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iversityofSouthChi
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过程控制仪表课程设计
题
目：
锅炉汽包水位控制系统
学生姓名：班学级：号：
陈
晓
峰
自动化073班20074460312高飞燕唐耀庚
指导老师：
2010年
12月23日
f1系统简介锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可以供生产过程作为热源，而且还可以作为蒸汽透平的动力源。随着工业生产过程规模的不断扩大，生产过程不断强化，作为全厂动力和热源的锅炉设备，亦向大容量、高参数。高效率方向发展。为确保锅炉生产的安全操作和稳定运行，对锅炉设备的自动控制也提出了更高的要求。锅炉控制装置，其主要的任务是保证锅炉的安全、稳定运行，同时减轻工作人员的劳动强度，确保人员的人身安全。锅炉的汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数。水位过高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热器内结垢，影响传热效率，严重的将引起过热管爆管；水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环，引起水冷壁局部过热而爆管。尤其是大型锅炉，例如，30万kW机组的锅炉蒸发量为1024th，而汽包容积较小，一旦给水停止，则会在十几秒内使汽包内的水全部汽化，造成严重的事故。锅炉给水调节对象可以用如下所示图1表示。
图1锅炉给水调节系统框图
给水调节机构控制给水量W。汽轮机耗气量D是由汽轮机来控制的。水冷壁与汽包存在水部分构成了水循环系统。初看起来，汽包水位的动态特性似乎与单容水槽一样，但是实际情况要复杂得多。其中最突出的一点是水循环系统中充满了
f夹带大量蒸汽气泡的水，而蒸汽泡的总体积Vs是随着汽包压力和炉膛热负荷的变化而改变的。如果有某种原因使蒸汽泡的总体积改变了，即使水循环系统中的总水量没有变化，汽包水位也会随之发生变化。影响汽包水位H的主要有给水量W，汽轮机的耗汽量D等两个主要因素。11给水扰动在给水量W的阶跃扰动下，水位H的响应曲线可以用图2来说明。如把汽包及水循环系统当作单容量水槽，水位的响应曲线应该如图中的直线H1。考虑到给水温度低于汽包内的饱和水温度，当它进入汽包后吸收了原有的饱和水中的一部分热量，使锅炉的蒸汽量下降，水面以下的汽包总体积Vs也相应减小，导致水位下降。Vs对水位的影响可以用图中的曲线H2表示。水位H的实际响应曲线是H1和H2的总和。从图中可知，响应过程有一段迟延时间τ。给水的过冷度越大，纯迟延时间也越大。给水扰动下的传递函数可以近似表示为
式中Ko为响应速度，即给水流量变化单位流量时，r