1、了水位这个被调参数的调节精度。在稳定状态下,水位测量信号等于给定值,水位调节器的输出,蒸汽流量及给水流量等三个信号,通过加法器得到的输出电流为式中,为液位调节器的输出电流为蒸汽流量变送器的电流为给水流量变送器的电流分别为加法器各通道的衰减系数。设计此时正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号为了安全调节阀必须用气关阀。假定在时刻,蒸汽负荷突然增加,蒸汽流量变送器的输出电流相应增加,加法器的输出电流就减少,从而开大给水调节阀。但是与此同时出现了假水位现象,水位调节器输出电流将增大。由于进入加法器的两个信号相反,蒸汽流量变送器的输出电流会抵消部分假水位输出电流,所以,假水位所带来的影响将局部或全部被克服。待假水位过去,水位开始下降,水位调节器输出电流开始减小,此时,它与蒸汽流量信号变化的方向相。
2、确设计以外，还必须正确仔细的整定。三冲量控制系统的工程整定方法比较特殊，这里主要结合图所示的系统讨论三冲量控制系统的工程整定问题。三冲量给水控制系统图如图所示。图三冲量给水控制系统输入信号之间的静态配合对于单冲量系统来说，只要调节器是比例积分动作的，那么，在控制过程结束以后被调量就没有静态偏差。对于三冲量系统则不然，即使采用比例积分调节器，也不定能保证无差，还必须解决个输入信号系统的静态配合问题。现在把图所示的控制系统以传递函数方框图的形式重画成图图三冲量控制系统的方框图图中各符号的意义如下，分别为水位给水流量和蒸汽流量的次测量仪表及变送器的传递系数和时间常数分别为水位，给水流量和蒸汽流量的分流系数。水位设定值到水位设定信号之间的传递函数。给水调节机构的传递系数。,为调节通道和扰动通。
3、而逐渐上升。最后当水位下汽包容积不再变化时，水位变化就完全反映了由于储水量的增加而直线上升。因此，实际水位曲线如图中线。即当给水量作阶跃变化后，汽包水位开始不立即增加，而是呈现出段起始惯性段。用传递函数来描述时，它近似于个积分环节和时滞环节的串联。可表示为式中响应速度，即给水流量变化单位流量时，水位的变化速度，时滞，秒给水温度低，时滞亦越大。对于非沸腾式省煤器的锅炉对于沸腾式省煤器的锅炉,有些文献上响应速度用相对量来表示，即当扰动量为时，水位用相对量来表示，以允许变化的范围为的变化速度。并以的倒数称为响应时间来表示。响应时间的定义是当扰动量为时，水位变化所经过的时间单位为。汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性蒸汽流量扰动主要来自气轮机的负荷变化，这是个经常发生的扰动，属于调节系统。
4、反,因此加法器的输出电流减小,意味着要求增加给水量,以适应新的负荷需要并补充水位的不足。调节过程进行到水面重新稳定在给定值,给水量和蒸发量达到新的平衡为止。当蒸汽负荷不变,给水量本身因压力波动而变化时,加法器的输出相应变化,去调节阀门开度,直至给水量恢复到所需的数值为止。由于引进了蒸汽流量和给水流量两个辅助冲量,起到了超前信号的作用,使给水阀开始就向正确的方向移动,因而大大减小了水位的波动幅度,抵消了虚假水位的影响,并缩短了过渡过程时间。图为三冲量水位调节方案图,图为三冲量水位调节方框图。图三冲量水位调节方案图三冲量水位调节方框图由上面对三冲量系统的些讨论的同时我们不能忽视其整定的重要性，下面就小论其工程整定问题。三冲量控制系统的工程整定众所周知，要使控制系统具有良好的控制性能，除了必须正。
5、能。汽包锅炉工艺汽包锅炉简介在设计锅炉汽包水位控制的过程中首先从汽包锅炉入手，汽包锅炉有自然循环方式和强制循环方式两种，汽包锅炉自动控制的任务与直流锅炉几乎样，也是主要包括四个方面保证系统安全运行保持燃烧的经济性保持炉膛负压在定范围内运行中保证气轮机所需的蒸汽量，过热蒸汽压力和蒸汽温度的恒定。无论上自然循环还是强制循环锅炉，其给水控制的任务都是为了保证锅炉负荷和给水的平衡关系。但是，汽包锅炉由于有了汽包的存在，使锅炉的运行方式锅炉的结构工作原理与直流锅炉不同，这就使实现控制的方式，采用被调量都有所区别。汽包锅炉的工作原理汽包锅炉的蒸发系统有汽包下降管分配水管下联箱上升管上联箱上升管上联箱汽水引出管汽水分离器组成，这种与直流锅炉结构的不同的最大优点是这个蒸发系统是闭合的，工质在所有时候都在这。
6、，在的条件下做基本扰动的响应特性实验，求得迟延时间和上升速度ε然后根据经验整定公式表得通常要求给水量控制要平稳些，因此可适当加大比例带，例如取这样也就确定了给水流量信号的强弱。再由式所规定的蒸汽流量信号与给水流量信号之间的关系，确定蒸汽流量信号的强弱，即现在再来确定调节器的参数和。从图十四可以看到，调节器是在内回路中，因此可用单回路整定来确定其参数。到此为止，已确定了全部整定参数，但是，根据上两式求出的和的值，有时可能大于，这说明开始假定的偏大，需要同时按比例地缩小和这样做不会影响控制系统的性能。工程中需要注意的问题关于汽包水位测量的问题由于汽包水位波动较大，般选用平衡容器测量汽包水位。平衡容器连通管中的水位始终与汽包水位等高，上端的蒸汽冷凝后会在托。
7、统是否可靠的重要指标。随着工业自动化整体水平的提高，方案的选择范围增多，但据不同的要求和不同的侧重点，最优方案始终是我们的首选。下面以汽包水位控制系统的设计为例，对几种方案略解。汽包水位是锅炉运行的主要指标之，是个非常重要的被控量。维持水位在定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件，这是因为水位过高会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸气温度急剧下降，该过热蒸汽作为气轮机动力的话，将会损坏气轮机叶片，影响运行的安全性和经济性。水位过低，则由于汽包内的水量转少，而负荷很大时，如不及时调节就会使汽包内的水全部液化，导致水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。因此，锅炉汽包水位必须严加控制。汽包水位的动静态特性给水母管给水调节阀省煤器汽包下降管上升管过热器蒸汽母管图锅炉给水系统锅炉汽水系统结构如图所示，汽包水位不仅受汽包。
8、的静态特性，这是多信号系统不同于单信号系统的突出特点之。控制系统动态整定对于三冲量控制系统来说，需要进行整定的参数有个，即分流系数和调节器比例带及积分时间，上面已经从信号的静态配合上讨论了和的比例关系。下面进步讨论如何在动态整定中最后确定这些参数。在图所示控制系统中，虚线方框所标出的内回路是个流量自稳定系统。由于流量调节系统的响应很快，可以近似认为且般也很小，可以忽略不计，于是有此时，整个内回路的等效传递函数近似视为因此，图中的内环可用来代表，可以看作是外回路中的等效调节器，它具有纯比例动作，等效比例带为从图可见，外回路的开环增益与成正比，故的大小决定了控制过程的进行情况。这里有两个特定参数和，可以暂时取然后应用适当的整定方法确定的大小，例如可采用动态特性参数法。
9、个闭合的蒸发管道系统中不断循环。锅炉的蒸发受热面是有比较明显的分界线的。无论是自然循环还是强制循环汽包锅炉只是工质的循环方式不同，并不改变汽包锅炉的工作原理。这主要是由锅炉运行参数决定的，而且没有很严格的规定，当锅炉压力工作在范围内时，汽水密度差可以自行推动工质流动，因此可以采用自然循环当锅炉工作压力时，般可以采用强制循环。调节过程特点汽包水位成为给水控制的唯标志，因此汽包水位反映了锅炉负荷与给水的平衡关系汽包水位影响蒸发面的改变，影响锅炉的安全运行。因此在汽包锅炉中，给水控制比直流锅炉的给水控制简单，其对象可以看成是带有可测扰动的两输入输出系统，其指标是单的，也即把水位维持在个范围内即可。汽包水位控制系统众所周知，工业过程控制系统的安全性稳定性准确性和经济性是企业考虑的重中之重，是衡量系。
10、的外扰。在蒸汽流量扰动作用下，水位的阶跃响应曲线如图所示图汽包水位在蒸汽流量案，在负荷变化时给水流量会及时做出相应变化，调节时间也比较短，对于克服虚假水位的动态偏差有进步的好处。方案三适用于大容量高压锅炉，而且要求水位控制严格的场合。最优方案解析图锅炉汽包水位的三冲量调节系统流程图从前面的分析比较，我认为三冲量控制系统是最优控制。下面讨论种常见的三冲量调节系统蒸汽流量和给水流量前馈与汽包水位反馈所组成的三冲量系统。图中所示的三冲量系统,汽包水位是被控变量,是主冲量信号,蒸汽流量和给水流量是辅助冲量信号。系统将蒸汽流量和给水流量前馈到汽包水位调节系统中去,旦蒸汽流量或给水流量发生波动,不是等到影响到水位才进行调节,而是在这两个流量改变之时就能通过加法器立即去改变调节阀开度进行校正,故大大提高。
11、包括循环水管中储水量的影响，亦受水位下气泡容积的影响。而水位下气泡容积与锅炉的负荷蒸汽压力炉膛热负荷等有关。因此，影响水位变化的因数很多，其中主要是锅炉蒸发量蒸汽流量给水流量和燃料扰动。下面着重讨论在给水流量作用下的汽包水位的动态特性。汽包水位在给水流量作用下的动态特性图给水流量扰动下水位阶段响应曲线图所示是给水流量作用下，水位的阶跃响应曲线。把汽包和给水看作单容量无自衡过程，水位阶跃响应曲线如图中线。但是由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，所以给水流量增加后，从原有饱和水中吸取部分热量。这使得水位下汽包容积有所减少，使水位下降，单考虑这个因数，水位的变化如图中曲线，相当于个惯性环节，实际上水位的响应为与的和。当水位下汽包容积的变化过程逐渐平衡时，水位变化就完全反映了由于汽包中储水量的增加。
12、道的传递函数。比例积分调节器的传递函数。由于采用比例积分调节器，当调节过程结束后，调节器的总输入信号为零，即也即考虑到在给水系统处于稳态时给水量必然等于蒸汽量，即，因此有假如在额定蒸汽负荷下，调节系数可以使汽包水位等于其额定值。此时上式应变为将上两式相减得上式就是水位控制系统的静特性，即调节过程结束后水位与负荷之间的关系。图三冲量控制系统的静态特性静特性是直线，如图所示，直线的斜率决定于和的选择。如果给水信号和蒸汽流信号样强，即则在任何负荷下均有它就是图中的直线，直线和分别代表大于或小于的情况。从以上分析可以看出，对于多信号系统，要消除被调量的静态偏差，除了必须采用比例积分调节规律以外，还必须使个输入信号之间保持定的静态配合关系，才能保证系统具有希望。
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毕业论文：锅炉汽包水位控制系统的设计