鍋爐汽包水位設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-20 20:19 本頁面
【正文】 鍋爐汽包水位設(shè)計(jì) 目錄 第 1章 緒論 1 鍋爐汽包水位自動(dòng)控制的意義 1 鍋爐液位控制的難點(diǎn) 1 第 2章 方案論證 2 單沖量控制系統(tǒng) 2 雙沖量控制系統(tǒng) 2 三沖量控制系統(tǒng) 2 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 5 液位變送器的選擇 5 壓力傳感器 /變送器 6 控制器的選擇 6 執(zhí)行器的選擇 7 控制器的作用方式 8 閥的開閉選擇形式 8 第 4章 軟件設(shè)計(jì) 9 PID對(duì)控制的影響 9 PID控制器的參數(shù)整定 9 鍋爐汽包水位的三沖量串級(jí) PID控制系統(tǒng)仿真 11 第 5章 總結(jié) 14 參考文獻(xiàn) 15 第 1章 緒論 鍋爐汽包水位自動(dòng)控制的意義 鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量，并維持汽包中的水位在工藝允許的范圍內(nèi)。 維持汽包水位在給定范圍內(nèi)是保證鍋?zhàn)o(hù)和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件，也是鍋爐正常運(yùn)行的主要指標(biāo)之一。水位過高，會(huì)影響汽包內(nèi)汽水分離效果，使汽包出口的飽和蒸汽帶水增多，蒸汽帶水會(huì)使汽輪機(jī)產(chǎn)生水沖擊，引起軸封破損、葉片斷裂等事故。同時(shí)會(huì)使飽和蒸汽中含鹽量增高，降低過熱蒸汽品質(zhì)，增加在過熱器管壁和汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢。水位過低，則可能破壞自然循環(huán)鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)中某些薄弱環(huán)節(jié)，以致局部水冷管壁被燒壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成爆炸事故。這些后果都是十分嚴(yán)重的。隨著鍋爐容量的增加，水位變化速度愈來愈快，人工操作愈來愈繁重，因此對(duì)汽包水位 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)提出了迫切的要求。 鍋爐液位控制的難點(diǎn) 液位的控制技術(shù)是通過控制進(jìn)水或出水閥門的開度，改變水流量來實(shí)現(xiàn)的，而水溫的控制是通過調(diào)節(jié)加熱的功率來實(shí)現(xiàn)的。鍋爐液位的控制是鍋爐控制系統(tǒng)較為重要和比較難于控制的一項(xiàng)。由于在鍋爐運(yùn)行過程中存在進(jìn)水量和出水量的變化，所以很難通過調(diào)整 PID控制器參數(shù)來滿足所有的運(yùn)行條件，獲得理想的控制效果。調(diào)整過量會(huì)導(dǎo)致流量回路動(dòng)作頻繁，從而給下游設(shè)備帶來了額外的干擾。這樣就導(dǎo)致液位控制器通常處于欠調(diào)正狀態(tài)允許液位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，以減小出水量的變化。然而，欠調(diào) 正的 PID不能及時(shí)抑制大擾動(dòng)，這就可能引起鍋爐運(yùn)行的安全問題。另外，液位的波動(dòng)也會(huì)破壞鍋爐運(yùn)行過程的穩(wěn)定，使得蒸汽輸送等不易控制。影響鍋爐液位的關(guān)鍵變量有給水流量，蒸汽出口流量和混合燃料的進(jìn)料量。各變量都有各自不同的擾動(dòng)。較冷的給水造成相應(yīng)的純滯后。蒸汽流出量的突然增加造成了典型的“假水位”現(xiàn)象，使得過程暫時(shí)改變了方向，容易產(chǎn)生誤操作而導(dǎo)致發(fā)生事故。 第 2章 方案論證 鍋爐汽包水位的控制方案： 根據(jù)鍋爐汽包水位特性，選取鍋爐汽包水位為被控量，給水流量為控制量，蒸汽流量和給水流量為干擾量，通過控制給水量來使鍋 爐汽包水位維持在滿足負(fù)荷需求的高度。同時(shí)，為保證鍋爐安全生產(chǎn)，調(diào)節(jié)節(jié)水量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)選取氣關(guān)式。 單沖量控制系統(tǒng) 所謂單沖量就是指鍋爐汽包水位為被控參數(shù)，給水量作為控制變量可構(gòu)成的單回路控制系統(tǒng)，如圖 21所示。 當(dāng)蒸汽用量突然增加時(shí)，應(yīng)該加大給水量以滿足負(fù)荷需求；但是由于假水位現(xiàn)象，導(dǎo)致控制器會(huì)先減小給水量來抑制瞬間的水位升高，隨著假水位消失，汽包水位會(huì)在負(fù)荷增加和給水量減少的雙重作用下，產(chǎn)生嚴(yán)重的水位下降，甚至發(fā)生危險(xiǎn)。 對(duì)于小型鍋爐，由于蒸汽負(fù)荷變化時(shí)假水位的現(xiàn)象不明顯，如果再配上一些聯(lián)鎖報(bào)警裝置，這種單沖量控制系統(tǒng)能滿足要求。對(duì)于負(fù)荷變動(dòng)較大的大，中型鍋爐，單沖量控制系統(tǒng)不能保證水位穩(wěn)定，難以滿足水位控制要求和生產(chǎn)安全。因此，該控制方案不適用于負(fù)荷變動(dòng)較大的情況。 雙沖量控制系統(tǒng) 蒸汽流量是影響汽包水位最主要的擾動(dòng)，也是造成假水位的主要因素。如果將蒸汽流量這一可測(cè)不可控的干擾作為前饋引入單沖量系統(tǒng)，就可以有效避免假水位引起的誤動(dòng)作，并及時(shí)控制水位，減小水位波動(dòng)。由此，構(gòu)成如圖 所示的雙沖量控制系統(tǒng)，其 本質(zhì)為前饋 反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，即給水量不僅取決于汽包水位，還受到蒸汽用量影響。 可見，該控制方案能有效適應(yīng)負(fù)荷需求變化，但對(duì)給水系統(tǒng)中的水壓等干擾因素造成的波動(dòng)不能及時(shí)抑制。 三沖量控制系統(tǒng) 為進(jìn)一步改善控制品質(zhì)，引入給水流量信號(hào)，構(gòu)成三沖量控
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