锅炉汽包给水控制系统.pdfVIP

引言

锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用。其中，

锅炉汽包给水及水位的调整已经完全采纳自动的方式加以限制。

影响水位的因素主要有锅炉蒸发量、给水量、炉膛热负荷及汽包

压力，除此之外，还有给水压力、汽轮机调整汽门开度、二次风

安排等等。汽包锅炉给水限制系统的任务是使给水量适应锅炉蒸

发量，并使汽包水位保持在肯定的范围内。保证水位限制在给定

的范围内，对提高蒸汽品质、削减设备损耗、运行损耗和确保

个网络平安运行都具有重要意义。因此，汽包水位是影响整个机

组平安经济运行的重要因素，须要有一整套较好的限制方案，来

实现汽包锅炉水位的自动限制。

目前已经出现了许多种限制方案，有工业锅炉汽包水位智能

限制器方式、基于模糊理论的PLC锅炉水位限制器限制方式、锅

炉汽包水位BP神经网络预料限制方式等。尽管以上探讨方法取得

了肯定成果，但多数方法还停留在理论层面，在实际系统中不能

得到较好的应用。

综上所述，对传统PID限制方式的深化探讨具有理论指导意

义和参考价值。

1给水限制系统概况

锅炉的汽包水位能够间接反映锅炉蒸汽负荷与给水量之间的

平衡关系,维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机平安运行的必

要条件。汽包水位过高,会影响汽包内汽水分别装置的正常工作,

造成出口蒸汽水分含量过多,导致过热器管壁结垢而被烧坏,也

使过热蒸汽温度急剧变更,干脆影响机组的稳定运行。汽包水位

过低,可能破坏锅炉水循环,导致水冷壁管被烧坏。

锅炉汽包给水限制系统的作用是使锅炉的给水量自动适应锅

炉的蒸发量,维持汽包水位在规定的范围内波动。

汽包水位H是汽包中储水量和水面下汽包涵积的综合反映，不仅受

汽包储水量变更的影响，受汽水混合物中汽包涵积变更的影响。

其中主要的扰动为给水流量W、锅炉蒸发量D、汽包压力、炉膛热

负荷等，其对水位的影响各不相同，中给水流量和蒸汽流量是影

响汽包水位的2种主要扰动,前者来自调整侧，称为内扰；后者来

自负荷侧,称为外扰。汽包给水系统工艺流程如图1所示。

蒸汽

过热器

汽包

省煤器

水

循

环

调节阀管

路

给水母管

图1汽包给水系统工艺流程图

2汽水位的动态特性

2.1汽包水位在给水流量作用下的动态特性

图2所示是给水流量W用下,水位的阶跃响应曲线。如将给水

看作单容量无自衡过程,水位阶跃响应曲线如图中1曲线所示。

实际水位曲线如图中2线所示，因为当突然加大给水量后（这

时假定蒸汽量不变），给水量大于蒸汽量，但汽包水位起先并不

马上增加，而呈现出一段起始惯性段，这时因为温度较低的更多

的给水进入水循环系统，它从原有的饱和汽水中吸取一部分热量，

汽包和汽水管路中由于热量的“损失”，汽包体积削减。经省煤

器进入汽包的给水，首先必需填补由于汽水管路中汽包削减所让

出的空间。这时，虽然给水量增加，但水位基本不变。当水面下

汽包涵积变更过程渐渐安静时，汽包水位才由于出水量的增加而

渐渐上升。当水下面下汽包涵积不再变更，完全稳定下来时，水

位变更就随着储水量的增加而直线上升。

图2给水流量阶跃扰动下的水位响应曲线

2.2汽包水位在蒸汽流量作用下的动态特性

在蒸汽流量扰动作用下，水位的阶跃响应曲线如图3所示。

当蒸汽流量突然增加时，从锅炉的水位平衡关系来看，蒸汽量大

于给水量，水位应下降，如图中曲线H1所示。但实际状况并非如

此，汽包内水的沸腾突然加剧，水中汽泡快速增加，由于汽泡容

积增加