热工B-热工控制系统第十一章给水自动控制系统.pdf

能源与动力工程学院 第十一章 锅炉给水自动控制系统 能源与动力工程学院 第一节 引言 一、给水控制的任务 汽包锅炉给水自动控制的基本任务是使给水量适应锅炉蒸发 量的变化量的变化，并且保证汽包水位处于设定的安全范围以内并且保证汽包水位处于设定的安全范围以内。汽包锅汽包锅 炉给水系统的结构图如下图所示： 汽包锅炉给水系统结构图汽包锅炉给水系统结构图 1—给水泵；2—高加；3—省煤器；4—汽包；5—过热器 能源与动力工程学院 二、 给水调节对象的动态特性 汽包锅炉给水调节对象的动态特性是指各种引起汽包水 位变化的原因与汽包水位变化之间的动态关系。下面重点分 析给水流量W 、蒸汽流量D和烟气热量三种扰动下汽包水位H 变化的动态特性变化的动态特性： （1 ）给水流量W扰 动下汽包水位变化的动下汽包水位变化的 动态特性 在给水流量 W产生阶跃扰动 下下，汽包汽包水位水位HH α β 变化的响应曲线 如右图所示如右图所示：： τ 给水流量扰动下汽包水位响应曲线 能源与动力工程学院 给水流量W产生阶跃扰动下，汽包水位H 变化的动态特性可 用传递函数表示为： H s ( ) ε ετ ε W s − 0 W ( ) WW ss ss 11 ++ττ ss ss (1(1 ++ττ ss )) (( )) 式中：τ——迟延时间； εε——汽包水位反应速度汽包水位反应速度，，即给水量产生单位变化时汽包即给水量产生单位变化时汽包 水位的变化速度； 有时用有时用汽包水位反应速度汽包水位反应速度ε的倒数的倒数T ，即即响应时间响应时间作为反映汽作为反映汽 a 包水位变化的参数，其定义为：当扰动量为100％时，水位变化 100100％％((跳炉所用的水位如跳炉所用的水位如220mm)220mm)所经过的时间所经过的时间。 给水流量W扰动下，汽包水位调节对象没有自平衡能力，但 是具有一定的惯性和迟延，即给水流量W改变后不能立即引起汽 包水位H 的变化。 能源与动力工程学院 （2 ）蒸汽流量D扰动下汽包水位变化的动态特性 在在蒸汽流量蒸汽流量DD产生产生阶跃阶跃 扰动下，汽包水位H 变化的 响应曲线如右图所示： 在蒸汽流量D扰动下， 汽包水位调节对象在调节过汽包水位调节对象在调节过 程中出现“虚假水位”现象， 即即蒸汽流量蒸汽流量DD 增大后增大后汽包水汽包水 位H 由于汽包压力突然下降 先先暂时上升暂时上升，，然后然后逐渐下降逐渐下降。。 蒸汽流量扰动下汽包水位响应曲线 图中：H ——只考虑工质储量变化的汽包水位响应曲线； 1 HH ——只考虑水面下汽泡容积变化的汽包水位响应曲线只考虑水面下汽泡容积变化的汽包水位响应曲线；； 2 H —— 实际汽包水位响应曲线 （H ＝H1 + H2 ）。 能源与动力工程学院 在蒸汽流量D产生阶跃扰动下，汽包水位H 变化的动态特性 可用传递函数表示为可用传递函数表示为：：