图如下：c 炉膛负压控制膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全d 汽包液位控制锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。
液位控制是有以下三种：制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号调节和三冲量串级调节。
三冲量串级控制系统控制原理框图如下：三冲量串级控制系统控制原理框图e 过热蒸汽出口温度控制保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。
其控制原理框图如过热蒸汽出口温度控制原理框图3、锅炉的自动保护系统?锅炉的保护系统是锅炉控制系统的重要组成部分。
其保护内容取决于锅炉设备本身的结构、容量、技术特性和运行方式。
一般设有汽压保护、汽包水位保护、锅炉灭火保护、连锁保护和紧急停炉保护等。
二、 DCS系统配置锅炉DCS系统是一个专用于锅炉自动化控制的分布式集散控制系统。
?锅炉DCS系统以锅炉监控自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。
锅炉DCS系统包括调度室管理层、工业Ethernet层、现场监控上位机、锅炉控制终端设备。
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“+”
锅炉三冲量控制
锅炉设备的控制
2.2.2 引入三冲量的主要原因 引入给水流量信号的目的是将给水流 量信号作为“副变量”，利用串级控制系 统中副回路克服干扰快速性来及时地克服 给水压力变化对汽包液位的影响 。
锅炉设备的控制
2.2.3 三冲量控制原理 如下图是三冲量控制原理图。
锅炉设备的控制
将上面三冲量控制原理图简化成控制 方块图如下：
如下图是废热锅炉的工作原理图
锅炉设备的概念与原理
1.2 锅炉的工作过程 锅炉的工作包括热量的产生、热量向水 传热和蒸汽产生的过程，这三个过程在锅炉 中同时进行。 （1）热量的产生 • 在我们的变换单元，余热锅炉的热源是 变换气所含的热能。
锅炉设备的概念与原理
1.2 锅炉的工作过程 （2）热量向水的传热过程 高温气体通过废锅的换热管，加热锅炉 内的水，使水变成饱和蒸汽。
锅炉设备的概念与原理
1.3 汽水共腾与水击
（2）负荷增加和压力降低过快。 当水位高、负荷增加过快、压力降低过 速时，会使水面汽化加剧，造成水面波动及 蒸汽带水。
锅炉设备的概念与原理
1.3 汽水共腾与水击 （3）水击 蒸汽进入到充满液体的管道中或在管道
中因温度降低出现液体冷凝，由于蒸汽冷凝
体积缩小所生成的空间迅速由附近液体占据，
锅炉设备的控制
2. 锅炉设备的控制 锅炉汽包液位是表征生产过程的主要 工艺指标，同时，也是保证锅炉安全运行 的主要条件之一。液位过高，使蒸汽产生 带液现象，不仅降低蒸汽的产量和质量， 而且，还会使过热气结垢，或使汽轮机的 叶片损坏；当液位过低时，轻则影响水蒸 气平衡，重则烧干锅炉，严重时导致锅炉 爆炸，直接危及员工的人身安全，造成重 大设备等事故 。
自动控制系统
2.1.1锅炉的汽包水位单回路控制
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。
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。
- 1 -。
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。
锅炉气包的三冲量调节
锅炉气包的三冲量调节
1.什么是气包的虚假液位？
当气包的负荷突然增大，气包内压力突然下降，这时气包内的水急剧气化，出现大量气泡，形成了虚假液位
2.什么是气包液位双冲量控制
双充量控制是在液位单冲量控制的基础上在加一个蒸汽冲量以克服虚假液位。
调节阀为气关阀，液位调节器为正作用，调节器中液位信号与蒸汽流量信号相减。
当负荷突然增大，蒸汽的流量通过加法器，使他的作用于水位的作用相反，假液位出现时，液位信号要关小给水阀，而蒸汽信号要开大给水阀，通过相减调节阀无动作，就能克服虚假液位的影响。
但当给水压力本身波动时，双冲量也不能克服
3.三冲量控制系统的工作原理
在气包液位、蒸汽双充量调节的基础上在加上一个给水流量的冲量。
使他于液位信号的作用方向一致，这三个信号作用于调节器上，及三个被控变量对应一个调节器
4.V-115气包三冲量控制原理
气包液位作为主信号，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。
液位LIA-101AB，蒸汽流量FI102，锅炉给水FV-101其工作原理是：预热给水液位和炉水液位，两选一，正常操作时选择A，水位变化，给水进料增减，同时，蒸汽产气量有一个前馈信号，也回到调节器，对液位信号进行比较、纠正，防止虚假液位的出现，当有给水压力波动时，给水流量又有
一个反馈信号，返回调节器，可防止蒸汽流量的波动的影响。
!锅炉控制系统中三冲量的应用及仪表选型!要点
锅炉控制系统中三冲量的应用及仪表选型摘要本文着重从工艺简介、锅炉生产使用中常见问题、三冲量控制的概念及具体含义、引入三冲量的主要原因、三冲量控制原理、系统控制方框图、三冲量控制的构成与控制关系、调节阀的选择与调节器正反作用的确定、三冲量控制的调节过程、三冲量控制在DCS系统中的应用、DCS系统PID参数设置与调节规律、PID参数在DCS上的设置、仪表的选型、常见故障问题和处理措施等方面对三冲量在锅炉中应用进行阐述。
关键词：冲量、前馈、反馈、干扰、调节。
目录第1章绪论 (3)1.1 锅炉汽包工艺流程图 (3)1.2 锅炉生产使用中常见问题 (3)1.3 三冲量控制的概念及具体含义 (4)1.4引入三冲量的主要原因 (4)第2章三冲量控制系统构成与作用形式选择 (6)2.1 三冲量控制系统构成 (6)2.1.1三冲量控制原理 (6)2.1.2 系统控制方框图 (6)2.1.3方框图点描述 (7)2.1.4三冲量控制的构成与控制关系 (7)2.2 调节阀的选择与调节器正反作用的确定 (8)2.2.1 调节阀的选择 (8)2.2.2 副调节器的选择 (8)2.2.3 主调节器的选择 (8)2.3 三冲量控制的调节过程 (9)第3章三冲量控制在DCS系统中的应用 (11)3.1 三冲量控制DCS系统控制图 (11)3.1.1DCS功能块描述 (11)3.1.2 DCS系统控制描述 (12)3.2 DCS系统PID参数设置与调节规律 (14)3.2.1 PID的含义 (14)3.2.2 PID参数的调节规律 (14)3.2.3 常用的调节方法：临界比例法 (15)3.2.4 PID参数在DCS上的设置 (16)第4章仪表的选型 (17)4.1 双室平衡容器的工作原理 (17)4.2 差压的计算 (18)4.3 电动浮筒与调校 (19)4.3.1 电动浮筒 (19)4.3.2 电动浮筒“零位”及“量程”调整 (20)4.3.3电动浮筒的优点 (20)第5章常见故障问题和处理措施 (21)5.1 常见故障问题 (21)5.1.1 蒸汽负荷扰动对水位的影响 (21)5.1.2 炉膛热负荷的扰动对水位的影响 (21)5.2 处理措施 (22)第6章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论1.1 锅炉汽包工艺流程图1.2 锅炉生产使用中常见问题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。
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三冲量控制原理
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1 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。
图1
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: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K2I2 = K3I3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。
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2 为三冲量液位调节方案图, 图3 为三冲量液位调节方框图。
图2
反作用就是偏差越大输出越小，正作用就是偏差越大输出越大
此时如果控制器选反作用，则控制器输出就变小，阀的开度变小，进水量变小
图3。