锅炉给水控制系统课件

（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。

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）。