【正文】 文 ） 第 28 頁 1KJ，控制繼電器接點(diǎn) 1C 和 3C。 圖 411 單沖量系統(tǒng)與三沖量系統(tǒng)相互切換和跟蹤線路 圖中 PI1 是低負(fù)荷時的單沖量給水調(diào)節(jié)器，它只接受經(jīng) 過自動校正后的水位信號。 系統(tǒng)的無擾切換 鍋爐在不同的負(fù)荷和參數(shù)下，其給水被控對象的動態(tài)特性是不同的。即在大閥門開大時，小閥門相應(yīng)關(guān)小，直到全部關(guān)閉。 當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加，給水流量增大到一定值時，絕對值報警組件 H/L 動作，使繼電組件KJ 激勵，接點(diǎn) KJ 閉合。小閥回路乘法器輸出aac baU ????? 1010小 （ ?c V）。 大小給水調(diào)節(jié)閥門的切換 在給水控制中，低負(fù)荷時通常用旁路閥門（即小閥門）調(diào)節(jié)給水流量，高負(fù)荷時用主給水閥門（即大閥門）調(diào)節(jié)給水流量。 當(dāng) GHm?? 值時，比例組件輸入為正值。 其他符號意義可從圖中看出。可見比較器 2? 的輸出信號為 )( 211 wwkww ??? 其中 w總給水流量信號； 1w 主給水流量信號； 2w 旁路給水流量信號。對于這種采用兩個測量元件的給水流量測量系統(tǒng)，需要用一個流量信號運(yùn)算回路，如圖 48 所示。圖中 1， 2， 3為截止閥， 4， 5， 6為調(diào)節(jié)閥， 7為總截止閥。若給水溫度變化不大，則不必對給水流量測量信號進(jìn)行校正。 可以按下列公式進(jìn)行校正： pTppkpkD??????? ? （ 44） 式中 D過熱蒸汽流量； P過熱蒸汽壓力； T過熱蒸汽溫度； p? 節(jié)流件差壓； ? 過 熱蒸汽密度； k流量系數(shù)。 圖 44 水位壓力自動校正線路二 、溫度校正 過熱蒸汽流量測量通常采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。1)( ksa ???? bpk39。在鍋爐啟動過程中，水溫略有增加，但由于同時壓力也升高，兩種因素對 a? 的影響基本上可抵消，即可近似地認(rèn)為 a? 時恒值。 采用電氣校正回路進(jìn)行壓力校正，就是在水位差壓變送器后引入校正回路。 測量信號自動校正的基本方法是：先推導(dǎo)出被測參數(shù)隨溫度、壓力變化的數(shù)學(xué)模型，然后利用各種元件構(gòu)成運(yùn)算電路進(jìn)行運(yùn)算，便可實現(xiàn)自動校正。 電動泵組單元制給水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的典型形式是三臺可變速電動給水泵并聯(lián)，兩臺運(yùn)行一臺備用， 泵的轉(zhuǎn)速變化依靠液壓聯(lián)軸節(jié)（靠背輪）滑差實現(xiàn)。另一臺是定速電動泵，在單元機(jī)組啟動及低負(fù)荷時使用。此外還裝有鍋爐點(diǎn)火時省煤器用再循環(huán)門和事故放水電動截止門 8 和 9。典型的連接如圖 41所示。為維持水位在允許的范圍內(nèi)，必須限制負(fù)荷的一次改變量和負(fù)荷變化速度；在負(fù)荷變化后的開始階段，給水流量和負(fù)荷的變化方向相反，如果忽視“虛平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 假水位”現(xiàn)象的存在，盲目根據(jù)“水位”來調(diào)節(jié)給水量，將會擴(kuò)大鍋爐進(jìn)出流量的不平衡，使水位波動加劇，實際工作中應(yīng)當(dāng)防止和避免。所以在燃料量擾動下，汽包水位也會因汽包容積的增加水位先上升，因此也會出現(xiàn)“虛假水位”現(xiàn)象，至蒸發(fā)量與燃料量相適應(yīng)時，水位才開始下降，即經(jīng)過了 Tm時間后水位開始下降。為了維持水位在允許的范圍內(nèi)，運(yùn)行中應(yīng)對負(fù)荷的一次變動量及負(fù)荷變化速度加以限制。 圖 34 蒸汽流量擾動下水位階躍響應(yīng)曲線 H1只考慮貯水量變化的水位反應(yīng)曲線； H2只考慮水面下汽泡容積變化的水位反應(yīng)曲線； H實際水位反應(yīng)曲線（ H=H1+H2） 兩曲線的疊加，即圖中的曲線 H，由圖可知，負(fù)荷變化時汽包水位的動態(tài)特性具有特殊的形式：負(fù)荷增加時，蒸發(fā)量大于給水量，但水位不是下降反而迅速上升；負(fù)荷突然減小時，水位卻先下降，然后迅速上升， 這就是“虛假水位”現(xiàn)象。其擾動傳遞函數(shù)方框圖如圖 33 所示，可近似 認(rèn)為是一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)的并聯(lián)或串聯(lián)的兩種形式。在此過程中，負(fù)荷還未變化，汽包中水仍在蒸發(fā)，因此水位也有下降趨勢。 各種擾動下水位變化的動態(tài)特性 給水流量擾動下對象的動態(tài)特性 圖 22 為給水量擾動下水位階躍響應(yīng)曲線。鍋爐水位調(diào)節(jié)對象的原理結(jié)構(gòu)如圖 31所示。因此，鍋爐運(yùn) 行中，保持汽包水位在一定范圍是十分重要的自動控制問題。從水位反映儲水量來看，調(diào) 節(jié)對象是一個無自平衡能力的對象，這是因為儲水量的變化是由給水流量和蒸汽流量變化引起的，而水位變化后既不能影響給水流量，又不能影響蒸發(fā)量，平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 所以說水位調(diào)節(jié)對象是沒有自平衡能力的。 第三章 給水被控對象的動態(tài)特性 在討論給水自動控制系統(tǒng)之前，必須先分析被控對象的動態(tài)特性，然后才能設(shè)計出一個合理的給水控制系統(tǒng)。 (2)保持給水量穩(wěn)定。水位過高會影響汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增加，使過熱器管壁和氣輪機(jī)葉片結(jié)垢，造成事故；對于工業(yè)鍋爐，蒸汽帶水量過多，也要影響用戶的某些工藝過程。因此采用變速泵的給水控制系統(tǒng)，在控制給水流量的過程中必須保證泵的工作點(diǎn)在安全工作區(qū)內(nèi)。 圖 22 變速泵的壓力 流量特性 變速泵的壓力 流量特性如圖 22 所示，為了保證鍋爐和泵的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，泵必須工作在泵的上限特性、下限特性、鍋爐允許最高給水壓力 maxP 和最低給水壓力 minP 以及泵的最高轉(zhuǎn)速 maxn 和最低轉(zhuǎn)速 minn 包圍的區(qū)域，該區(qū)域稱為泵的安全工作區(qū)。 變速泵：變速泵又分為電動變速泵和氣動變速泵。 主要設(shè)備介紹 汽包：一般汽包采用夾層結(jié)構(gòu)，并且汽包上、下兩半部采用不等壁厚，以減輕汽包重量，節(jié)約鋼材。 對蒸汽鍋爐來說，汽包水位是其正常運(yùn)行的主要指標(biāo)之一，是一個重要的被調(diào)節(jié)參數(shù)。計算機(jī)很強(qiáng)的記憶功能，邏輯 判斷功能以及快速計算功能為實現(xiàn)任意的控制算法提供了可能，這樣，先進(jìn)的控制理論和控制算法進(jìn)入鍋爐控制已經(jīng)有了可能性。我國的鍋爐工業(yè)是在新中國成立后才建立和發(fā)展起來的， 1953 年在上海首創(chuàng)了上海鍋爐廠 ,從其在生產(chǎn)和生活中所起的作用不同，鍋爐可分為電站鍋爐，主要用于發(fā)電；工業(yè)鍋爐，主要用于直接供給工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)或驅(qū)動機(jī)械能源；生產(chǎn)鍋爐，主要用于為居民提供熱水和供居民取暖。爐子是指燃燒設(shè)備，為化石烯料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能提供必要的燃燒空間。 早期的自動控制系統(tǒng)因熱力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量小，對控制系統(tǒng)要求也不高，所以非常簡單，只需對給水、汽溫、汽壓和汽機(jī)的轉(zhuǎn)速作簡單的控制。熱力發(fā)電廠是電力工業(yè)的重要組成部分。在一定壓力的情況下，汽包內(nèi)水汽的溫度也不同（可參解水的特性表，即額定壓力下的額定飽和溫度）， 如果是在飽和狀態(tài)，水的溫度與汽的溫度是相同的。 進(jìn)入汽包的汽水混合物分別進(jìn)入汽水旋風(fēng)分離器，利用改變流動方向時的慣性進(jìn)行慣性分離，這是汽水混合物 的第一次分離。 汽包 2：內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì) 。 2：內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)。 第一章 汽包的論述 汽包的概念 汽包的概念是指氣壓通過水循環(huán)導(dǎo)致氣壓下降或上升，也可以理解為汽包是氣體和水分融合后形成的氣壓變化，極限壓力中的空氣與水分子會提高氣體的壓力上升，導(dǎo)致高壓達(dá)到一定數(shù)值后產(chǎn)生的壓力集分子。汽包給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)就是 :一是維持鍋爐水位在允許的范圍 ，使鍋爐的給水量適應(yīng)于蒸發(fā)量。針對汽包鍋爐的水位控制情況，結(jié)合具體實例，分析了造成汽包水位波動大的原因并提出了具體預(yù)防汽包水位波動的措施。我國 火電機(jī)組中停運(yùn)事故的 50％以上發(fā)生在鍋爐側(cè)，而且這些事故的絕大多數(shù)是由鍋爐啟動過程中的問題所引起的。汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量，并使汽包中水位保持在一定的范圍內(nèi)。 目前，汽包水位多采用云母水位計、電接點(diǎn)水位計、射線液位計、液位開關(guān)、單室平衡器、雙室平衡容器等。 36 單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定 及 MATLAB仿真 35 參數(shù)整定及 MATLAB 仿真 33 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 調(diào)節(jié)器的選取 系統(tǒng)的無擾切換 給水流量信號的溫度校正 過熱蒸汽氣流信號的壓力、溫度校正 給水控制對象的動態(tài)特性 鍋爐 給水控制系統(tǒng)的任務(wù) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文） （ 說 明 書 ） 題 目 ： 鍋爐汽包給水位系統(tǒng)設(shè)計 姓 名： 王新兵 編 號 ： 20202020759 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 2020年 4 月 15日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文） 任 務(wù) 書 姓名 王 新 兵 專業(yè) 電廠設(shè)備運(yùn)行與維護(hù) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2020 年 02 月 15 日 設(shè)計 （ 論 文） 開 始日期 2020 年 03 月 15 日 設(shè)計 （ 論 文）完成日期 2020 年 04 月 10 日 設(shè)計 （ 論 文） 題 目： 鍋爐汽包給水位系統(tǒng)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 任偉 系（部）主 任 黃穎輝 2020 年 04 月 10 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 （ 論 文）答 辯 委 員會記錄 電力工程系 系 電廠設(shè)備運(yùn)行與維護(hù) 專業(yè) ， 學(xué) 生 于 年 月 日 進(jìn) 行了 畢業(yè)設(shè)計 （ 論 文）答 辯 。 各種擾動下水位的動態(tài)特性 第三章 給水自動控制系統(tǒng)的基本要求和基本結(jié)構(gòu) 水位信號的壓力校正 給水控制系統(tǒng)的切換 第五章 系統(tǒng)的參數(shù)整定及 MATLAB 仿真 這些困難和差異的存在，主要原因是 現(xiàn)行的汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)落后、測量誤差很大、獨(dú)立測點(diǎn)數(shù)量少所造成的。 其中，汽包鍋爐 給水及水位的調(diào)節(jié)已經(jīng)完全采用自動的方式加以控制，在不需要操作人員干預(yù)的情況下，可以很好的完成生產(chǎn)過程中的給水及水位控制，大大提高了生產(chǎn)效率。 隨著火力發(fā)電廠裝機(jī)容量的增大，發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行成為影響火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的重點(diǎn)，因而預(yù)防電廠事故顯得至關(guān)重要。通過對自然循環(huán)鍋爐的汽包在整個啟動過程中熱應(yīng)力的分析、上下壁溫差、內(nèi)外壁溫差造成平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁