对锅炉汽包水位控制的分析

《对锅炉汽包水位控制的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、对锅炉汽包水位控制的分析朱李超（上海大学机电工程与自动化学院上海200072）摘要：锅炉控制系统是一个复杂，庞大，多变量，耦合的系统。通常的设计方法是在可能的情况下将系统划分为几个独立的控制区域，并分别对各个区域进行控制系统的设计。本文主要阐述了锅炉控制系统中汽包水位控制的结构，原理，特点以及控制方法,并对控制方法作简单的分析。关键词：汽包水位控制TheanalysisofboilerdrumwaterlevelcontrolZHULi-chao（SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,ShanghaiUni

2、versity,Shanghai200072,China）Abstract:Boilercontrolsystemisacomplex,large,multi-variablecoupledsystem.Theusualdesignapproachisdividingthesystemintoseveralindependentcontrolareasinthecaseofpossible,andthendesigneachregionseparately.Thispapermakesabriefintroductionaboutthestructure

3、,principle,characteristicsandcontrolmethodsthatusedinthesystemofdrumboilerwaterlevelcontrolsystem.Italsomakesasimpleanalysisaboutthecontrolmethods.Keywords:Drumwaterlevelcontrol1概述1.1锅炉系统的简介作为工业生产自动化控制中的一个重要的组成部分，锅炉控制系统在工业生产中有着非常广泛的应用，对锅炉系统的分析也有着非常实际的意义。锅炉系统是一个复杂的被控装置，其控制过程是一个多变量

4、、非线性、带时延的复杂对象。它有多个被控变量和调节变量，并且相互之间存在耦合。于是，理想的锅炉控制系统应该是多回路的调节系统。因为只有这样，在锅炉受到某一扰动后，系统才能同时协调作用，改变其调节量，使被控量达到一定的要求。但是，这种控制系统相当的复杂，不容易实现。所以在进行锅炉控制系统的设计时，通常将整个复杂的系统划分为几个相对独立的控制区域，再针对各个区域的特点分别进行控制系统的设计。如可将整个锅炉控制系统分为汽包水位控制，蒸汽温度控制，锅炉燃烧控制等。本文主要就汽包水位控制的原理和方法作一个简单的分析与比较。1.2汽包水位控制简介锅炉是工业生产过程当

5、中的重要设备，在锅炉的正常运行中，汽包水位是其重要的工艺指标，同时也是锅炉能够提供符合质量要求的蒸汽的必要条件。如果汽包水位过低，则汽包内的水量较少，在蒸汽复合很大时，水的汽化速度和水量变化速度都很快，如果不及时控制，可能会导致汽包内的水全部汽化，引起锅炉损坏或是爆炸。相反，如果汽包水位过高，汽水将较难分离，产生蒸汽带夜现象，使过热器管壁结构而损坏，同时还可能损坏汽轮机叶片。因此无论是汽包水位过高或是过低都将对锅炉控制的安全性和经济型构成威胁，于是汽包水位必须控制在一个允许的范围。2汽包水位控制系统的控制任务2.1主要控制任务锅炉汽包水位控制的主要任务是

6、使给水量能适应蒸汽量的需要，并保持汽包水位在规定的工艺范围之内。引起汽包水位变化的主要因素是蒸汽用量和给水量。由于蒸汽用量是负荷，因此可以选择给水量作为控制参数，汽包液位是被控参数，由此可以构成一个锅炉汽包水位的控制系统。2.2控制过程出现的难点2.2.1“虚假”水位现象所谓“虚假”水位现象就是在蒸汽负荷突然增加时，会导致汽包内的蒸汽压力下降，使水的沸腾加剧，气泡迅速增加，由于气泡的体积比同重量的水的体积大得多，结果形成了汽包内水位升高的假象。相反，当蒸汽符合突然减少时，会导致汽包内的蒸汽压力上升，沸腾程度下降，气泡减少，形成水位下降的假象。2.2.2等

7、效纯滞后现象所谓等效纯之后现象是指在给水量突然增加的时，由于汽包内水温的突然下降，汽水混合物的汽化程度变化，使在一段时间内由给水引起的水位增高的趋势和呦汽化程度引起的水位下降的趋势基本相等，造成汽包水位基本不变的状态。3汽包水位控制系统的影响因素分析3.1蒸汽负荷对水位的影响蒸汽流量对水位的影响属于干扰通道的动态特性。在燃料量不变的情况下，蒸汽用量的突然增加或是减少都将引起“虚假”水位现象。在蒸汽流量的突然增加时，由于假水位的现象，在开始阶段液位不仅不会下降，反而先上升，然后下降（反之，当蒸汽流量突然减少时，则水位先下降，然后上升）。假设实际水位的变化为

8、，不考虑气泡容积变化的液位变化为，只考虑气泡容积变化的液位变化为。那么蒸汽负荷增