【正文】 靜態(tài)特性 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 當(dāng)蒸汽負(fù)荷增加時，為了保持汽包水位的恒定，調(diào)節(jié)器的正確動作應(yīng)增大給水流量，即調(diào)節(jié)器輸出控制信號與蒸汽流量信號的變化方向相同，所以蒸汽流量信號定為 “ +” 號（極性）； 給水流量信號是反饋信號，它是為穩(wěn)定給水流量而引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，所以定為 “ ” 號（極性）。 為了討論多信號時調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性首先應(yīng)確定送入調(diào)節(jié)器的各信號極性。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 圖 76 單級三沖量給水系統(tǒng) 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 （ 2）調(diào)節(jié)對象的靜態(tài)特性 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性是被調(diào)量 H與鍋爐負(fù)荷 D的靜態(tài)關(guān)系 。給水調(diào)節(jié)器接受汽包水位 H， 蒸汽流量 D和給水流量 W三個信號。 上一頁 返回目錄 三、 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案 現(xiàn)代電站鍋爐水位調(diào)節(jié)對象動態(tài)特性的特點(diǎn)，決定了采用單回路反饋系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)對調(diào)節(jié)品質(zhì)的要求，所以電站汽包鍋爐的給水調(diào)節(jié)普遍采用三沖給水自動調(diào)節(jié)方案，如圖76所示。 這樣，蒸汽流量大于給水流量，水位應(yīng)該下降。 可見，虛假水位的幅值是相當(dāng)大的。 22()()( ) 1HDHSSD S S SKG T ?? ? ??上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 實(shí)際上，改變汽輪機(jī)的用汽量引起的蒸汽流量的階躍擾動，必定引起汽壓的變化，汽壓變化也會影響到水面下汽泡的體積變化，所以實(shí)際的虛假水位現(xiàn)象會更嚴(yán)重些。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 圖 75 汽包水位的動態(tài)特性 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 蒸汽流量擾動下，汽包水位的動態(tài)特性可用圖 75方框圖來表示，其傳遞函數(shù)為 : 式中 T2— H2變化的時間常數(shù)； K2— H2變化的傳遞函數(shù)； ε — H2的響應(yīng)速度。這是因?yàn)樵谪?fù)荷變化的初始階段，水面下汽泡的體積變化很快，它對水位變化起著主要影響作用的緣故。 b. 反之，鍋爐負(fù)荷下降時，水位反而先下降。 實(shí)際上水位變化曲線 H如圖 74所示 ，它是曲線 H1和 H2的合成 。 如果負(fù)荷變化時，燃料量來不及增加，由于蒸汽量的增加，使汽包內(nèi)的汽壓下降，相應(yīng)地降低了汽水混合物的飽和溫度，汽化加快，同樣使汽水混合物體積膨脹，水位升高。 當(dāng)蒸汽流量突然階躍增加時，此時鍋爐蒸發(fā)量大于給水量，只從物料守恒考慮，由于汽包水位對象是無自平衡能力的，這時水位應(yīng)按積分規(guī)律下降，如圖中 H1曲線所示。動態(tài)特性參數(shù) τ 和 ε 的數(shù)值將用來說明水位響應(yīng)遲延時間的長短和響應(yīng)速度的快慢。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 總之，當(dāng)給水流量擾動時，水位調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性表現(xiàn)為有慣性的無自平衡能力特征。h1) ]。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 式中 τ — 遲延時間 (S) ε — 給水流量改變一個單位流量時 ,水位變化的響應(yīng)速度 [mmh1) ]。 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 (a)積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)并聯(lián) (b) 積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)串聯(lián) 圖 73 給水流量擾動時水位調(diào)節(jié)對象方框圖 上一頁 返回目錄 二、 給水流量的調(diào)節(jié)方式 因此 ,給水流量擾動下的汽包水位的動態(tài)特性可用傳遞函數(shù)表示為 ： ()()( ) 1 ( 1 )HWHSSW S S S S SG? ? ? ???? ? ? ???式中 τ — 遲延時間 (S) ε — 給水流量改變一個單位流量時 ,水位變化的響應(yīng)速度 [mm 通過上面對水位調(diào)節(jié)對象在給水流量擾動下的階躍響應(yīng)曲線分析，可以把水位調(diào)節(jié)對象以方框圖 73（ a） 表示，即把對象看成為是一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)的并聯(lián)。給水流量增加時，汽泡體積收縮，水位逐漸下降，直到汽泡體積不再變化，所以曲線 3可以看作為是慣性環(huán)節(jié)的特性。由于給水壓力很高，汽包水位變化對給水流量的自平衡作用可以忽略不計(jì)，所以反應(yīng)曲線 1可以認(rèn)為是無自平衡能力積分環(huán)節(jié)的特性。給水流量增加，一方面使進(jìn)入鍋爐汽包的給水量增加； 另一方面使溫度較低的給水進(jìn)入省煤器、汽包及水循環(huán)系統(tǒng)，吸收了原有飽和水中的一部分熱量，致使水面下汽泡體積減小。 給水流量擾動下的水位動態(tài)特性 給水流量擾動下的水位階躍響應(yīng)曲線如圖 72所示 .。 以往，由于受到變速水泵制造技術(shù)的限制，鍋爐大都采用定速水泵供水。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在汽包鍋爐自動控制中的應(yīng)用越來越多。 根據(jù)鍋爐的容量、負(fù)荷變化的快慢以及調(diào)節(jié)精度的要求，汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)可分為： 上一頁 返回目錄 一、給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù) （ 1） 以汽包水位為唯一調(diào)節(jié)信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ， 稱為單沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；調(diào)節(jié) ； （ 2） 以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號 ， 蒸汽流量為補(bǔ)充信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ， 稱為雙沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)； （ 3）以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號，蒸汽流量和給水流量為補(bǔ)充信號的給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)