电厂锅炉汽包水位的控制分析

汽包水位影响因素及水位控制浅析摘要汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一，锅炉满水时蒸汽大量带水，会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的损坏。

水位过低，会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热，严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。

因此，加强对水位的监视和调整至关重要。

本文结合对影响汽包水位非稳态因素的分析，对锅炉汽包水位正常调节、锅炉满水、锅炉缺水的操作进行具体总结。

关键字汽包水位、非稳态、影响因素、处理1锅炉汽包水位非稳态的影响因素1.1 给水压力的变化给水压力变化时，将使给水流量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，引起水位变化。

当给水压力增加时，给水流量增大，水位上升；给水压力下降时，给水流量减少，水位下降。

给水压力波动过大，将使给水自动调节器失调。

水压过低，则汽包进水困难，若给水压力低于汽包压力，给水将无法进入汽包，会造成锅炉严重缺水。

给水泵故障、给水管道破裂、给水门故障等均能使给水压力降低，故应对给水压力和给水流量严格监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。

1.2 燃烧工况变化的影响燃烧工况的改变对水位的影响也很大。

在外界负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加，水位暂时升高而后下降；燃料突减，水位暂时降低而后升高，这是由于燃烧工况的改变使炉内放热量改变，而引起工质状态发生变化的缘故。

当燃烧强化时，炉水吸热量增加，汽泡增多，体积膨胀，而使水位暂时升高。

由于产生的蒸汽量不断增加，使汽压上升，饱和温度也相应地提高了，炉水中汽泡数量又随之减少，水位又下降。

因此水位波动的大小，取决于燃烧工况改变的强烈程度以及运行调节的及时性。

1.3 锅炉负荷变化的影响汽包水位的变化与锅炉负荷(蒸发量)的变化有密切关系，因为蒸汽是从给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的，当负荷变化时，蒸发受热面中水消耗量发生变化，必然引起汽包水位的变化。

当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降；反之，水位上升。

锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是保证锅炉运行安全和正常的重要环节。

正确的水位测量和控制可以有效地避免锅炉水位过高或过低，从而保护锅炉的正常运行和工作人员的安全。

在锅炉中，汽包水位是指锅炉内部的水位高度，它的高低直接影响到锅炉的正常工作。

一般来说，过高的水位会导致汽包水溢出，增加锅炉的运行压力，甚至可能造成锅炉爆炸的危险。

而过低的水位则容易引起锅炉的干燥烧坏，甚至可能损坏锅炉设备。

准确地测量和控制汽包水位对于锅炉的安全和稳定运行至关重要。

测量汽包水位可以使用多种方法，常见的有机械水位计、电容式水位计和超声波水位计等。

机械水位计是一种传统的测量方法，它通过一个玻璃管来显示水位高度。

机械水位计的优点是结构简单，使用可靠，但缺点是无法实时监测水位变化，并且受到高温、高压等因素的限制。

电容式水位计通过测量电容的变化来确定水位高度，具有较高的灵敏度和精度，可以实时监测水位变化，但成本较高。

超声波水位计则是通过发射超声波信号并测量信号的回波时间来确定水位高度，具有非接触、无污染等优点，但对环境影响较大。

控制汽包水位可以通过调节给水和排水量来实现。

一般来说，给水与排水的平衡是保持汽包水位稳定的关键。

如果水位偏高，可以增大排水量或减小给水量来调整；如果水位偏低，可以减小排水量或增大给水量来调整。

还可以通过调节汽包内部的排气阀和进水阀来控制汽包水位的变化。

在进行汽包水位测量和控制时，需要注意以下几点：应定期检查和校准水位计的准确性，确保其正常工作。

应设置安全水位，即在正常运行范围内，确保锅炉的安全。

要经常监测和记录锅炉的水位变化，并及时采取措施调整，确保锅炉水位的稳定。

汽包水位的控制方法1 、正常运行中水位的调整以改变给水泵转速为主要手段。

正常运行时，应保证水位在±50mm范围内。

在升/停炉过程中15%负荷以下采用旁路给水调节为主：当负荷小于15%时，应首先调节给水泵勺管开度，维持给水调节门前后压差在2～3MPa之间，然后维持该压差，调节旁路给水调节门，维持给水流量与蒸汽流量基本一致，并根据汽包水位的变化趋势，作相应的调整。

当汽包水位下降时，适当开大旁路给水调节门，当汽包水位上升时，适当关小旁路给水调节门。

当给水调节门前后压差减少时，适当提高勺管开度，压差增大时适当减小勺管开度。

为了防止汽包水位大幅度波动，除水位过高或过低而外，调节均应缓慢。

当负荷大于15%，用旁路给水调节门不能满足水位时，应改为以调节给水泵勺管开度为主，但仍应维持给水调节门前后压差在2～3MPa之间，维持给水流量与蒸汽流量基本一致，并根据汽包水位的变化趋势，作相应的调整。

当用旁路给水不能满足水位时，应及时切换为主给水，切换时，应点动开启主给1，同时关小旁路给水调节门，维持给水调节门前后压差在2～3MPa之间，维持给水流量与蒸汽流量基本一致，并根据汽包水位的变化趋势，作相应的调整。

2 、给水自动能正常投入时，应尽量将给水自动投入，同时应加强对水位的监视。

当给水自动故障切为手动调整时，要根据给水流量与蒸汽流量相匹配的原则来调整水位，同时要注意开，关减温水对给水流量的影响。

当高、低压旁路，ERV阀及各疏水处于开启状态时，调节水位还要考虑该部份蒸汽对给水流量和蒸汽流量造成的偏差。

3、两台给水泵的并泵操作：正常并泵前，首先要调整水位正常后才能并泵。

调整待并泵勺管或汽门开度，逐渐提升待并泵转速，当待并泵出口压力与运行泵出口压力接近时应缓慢操作，并注意观察给水流量的变化。

当发现给水流量增加时，应适当降低运行泵出力，直到给水流量与蒸汽流量匹配，当待并泵与运行泵并列正常后，逐渐关小直致关完待并泵的再循环门。

锅炉调整中影响汽包水位的因素及调整方法分析摘要汽包水位是反映锅炉和汽轮机正常安全运行状况的重要参数之一，直接反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。

影响汽包水位的因素有：主汽压力、燃烧工况、锅炉负荷等。

汽包水位调节在主要分为以下三种情况：正常工况调节、事故情况调节、启停机过程中调节，本文将对以上情况下水位调节方法进行浅析。

关键字：汽包水位、主汽压力、工况、负荷在锅炉正常运行中，由于受负荷变化、燃烧工况的改变等因素的影响，汽包水位处于实时的变化之中。

汽包水位过高或过低都会对机组安全运行造成极大的隐患。

所以在正常运行中，汽包水位的监视是运行人员日常工作的重点。

1.维持汽包水位的重要性汽包水位过低，有可能造成下降管带汽，破坏水循环，蒸汽温度上升，水冷壁过热爆，管炉水泵入口汽化，造成设备严重损坏。

汽包水位过高时，蒸汽中水分增加，品质恶化，易发生过热器内部积盐、超温，影响锅炉热效率。

1.影响汽包水位的因素影响汽包水位的原因是多方面的，汽包水位是多个变量相互作用的直观体现，也是显示系统平衡的重要参数。

1.主汽压力主汽压力对保持汽包水位的稳定有最观的联系。

主汽压力稳定时，对应压力下的饱和温度是一定的，此时汽包内汽泡数量是相对稳定，在负荷不变的情况下，蒸发量稳定，此时汽包内水位是保持稳定的。

主汽压力变化时，由于对应的饱和温度发生变化，汽包内汽泡数量发生变化，对汽包水位的稳定起相反作用。

1.燃烧工况在锅炉负荷稳定和给水系统正常平稳运行时，锅炉燃烧工况发生变动多是由于给煤质变化、给煤机煤量不稳定等原因所造成的。

当燃烧增强时，如炉内燃料量突然增多，煤质由坏变好等原因，造成汽水体积膨胀，因而使水位暂时升高，由于产生的蒸汽量不断增多，使气压上升，饱和温度上升，炉水中的蒸汽泡数量又减少，水位又会下降，由于气压上升使蒸汽做功能力提高了，而负荷又没变化，因而气轮机调节机构将调速汽门关小，减少进汽量，于是锅炉蒸汽流量减少。

此时由于给水流量没有变，因而将使水位又升高。

锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包是锅炉中储存水溶解气体的容器，用以减轻锅炉系统中的压力变化。

汽包内的水位控制是保障锅炉正常运行的重要环节，因此需要实时测量汽包水位并进行控制。

本文将介绍锅炉汽包水位的测量原理和控制方法。

一、测量原理（一）测量方法目前常用的汽包水位测量方法主要有以下几种：1. 水位计法。

水位计法是指通过读取水位计所示的高度差来确定汽包内的水位。

水位计一般采用激光、声波、浮子等原理进行测量。

这种方法使用方便，但需要经常进行维护和校准。

2. 微波法。

微波法是利用微波射频信号与水位之间的关系来测量汽包水位。

这种方法具有高精度、不受温度、压力等因素的影响，但价格较高。

3. 压力变送器法。

压力变送器法是利用汽包内的压力和水位之间的关系来确定水位。

这种方法精度较高，但需要进行定期校准和维护。

（二）测量误差锅炉汽包水位测量误差会受到以下因素的影响：1. 测量方法。

不同的测量方法测量误差不同。

2. 测量设备。

测量设备的精度和稳定性也会影响测量误差。

3. 温度和压力变化。

锅炉操作过程中，汽包内的温度和压力都会发生变化，这些变化也会影响测量误差。

（三）安全措施为保障锅炉运行安全，需要在设计和操作时采取以下措施：1. 在汽包上方安装喷淋装置。

当水位过高时，喷淋装置可以迅速淋水降低汽包水位。

2. 安装多个水位传感器。

这样即使一个传感器出现问题，其他传感器也能够发挥作用。

3. 常规维护与检修。

定期检查、维护水位控制设备，确保其正常运转并定期检查检修控制系统。

二、水位控制方法（一）PID控制器PID控制器是目前常用的汽包水位控制器。

PID控制器通过比较设定值和反馈值之间的差异，算出控制量，并对水位进行调整，使其接近设定值。

1. 比例（P）控制。

比例控制调整量与反馈量成比例，响应速度较快。

2. 积分（I）控制。

积分控制根据反馈值和设定值之差的积累量进行调整，可以消除稳态误差。

3. 微分（D）控制。

微分控制响应速度较慢，但可有效消除过冲现象。

锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包是锅炉系统中一个非常重要的部件，它主要起到水蒸气分离和收集的作用。

而锅炉汽包水位的测量和控制则是锅炉运行的关键环节之一，影响着锅炉的安全性、经济性和运行稳定性。

1、压力法水位测量原理压力法水位测量是锅炉汽包水位测量中最常用的方法。

其原理是根据在流体中的静力学原理，测量压力头与液位高度之间的关系来确定液位高度的位置。

当锅炉汽包内水位越高，水柱所产生的压力头就越大。

为了测量水位高度，需要在锅炉汽包内外分别安装两个压力表，它们分别称为高压表和低压表。

高压表的作用是测量锅炉汽包内的蒸汽压力，而低压表则用于测量锅炉汽包内的水柱压力头。

当锅炉汽包内水位高度变化时，对应的液位高度也会改变，造成高压表和低压表的读数发生变化。

根据它们的差值可以计算出液位高度的位置。

这种方法机构简单，测量精度高，但同时还存在一些问题，如压力表的灵敏度难以保证，压力口防腐保温有难度等。

电导法水位测量是通过在锅炉汽包内部安装一对电极，利用电极与液位之间的导电性差异来测量水位高度的位置。

当电极位于液面上方时，两极之间没有导电现象；当电极位于液面下方时，电极间的导电现象则明显增加。

通过测量两极之间的电导差异，即可判断液位高度的位置。

电导法水位测量的优点是机构简单、维修方便，而且应用广泛。

唯一的缺点是电极会受到水垢、污物等物质的影响，导致测量偏差或完全失效。

超声波法水位测量是利用超声波的传播时间来测量液位高度的位置。

当锅炉汽包内水位高度缩短时，超声波在空气和水之间传播的时间也会变短，从而可以推算出液面的高度。

超声波法水位测量的优点是测量范围广、抗干扰能力强。

缺点是对于非标准形状的汽包，测量精度可能会有所下降。

锅炉汽包水位控制是保证锅炉正常运行和安全的重要措施之一。

当锅炉汽包内的水位处于正常水平时，锅炉的燃烧热效率可以得到充分发挥。

但是如果水位过高或太低，锅炉的运行就会受到极大影响，甚至引发爆炸等灾难性后果。

1、锅炉汽包水位过高的原因及控制方法（1）进水量过大或汽发量过小。

锅炉汽包水位测量与控制一、概述锅炉是工业生产中常见的一种热能设备，其作用是将化石燃料或其他类型的燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽或热水，用于驱动机械设备或提供供热。

锅炉在运行过程中需要保持足够的水位，以确保燃烧过程的稳定性和安全性。

而汽包水位的测量与控制对于锅炉的正常运行起着至关重要的作用。

二、锅炉汽包水位的重要性锅炉汽包水位是指锅炉内部的蒸汽和液态水的分界线，它直接影响着锅炉运行的安全性和效率。

正常的水位控制可以确保锅炉内部热量的传递和热平衡，保证锅炉设备的长期稳定运行，同时也可以保证对外输出的蒸汽质量和能耗的有效控制。

1. 安全性锅炉汽包水位的过低或过高都会对锅炉的运行安全性产生严重的影响。

过低的水位容易导致锅炉爆炸的危险，而过高的水位则容易造成锅炉内部压力过大，从而影响到锅炉的正常运行。

良好的水位控制对于防止锅炉事故的发生至关重要。

2. 能效性正常的汽包水位可以保证燃烧系统和热量传递系统的正常运行，确保燃煤或其他燃料的充分燃烧，从而提高锅炉的热效率，减少能源的浪费。

正常的水位控制也有利于降低锅炉设备的维护成本和延长设备的使用寿命。

1. 机械浮子式水位计机械浮子式水位计是一种比较传统的水位测量仪器，通过浮子在水位上升或下降时推动连杆传动指针进行水位的读数。

它的优点是结构简单，操作方便，但是测量精度相对较低，对水质的要求较高。

2. 电阻式水位计电阻式水位计采用电极测量水位的方式进行水位控制，其优点是测量精度高，适用范围广，但是对电极和电路的维护要求高，且受到水质影响较大。

3. 超声波水位计超声波水位计利用超声波在水中传播的原理测量水位高度，其优点是无需直接接触水位，可远程测量，且对水质的影响较小，但是安装和维护相对较为复杂。

4. 雷达水位计雷达水位计采用雷达波束测量水位高度，其优点是测量范围广，测量精度高，无需接触水位，适用于高温高压和腐蚀性较强的环境，但是成本较高，对安装环境要求严格。

以上四种方法都可以用来测量锅炉汽包水位，不同的方法适用于不同的环境和要求，使用者可以根据实际情况选择适合的水位测量仪器。

锅炉汽包水位控制系统设计一、引言锅炉汽包水位控制系统是锅炉控制系统中的一个重要部分，它对保证锅炉运行安全稳定起着至关重要的作用。

水位过高或过低都会对锅炉运行产生不良的影响。

因此，本文将详细介绍锅炉汽包水位控制系统的设计方法和关键技术。

二、系统结构1.水位传感器：水位传感器是用来测量锅炉汽包中的水位高度的装置，常用的有浮子式水位传感器和电容式水位传感器，它能将水位高度转换成电信号传给水位控制器。

2.控制阀：控制阀根据水位控制器的信号来调整供给水的流量，保持锅炉汽包的水位稳定在设定水位范围内。

常用的控制阀有电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。

3.水位控制器：水位控制器是锅炉汽包水位控制系统的核心部件，它接收来自水位传感器的信号，并根据设定的水位范围和控制策略来输出控制信号给控制阀。

水位控制器采用PID控制算法，综合考虑系统响应速度和稳定性。

4.操作界面：操作界面提供了对水位控制系统的监控和调节功能，包括显示当前锅炉汽包水位、设定水位范围、控制方式选择等。

操作界面通常包括触摸屏和物理按键等。

三、系统设计1.水位传感器的选择：根据锅炉汽包的实际情况选择合适的水位传感器。

浮子式水位传感器适用于低压锅炉，安装简单可靠；电容式水位传感器适用于高压锅炉，具有高精度和抗干扰能力。

2.控制阀的选择：根据系统需要选择合适的控制阀。

电动调节阀适用于小型锅炉，可以实现精确的控制；气动调节阀适用于大型锅炉，具有快速响应和稳定性好的特点；液动调节阀适用于需要高压力和高流量的锅炉，具有良好的密封性能。

3.水位控制器的设计：根据锅炉汽包水位控制的需求，选择合适的水位控制器。

水位控制器应具有高可靠性、抗干扰能力和快速响应等特点。

在PID控制算法中，根据锅炉汽包水位变化的特性和系统响应要求来调节控制参数，提高控制系统的稳定性和响应速度。

4.操作界面的设计：操作界面应具有友好的人机交互界面，能够直观地显示当前水位、设定范围和系统运行状态。

摘要锅炉是电厂和化工厂里常见的生产设备，为了使锅炉能正常运行,必须维持锅炉的水位在一定的范围内，这就需要控制锅炉汽包的水位。

汽包水位很重要，水位过高会影响汽水分离的效果，使蒸汽带液,损坏汽轮机叶片；如果水位过低会损坏锅炉，甚至引起爆炸。

可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。

本论文设计的是锅炉汽包水位控制系统，利用控制装置和被控对象组成了一个自动控制系统。

被调量是汽包水位，调节量是给谁量。

它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的挥发量，维持汽包中水位在工艺允许的范围内。

关键词：汽包水位虚假水位给水流量蒸汽流量目录摘要 (1)1 绪论 (3)1.1 锅炉 (3)1。

2 锅炉汽包水位控制系统的发展现状 (3)1。

3 汽包水位调节原理: (4)1.4 本设计的主要工作 (4)2 控制方案设计 (6)2.1 汽包水位的影响因素 (6)2.2 系统方框图 (6)3 硬件选型 (8)3。

1 水位PID控制系统 (8)3.2 PLC的选型 (8)3.3 PLC的I/O分配 (9)3.4 流程控制图 (10)3。

5 PLC程序 (11)4 PID参数整定 (16)4.1 运用试凑法选定PID参数 (16)4。

2 MATLAB仿真结果 (17)5 组态设计 (19)5。

1组态王对PLC的设备组态 (19)5。

2组态王定义数据变量 (19)5.3组态王界面 (19)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 绪论1.1 锅炉锅炉由汽锅和炉子组成。

炉子是指燃烧设备,为化石烯料的化学能转换成热能提供必要的燃烧空间。

汽锅是为汽水循环和汽水吸热以及汽水分离提供必要的吸热和分离空间。

锅炉作为一种把煤、石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都扮演着极其重要的角色，它已经有二百多年的历史了，但是锅炉工业的迅猛发展却是近几十年的事情。

生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖。

汽包水位控制讲义一、概述作为火电厂重要的监控参数之一，汽包水位的调整对生产运行有着重要的意义。

随着机组容量的增加，单位蒸发量对应的汽包容积越来越小，影响水位波动的因素越来越多，对于大型发电机组来说，如果不能及时的调整汽包水位，在很短时间内就会造成汽包满水或缺水事故的发生。

而在运行变工况的情况下，如启动初期、并网带负荷、负荷大范围波动、RB等情况下，汽包水位都会产生波动，因此应视运行情况及时调整汽包水位以确保机组安全。

二、水位测点设臵我公司二期300MW机组锅炉采用武锅生产的亚临界参数、中间再热自然循环汽包炉。

汽包内径为1743mm，筒身直段长20m，材料为13MNNIMO54，筒体壁厚145mm，汽包内部采用环形夹层结构，设臵116个旋流式分离器，直径为292mm，分两排布臵。

汽包正常水位在汽包中心线，允许波动±50mm。

汽包装有就地双色水位表、平衡容器式水位计，还装有酸洗、充氮、热工保护、加药、连排、紧急放水、炉水取样、放气、安全阀等装臵。

汽包水位测点的设臵包括：1、就地水位计在汽包左右两侧分别装设一台双色水位计。

通过监视器远传到控制室。

工作原理采用连通管原理，即在液体密度相同的条件下，连通管中各个支管的液位均处于同一高度。

就地水位计一般安装如图1所示。

对就地水位计来说，汽包内的水温是对应压力下的饱和温度，饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计，水位计的环境温度远低于蒸汽温度，使蒸汽不断凝结成水，并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。

从水和蒸汽的特性表可看出：在常温常压下，汽包和水位计中的水密度是相等的，因此‘水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的，且与h值无关；随着汽压的升高，汽包中的水密度变小，蒸汽密度变大；而就地水位计因散热的影响，水位计中的水密度也变小，但变化幅度不如汽包内水的大；蒸汽密度虽也有增大，但变化幅度没汽包内的大，即Ps是不应等于Ps'的，随着温度、压力的不断升高，水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大，所以，在B-MCR工况下，就地水位计中水位是低于汽包实际水位。