锅炉给水控制系统

燃气锅炉的控制系统及其操作方法随着我国经济的快速发展，燃气锅炉的应用越来越广泛。

燃气锅炉控制系统是整个锅炉系统的关键所在，能够确保燃气锅炉的安全、高效、稳定地运行。

本文将对燃气锅炉控制系统及其操作方法进行探讨。

一、燃气锅炉控制系统的组成燃气锅炉控制系统主要由以下几个部分组成：自动控制系统、填料控制系统、液位控制系统、排污控制系统、加药控制系统、给水控制系统和燃气供应系统。

这些系统在燃气锅炉的生产过程中，相互协调作用，以确保锅炉的安全、稳定、高效运行。

1.自动控制系统自动控制系统是燃气锅炉的核心，主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

其主要功能是监测锅炉出水温度、烟气温度、压力等参数，根据这些参数来指挥燃烧器的工作，并对锅炉的运行状态进行调整。

自动控制系统可以实现批量自动生产，提高生产效率，降低人工干预的可能性，大大提高了燃气锅炉的安全性和稳定性。

2.填料控制系统燃气锅炉填料控制系统主要用于控制内部填料的加注量和压力，确保填料的均匀分布以及压力的平衡。

填料控制系统主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

在锅炉生产过程中，系统可以根据锅炉负荷的变化来调整填料的量和压力，从而保证锅炉的工作效率和稳定性。

3.液位控制系统液位控制系统主要用于控制锅炉水位以及补给水的流量。

它主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

它可以精确地控制锅炉内部水位，确保锅炉的充水量和污水排放的流量。

液位控制系统的合理设计和操作，可以保证锅炉的稳定性、安全性和高效性。

4.排污控制系统燃气锅炉排污控制系统主要用于控制废气排放和污水排放的流量。

它主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

排污控制系统的作用非常重要，一般情况下污水和废气排放对环境造成的危害很大。

通过排污控制系统的运行，可以减少对环境的污染，保证锅炉运行环境的清洁和安全。

5.加药控制系统加药控制系统主要用于对锅炉内部水进行磷酸盐和硫酸盐等药品的添加。

摘要随着科技的发展，人们越来越离不开电。

大型火力发电厂地位显得尤其重要。

其机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。

工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。

大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。

锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。

其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。

本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。

其要求是提供合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应符合的需要。

为此，生产过程的各个主要工艺参数必须加以严格控制。

锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等。

主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。

发电厂锅炉给水控制系统1.概述大型火力发电机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。

工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。

大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。

锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。

其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。

本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。

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。

同时高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，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。

（1）单冲量控制系统单冲量水位控制系统，它以汽包水位作为唯一的控制信号，单冲量水位控制系统由汽包、变送器、调节器、执行器及调节阀等组成。

其原理是变送器将水位信号送到调节器，调节器根据实测水位和给定值的偏差，经过运算放大器后输出调节信号驱动执行器改变调节阀开度，改变锅炉上水量，使水位维持在容许的范围之内。

对于水在汽包内的停留时间较长，且负荷又比较稳定的情况，“虚假水位”现象不严重，采用单冲量控制系统，进行PID调节一般就能满足生产要求。

所以，单冲量水位控制统结构简单，运行可靠，适用于水容量大，上升速度小，负荷变化不大，控制质量要求不高的小容量锅炉系统。

（2）双冲量控制系统双冲量控制系统。

它是在单冲量水位自动调节的基础上，加入蒸汽流量作为前馈信号便构成了所谓的双冲量水位控制自动调节系统。

这种以锅炉汽包水位测量信号作为主控信号，以蒸汽流量信号作为前馈信号构成的“前馈一反馈”控制系统。

引入蒸汽流量来校正不仅可以补偿“虚假水位”所引起的误动作，而且能使给水调节阀的动作及时，从而提高控制质量。

但是双冲量汽包水位控制系统存在的问题是：控制作用不能及时反映给水方面的扰动，当给水量扰动时，控制系统等同于单冲量的控制。

因此，如果给水母管压力经常波动，给水调节阀前后压差不易保持正常时，不易采用双冲量控制系统。

（3）三冲量控制系统当代工业锅炉都向大容量高参数方向发展，一般的锅炉容量越大，汽包的容水量就越小，容许波动的蓄水量就更小，这种情况下如果给水中断，可能会出现危急水位。

这样很容易因缺水在几分钟内就发生事故。

如果几台锅炉并列运行还会出现几台锅炉汽包水位控制相互干扰的现象。

而在双冲量水位自动控制中，对于给水量这种自发性变化不能及时反映出来，要经过一定的延时后，给水量的扰动才能通过汽包的水位变化而被发觉。

此后克服扰动过程中几台锅炉的水位控制还相互影响使得控制过程非常复杂。

针对双冲量控制系统的不足引入了三冲量水位控制系统。

目录引言 (1)第一章第一章给水控制系统的动态特性 (3)1.1锅炉给水控制系统的任务 (3)1.2 给水控制对象和各种扰动下水位变化的动态特性 (3)1.2.1 给水控制对象的动态特性 (3)1.2.2 各种扰动下水位的动态特性 (5)第二章给水自动控制系统的基本要求和基本结构 (9)2.1 给水控制系统的基本要求 (9)2.2 给水控制系统的基本结构及分析 (9)2.2.1 单冲量给水控制系统 (9)2.2.2 前馈-反馈三冲量给水控制系统 (10)2.2.3 串极三冲量给水控制系统分析 (16)第三章给水控制系统的无扰切换 (20)3.1 测量信号的自动校正 (20)3.1.1 水位信号的压力校正 (20)3.1.2 过热蒸汽气流信号的压力、温度校正 (22)3.1.3 给水流量信号的温度校正 (23)3.2 给水控制系统的切换 (24)3.2.1 给水流量测量装置切换系统 (24)3.2.2 大小给水调节阀门的切换 (28)3.2.3 系统的无扰切换 (29)第四章系统的参数整定及MATLAB仿真 (32)4.1 控制系统的参数整定方法 (32)4.1.1 广义频率特性法 (32)4.1.2 工程整定法 (33)4.2 调节器的选取 (35)4.3 参数整定及MATLAB仿真 (36)4.3.1 单冲量调节系统的参数整定及MATLAB仿真 (36)4.3.2 串级三冲量调节系统的参数整定 (37)4.3.3 整个系统和各种扰动量下的SIMULINK结构图和仿真图 (41)结论 (45)参考文献 (46)谢辞 (47)引言自动控制技术在工程和科学发展中起着极为重要的作用，在火电厂的生产过程中也采用了自动控制技术。

在火电厂的生产过程中采用的热工自动控制系统，是伴随着社会对电能需求的日益增加、单机容量的日益扩大和自动控制技术在火力发电厂中应用的深度与广度与日俱增而逐步发展起来的。

电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。

工业锅炉给水控制系统研究作者：梁君坦来源：《商品与质量·消费视点》2013年第07期摘要：锅炉是工业发展中非常重要的动力设备，在工业生产中，锅炉的稳定运行是整个生产过程的基础。

而锅炉的给水系统在锅炉运行中占据着重要的位置，为了进一步促进锅炉的稳定运行，本文就重点分析了工业锅炉给水控制系统的相关技术。

关键词：工业锅炉；给水控制系统；研究与分析锅炉是整个国民经济的基础动力，其安全稳定的运行是确保工业稳定发展以及能源节约利用的基础保证。

由于这种动力系统主要以加热作为动力来源，所以容易产生爆炸等危险，所以安全性是锅炉运行的基础。

给水控制系统是锅炉系统的一个组成部分，做好给水系统的控制研究是保证系统安全运行的重要基础。

一、工业锅炉以及汽包控制1.工业锅炉简介这是一种在工业生产中比较重要的能量准换装置，其能够将燃料燃烧过程中产生的化学能转换为工业热能，随后利用一定的设备将这些热能转换为工业生产所需要的能量运行方式。

随着我国工业经济发展水平的不断提高，其对工业锅炉的要求也不断提高，最主要的表现就是容量逐渐增大、锅炉运行参数以及锅炉的运行效率不断提高。

整个锅炉系统主要有四个部分组成，分别是燃烧系统、汽水系统、辅助系统以及送风引风系统。

锅炉系统的主要工艺流程如图1。

2.系统控制与汽包控制在工业生产过程中，锅炉要根据生产发展的需要，为整个系统输送一定数量和质量的蒸汽有效满足汽轮机的主要需求。

在工业锅炉运行系统中，给水系统是影响锅炉稳定性的重要因素，所以为了保证锅炉运行的安全性，这里重点分析锅炉的汽包系统以及相关控制理论。

锅炉属于一种动态特性比较复杂同时对控制要求又比较高的控制对象，所以在控制系统的设计过程中，要充分发挥计算机控制系统的先进与稳定性，明确锅炉生产过程的实际以及被控制对象的主要动态性，只有这样才可以促进系统运行的稳定性，并将其构成合理的控制系统，这样才可以达到相关的控制目的。

影响汽包水位变化的是给水流量以及蒸汽流量的变化情况。

第25卷 第3期2018年3月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.252018 No.3电厂锅炉给水控制系统孟庆忠1，姜宗星2（1.国家电投集团东北电力有限公司 本溪热电分公司，沈阳 117008；2.山东鲁能控制工程有限公司，济南 250023）摘 要：火力发电厂中，水是整个系统的主要工作介质。

如何在整个系统流程中将给水控制好，对系统稳定、安全、高效运行有着至关重要的作用。

本文从给水控制发展和实际应用角度出发，比较不同设备和工况下的控制方案。

关键词：火电厂；单冲量；三冲量；锅炉给水控制中图分类号：TM621.6 文献标志码：ABoiler Feed Water Control System in Power PlantMeng Qingzhong 1, Jiang Zongxing 2(1.SPIC NORTHEAST ELECTRIC POWER CO.,LTD., Benxi Thermal Power Branch, Shenyang, 117008, China；2.Shandong Luneng Control Engineering Co., Ltd., Ji'nan, 250023, China)Abstract：In thermal power plant, water is the main working medium of the whole system. How to control the water supply in the whole system process is very important to the stability, safety and efficient operation of the system. From the development of water supply control and practical application, the control schemes under different equipments and working conditions are compared.Key words：thermal power plant；single impulse；three impulse；boiler feed water control0 引言大型火电发电机组由锅炉、汽轮机、发电机和辅机设备组成，工艺流程复杂，对设备参数的监控、操作和控制繁多。

第四章直流炉给水控制系统直流锅炉给水调节系统具有多重控制任务：（1）维持中间点温度等于定值；（2）快速跟随燃料量，保证燃水比，共同满足负荷要求；（3）调整中间点温度，实现过热汽温粗调。

第一节直流炉给水系统的特点一、汽包炉给水系统特点在汽包锅炉中，汽包把整个锅炉的汽水流程分隔成三部分，即加热段（省煤器）、蒸发段（水冷壁）和过热段（过热器）。

这三段受热面面积的大小是固定不变的。

汽包除作为汽水的分离装置外，其中的存水和空间容积还作为燃水比失调的缓冲器。

当燃水比（给水跟踪燃料流量的比例关系）失调后，在一段相当长的时间里（非事故的范围内），并不改变原来那三段受热面面积的大小。

例如，增加给水流量，给水量的变化就破坏了原来的平衡状态，汽包水位升高了；但由于燃料流量没有变化，所以蒸发段的吸热量及其产生的蒸汽量可近似认为不变。

因为过热段的受热面是固定的，因此出口汽压、汽温都不会有什么变化，如同燃水比未失调一样。

如果燃料方面的变化破坏了原来的平衡状态，比如燃料量增加，蒸发段就会产生较多的蒸汽，但同时过热段也吸收了较多的热量，所以可使汽温变化不大，然而此时出口蒸汽压力和流量却都增加了。

由于给水流量没有改变，汽包中的部分水变成了多蒸发的那部分蒸汽，所以汽包水位降低了。

从以上所述可以看出，在汽包锅炉中，水位是燃水比是否失调的标志。

用给水流量调节水位，实质上起到了间接保持燃水比不变的作用。

二、直流炉给水系统特点直流炉的汽水流程中既没有汽包，又没有炉水小循环回路。

直流炉是由受热面以及连接这些受热面的管道所组成，图4-1是直流炉汽水流程示意图．给水泵图4-1直流炉汽水流程示意图给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性流过加热段、蒸发段和过热段，然后去汽轮机。

它的循环倍率始终为1，与负荷无关。

给水泵出口水压通过上述三段受热面里的工质，直接影响出口汽压，所以直流炉的汽压是由给水压力、燃料流量和汽轮机调节汽门共同决定的。

直流炉汽水流程中的三段受热面没有固定的分界线。

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）。

锅炉双冲量给水控制系统设计_毕业设计第一章论文选题背景及理论发展1.1 目的及意义随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现，越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制。

工业应用自控技术在中国的推广使用较晚，但近年来发展较快。

国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多，但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多，所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用，在水位控制系统中，主要采用“三冲量控制”方案来实现锅炉汽包水位控制更是重中之重。

本课题的目的及意义：锅炉汽包水位控制是维持锅筒水位在允许的范围内，使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量。

由于锅炉的水位同时受到锅炉侧和气轮机侧的影响，因此，当锅炉负荷变化或气轮机用汽量变化时，通过给水调节系统保持锅炉的水位正常是保证锅炉和气轮机安全运行的重要条件。

水位过高或过低，都是不允许的。

水位过高会影响汽水分离器的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增加，使过热器管壁和气轮机叶片结垢，造成事故；锅炉出口蒸汽带水过多还会使过热蒸汽温度产生急剧变化。

水位过低，则会破坏正常水循环，危及水冷壁受热面的安全。

一般要求锅筒水位维持在设计值±75~±100mm范围内。

1.2 自动控制理论的发展一、“经典控制理论”阶段上世纪50年代前发展的控制理论被称为“古典控制理论”。

它主要研究的自动控制系统为线性定常系统，被控对象集中于SISO系统。

经典控制理论所采用的方法通常是以传递函数、频率特性、根轨迹分布为基础的波德图法和根轨迹法，包括各种稳定性判据和对数频率特性。

二、“现代控制理论”阶段60年代以后发展起来的现代控制理论主要研究MIMO系统。

系统可以是线性或非线性的，定常或时变的。

它采用状态方程代替经典理论中的一个高阶微分方程式来描述系统，并且系统中各个变量均为时间t的函数，因而属于时域分析方法。

锅炉给水检测控制系统研究[摘要]锅炉给水控制系统的主要任务是通过锅炉的给水跟踪锅炉的蒸发量，保证锅炉进出的物质平衡和正常运行所需。

由于虚假水位现象的存在，给水控制系统不能单单以汽包水位为被调量，为了减少或抵消虚假水位现象，就必须采用三冲量调节系统。

给水控制是串级调节系统，主调节器接受水位信号，对水位起校正作用，是细调；其输出作为副调节器给定值，副调节器的被调量是给水流量，目的是快速消除来自水测的扰动。

本文通过对锅炉给水检测控制系统进行原理分析、可靠性论证、实际运行情况分析，以提出保证该系统长期稳定处于协调控制的方案。

[关键词]给水控制；串级；三冲量引言随着国民经济的飞速发展，生活水平的不断提高，人们的生产生活对电的需求也日益增大，电厂作为发电单位如何能保质保量的安全生产成为国民生产的一个重要因素。

然而，大型机组的控制与运行管理相当复杂。

目前，随着锅炉容量和参数的提高，汽包的容积相对减少，锅炉蒸发受热面的热负荷显著提高。

通过人工控制给水量来维持汽包水位不仅操作繁重，而且相当困难。

针对锅炉实现全程调节的给水自动调节系统，扩大了调节范围，具有逻辑保护功能，是程序控制、保护和自动调节相结合的综合性调节系统。

同时，为减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全稳定运行，提高机组的效率，实现给水系统的全程自动控制也是非常必要的。

一、锅炉给水检测控制系统综述1.锅炉给水控制系统的任务汽包锅炉给水控制的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，并使汽包中的水位保持在一定范围内。

具体要求有以下两个方面：（1）维持汽包水位在一定范围内。

汽包水位是影响锅炉安全运行的重要因素。

水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，从而增加在过热器管壁上和汽轮机叶片上的结垢，甚至使汽轮机发生水冲击而损坏叶片；水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁的破裂。

（2）保持稳定的给水量。

稳定工况下，给水量不应该时大时小地剧烈波动，否则，将对省煤器和给水管道的安全运行不利。