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节已经完全采用自动的方式加以控制。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、汽轮机调节汽门开度、二次风分配等等。汽包锅炉给水控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一定的范围内。保证水位控制在给定的范围内，对提高蒸汽品质、减少设备损耗、运行损耗和确保整个网络安全运行都具有重要意义。因此，汽包水位是影响整个机组安全经济运行的重要因素，需要有一整套较好的控制方案，来实现汽包锅炉水位的自动控制。
目前已经出现了很多种控制方案，有工业锅炉汽包水位智能控制器方式、基于模糊理论的PLC锅炉水位控制器控制方式、锅炉汽包水位BP神经网络预测控制方式等。尽管以上研究方法取得了一定成果，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控制方式的深入研究具有理论指导意义和参考价值。
1给水控制系统概况
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安全运行的必要条件。汽包水位过高, 会影响汽包内汽水分离装置的正常工作, 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化, 直接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。
锅炉汽包给水控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容积的综合反映，不仅受汽包储水量变化的影响，受汽水混合物中汽包容积变化的影响。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,前者来自调节侧，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。
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，但汽包水位开始并不立即增加，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”，汽包体积减少。经省煤器进入汽包的给水，首先必须填补由于汽水管路中汽包减少所让出的空间。这时，虽然给水量增加，但水位基本不变。当水面下汽包容积变化过程逐渐平静时，汽包水位才由于出水量的增加而逐渐上升。当水下面下汽包容积不再变化，完全稳定下来时，水位变化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1H 所示。但实际情况并非如
此，汽包内水的沸腾突然加剧，水中汽泡迅速增加，由于汽泡容
积增加而使水位变化的曲线如图中2H 所示。而实际显示的水位响
应曲线H 为1H +2H 。
从图上可以看出，当蒸汽负荷增加时，虽然锅炉的给水量小于蒸发量，但在一开始时，水位不仅不下降反而上升，然后再下降( 反之，亦然) ，这种现象称之为“虚假液位”。应当指出的是：当负荷突然变化时，水位下汽泡容积变化而引起水位的变化速度是很快的，一般为10 ～20秒。变化幅度与蒸发量扰动大小成正比，也与压力变化速度成正比，这给控制带来一定困难，在设计控制方案时，必须加以注意。
图3 蒸汽流量阶跃扰动下的水位响应曲线
2.3 汽包水位在炉膛热负荷作用下的动态特性
当燃料量突然增加时，传给锅炉水的热量也增多，上升管的蒸发强度增大，使蒸发面下的汽泡膨胀，液位上升，随之蒸汽流量及汽包压力增加，但是给水流量并没增加，因而这种液位变化
也属于“虚假液位”。当热量和水量在炉内重新达到平衡时，液位才慢慢回降。然而这种由于燃料量的突然变化引起的虚假液位比较小，而且热负荷可由蒸汽压力调节系统来保证，因而这种扰动的因素是次要的。
3锅炉汽包水位的控制方案
3.1单冲量控制系统
单冲量水位控制系统是典型的单回路调节
系统, 由被控对象、测量变送单元、调节器
和执行器组成, 通过给水流量调节气包液
位, 这里指的单冲量即气包液位。其控制方
案如图所示。
该控制方案系统结构简单, 投资少, 易
实现。但它不能克服“虚假液位”的影响,
且不能及时反映给水量的扰动, 控制作用
迟缓, 因此, 只适用于小型低压锅炉。
3.2双冲量水位控制系统
双冲量水位控制系统是在单冲量水位
控制的基础上, 将蒸汽流量作为前馈信号
引人控制系统, 这样就可消除“虚假现
象”对调节系统的不良影响, 从而改善调
节特性, 提高调节质量, 且投资增加不多,
其控制方案如图所示。
该控制方案依旧存在不能及时反映给
水流量对水位调节的干扰, 因此双冲量水位控制适用于负荷变化较频繁的小型低压锅炉, 而不适用于给水母管压力经常有波动的锅炉系统。
3.3 三冲量水位控制系统
一般情况下锅炉容量越大, 气包的相对水位容量就越小, 允许的水位波动就越小, 如果给水中断, 就可能在极短的时间内发生危险水位, 这就要求水位的控制必须能够及时反映给水流量对水位的干扰。为此, 在双水位控制的基础上再引进一个给水流量变化的信号进行控制, 就构成所谓的三冲量水位控制系统, 其控制方案如图6所示。
该系统中,汽包水位是被控量, 是主冲量信号, 而蒸汽流量和给水流量是2个辅助冲量信号, 通过2个辅助冲量的引人, 既克服了“虚假液位”对控制质量的影响，又能及时反映出给水量对水位的干扰, 克服了控制过程中的滞后现象。因此, 对于大中型高中压锅炉采用三冲量水位控制系统较为适宜。
4控制方案确定
综合上述三种方案，单冲量控制系统不能克服“虚假液位”的影响, 且不能及时反映给水量的扰动, 控制作用迟缓。双冲量控制系统依旧存在不能及时反映给水流量对水位调节的干扰,严重地影响
汽
包图6三冲量控制系统
锅炉的正常运行。从以上分析可看出, 对于蒸汽流量和给水流量这两种干扰因素, 简单的液位调节系统无法适应。三冲量水位控制系统既克服了“虚假液位”对控制质量的影响，又能及时反映出给水量对水位的干扰, 克服了控制过程中的滞后现象。故采用“三冲量控制系统”。
4.1系统的结构和工作原理
三冲量汽包给水控制系统，采用蒸汽流量对信号进行前馈控制，当蒸汽负荷突然发生变化，蒸汽信号使给水调节阀一开始就向正确方向移动，即蒸汽流量增加，给水调节阀开大，抵消了由于“虚假水位”引起的反向作用，因而减小了水位和给水流量的波动幅度。当由于水压干扰使给水流量改变时，调节器能迅速消除干扰。如给水流量减少，调节器立即根据给水流量减少的信号，开大给水阀门，使给水量保持不变。另外，给水流量信号也是调节器动作后的反馈信号，能使调节器及知道控制的效果，所以三冲量给水控制系统，调节器动作快，还可以避免调节过大，减少波动和失控。这样，汽包水位就很少受到影响。
4.2系统控制器参数的分析和整定
三冲量汽包水位单级控制系统采用电动单元组合仪表构成如图7所示，其系统组成方块图如图8所示。
DBC —差压变送器；DJK —开放器；D α、W α—分流器；
PI —调节器；CF —伺服放大器；SD —执行器； 从系统组成方块图可以看出，三冲量水位控制系统有两个闭合回路：（1）是由给水流量W 、给水分流器、调节器、调节阀组成的内回路；（2）由汽包水位对象和内回路构成的主回路。蒸汽流量D 及其蒸气分流器均在闭合回路之外，它的引入可以改善控制质量，但不影响闭合回路工作的稳定性。所以三冲量控制实质是前馈加反馈的控制系统。
汽
包
图7 三冲量水位单级控制系统仪表构成
在三冲量水位控制系统里，内回路相当于串级控制的内环，当给水量发生扰动时，由于副环回路的快速调节作用，对汽包水位影响较小。在分析内回路时可以认为主回路是开路的，内回路是个随动系统，其方块图如图9所示。如果把调节器以外的环节都看作是控制对象，那么控制对象的，那么控制对象的动态特性近似为比例环节，因此可以近似认为： w Wd =ΔI
所以内回路的传递函数应为：
)()(S I S W =W 1 这样图9可以简化为图10。
图8 三冲量水位单级控制系统组成方块图
图9 三冲量水位控制内回路方块图图10 水位控制系统内部回路等效方块图
在内回路分析的基础上，可以画出主回路的简化方块图11，从图11中可以看出，主回路也是一个单回路系统。被控对象已给水量W 作为输入，以水位H 作为对象的输出。等效调节器是
比例调节器，等效比例带w αδ=w 。
关于蒸汽流量分流系数D α的选择问题；蒸汽流量信号不在控制系统闭合回路之内，因此它的大小不影响控制系统的稳定性。蒸汽流量信号的大小原则上可以这样确定，当蒸汽流量发生扰动时，就利用这个扰动信号作为控制信号，通过调整D α使水位变化很小或基本不变。这要求：)()(S W S W W W D D αα=；)()(S W S W W D W D αα= 式中 )(s W w —给水流量扰动下汽包水位的传递函数； )(S W D —蒸汽流量扰动下汽包水位的传递函数； D α、W α—蒸汽流量和给水流量的分流系数。
一般情况， D α只要是一个比例环节，在负荷变化时就能把
图11 三冲量水位控制系统主回路简化方块图
锅炉水位控制在允许范围内。如果要求在整个负荷范围内，水位稳定不变，可取D α=W α。
摘要 汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC 广泛应用于过程控制领域并极提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。 本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。 关键词：汽包水位、三冲量控制、PLC、PID控制
ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain. Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed. Key words:Steam drum water level、Three impulses control、PLC、PID control
西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书 专业班级： 自动化1002 学生姓名： 马千云 指导教师（签名）： 一、课程设计（论文）题目 锅炉汽包液位控制 二、本次课程设计（论文）应达到的目的 本次课程设计是自动化专业学生在学习了《计算机控制技术与系统》和《过程控 制及仪表》两门专业必修课程及《单片机原理与应用》、《可编程控制器》等相关专业 选修课程之后进行的一次全面的综合训练，其主要目的是加深学生对计算机控制技术 相关理论和知识的理解，进一步熟悉计算机控制系统工程设计的基本理论、方法和技 能；掌握工程应用的基本内容和要求，整合各专业课程的理论知识和方法，做到理论 联系实际；培养学生分析问题、解决问题的能力和独立完成系统设计的能力，并按要 求编写相关的设计说明书、技术文档和总结报告等。 三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术 参数、设计要求等） 锅炉汽包液位的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化5u ?=。试根据 实验数据设计一个超调量 25%p δ≤的无差控制系统。 具体要求如下： （1） 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2） 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； （3） 根据设计方案选择相应的控制仪表；
对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 （4）撰写课程设计报告一份，要求字数3000～5000字。 四、应收集的资料及主要参考文献： 1．王再英等.过程控制系统与仪表.机械工业出版社,2006 2．潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术.高等教育出版社,2001 3．王锦标.计算机控制系统.清华大学出版社,2008 五、审核批准意见 教研室主任（签字） 摘要 锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。 锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格
锅炉给水泵型号价格及技术参数 上海阳光泵业作为国内一家著名的集研制、开发、生产、销售、服务于一体的大型多元化企业，上海阳光泵业制造有限公司一直坚持“以质量求生存、以品质求发展”的宗旨为广大客户提供优质服务!同时，上海阳光泵业一直专注于自身实力的提升以及对产品质量的严格把关，为此，目前不但拥有国内最高水准的水泵性能测试中心、完善的一体化服务体系、经验丰富的水泵专家，同时经过多年的发展，产品以优越的性能、精良的品质、良好的服务口碑获得各项专业认证证书和客户认可。经过团队的不懈努力，上海阳光泵业在国内水泵行业已经取得了很大成就。这样一家诚信为本、责任重于天的水泵行业佼佼者，对于水泵的维修、保养等各大方面都有自己独特的方法，下面就一起来看看吧! 一、DC系列多级锅炉泵产品概述： DC系列多级锅炉泵系卧式、单吸多级、分段式单级离心泵。具有效率高、性能范围广、运行安全平稳、噪音低、寿命长、安装维修方便等特点。供输送清水或物理化学性质类似于水的其它液体之用。 阳光产品全部采用计算机设计和优化处理，公司拥有雄厚的技术力量、丰富的生产经验和完善的检测手段，从而保证产品质量的稳定可靠。 二、DC系列多级锅炉泵产品特点： 1、水力模型先进，效率高，性能范围广。 2、锅炉泵运行平稳，噪音低。 3、轴封采用软填料密封，安全可靠、结构简单，维修方便快捷。 三、DC系列多级锅炉泵技术参数： 流量：5-55m3/h； 扬程：46-301m； 功率：3-75KW；
转速：2950r/min； 口径：φ40-φ100； 温度范围：≤80℃； 工作压力：≤2.7Mpa。 四、DC系列多级锅炉泵性能参数：
过程控制系统实验报告 专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生 xxxxxx 学号 xxxxxxxx
锅炉汽包水位控制系统设计 一、控制要求 设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。 二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能 指标 8.总结实验课程设计的经验和收获
过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 - 1.1概述............................................ - 3 - 1.2锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 3 - 1.3锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - ............... - 5 - 2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 - 2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 - 2.2.1液位控制系统的方框图.................................. - 5 - 2.2.2液位控制系统的方案图.................................. - 6 - 2.3选择被控参数和被控变量............................. - 6 - 2.4选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 ......... - 7 - 2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 7 - 2.4.2执行器的选择........................................... - 8 - 2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择。 ....................... - 8 - 2.4.4 关于给水调节阀型号的选择。............................. - 8 - 2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 8 - 2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 8 - ................................... - 10 - 3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 - ........................................... - 11 -
锅炉汽包液位课程 设计
天津城建大学 课程设计任务书 - 第 2学期 控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级电气12班姓名：学号： 课程设计名称：过程控制 设计题目：锅炉汽包液位控制 完成期限：自年 6 月 20 日至年 6 月 26 日共 1 周 设计依据、要求及主要内容： 一、设计任务 加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做3%变化，输出温度记录如下： 试根据实验数据设计一个超调量25% δ≤的无差控制系统。具体要 p 求如下： （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； （3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
二、设计要求 采用MATLAB仿真；需要做出以下结果： （1）超调量 （2）峰值时间 （3）过渡过程时间 （4）余差 （5）第一个波峰值 （6）第二个波峰值 （7）衰减比 （8）衰减率 （9）振荡频率 （10）全部P、I、D的参数 （11）PID的模型 （12）设计思路 三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。 四、参考资料 [1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社， [2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社
[3] 过程控制教材 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：年月日 摘要 锅炉是典型的复杂热工系统，当前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安
过程控制系统实验报告 专业****** 班级****** 学生姓名****** 学号******
锅炉汽包水位控制系统设计 一、控制要求 设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在120cm，稳态误差± 0.4cm，满足生产要求。G(s)=1/(s^3+10s^2+29s+20), σ%<20%,Ts<10s,Ess=0. 二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据
4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动 态性能指标 8.总结实验课程设计的经验和收获
目录 第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理 1了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-------------------------------------------3 1.1锅炉汽包水位自动控制的意义--------------------------------------------------3 1.2了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-----------------------------------------3 第二章锅炉汽包水位控制系统方案的设计 2.1液位控制系统的方框图------------------------------------------------------------5 2.2液位控制系统的方案图------------------------------------------------------------5 2.3检测变送器的选择------------------------------------------------------------------6 2.4调节阀的选择------------------------------------------------------------------------6 2.5仪器性能指标的计算---------------------------------------------------------------6 2.6调节器的选择------------------------------------------------------------------------8 2.7调节器作用方向的选择------------------------------------------------------------8 第三章PID控制 3.1控制规律的比较--------------------------------------------------------------------9 3.2 PID参数的整定--------------------------------------------------------------------10 第四章仿真 4.1 simulink 仿真 ---------------------------------------------------------------------11 4.2 系统参数整定--------------------------------------------------------------------13
锅炉给水泵的变频调速改造 1 现状 系统是向锅炉不间断供水，保证锅炉正常运行的重要环节。我厂现有锅炉5台，其中SHL35-16-P型2台，SHL20-13-P型1台，T-18A-13型2台，总蒸发量126吨/时。供给本厂及相邻各厂的生产和生活用汽。实际运行中炉前蒸汽压力较低，夏季一般为，冬季一般为，蒸发量变化较大，夏季20-35T/H，冬季90-110T/H。与锅炉相配套的给水泵为4GC-8X5型，共6台，分为2组，每组3台，通过母管向各台锅炉供水。每台泵的额定流量55M3/H，扬程19M，驱动电动机功率55KW。运行方式是夏季开1-2台，冬季开2-3台，其余备用。运行时，由于锅炉给水泵的供水能力大于锅炉的蒸发量，尤其是当锅炉负载愈轻时，二者的差值愈大，因此必须实行流量调节。传统的给水泵是连续恒速运行的，流量调节通过调节阀和回流支路来实现（如图一）。 2 改造的可行性 这两种方法都存在明显的缺陷：采用调节阀时，随着阀门开度的减小，水泵出口压力上升，达到2Mpa以上，阀门两侧的压差将增大，达到以上，远远大于原设计的水泵出口压力高于锅炉汽包压力（包括给水垂直落差及管路压降）的要求，不但造成能量的浪费，而且使得水泵的振动和磨损加大，寿命缩短。采用回流支路调节时，大量水的回流同样造成能量的无谓消耗。 因此，对给水系统实施技术改造，降低水泵的出口压力，消除回流，减少能源消耗和设备磨损，已成大势所趋。 众所周知，水泵运行遵循如下规律：流量Q与转速N成正比，扬程（压力）H与转速N的平方成正比，轴功率P与转速N的三次方成正比，电动机的转速N与电源的频率F成正比，因此改变电源频率就可改变电动机即给水泵的转速。 变频调速技术是电力电子技术和微电子技术相结合的产物，以其优异的调速特性和显着的节能效果，在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。当今，变频调速已成为交流电动机转速调节的最佳方法。水泵采用变频调速后，给水流量的调节就可通过改变
锅炉汽包水位控制系统的设计
过程控制系统实验报告 专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生姓名 xxxxxx 学号 xxxxxxxx 锅炉汽包水位控制系统设计
一、控制要求 设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。 二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性 能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要 满足动态性能指标 8.总结实验课程设计的经验和收获
过程控制系统实验报告................................................ 错误!未定义书签。第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理 ........ 错误!未定义书签。 1.1 概述.............................................................. 错误!未定义书签。 1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................... 错误!未定义书签。 1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................... 错误!未定义书签。第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计 ................. 错误!未定义书签。 2.1 对被控对象进行特性分析 ................................ 错误!未定义书签。 2.2汽包水位控制系统方框图和流程图................. 错误!未定义书签。 2.2.1 液位控制系统的方框图.......................... 错误!未定义书签。 2.2.2 液位控制系统的方案图.......................... 错误!未定义书签。 2.3选择被控参数和被控变量................................ 错误!未定义书签。 2.4选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标错误!未定义书 签。 2.4.1传感器、变送器选择 .............................. 错误!未定义书签。 2.4.2执行器的选择.......................................... 错误!未定义书签。
防止汽包锅炉缺满水技术措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
防止汽包锅炉缺满水技术措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 汽包锅炉汽包是蒸发受热面与过热受热面的分界面， 汽包水位是锅炉汽水流量是否平衡的标志。水位高于正常 运行水位的上限为满水，低于下限为缺水。大容量电站锅 炉汽包容积相对较小（计算表明一台600MW机组的汽包 上下水位间的容积等于8.4s与额定蒸发量的乘积），在高 加故障跳停、锅炉出力或负荷突变以致汽压骤变时，给水 自动控制装置的性能难，以满足维持水位的基本功能，汽 包水位便发生大幅度波动。汽包锅炉严重满水使汽温急剧 下降，危及汽轮机安全；严重缺水时水冷壁得不到应有的 冷却，膨胀不畅导致水冷壁变形甚至过热爆管，特别是亚 临界参数汽包炉蒸发受热面的循环倍率一般只有3~4，水 冷壁管出口处介质含汽量相当高，在异常工况下有发生第
锅炉给水泵技术书 一、总则 二、设备安装及使用条件 三、给水泵技术参数表及要求 四、供货范围及要求 五、锅炉给水泵技术性能要求 六、设计、制造及验收采用的标准 七、技术资料文件交付 八、安装及调试 九、其它 一、总则： 1.1本技术协议适用垃圾焚烧发电厂工程，它包括泵本体及附件的功能设
计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2本技术协议书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。乙方应保证提供符合本技术协议书和最新工业标准的优质产品。 1.3本技术协议书所使用的标准，如遇与乙方所执行的标准不一致时，按较高的标准执行。 1.4如果乙方没有以书面形式对本技术协议书的条文提出异议（异议必须经过甲方认可），甲方可以认为乙方提供的产品完全满足本技术协议书的要求。 1.5本技术协议书经甲、乙方双方共同确认并签字后作为订货合同的技术附件，与合同正文有同等法律效力。 二、设备安装及使用条件 2.1 厂址条件 2.1.1 焚烧发电厂建设地点 2.1.1 焚烧厂地面标高35.00～38.00m米 2.1.2 常年平均气温1 3.12℃ 2.1.3 极端最高气温41.1℃ 2.1.4 绝对最低气温-20.7℃ 2.1.5 平均相对湿度49% 2.1.6 抗震设防烈度7度 2.1.7 累年平均风速 2.9m/s 2.1.8 历年最大风速25.3m/s
2.2 设备安装地点汽机房内 三、各水泵技术参数表及要求 扬程：660米 流量：35m3/h 输送介质温度：130℃ 要求：1、可变频调速 2、使用材料抗气蚀能力强 3、给水泵流量为最小流量时，扬程不得低于600m 4、需要提供总装图 5、所需冷却水压力不得高于0.35MPa 附表一：给水泵技术参数表及要求
/ 过程控制系统实验报告（ 专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生姓名 xxxxxx < 学号 xxxxxxxx
锅炉汽包水位控制系统设计 < 一、控制要求 设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。 二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.】 5.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 6.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 7.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 8.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能 指标 9.总结实验课程设计的经验和收获 (
* 过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -概述............................................ - 3 -！ 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 3 - 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - ............... - 5 -对被控对象进行特性分析 ............................... - 5 -汽包水位控制系统方框图和流程图......................... - 5 -液位控制系统的方框图.................................. - 5 - 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -选择被控参数和被控变量 ................................ - 6 -; 选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标............. - 7 -传感器、变送器选择........................................... - 7 -执行器的选择................................................. - 8 -关于给水调节阀的气开气关的选择。............................. - 8 - 关于给水调节阀型号的选择。.................................. - 8 -
锅炉给水泵特点及用途 一、锅炉给水泵产品介绍： 锅炉给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键，是利用现代自动控制技术设计与组建的锅炉自动液位调节系统的重要组成部分。现代大型锅炉的给水泵系统由多台给水泵组成，由两到三台启动给水泵为主，一台或两台电动给水泵作为备用或辅助。这样的给水泵配置有利于给水泵主机系统出现故障或不能满足锅炉运行需求时，启动备用给水泵系统补充不足，避免由于给水泵故障造成的锅炉停机。 常见锅炉给水泵故障主要集中在润滑油系统、避风系统、调速系统、辅助电机过热以及流量不足等几方面。通过科学的分析与故障原因的查找时排除和解决锅炉给水泵故障的基础，只有针对故障成因进行排除才能避免同类型故障的再次出现。以下就不同故障类型的成因、排除等进行论述。 二、锅炉给水泵日常维护 现代锅炉给水泵的日常养护必须以故障预防为目的，建立科学的养护体系与制度，以指导给水泵的日常养护工作。建立给水泵零部件故障及更换记录，详细掌握各部件损坏时间，以便于后期在零部件到使用寿命前及时更换，避免零部件(例如：轴承等)损坏后发现不及时对机组造成损坏。另外，还要加强给水泵润滑系统的保养，经常性检查润滑油量，及时对部件进行润滑，避免“干磨”等情况的发生。 润滑油的添加前要注意检查油质与添加口的清洁度，避免添加过程带入杂质损坏轴承。在养护中还要注意对给水泵系统管路的检查与保养，及时对泄露处进行堵漏，管路外侧防锈涂层要经常进行检查，对涂层剥落处及时进行喷涂，以此确保管路的防腐蚀性。养护中还需要注意对给水泵水源处理系统的检查与保养。
三、锅炉给水泵维护方法 电动机过热造成电动机过热的原因主要是由于电压偏高或偏低、传动不畅、通风系统故障或机组故障造成电动机过热。电动机过热严重时会造成绝缘烧坏、转子断条等情况发生。因此，在发现电动机过热时应采用气动其他动力方式，进行停机检修。 电压原因造成的电动机过热应对电动机供电系统进行检查，通过恢复稳定供电解决锅炉给水泵电动机过热故障。 另外传动不畅也会造成电动机过热，由于电动机与给水泵间的传动不畅造成电动机负载过大，出现小马拉大车的现象，电动机过载是温度升高。此种情况必须及时进行检修，造成机组故障。 对电动机与给水泵的传统系统进行彻底排查，常见的传统不畅主要由于传动系统转动轴承缺油、轴承损坏等造成。找出故障所在点进行更换或润滑即可。 由于同分系统故障引起电动机过热时最为常见故障之一，其主要是由于风扇损坏、通风孔道堵塞、轴承磨损等原因使得通风系统不能完成所应承担的工作，造成电动机过热，严重的还将烧毁线圈。此种情况必须逐项排查，找出故障原因，通畅通风孔道、修补风扇、更换轴承即可解决故障。
YF-ED-J9455 可按资料类型定义编号 关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建 议实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1997-12-16，1台SG-1025/18.3锅炉发生 了缺水干锅，汽包低水位保护拒动，导致水冷 壁大面积变形、多处爆管的事故。此后，国家 电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的25 项重点要求》列出了防止锅炉缺、满水事故的 要求，又编写了辅导教材。《电力安全技术》 杂志相继发表了一些与之相关的文章，其中 《汽包全充水启动》一文提出全充水启动以解 决启动中汽包温差控制的建议，部分内容涉及 对《电站锅炉监察规程》的理解与执行。笔者
对锅炉汽包水位控制的建议如下。 1 水位控制的意义 蒸汽锅炉水位是锅炉运行控制的重要参数之一，稳定工况下，撇开假水位因素，汽包水位的升降标志锅炉给水(包括减温水)流量与蒸汽流量的平衡状况，给水流量偏大则水位升高，反之亦然。广义的水位控制可以包括直流炉中间点温度的控制以及超临界、超超临界锅炉相变点位置的控制，因为它们都标志着对给水与蒸汽流量平衡的控制，决定着省煤器、蒸发受热面(或高比热区)和过热器的分界线，只是直流炉不存在假水位问题，而以其界面的变动显示其动态不平衡。 从水转变为汽有一个过程，管内介质汽化的同时发生膨胀，贮水量减少，这种现象称为
1.汽包水位的动态特性描述 (1) 1.1.汽包在给水流量作用下的动态特性 (1) 1.2.汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 (2) 2.汽包水位控制方案的选择及其原理 (4) 2.1.三冲量控制原理及各部分的作用 (4) 2.1.1.控制原理 (4) 2.1.2.各部分的作用 (5) 3.前馈-串级控制系统的特点和调节器作用方式判断 (7) 3.1.控制系统的特点 (7) 3.1.1.前馈控制系统的特点 (7) 3.1.2.串级控制系统特点 (7) 3.2.调节器作用方式判断 (7) 3.2.1.判断副调节器的作用方式 (7) 3.2.2.判断主调节的作用方式 (7) 4.控制仪表及技术参数 (8) 4.1.控制仪表的选定 (8) 4.2.各元器件的型号及参数 (8) 5.总结与体会 (10) 参考文献 (11)
在锅炉运行中，水位是一个很重要的参数。若水位过高，则会影响汽水分离的效果，使用气设备发生故障；而水位过低，则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸。同时高性能的锅炉发生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，所以锅炉水位控制显得非常重要。锅炉水位自动控制的任务，就是控制给水流量，使其与蒸发量保持平衡，维持汽包内水位在允许的范围内变化。 锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统，讨论了目前通常采用的控制方法,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。 关键词：锅炉汽包水位控制三冲量控制系统
天津城建大学 课程设计任务书 2013 -2014学年第2学期 控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级电气12班姓名：学号： 课程设计名称：过程控制 设计题目：锅炉汽包液位控制 完成期限：自 2014 年 6 月 20 日至 2014 年 6 月 26 日共 1 周 设计依据、要求及主要内容： 一、设计任务 加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做 t/min 0 2 4 6 8 10 12 θ270.0 270.0 267.0 264.7 262.7 261.0 259.5 /o C t/min 14 16 18 20 22 24 26 θ258.4 257.8 257.0 256.5 256.0 255.7 255.4 /o C t/min 28 30 32 34 36 38 40 θ255.2 255.1 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 /o C δ≤的无差控制系统。具体要求如下： 试根据实验数据设计一个超调量25% p （1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； （2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表； （4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 二、设计要求 采用MATLAB仿真；需要做出以下结果： （1）超调量 （2）峰值时间 （3）过渡过程时间 （4）余差 （5）第一个波峰值 （6）第二个波峰值 （7）衰减比 （8）衰减率 （9）振荡频率 （10）全部P、I、D的参数 （11）PID的模型
（12）设计思路 三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。 四、参考资料 [1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004 [2]邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000 [3]过程控制教材 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：年月日 摘要 锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。 锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格控制水位在规定范围之内。 维持汽包水位在给定范围内是保证锅护和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一。水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故。同时会使饱和蒸汽中含盐量增高，降低过热蒸汽品质，增加在过热器管壁和汽轮机叶片上的结垢。水位过低，则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某些薄弱环节，以致局部水冷管壁被烧坏，严重时会造成爆炸事故。这些后果都是十分严重的。随着锅炉容量的增加，水位变化速度愈来愈快，人工操作愈来
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。 本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。 关键词：汽包水位三冲量控制PLC PID控制
ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC automatic control domain. Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed. Key words: Steam drum water level Three impulses control PLC PID control
发电厂电动给水泵技术协议 1 总则 1.1 本技术协议适用于工程四台135MW汽轮发电机组的锅炉给水泵。它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准及规范的条文。供方保证提供符合本规范书和相关的国际、国内工业标准的优质产品。 1.3 如供方没有对本技术协议提出书面异议，需方则可认为供方提供的产品完全满足本技术协议的要求。 1.4 如需方有除本技术协议以外的其他要求，以书面形式提出，经供需双方讨论、确认后，载于本技术协议。 1.5 本技术协议所引用的标准若与供方所执行的标准发生矛盾时，按较严格的标准执行。1.6 本技术协议经供、需双方共同确认和签字后作为订货合同的技术附件，与订货合同正文具有同等效力。 1.7 供方对锅炉给水泵组的成套系统设备（含辅助系统与设备）负有全责，即包括分包（或采购）的产品。分包（或采购）的产品制造商应事先征得需方的认可。 1.8 在合同签定后，需方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求。 2 设计与环境条件 2.1 工程条件及设备运行环境 厂址： 电厂自然地面标高：＜1000m（黄海高程） 年平均气压 1041.1hPa 多年平均气温 13.1℃ 多年最低气温 -22.9℃ 平均相对湿度 55% 地震烈度： 7度 2.1.1 电动机电源电压：高压 6 kV；低压380 V 2.2 设计条件 2.2.1 设备名称、用途及其整体组成 2.2.1.1设备名称 锅炉给水泵及配供的测控设备。 2.2.1.2 设备用途 锅炉给水泵：锅炉给水泵它向锅炉连续供水并向锅炉过热器、再热器及汽轮机高压旁路提供减温水。 2.2.1.3 设备组成 锅炉电动给水泵由泵体总成、泵座及配供的测控设备等主要部件组成. 2.2.2 设备安装位置 2.2.2.1 给水泵安装地点：汽机房内零米层 2.2.3 泵组的布置要求：电动机、液力偶合器及给水泵同轴。 2.2.4 电厂型式：凝汽式燃煤电站。 2.2.5 机组型式及运行方式 2.2.5.1 锅炉容量及型式 锅炉最大出力为440t/h；型式为超高压中间再热煤粉锅炉。