。31锅炉汽包水位控制方面的研究锅炉汽包是生产蒸汽的设备,几乎是工业生产不可缺少的设备,保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的,若水位过低,则会影响产气量,且锅炉易烧干而发生事故;若水位过高,生产蒸汽含水量高,会影响蒸汽质量。这些都是危险的,因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施,311单冲量控制系统汽包水位控制手段是控制给水,基于这一原理,可构成如图31所示的单冲量控制系统。
图31
汽包单冲量控制系统
这里的“冲量”一词是指变量,单冲量即汽包水位。这种控制系统典行的简单控制系统。当蒸汽负荷突然大幅度增加时,由于假水位现象,控制器不但不能开大给水阀来增加给水量,以维持锅炉的物料平衡,而是关小控制阀的开度,减小给水量。等到假水位消失后,由于蒸汽量增加,送水量反而减小,将使水位严重下降,波动很历害,严重时气包水位降到危险程度以至发生事故。因此对于停留时间短、负荷变动较大的情况,这样的系统不能适应,水位不能保证。然而对于小型锅炉,由于水在汽包中的停留时间较长,在蒸汽负荷变化时,假水位的现象并不显著,配上一些联锁报警装置,也可以保证安全操作,故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。312双冲量控制系统在汽包水位的控制中,最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校正,不仅可以补偿“虚假水位”所引起的误动作,而且使给水位控制阀的动作十分及时,从而减少水位波动,改善控制品质。将蒸汽流量信号引入,就购入了双冲量控制系统,如图32所示。从本质上看,双冲量控制系统是一个前馈(蒸
f汽流量)控制加单回路反馈控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈,若需要考虑两条通道在动态上的差异,需引入动态补偿环节。
图32
汽包双冲量原理图及方框图
图32所示的连接方式中,加法器的输出I是I=C1IC±C2IF±I0式中IC液位控制器的输出;IF蒸汽流量变送器(一般经开方器)的输出;I0初始偏置值C1、C2加法器系数。C1的设置一般取1,C2的值应考虑到静态前馈补偿,可现场凑试,也可经理论推导得出。设置I0的目的是使其在正常负荷下,控制器和加法器的的输出都有一个比较适中的数值。最好在正常负荷下,I0和C2IF项接近而相互抵消。313三冲量控制系统双冲量控制系统还有两个弱点:控制阀的工作特性不一定能成为线性特性,这样要做到静态补偿就比较困难;同时,对于给水系统的扰动仍不能克服。为此可再r