【正文】 蒸汽發(fā)生器由于使用了燃?xì)猓势湟何豢刂葡到y(tǒng)給水調(diào)節(jié)應(yīng)避免使用使用電動調(diào)節(jié)閥；且給水調(diào)節(jié)不需要很大的推力，故不必使用液動調(diào)節(jié)閥。自動調(diào)節(jié)閥是能夠按照輸入信號自動改變開度的閥門，它可以分為氣動，電動，液動三大類。 ? ?? ? ???????? ??? sTsTKsU DIC11E s武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 10 蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是給水調(diào)節(jié)閥，因此蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)執(zhí)行器的選擇是調(diào)節(jié)閥的選型。故蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 器可以 選擇 P 或 PI。比例積分微分控制 PID 既能快速控制，又能消除余差，具有較好的控制性能。比例積分控制 PI 可以減小 P 或 I 單獨(dú)使用的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)的控制精度。微分控制 D 的特點(diǎn)是能起到超前控制的作用，即按照偏差變化的速度控制，能在偏差很小時，提前增大控制作用，改善控制品質(zhì)。比例控制 P 的優(yōu)點(diǎn)是控制及時，反應(yīng)靈敏，偏差越大控制力度越大；缺點(diǎn)是控制結(jié)果存在余差。 綜上所述，最后選擇法蘭式差壓變送器作為蒸汽發(fā)生器的液位變送器。 常用物位檢測儀表有差壓式液位變送器，電容式物位變送器和超聲波液位計(jì)等。 液位變送器的選擇 通過物位測量可以獲知容器內(nèi)物質(zhì)的體積或質(zhì)量，還可以監(jiān)視或控制容器內(nèi)介質(zhì)物位，使它保持在工藝要求的高度上，使過程正常進(jìn)行。 差壓流量計(jì)使用時有諸多因素制約，因此要查閱相關(guān)手冊；轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要適合于小管徑，小流量的測量；靶式流量計(jì)能測量有懸浮物，沉淀物的流體流量；橢圓齒輪流量計(jì)可能因熱脹冷縮發(fā)生齒輪卡死；渦輪流量計(jì)只能在清潔流體中使用；電磁流量計(jì)特別適合測量測量含有纖維和固體顆粒的流體；旋渦式流量計(jì)要求流體的流速分布均勻；超聲波流量計(jì)要求流體清潔且測量管前后有足夠長的直管段?？衫昧髁坑?jì)獲得一段時間內(nèi)通過的物料總體積或總質(zhì)量。 武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 8 蒸氣流量變送器的選擇 流量一般指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量 ，即瞬時流量?？梢韵驕p小“虛假水位”現(xiàn)象對液位的影響。 雙沖量液位控制系統(tǒng)相對單沖量控制系統(tǒng)增加了針對蒸氣流量擾動的補(bǔ)償通道，使調(diào)節(jié)閥及時按照蒸氣流量擾動進(jìn)行給水量補(bǔ)償，而其他干擾對水位的影響有反饋控制回路克服。因此，這樣當(dāng)蒸氣量增加，給水量減小使存水量減小。 圖 雙沖量液位控制系統(tǒng)框圖 武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 7 方案選擇 單沖量液位控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是所用設(shè)備少，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)整定和使用維護(hù)方便。利用蒸氣流量變化信號對給水量進(jìn)行補(bǔ)償控制，就可以消除或減小 “虛假水位” 對液位的影響。 ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? 1HHGH11021 ????? sT KssG ssG sss ?武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 6 單沖量水位控制系統(tǒng) 以液位為被控參數(shù)，給水量作為控制變量構(gòu)成的單回路液位控制系統(tǒng)，工程上也稱單沖量控制系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖 所示。實(shí)際水位變化 ΔH(t)是 ΔH1(t)與 ΔH2(t)的疊加，即 ΔH(t)=ΔH1(t)+ΔH2(t)。由于給水溫度比發(fā)生器內(nèi)飽和水的溫度低，給水會從飽和水中吸收一部分熱量，故當(dāng)給水量增大后，水中氣泡總體積減小，導(dǎo)致水位下降。 ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? 1HHH2221 ?????? sT KssD ssD ssD s f?武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 5 給水流量對水位的影響 圖 給水流量階躍干擾下蒸汽發(fā)生器水位響應(yīng)曲線 在給水流量增大時，水位階躍響應(yīng)曲線如圖 中 ΔH(t)所示。即 ΔH(t)=ΔH1(t)+ΔH2(t)。 蒸氣流量增加 ΔD 時，水位變化實(shí)際階躍曲線如圖 中 ΔH(t)所示。上述現(xiàn)象稱為“虛假水位”現(xiàn)象。 圖 蒸氣流量階躍干擾下蒸汽發(fā)生器水位響應(yīng)曲線 圖 中的 ΔH1(t)表示將蒸汽發(fā)生器當(dāng)作非自衡單容對象看待時，汽包水位對蒸氣流量的階躍響應(yīng)曲線。 武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 4 蒸氣流量對水位的影響 在其他條件不變的情況下，蒸氣流量突然增加，會使蒸汽發(fā)生器物料平衡發(fā)生變化，瞬間流出量大于流入量，存水量減少。該過程傳輸滯后和容量滯后都很大，燃燒過 程又有專門的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此燃料量不能作為液位控制系統(tǒng)的控制變量。 蒸氣流量是應(yīng)用戶需要改變的不可控因素，因此蒸氣流量不能作為液位的控制變量。 蒸汽發(fā)生器壓力變化并不直接影響水位，而是通過壓力升高時的“自凝結(jié)”和壓力下降是的“自蒸發(fā)”過程影響水位。 圖 蒸汽發(fā)生器工藝流程圖 武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 2 武漢理工大學(xué)《 儀表與過程控制系統(tǒng) 》課內(nèi)實(shí)踐說明書 3 量的選擇 蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)可直接選擇液位作為被控參數(shù)。因此，必須將蒸汽發(fā)生器液位控制在工藝允許范圍內(nèi)。水位過低，會破壞水循環(huán)而損壞蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器液位體現(xiàn)了蒸氣流量與給水量的平衡關(guān)系，是一個重要監(jiān)控參數(shù)。 本次課內(nèi)實(shí)踐對蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，并利用 matlab 對液位控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。這些被控參數(shù)與控制變量間相互影響。 蒸汽發(fā)生器是一個較為復(fù)雜的控制過程，為保證提供合格的蒸氣適應(yīng)負(fù)荷需要以及安全運(yùn)行，工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。蒸汽發(fā)生器按照燃料分類可分為電蒸汽發(fā)生器、燃油蒸汽發(fā)生器、燃?xì)庹羝l(fā)生器等；按照出口壓力可分為低壓蒸汽發(fā)生器、中壓蒸汽發(fā)生器、高壓蒸汽發(fā)生器、超高壓蒸汽發(fā)生器、亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器、超臨界壓力蒸汽發(fā)生器等。 ④ 設(shè)計(jì)整個控制系統(tǒng)原理框圖，并對各個組成部分進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)、分析； ⑤ 重點(diǎn)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的控制器，并對系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行整定； ⑥ 給出系統(tǒng)