锅炉汽包水位控制系统的设计

文  摘 本文在具体分析了一些影响汽包水位对象控制主要因数的基础上，讨论了目前通常采用的控制方法,深入分析了水位对象模型的动静特性。首先从锅炉汽包内水的热平衡、物质平衡原理出发，推导出了用来描述锅炉水位对象的通用机理控制模型，通过对几种控制方案的分析、研究与比较，选三冲量系统作为最佳控制方案，并着力研究三冲量系统的特点。随后对其在PID的参数整定方面也进行了必要的分析，并略述了工程中需要注意的问题。在此基础上，我们可以了解到汽包水位控制系统的新发展。

关键词 锅炉汽包；水位控制；三冲量控制系统；PID；参数整定；最佳方案

目 录

1  引言 1

1.1  论文选题背景、目的和意义 1

1.1.1  电厂热工自动化控制的发展 2

1.1.2  自动控制理论的发展 2

1.2  控制系统规模、组成结构和硬件的发展 3

1.2.1  初级阶段 3

1.2.2  常规仪表阶段 3

1.2.3  大型自动化阶段 3

1.3  国外一些主要的DCS系统 4

2  汽包锅炉工艺 4

2.1  汽包锅炉简介 4

2.2  汽包水位控制系统 5

2.3  汽包水位的动、静态特性 5

2.3.1  汽包水位在给水流量作用下的动态特性 6

2.3.2  汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 7

2.3.3  燃料量扰动下汽包水位的动态特性 8

2.3.4  水位对象静态特性分析 9

3  目前主要存在单冲量水位控制系统、双冲量控制系统、三冲量系统 9

3.1  单冲量水位控制方案 9

3.2  双冲量控制方案 10

3.3  三冲量控制系统 13

3.3.1  三冲量控制方案之一 13

3.3.2  三冲量控制方案二 15

3.3.3  三冲量控制方案三 16

3.4  几种控制方案的比较 18

3.5  最优方案解析 19

3.6  三冲量控制系统的工程整定 21

3.6.1  输入信号之间的静态配合 21

3.6.2  控制系统动态整定 23

4  工程中需要注意的问题 25

4.1  关于汽包水位测量的问题 25

4.2  给水阀的选择问题 25

4.2.1  关于给水调节阀的气开气关的选择。 25

4.2.2  关于给水调节阀型号的选择。 25

4.3  给水流量 蒸汽流量 26

5  结束语 26

参 考 文 献 26

致   谢 27