第7章汽包锅炉给水调节

汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时，主给水电动门未开，由给水旁路阀控制汽包水位。

当主蒸汽达到要求流量，全开主给水电动门，全关给水旁路阀。

反之，当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后，将旁路给水阀投自动，关主给水电动门，给水由主路切换到旁路。

2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，在机组负荷小于25％时，采用单冲量调节；当机组负荷大于25%后，给水切换为三冲量调节，此时通过控制汽泵转速控制汽包水位，电泵备用。

单冲量，三冲量调节器互为跟踪，以保证切换无扰。

3锅炉正常运行中，汽包水位应以差压式水位计为准，参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段，通过保持给水流量，减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。

4为了保证汽包水位各表计指示的正确性，每班就地对照水位不少于一次，同类型水位计指示差值≯30mm。

5两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷基本平衡。

6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位，正常情况下汽包水位调节由自动装置完成，运行人员应加强水位监视。

7当汽包水位超过正常允许的变化范围，且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。

手动调整时幅度不可过大，应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。

8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。

二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时；2负荷变化较大时；3事故情况下；4锅炉启动、停炉时；5给水自动故障时；6水位调节器工作不正常时；7锅炉排污时；8安全门起、回座时；9给水泵故障时；10并泵及切换给水泵时；11锅炉燃烧不稳定时。

三、给水控制系统（CCS控制）1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。

2机组启动初期，由于是中压缸进汽启动方式，此阶段无法采集到蒸汽流量参数，水位自动调节只能采取单冲量模式，此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主，电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。

锅炉水位调节的方法
1）节流调节。

节流调节比较简单，它是靠改变给水调节门的开度，即改变给水量来实现的。

水位高时关小调节门，水位低时开大调节门。

2）变速调节。

变速调节是通过改变给水泵转速，从而达到改变其流量来调节锅炉汽包水位的目的。

采用液力联轴器可实现给水泵的无级变速。

3）变速与节流的联合调节。

在调节过程中，可先调节给水调节阀，再根据调节阀的前后压差去调节给水泵转速。

锅炉水位调节的方法包括以下步骤：
1. 自动调节：通过锅炉控制阀和锅炉蒸汽import 阀连接，可以调节锅炉内的水压和水量，进而实现锅炉水位的自动调节。

2. 人为干预：通过加水或排放补水阀可以人工调节锅炉水位。

当水位过低或过高时，可以通过手动补水来调整。

同时，需要注意避免断水（水位过低）和满水（水位过高）。

当水位低于设定的下限时，需要加水；而当水位高于设定的上限时，则需要通过排水装置将部分蒸汽排入冷凝水槽，以控制水位在设定范围内。

以上就是锅炉水位调节的基本方法与注意事项。

请注意，在操作过程中，务必注意安全，避免、触电等风险。

如有必要，可寻求人士的帮助。

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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。

300MW锅炉汽包水位的调整锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故，一种是汽包满水事故（高三值锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包缺水事故（低三值锅炉MFT）；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。

1 汽包水位的变化机理1.1 锅炉启动过程中的汽包水位变化锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当0.8t/h或1.7t/h的油枪增投至2支及以上时，炉水开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。

当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2 MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。

在挂闸冲转后水位的变化相反。

机组并网后负荷50 -70MW给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。

其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。

1.2 引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化上述四大转动机械任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，汽泡减少，炉水体积缩小，使水位暂时下降。

从实际事故中观察，跳1台引风机后的10S内，给水自动以2 t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达5-6mm/s。

同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上升，即水位先低后高。

1.3 高加事故解列后汽包水位变化高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。

锅炉给水调节系统汽包锅炉给水自动调节系统第一节给水调节任务与给水调节对象动态特性一、给水调节的任务汽包锅炉给水调节的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内。

汽包水位反映了汽包锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，是锅炉运行中一个非常重要的监控参数，保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器的正常工作，造成出口蒸汽湿度过大（蒸汽带水）而使过热器管壁结垢，容易导致过热器烧坏。

同时，汽包出口蒸汽湿度过大（蒸汽带水）也会使过热汽温产生急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性。

汽包水位过低，则可能破坏锅炉水循环，造成水冷壁管烧坏而破裂。

二、给水调节对象动态特性汽包水位是由汽包中的储水量和水面下的气泡容积所决定的，因此凡是引起汽包中储水量变化和水面下的气泡容积变化的各种因素都是给水调节的扰动。

（1）给水流量扰动。

这个扰动来自给水调节门的开度变化、省煤器可动喷嘴开关动作、给水压力变化、给水泵转速波动等引起锅炉给水量改变的一切因素。

（2）蒸汽负荷扰动。

这个扰动是指汽轮机负荷变化而引起的蒸汽流量的改变，它使水位发生变化。

（3）锅炉炉膛热负荷扰动。

这个扰动主要是由锅炉燃烧率的变化改变了蒸发强度而引起的，它影响锅炉的输出蒸汽流量和汽水容积中的气泡体积。

给水调节对象的动态特性是指由上述引起水位变化的扰动与汽包水位间的动态关系。

当给水流量扰动时，水位调节对象的动态特性表现为有惯性的无自平衡能力特征，也就是说，当给水流量改变后水位并不会立即变化。

给水流量增加，一方面使进入锅炉汽包的给水量增加；另一方面使温度较低的给水进入省煤器、汽包及水循环系统，吸收了原有饱和水中的一部分热量，致使水面下气泡体积减小。

当蒸汽流量扰动时，汽包水位将出现“虚假水位” 现象。

原因是在蒸汽负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量小于蒸发量，但开始阶段的水位不仅不下降，反而迅速上升（反之，当负荷突然减少时，水位反而先下降）。

汽包水位调节原则一，汽包水位调节原则：1. 正常运行时保持给水压力高于汽包压力1.5～2.0MPa。

2. 汽包水位应保持在正常水位线的±50mm，最大允许波动范围±150mm。

汽包水位达+150mm时自动开启事故放水阀。

汽包水位降至+50mm时自动关闭事故放水阀。

3。

汽包水位保护定值：报警报警并开启事故放水阀 MFT动作高Ⅰ值 +50mm 高Ⅱ值 +150 mm 高Ⅲ值 +250mm低Ⅰ值 -50mm 低Ⅱ值 -150mm 低Ⅲ值 -250mm4。

汽包水位监视以就地双色水位计为准。

正常情况下应清晰可见，且轻微波动。

否则应及时冲洗或联系检修处理。

运行中至少有两只指示正确的低位水位计供监视、调节水位。

5. 每班就地对照水位不少于两次，就地双色水位计指示与其它水位计差值≯40mm；如果差值过大，应联系检修人员处理。

6. 正常情况下汽包水位调节由自动装置完成。

运行人员加强水位监视。

7. 经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。

二. 遇有下列情况时应注意水位变化(必要时将给水自动切至手动调节)：1. 给水压力、给水流量波动较大时。

2. 负荷变化较大时。

3 . 事故情况下。

4. 锅炉启动、停炉时。

5. 给水自动故障时。

6. 水位调节器工作不正常时。

7锅炉排污时。

8. 安全门起、回座时。

9. 给水泵故障时。

10. 切换给水泵时。

11. 锅炉燃烧不稳定时。

三全程给水控制系统1. 当锅炉负荷在20％B－MCR以下时，通过给水旁路调节阀调节给水流量。

2. 随着锅炉燃烧率的增加，给水流量增加到15%——20％B－MCR时，进行给水管路切换，开启给水电动门，旁路调节阀关闭，给水流量由主给水电动调门或电动给水泵调速系统完成。

四.手动调节：1. 当主蒸汽流量缓慢增加，主蒸汽压力下降、水位降低时，应根据情况适当增加给水流量。

使之与主蒸汽流量相适应，保持水位正常。

2. 当主蒸汽流量缓慢降低，主蒸汽压力升高，水位将升高，应根据情况适当减小给水流量。

锅炉汽包水位的控制与调整一、保持汽包正常水位的重要性保持汽包正常水位是保证锅炉和汽轮机安全运行的重要条件之一，汽包水位过高，蒸汽空间缩小，将会增加蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，容易造成过热器积盐、超温和汽轮机通流部分结垢。

汽包水位严重过高或满水时，蒸汽大量带水，会使主汽温度急剧下降，蒸汽管道和汽轮机内发生严重水冲击，甚至造成汽轮机叶片损坏事故。

汽包水位过低会引起锅炉水循环的破坏，使水冷壁管超温过热；严重缺水而又处理不当时，则会造成炉管大面积爆破的重大事故。

本锅炉汽包的正常水位在汽包中心线0mm 处，正常允许变化范围为±50 mm；报警水位上限+152．4 mm，下限为一177．8 mm；当汽包水位达+203．2 mm和一228．6 mm时，锅炉MFT将动作。

随着锅炉容量的增加，汽包的相对水容积减少，因而大容量锅炉汽包水位的变化速度是很快的。

经计算6001VlW机组自然循环汽包锅炉的汽包水位变化200mm的飞升时间约为6—8秒。

因此，锅炉运行中保持水位正常是一项极为重要的工作，绝对不能有丝毫的疏忽大意。

2、影响汽包水位变化的主要因素。

锅炉在正常运行中，水位是经常变化的。

引起水位变化的原因主要有：(1)锅炉负荷的变化锅炉负荷发生缓慢变化，锅炉燃烧和给水的调整均能及时配合进行时，汽包水位的变化是不明显的，但当负荷发生突然变化时，则会引起水位的迅速波动。

如负荷突然增加，在燃烧和给水未调整之前，汽压将迅速下降，造成炉水饱和温度下降，汽水混合物比容增大，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位，如图4—4一l曲线2所示。

但此时给水流量并没有随负荷增加，因而在大量蒸汽逸出水面后，水位也即随之降低，如曲线l所示。

因此，当负荷突然增加时，汽包水位的变化为先高后低，如曲线3所示。

反之，当负荷突然降低时，在给水和燃烧未调整之前，汽包水位则会出现先低后高的现象。

(2)燃烧工况的变化燃烧工况的变化对汽包水位的影响也是很大的。

300MW汽包锅炉给水PH调节的探讨与分析化学在线给水PH表在运行中易发生指示异常，监表人员如不能及时发现，会造成系统设备的腐蚀。

下面经过探讨和分析，采用凝结水电导率来调整给水PH加氨量，以此来控制给水PH值在合格范围。

标签：在线PH表；电导率；凝结水；给水1.概述汽水循环系统的汽、水质量控制是保证火力发电厂发电机组安全经济运行的关键因素之一，随着现代电力工业的发展，高参数大容量发电机组不断投入使用，机组的容量、参数越来越高，机组对汽水品质及汽水系统化学监督的准确性、及时性要求也越来越高，其对汽水质量的要求更加严格，而汽水PH值则是其中一项重要而且易变的指标。

手工取样测量工作量繁重、误差大、不能连续监督等条件的限制，已不能满足现代高品质汽水监督分析的要求，在线汽水PH表成为给水PH监督的重要手段。

因此在线给水PH表的测量准确性和可靠性对电厂的安全经济运行有着至关重要的意义。

由于在线给水PH表是无法用标准物质检验实际测量条件下测量准确性的仪表之一，也是现场实际应用中最容易出现异常的表计，所以在现场机组运行中会出现给水PH不合格而又不能及时发现的问题，也就容易造成“两高问题”：汽水合格率很高，腐蚀率也很高。

当在线给水PH表指示偏高，而实际给水PH低，就会造成给水加氨量小，继而给水系统就会发生腐蚀；当在线给水PH表指示偏低，而实际PH高，则会造成给水加氨量大，继而造成汽水系统碱性腐蚀、凝汽器管氨蚀。

“两高问题”带来的后果是很严重的。

2.某厂300MW汽包炉在线给水PH调节问题分析（1）某电厂300MW汽包炉，在线PH表测量值偏高，测量显示PH值始终大于9.0（合格），合格率为100%，运行两年后割管检查发现大量水冷壁管发生酸性腐蚀，需要大面积更换水冷壁管，造成重大损失，经过调查发现，炉水PH 值经常低于8.3，炉水酚酞监督为零。

给水PH测量值偏高，造成给水PH实际控制值偏低，导致给水系统发生严重腐蚀，高加疏水铁含量高达70ug/L，如果继续发展下去，高加腐蚀泄露会造成高加退出运行，严重影响机组效率，给水系统腐蚀产生的大量铁会加速水冷壁的沉积和腐蚀造成爆管事故的发生。

关于锅炉汽包水位调整方案汽包水位调整原则是采用节流与变速的二段调节方案(调节给水调节阀,再根据给水调整阀压差趋调整给水泵转速.以减少汽包水位的动态惯性和调节的滞后)维持汽水平衡.一.汽机冲车汽机冲车是锅炉蒸汽量变化的过程，蒸汽压力下降引起工质密度改变（锅炉释放蓄热，炉水迅速气化体积膨胀）使水位瞬间升高形成正虚假水位，当大量蒸汽溢出水面后，水位随即下降。

因此汽机冲车前和转速保持暖机中要维持较低水位，升速中逐渐关小旁路保持汽包压力以遏制升速中特别是冲临界转速时导致的虚假水位，综合判断当水位有回头趋势之际，适当加大给水流量，维持汽水平衡。

调整手段：（1）锅炉参数符合冲车要求且运行稳定，维持主汽压力5MPA，以上，专人密切监视汽机旁路动作状态以必要时手动控制旁路。

（2）汽机冲车前调整汽包水位-200且运行稳定，调节锅炉连排开度100%，运行给水泵再循环开度100%，给水泵出口压力4MPA以上（旁路自动时防止压力降低高旁自动关闭）。

冲车过程中主值要根据转速，气压和水位变化趋势及时与负责调节水位的值班员进行沟通协调操作。

（3）汽机转速2100转升至2900转，升速率自动变为300转时水位扰动，先升后降。

开始升速时不要加大给水，调节旁路保持汽包压力不变或略有回升，当水位虚高回头时适当加大给水。

（4）汽机定速2900转阀切换时控制汽包水位-100 ，阀切换结束引起汽包水位虚高之后下降，要超前调整给水流量。

（5）并网带初负荷控制升负荷率4mw.二．锅炉灭火汽机未跳闸水位变化趋势;先下后上。

炉膛火焰熄灭，炉水中大量气泡瞬间破碎汽水容积急剧收缩，汽包水位直线下降（负荷在300—600之间水位降幅大约200—250）由于锅炉负荷衰减较慢给水流量大于锅炉蒸发量且随着灭火后蒸汽压力的下降趋势，锅炉要放出蓄热锅水体积膨胀加速汽包水位上升。

水位调节要根据负荷的变化和蒸汽流量的减少而减少给水量，使水位保持稳定。

调整手段(1),灭火后根据蒸汽压力下降的趋势迅速降负荷减缓气压变化并迅速切除水位自动，灭火后控制水位应以-150为零水位控制点。

第一章 自动调节的基本概念1、基本概念：被调对象： 被调节的生产设备和生产过程被调量： 通过调节需要维持的物理量给定值： 根据生产要求，被调量的规定数值扰动： 引起被调量变化的各种原因调节作用量： 在调节作用下，控制被调量变化的物理量调节机关： 在调节作用下，用来改变调节作用量的装置系统方框图：将实际的生产设备以及它们相互间的连接关系用抽象的形式表示，是一种对调节系统进行描述或分析的有力工具和非常直观的表达方式，主要由环节方框和信号线组成。

环节：每一个方框代表一个能完成一定职能的元件同类环节：物理系统不同，数学模型的形式完全相同，两个环节的因果关系类同注：不能说一个元件只能用一个方框表示，同一个元件在反映两个或多个不同特性时，应该用两个或多个方框来表示它们不同的因果关系信号线：连接各个环节且带有方向箭头的线，信号线只表示信号的传递关系和方向，而不是代表物料是从水槽中向外流出的，信号的流向不能逆行。

2、自动调节系统的分类：（1）按给定值信号的特点分类：1、恒值调节系统2、程序调节系统3、随机调节系统（2）按调节系统的结构分类:2.1、反馈调节系统（也称闭环调节系统）：把被调量信号经过反馈回路送到调节器的输入端和给定信号进行比较，比较后的偏差信号作为调节器的调节依据。

特点：①在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；②当调节系统收到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，调节的速度相对比较缓慢2.2、前馈调节系统（也称开环调节系统）：调节器接受了被调对象受到的扰动信号，按预定的调节规律立即对被调对象产生一个调节作用，以抵消扰动信号对被调量的影响。

不存在反馈回路。

特点：①由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；②由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值2.3、复合调节系统：前馈+反馈（3）按调节系统闭环回路的数目分类：1、单回路调节系统2、多回路调节系统（4）按调节作用的形式分类：连续调节系统2、离散调节系统（采样调节系统）（5）按系统的特性分类：1、线性调节系统2、非线性调节系统3、典型的调节过程：（1）非周期（不振荡的）调节过程（2）衰减振荡调节过程（3）等幅振荡调节过程（4）渐扩振荡调节过程注：后两种不可采用4、 自动调节系统主要的性能指标：4.1、稳定性：负反馈是调节系统稳定的必要条件，正反馈是系统不稳定的根本原因，系统的稳定性用衰减率来衡量，衰减率：131=M M M ψ- 稳定性的最佳指标：0.750.9ψ= 非周期调节过程：=1ψ；等幅振荡调节过程：0ψ=；衰减振荡调节过程：01ψ<<；渐扩振荡调节过程：0ψ<4.2、准确性：反应调节过程中和调节结束时被调量与给定值之间偏差的程度（1） 动态偏差max e ：在整个调节过程中被调量偏高给定值的最大偏差值（2） 静态偏差e ∞：调节过程结束后被调量和给定值之间的偏差值4.3、快速性：反应调节过程持续时间的长短，称调节时间s t4 准则数I ：0|y()()|I t y dt ∞=-∞⎰，I 值数值越小，调节的质量越好5 超调量p M ：反映系统调节过程中被调量超过稳定值的最大程度max 100%p y y M y ∞∞-=⨯ 第二章 自动调节系统的数学模型1、静态特性：系统处于平衡状态时（即输入信号和输出信号都不随时间变化），输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系，称为系统的静态特性。