三冲量控制
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。
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。
三冲量控制原理和调节过程
三冲量控制原理和调节过程1. 引言大家好，今天我们聊聊一个听起来有点高大上的话题——三冲量控制原理和调节过程。
哎，别着急，听上去复杂，其实这就像我们日常生活中的调味品，调得好，味道鲜美，调不好，就得捏着鼻子吞下去。
就像咱们喝酒，有时候你得先闻一下，再慢慢品尝，才能知道这酒的好坏。
三冲量控制原理也差不多，咱们一起来看看吧！2. 三冲量控制原理2.1 什么是三冲量？好啦，先说说什么是三冲量。
简单来说，三冲量就是指在控制系统中，影响系统的三种主要力量。
这就像是一个小团体，大家都得齐心协力，才能把事情做好。
你想想，家里做饭的时候，火候、调料和食材缺一不可，才能做出美味的菜肴。
三冲量也是这样，分别是：输入冲量、输出冲量和反馈冲量。
2.2 输入、输出与反馈那么，输入冲量就好比是我们向系统里加的“原料”，比如说电压、温度或者是压力。
这些原料越多，系统的表现也可能越好，但可不能过量哦，不然就像炒菜时油倒多了，油烟四起，最后难以下咽。
接下来是输出冲量，就是你得到的结果，可能是电流、温度变化或者别的什么。
最后，反馈冲量就像是你品尝菜肴后的感受，告诉你要不要再加点盐，还是该降点火。
通过反馈，我们可以调整输入，达到最优的控制效果。
3. 调节过程3.1 调节的重要性说到调节，这可是重中之重！想想，如果你的饭煮过头了，那可真是欲哭无泪。
所以，调节过程就是为了确保我们的输出结果能够跟上我们的需求。
这就像你跟朋友约会，如果你们俩的步伐不一致，那可真是个尴尬。
控制系统也是一样，调节得当，系统运行得就稳稳的，反之则可能出现“失控”的局面。
3.2 调节方法说到调节，常用的方法可多着呢！比如说PID控制，这可是行业里的明星，像极了电影里的大明星，风头无二。
PID分别代表比例（P）、积分（I）和微分（D），就像是菜谱里的调料，三者搭配得当，才能让菜肴出彩。
比例控制就像是你对菜肴的直观判断，积分控制则是对过往经验的累积，而微分控制就好比是你对当前状况的快速反应。
汽包液位三冲量控制及DCS组态参数计算
汽包液位三冲量控制及DCS组态参数计算罗军【摘要】串级三冲量给水控制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液位引起调节器的误动作,改善蒸汽流量扰动,使得调节质量.给水流量是介质反馈信号,因给水流量信号对水流量变化的响应很快,使调节器在水位还没有变化时就对前馈信号的变化做出反应,消除内扰,减小了系统惯性,使调节过程比较稳定,充分保证了调节系统的稳定运行.本文在对三冲量控制系统进行原理性分析的基础上进行仿真,通过数据对比得出结论,直观、准确,并且出于工程应用的需要,从DCS组态参数计算公式阐述三冲量控制的实现途径.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2018(025)012【总页数】5页(P55-59)【关键词】汽包液位;三冲量控制;串级控制;前馈控制【作者】罗军【作者单位】中科合成油工程股份有限公司电仪部,北京100003【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言汽包液位三冲量控制是典型的控制回路，在生产实践中得到验证。
本文从理论出发，坚持“理论结合实际”的思想，利用软件进行回路控制对象特性进行模拟仿真，再具体到实际工程应用中DCS系统组态系数的选择，完整地阐述了三冲量控制是如何实现“稳”“准”“快”的控制目的。
1 汽包液位控制的影响因素汽包液位控制之所以复杂：首先，控制效果不好，风险大。
汽包液位过低，由于锅炉蒸发量大，汽包容积相对较小，水的汽化速度很快，如控制不及时，不能给汽包及时补水，汽包内的水会很快蒸发光而导致干锅，可能引起爆炸[1]。
水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使蒸汽带液，影响蒸汽的质量；其次，由于以下两点因素使得汽包液位控制难度超越了仪表仪器所能接受的程度[2]。
图1 给水流量作用下水位阶跃响应Fig.1 Water level step response under the action of water supply flow1.1 给水量变化如图1所示，当给水量在初始平衡状态W0基础上突然增加-ΔW，于是汽包液位也是从平衡态H0开始变化。
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。
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。
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
##一、控制原理
1.水位测量装置：通过传感器或浮子测量设备中的水位，并输出电信号。
2.控制装置：通过与水位测量装置连接，接收水位信号，并与设定的
水位进行比较。
3.比较和控制：控制装置将测量到的水位信号与设定的水位进行比较，并产生一个目标控制信号。
4.进气阀控制：目标控制信号会进一步控制进气阀的开启程度，使进
气阀按需开启或关闭，从而实现水位控制。
##二、应用场景
1.蒸汽发生器控制：通过控制进气阀的开启程度，来维持蒸汽发生器
的水位稳定，防止水位过低或过高对设备的损坏。
2.锅炉水位控制：控制进气阀的开启程度，使锅炉的水位始终在设定
范围内，确保锅炉安全运行。
3.热力设备控制：控制进气阀的开启程度，来维持热力设备的水位稳定，避免设备故障或安全事故。
##三、实施步骤
1.安装水位测量装置：根据设备的具体情况，选择适合的水位传感器
或浮子，并将其连接到控制装置上。
2.设定水位范围：根据设备的要求，确定水位的设定范围。
3.编程控制器：在控制装置上，编写水位控制的程序。
4.测试和调整：启动设备，测试水位控制系统的性能，并根据需要进行调整，以确保水位在设定范围内。
5.定期维护：定期对三冲量汽包水位控制系统进行检查和维护，确保其正常运行。
##四、总结
三冲量汽包水位控制是一种常见的工业控制方法，适用于许多热力设备的水位控制。
通过测量水位、与设定水位比较以及控制进气阀的开启程度，可以实现设备的水位稳定。
因此，掌握三冲量汽包水位控制的原理和应用，对于提高设备的运行稳定性和安全性具有重要意义。
水位控制中的单冲量和三冲量
一、什么是单冲量水位控制？单冲量水位控制、ingle-element level control -}}.}}lX位控制将水位测量信号经变送器送到水位控制器，水位控制器根据水位测量值与给定值的偏差控制给水阀门，改变给水量来保持汽包水位在允许的操作范围内。
单冲量水位控制是锅炉汽包水位自动控制中最简单、最基本的形式，缺点是水位波动幅度大、调节时问长。
缺乏克服“假水位”影响的能力。
二、什么是三冲量水位调节三冲量水位控制是在水位自动控制过程中，根据汽包水位，给水流量，蒸汽流量三个冲量经过PID计算来调节给水阀门开度，从而达到自动控制给水流量的目的。
一般来说，三冲量调节是针对汽包调节的，其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，三冲量调节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。
三、什么是除氧器水位的单冲量调节和三冲量调节。
在除氧器水位控制过程中，以除氧器水箱水位做为反馈信号的调节方式，称为除氧器水位的单冲量调节。
以除氧器水位，给水流量和凝结水流量三个信号共同参与的调节方式，称为三冲量调节方式。
四、单冲量水位调节和三冲量水位调节的优缺点是什么？单冲量水位自动调节系统是最简单的调节方式，它是按汽包水位偏差来调节给水调节阀开度的。
其优点是调节简单，只有一个水位信号做为调节量。
单冲量水位调节方式的主要缺点是当蒸发量或蒸汽压力突然变化时，会引起炉水中蒸汽含量迅速变化，使得锅炉汽包产生虚假水位，导致给水调节阀误调。
因此，单冲量调节一般用于负荷比较稳定的小容量锅炉。
三冲量水位自动调节系统是较为完善的调节方式，该系统中除汽包水位信号H外，还有蒸汽流量D和给水流量G。
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。
热电锅炉2号汽包三冲量控制功能描述
热电锅炉2#汽包F101-2液位控制复杂回路描述1、概要热电锅炉2#汽包F101-2液位控制三冲量控制液位的目的是保证蒸汽在波动范围较大的情况下，保证液位稳定；因而要保证汽包的物料平衡，每千克的水产生一千克的蒸汽，小的损失（大概2%的排放）由标准的液位控制进行控制。
热电锅炉2#汽包F101-2的入口流量（BFW）和出口流量（过热蒸汽）都要测量，再减掉喷水降温的锅炉给水（BFW）(FY30102B)，汽包的连排作为常量处理（大概1%），可以忽略，基于这些输入值可以建立三冲量控制。
汽包液位的控制可以是单冲量控制也可以是三冲量控制。
锅炉启动时，只有少量的蒸汽产生，采用单冲量控制，当大量蒸汽产生时，应切换到三冲量控制。
三冲量进水控制系统已很成熟，特别适合负荷变化较大的情况。
2、“大阀-小阀”控制（LV30101B-LV30102B）在控制回路应采用“大阀-小阀”的概念，既可以控制大的流量和压力，也可以很好的控制小的流量变化，本控制方案可以控制锅炉给水从零到最大流量；基本消除或使之达到最少的波动，这种波动在分程控制中经常出现。
“大阀-小阀”控制概念应该应用到单冲量控制和三冲量控制。
2.1 开车模式- HS-30101B在“单冲量控制”液位控制模式-- LIC-30101B液位控制器（小阀）应在手动或自动模式，输出通过HS-30101B选择器接到LC-30102B，到LY-30102B和控制阀LV-30102B（小阀）- FC-30101B 锅炉给水控制器（大阀）应在自动模式，设定点在70%（满量程为0~100%），它代表了LV-30102B 小阀70%的开度。
通过控制器FC-30101B增加BFW的流量，大阀LV-30101B仍然关闭直到小阀LV-30102B的阀门开度超过70%。
超过控制器FC-30101B的设定点（参数设定为低增益，带10%的死区），控制器慢慢的打开LV-30101B。
当LV30101B开始打开，增加BFW的流量，小阀LV-30102B逐渐关闭到70%开度，这种动作持续到整个工厂正常操作。
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
三冲量控制回路一、名词解释：所谓三冲量，是指调节器接受的被调节量的信号有三个。
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。
二、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。
三、锅炉三冲量控制原理及调节过程。
原理：三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,蒸汽流量作为前馈信号引入系统。
汽包液位LC-1013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FI-1040的波动是引起汽包液位LC-1013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FC-1041作相应的变化，所以这是按干扰进行控制的，是把蒸汽流量FI-1040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FI-1041减小，水位下降，保持在设定值上；当蒸汽流量FI-1040增加时，FC-1041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，使水位保持稳定；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FI-1041增加，FC-1041给定值减小而输出增加，调节阀的开度减小，给水量减小，从而保持水蒸汽平衡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如何判断虚假水位
如何判断可以从他的产生原因上来找到。
虚假水位是指水位计指示水位与真实值不符的现象：它是主要是由于负荷的变化而引起的，一般当汽压升高时，过热蒸汽温度也要升高。
这是由于汽压升高时，饱和温度随之升高，则从水变为蒸汽需要消耗更多的热量，在燃料不变的情况下，锅炉的蒸发量瞬间减少，既过热器所通过的蒸汽量减少，相对蒸汽的吸热量增大，导致过热蒸汽温度升高。
汽压变化对水位的影响：当汽压降低时，由于饱和温度的降低使部分炉水蒸发，引起炉水体积膨胀，故水位上升。
反之,当汽压升高时，使炉水的部分蒸汽要凝结，引起炉水体积的收缩，故水位下降。
如果汽压变化是由于负荷引起的，则上述的变化是暂时的现象，接着就要向相反的方向变化。
还有一种情况是当出现汽水共沸时也会显示虚假水位
锅炉水水质问题也可以导致虚假水位，发泡或其它妨碍因素所致，导致显示液位大于实际液位。
再者锅炉水位计上部连通的是气相，下部连通的是液相；上下部连通管、管件的任何一个部位发生渗漏，均可导致出现假水位仪表是否准确也是一个可能导致的原因。
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。
热电车间工艺流程说明
热电厂为火力发电厂，火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。
前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
地下水经深水泵由地下水井抽出，部分直接打入贮水池供循环水系统冷却循环使用。
另一部分打入生水池，在生水池中沉淀出水中的泥沙，由化学泵送到高效过滤器，经过滤后进入清水箱，再经清水泵送到阳床，除去金属离子，并与水中阴离子结合成无机酸，再经脱碳器脱去水中的二氧化碳后进入中间水泵，经中间水泵进入阴床，阴床内用OH—和水中的阴离子进行交换，于水中的H+结合生成水，从而达到水的除盐目的后进入除盐水箱贮存。
9 Q; ]& A) x% H8 ^4 除盐水经除盐水泵送入除氧器后，经水泵加压至高压加热器内，加热水温至150℃左右，再送至省煤器入口联箱，在箱内吸收烟气热量后进入汽包，在汽包内经过粗分离后，由下降管进入水冷壁，在壁内蒸发汽化后，汽水混合物回入汽包，饱和水进入下降管继续循环，饱和蒸汽被分离出来，经导汽管进入低温过热器，蒸汽进一步升温至369.8℃，后进入减温器与可调整水量的减温水换热，蒸汽得到冷却后送入高温过热器，蒸汽与烟气对流换热后进入汽轮机汽缸，膨胀做功后，部分蒸汽供车间使用，其余经凝汽器后由冷凝水泵送入低压加
热器，后被送入除氧器继续循环使用。
% F4
蒸汽做功过程蒸汽能转化为汽轮机机械能，进而带动发电机运转，转化出电能由主变压器导入输电塔，后由电网输送至各车间使用。
空气由送风机送入预热器，升温后进入总风道，一部分由二次送风机送入炉膛，其余送入风室后，由风门调节风量后送至炉排。
原煤由皮带机通过运煤栈桥送入原煤除铁器，除去杂铁后进入碎煤机，再由皮带机组送入原煤斗，煤在斗内靠重力作用进入刮煤给煤机，后进入抛煤机送至炉排。
煤燃烧产生的烟气与蒸汽循环换热，后经省煤器入口联箱，经预热器后进入脱硫装置脱硫，再进入除尘器除尘后，由引风机送至烟囱排入大气。
煤燃烧后的灰渣落入灰渣斗内，由除渣机送机除渣皮带，传送至渣场外运。
热电系统循环水系统，主要涉及汽轮机和凝汽器。
目前小型电厂发电机一般采用内冷水冷却，循环水系统不涉及发电机。
大中型电厂多采用“水氢氢”冷却方式，即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁芯及其它构件氢冷。
“水氢氢”冷却方式中氢气冷却器需要采用循环水冷却水冷却
锅炉汽包是液位控制系统中控制质量要求严格的控制对象在对汽包水位控制系统进行设计时, 除了要考虑“虚假水位”问题, 还应充分了解汽包所具有的惯性纯迟延和无自衡能力等诸多特性本文对业己成型的经典控制方案进行了大胆的改进, 仅仅使用一台调节器来完成对汽包水位的双闭环反馈串级控制同时, 也设计了锅炉水位的微机控制系统, 并通过合理编写软件, 使系统拥有超驰控制功能汽包水位三冲量单级控制系统的经典设计方案锅炉水位三冲量自动控制系统的经典设计方案见文献〔图所示是一个经典的单级控制系统, 其中的调节器为三通道调节器, 在其它某些方案中也有采用加减器配以单通道调节器来取代多通道调节器的设计‘
双闭环反馈串级控制系统的设计方案
系统的特点和结构分析带有前馈调节的汽包水位三冲量双闭环
反馈串级控制系统其仪表构成如图所示与图所示的经典方案相比,该方案将蒸汽流量信号和给水流量信号经分流处理后与阀位反馈信号
一起送至伺服放大器的输入端, 而不再经过调节器这一改动使原来的单级控制系统升级为串级控制系统这一方案对克服锅炉的惯性和纯滞后性非常有利
在该串级控制系统中, 在给水母管上取流量信号的差压变送器一开方器一分流器伽进入伺服放大器、再经过电动执行机构和阀体回到给水母管的小闭环系统相当于副回路, 伺服放大器可视为一台正作用的纯比例调节器, 在整个系统中作副调节器使用这个小系统可克服由于水压剧烈变化而给整个水位控制系统带来的“内扰”影响由检测汽包水位H的差压变送器阻尼器一调节器进入伺服放大器、再经电动执行机构和阀体并通过给水母管回到锅炉汽包的大闭环系统相当于主回路,PID 调节器置反作用可视为主调节器系统的主被控变量仍为汽包水位, 副被控变量为给水流量砰主调节器的输出即为副调节器伺服放大器的给定值, 所以副回路控制系统为一随动系统, 主调节器的给定值未变因此, 从整体上看, 该串级控制系统仍为一个定值控制系统副回路的加入, 缩短了调节通道,加速了调节过程,。