【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 泡膨脹，使汽泡體積增大而水位上升。 但實(shí)際水位是先上升再下降，這種現(xiàn)象稱為 “ 虛假水位 ” 現(xiàn)象，如圖中 H(t)所示。 如圖 75中曲線 H2(t)所示。在開始的一段時(shí)間 H2(t)的作用大于H1(t)。當(dāng)過了一定時(shí)間后，當(dāng)汽泡容積和負(fù)荷相適應(yīng)而達(dá)到穩(wěn)定后，水位就要反映出物質(zhì)平衡關(guān)系而下降。 T2 D?t H2(t) H1(t) H(t) H 圖 75蒸汽量 D 擾動(dòng)下水位階躍響應(yīng)曲線 因此，水位的變化應(yīng)是上述兩者之和 ,即： ? ? ? ? ? ?tHtHtH 21 ??傳遞函數(shù)也為兩者之代數(shù)和： ? ?? ?H SD SKT S S? ? ?221?（三）爐膛負(fù)荷擾動(dòng)下水位變化的動(dòng)態(tài)特性 此處的爐膛負(fù)荷擾動(dòng)即是指燃料量 M的擾動(dòng)。 燃料量增加時(shí)，鍋爐吸收更多的熱量，使蒸發(fā)強(qiáng)度增大，如果不調(diào)節(jié)蒸汽閥門，由于鍋爐出口汽壓提高，蒸汽流量也增大，這時(shí)蒸發(fā)量大于給水量，水位應(yīng)下降。 當(dāng)蒸發(fā)量與燃燒量相適應(yīng)時(shí)，水位便會(huì)迅速下降，這種 “ 虛假水位 ” 現(xiàn)象比蒸汽量擾動(dòng)時(shí)要小一些，但其持續(xù)時(shí)間卻更長(zhǎng)。 為了保證汽壓的穩(wěn)定，燃料量和蒸發(fā)量必須保持平衡，所以這兩者往往是一起變化的，只是先后的差別。 但由于在熱負(fù)荷增加時(shí)蒸發(fā)強(qiáng)度的提高，使汽水混和物中的汽泡容積增加，而且這種現(xiàn)象必然先于蒸發(fā)量增加之前發(fā)生，從而使汽包水位先上升，引起虛假水位”現(xiàn)象。 影響水位的因素除此之外，還有給水壓力，汽包壓力，汽輪機(jī)調(diào)速汽門開度，二次風(fēng)分配等。 不過這些因素幾乎都可以用 D、 M、 G的變化體現(xiàn)出來。 給水?dāng)_動(dòng)是內(nèi)擾，其他是外擾 。 三、給水自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 根據(jù)上述給水控制系統(tǒng)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的分析，給水控制系統(tǒng)應(yīng)符合以下基本要求： 其次，由于對(duì)象在蒸汽量 D 擾動(dòng)下，水位階躍反應(yīng)曲線表現(xiàn)相互有 “ 虛假水位 “ 現(xiàn)象，這種現(xiàn)象反應(yīng)速度比內(nèi)擾快，為了克服 ”虛假水位 “ 現(xiàn)象對(duì)控制的不利影響，應(yīng)考慮引入蒸汽流量的補(bǔ)償信號(hào)。 首先，由于被控對(duì)象在給水量 G 擾動(dòng)下的水位階躍反應(yīng)曲線表現(xiàn)為無自平衡能力，且有較大的遲延，因此必須采用帶比例作用調(diào)節(jié)器以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 第三，給水壓力是有波動(dòng)的，為了穩(wěn)定給水量，應(yīng)考慮將給水量信號(hào)作為反饋信號(hào)，用于及時(shí)消除內(nèi)擾。 四、前饋－－反饋三沖量給水控制系統(tǒng) 但由于流量 G對(duì)水位 H的影響，其遲延要比蒸汽量 D對(duì) H的影響要大，用 H作為反饋信號(hào)去控制不夠及時(shí)，使得其動(dòng)態(tài)偏差增大。 前饋－－反饋復(fù)合控制系統(tǒng)能補(bǔ)償由于外擾 D引起的水位變化，克服虛假水位的影響，改善了控制品質(zhì)，比單沖量反饋控制要優(yōu)越的多。 為了克服這一不足，引入另外一個(gè)反饋信號(hào)即給水流量信號(hào)，構(gòu)成一個(gè)新型的復(fù)合控制系統(tǒng)，稱作前饋－－反饋三沖量給水控制系統(tǒng)。 （一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 前饋－－反饋三沖量給水控制系統(tǒng)的原理框圖如圖 76所示，因?yàn)橄到y(tǒng)中只用了一個(gè)調(diào)節(jié)器，而調(diào)節(jié)器的輸入有三個(gè)，因此稱之為單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)。 這種系統(tǒng)與雙沖量系統(tǒng)相比，多了一個(gè)流量反饋信號(hào)，給水量G發(fā)生變化時(shí)，流量信號(hào)自然要比水位信號(hào)快得多。 H WT(S) WDZ(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D VH H nGVG + Vg + △ T VT G + + H1 H2 VD D nDVD VG Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖 76 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)原理框圖 圖中標(biāo)出的 Ⅰ 為內(nèi)回路， II為主回路（外回路）， III為前饋通路。 （二）調(diào)節(jié)器正反作用開關(guān)及入口信號(hào)接線極性 圖 76中各信號(hào)接入調(diào)節(jié)器的極性： 水位 H上升時(shí)（ VH下降）調(diào)節(jié)器應(yīng)關(guān)小閥門，是負(fù)反饋，所以信號(hào) VH 的極性為 “ 正接 ” ； H WT(S) WDZ(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D VH H nGVG + Vg + △ T VT G + + H1 H2 VD D nDVD VG Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖 76 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)原理框圖 圖中標(biāo)出的 Ⅰ 為內(nèi)回路， II為主回路（外回路）， III為前饋通路。 當(dāng)蒸汽量 D 增大時(shí) (VD 也增大 )nDVD也增大，調(diào)節(jié)器應(yīng)開大閥門，所以 nDVD 的極性應(yīng)是 “ 正接 ” ； 當(dāng)給水流量 Ｇ 增大時(shí)（ VG也增大） nGVG 也增大，調(diào)節(jié)器應(yīng)關(guān)小閥門，是負(fù)反饋，所以 nGVG的極性應(yīng)是 “ 反接 ” 。 內(nèi)部給定信號(hào) Vg 與水位信號(hào) VH 相平衡， VH 極性為 “ 正 ” ，則 Vg的 極性為 “ 負(fù) ” 。 H WT(S) WDZ(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D VH H nGVG + Vg + △ T VT G + + H1 H2 VD D nDVD VG Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖 76 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)原理框圖 圖中標(biāo)出的 Ⅰ 為內(nèi)回路， II為主回路（外回路）， III為前饋通路。 （三）控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性 參照?qǐng)D 76，設(shè)調(diào)節(jié)器采用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律，靜態(tài)時(shí) ,輸入增量為 0,輸出為定值，即有如下關(guān)系： 0????? GGDDgH InInIII ?上式可變?yōu)椋? I I n I n Ig H D D G G? ? ?－ Kg 為將給定值電壓 Vg轉(zhuǎn)化成給定水位 HG的轉(zhuǎn)換系數(shù)； IH = γH H － γH為水位測(cè)量變送器傳遞系數(shù)，負(fù)號(hào)表示Ｈ與 VH變化方向相反； Ig = KgHg IG =γ GG γ G —— 為給水流量測(cè)量變送器的傳遞系數(shù)； 所以上式可變?yōu)椋? γ HH－ KgHg＝ nDγDD － nGγGG ID =γ DD γ D —— 為蒸汽流量測(cè)量變送器的傳遞系數(shù)； 若忽略排污則有 G＝ D，上式變?yōu)椋? 當(dāng) D=D0， H=Hg 時(shí)可得： gH Hg－ Kg Hg ＝ (nDgD － nGgG ?D0 （ 72） （ 71） γ HH－ KgHg＝（ nDγ D－ nGγ G） D 式 71與式 72相減得： ? ?H H n n D Dg D D G GH? ? ? ? ? ?g gg 0依據(jù)上式可有以下三個(gè)結(jié)論： n nD D G G? ? ?g g(1) 時(shí) ,H＝ Hg，