发布时间 : 星期五 文章锅炉三冲量控制设计更新完毕开始阅读
信号。高负荷时采用串级三冲量给水控制系统，其中PI2为主调节器，接受水位信号。PI3为副调节器，除接受主调节器校正信号外，还接受蒸汽流量信号D及给水流量信号W。两套控制系统的切换是根据锅炉负荷（蒸汽流量）的大小进行的。蒸汽流量信号送入偏差报警继电器1KJ，控制继电器接点1C和3C。当单冲量系统运行时，1C闭合，3C断开。当要求三冲量系统运行时，3C闭合，1C断开。系统的切换在25%负荷左右进行。为了防止因负荷波动造成系统反复切换，切换值应有10%的滞环值，就是说由单冲量系统切换为三冲量系统是在30%负荷下进行的，由三冲量系统切换为单冲量系统是在20%负荷下进行的。
当三冲量系统运行时，要求PI1调节器的输出跟踪PI3调节器的输出；单冲量系统运行时，要求PI3调节器的输出跟踪PI1调节器的输出；主调节器PI2的输出应保证加法器?的输出跟踪给水流量信号。所谓比较线路是由比较器和积分器组成得线路。最简单的原理图如图3-12所示。
（a） （b）
图3-12 负端输入跟踪线路原理图
（a）原理电路图；（b）原理框图
图3-12是由一个比较器和一个积分器组成的反馈线路，主动信号是A，从动信号是B。通过该线路可使B跟随A变化，使B总与A相等。图中比较器E可看成是放大倍数为?的放大器，故在（A—B）信号很小的情况下，有：
D?(A?B)??
?Ddt?B??(A?B)??dt
B??0?(A?B)dt? 所以：
A?B
由于积分作用存在，B最终一定要等于A。若A是变化量，则B信号跟随A信号变化，始终保持B与A相等。
图3-12中闭环电路部分还应符合负反馈原则。由于闭环反馈回路中信号B是从比较器正端输入的，所以在比较器环节中输入输出关系不变，而在积分环节中输入输出关系则有一负号，所以整个闭环回路是负反馈形式。
如果主动信号A从比较器正相输入端输入，为满足闭环回路应是负反馈的要求，则应加一反向器，如图3-13所示。
图3-13 正端输入跟踪线路原理图
（a）原理电路图；（b）原理框图
如果在信号跟随电路中客观需要加入一些其他信号，例如图3-11中，串级调节系统要求副调节器给定信号跟随给水流量信号W，在PI1调节的积分器后又加入了蒸汽流量信号D，即中间加入了附加信号，仍能使从动信号跟随主动信号。这是因为电路中有积分器和负反馈，并形成闭合回路，最后总能使比较器输入信号代数和为零，始终使加法器输出（即副调的给定值）跟踪给水流量W值，保证副调节器入口偏差为零，从而保证无扰切换。
3.6 给水泵安全特性要求
给水泵的安全工作区如图3-14所示，图中阴影区由泵的上、下限特性、最高转速nmax和最低转速nmin，泵出口最高压力Pmax和最低压力Pmin围成。为了满足上限特性要求，在锅炉负荷很低时，必须打开再循环门，以增加通过泵的流量。这样在所需的相同的泵出口压力条件下，可使泵进入上限特性右边的安全工作区工作，如图3-14中，泵工作点由a1移到b1点。
图3-14 给水泵安全特性示意图
由于给水泵有最低转速nmin的要求，在给水泵已接近nmin时就不能以继续降低转速的方式来调节给水量。这就需要用改变上水通道阻力，即设置给水调节阀的方式，使泵工作在安全区内。由于兼用改变泵转速和上水通道阻力两种方式调节给水量，增加了全程给水自动控制系统的复杂性。在锅炉负荷升高到一定程度，即泵流量较大时，为了不使泵在下限特性右边区域工作，也需适当提高上水通道阻力，以使泵出口压力提高，这样给水调节门又保证了泵在下限特性左边安全区工作。如图3-14泵工作点由a2移至b2点。
第四章 串级三冲量给水控制系统的设计
现代大型锅炉的水位动态特性复杂，汽包存在着严重的“虚假水位”现象，为了保证给水系统的安全可靠，设计了许多不同类型的控制系统，但是无论采用何种调节手段，汽包锅炉的给水调节系统不外乎采用以下三种基本结构：单冲量调节系统结构、单级三冲量调节系统结构、串级三冲量调节系统结构。
低参数小容量的锅炉，相对于负荷来说，其水容积大，“虚假水位”现象不十分严重，对象的飞升速度比较小，对调节质量要求不高，可采用图4-1所示的单
冲量单回路调节系统，采用比例调节规律，就能可靠地运行。
图4-1 单冲量单回路自动调节
这种系统的缺点是不能适应较大的负荷扰动。在蒸汽流量突然减少时，调节器本应减小给水量以保持物质的平衡，但由于“虚假水位”的存在使得水位H下降，调节器根据这一信号，使给水量增加，甚至可能把调节阀门开到最大。经过一段时间，蒸发量和给水量的不平衡逐渐使水位回升并超过正常值，这时调节器又接受水位高的信号去减小给水量。由于水位回升很快，往往使水位的升高值比第一次“虚假水位”下降值大。水位的第二次升高值是调节器接受虚假水位信号后产生的误动作造成的。另外，由于采用比例调节规律有静差存在，锅炉在大负荷时，水位保持低值，而在小负荷时，水位则保持高值，这种特性对锅炉设备的运行是不利的。
在给水量产生扰动时，由于存在滞后，调节器不会及时动作，当水位偏差信号超过调节器的不灵敏区后调节器开始动作，改变给水调节阀门的开度，从阀门动作改变给水流量到水位发生变化又需要一定时间，不能及时克服给水流量变化带来的影响。当给水控制阀开度不变时，若给水泵出口压力、管道阻力或汽包压力变化，将引起控制阀前后的差压变化，从而引起给水流量变化。当给水流量自发变化时，要等到汽包水位变化后，才有信号输入控制器。控制器才能输出信号改变控制阀开度，以抵消给水流量的自发扰动。控制器的这种控制作用是不及时的。
因此，当调节对象的滞后时间和飞升速度较大时，调节过程将出现很大的动态偏差。
双冲量控制系统能消除内扰，有效补偿外扰引起的水位变化，克服“虚假水位”的影响，改善了控制质量，但由于给水流量对水位的影响，其延迟要比蒸发量对水位影响大，用水位作为反馈信号去控制不及时，使得动态偏差增大。所以