下载文档原格式
第四章给水控制给水控制的目的是在保证锅炉给水流量满足机组要求的前提下，保证给水泵安全运行。
给水控制主要关注给水指令的形成、锅炉启动时给水控制。
另外，提供一篇关于给水与汽温调节的论文供学习。
1给水主控1.1给水控制指令目的是控制总给水流量，以满足当前锅炉输入指令。
总给水流量在省煤器入口测量。
给水主控主指令由锅炉主控输出相应的函数对应值（见表1）和锅炉加速控制的给水需求前馈两步分组成（稳定时由锅炉主控指令给出），RB发生时该指令必须进行速率限制，以确保与燃烧适应。
1.2燃料对给的水修正锅炉输入指令计算出的给水指令经油煤混燃比例进行修正，再经过与燃料量的交叉限制产生，以保证调节过程产生的不平衡始终不超过规定限值。
修正及交叉控制两根据调试情况决定，同时具备下列条件时进行燃料对给水交叉限制：●无RB或机组频率偏差不大●给水流量、风量、燃烧量及锅炉输入指令信号正常●负荷大于300MW1.3最小流量的补偿为确保机组在最小流量以上运行，加进一个最小给水流量的补偿，这个补偿是在锅炉湿态运行期间由过热器总喷水流量经函数发生器给出。
这个函数的作用就是为给水流量提供补偿偏置，以便在过热器喷水流率大大增加时，确保流过炉膛的最小给水流量不至于使炉膛过热，（因为过热器喷水管道是从锅炉省煤器出口出来）。
最小给水流量补偿设定如下。
当过热器总喷水流量超过22.5*t/h 时，这个值约BMCR 给水流率的1.5%*，过热器喷水流量应加在给水流量设定上作为最小流量设定补偿。
具体见表2。
1.4防止省煤器汽化保护1.4.1防止省煤器汽化的给水流量偏置为了避免省煤器汽化现象的发生，在给水流量指令上还加上经保证省煤器出口一定过冷度计算给出的正偏置（见表4），以增加给水流量。
1.4.2防止省煤器汽化措施省煤器汽化保护如果由于负荷RB、甩负荷等等，锅炉压力瞬间减少时，省煤器侧的水有可能蒸发，因为省煤器水温会大于在此压力下水的过热温度。
必须防止省煤器汽化，因为它会造成水冷壁水流量不稳定。
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1 引言 (1)1.1 论文选题背景 (1)1.2 锅炉汽包给水系统 (1)1.2.1 工作过程 (1)1.2.1 控制对象及控制任务 (1)2 给水控制基本方案 (2)2.1 单冲量控制系统 (2)2.2 双冲量控制方案 (3)2.3 三冲量控制系统 (4)2.4 几种控制方案的比较 (4)2.5 最优方案 (5)3 系统的实现 (6)3.1 引起“虚假水位”原因分析 (6)3.2 汽包水位检测元件 (7)3.2.1 测量的问题 (7)3.2.2 检测元件的型号选择 (8)3.2 给水阀的选择 (8)3.2.1 气开气关的选择 (8)3.2.2 调节阀的型号选择 (8)3.3 调节器的选择 (9)3.3.1 控制规律与正反作用确定 (9)3.3.2 调节器的型号选择 (10)3.3 流量检测元件的选择 (10)3.4 仪器仪表清单 (11)4 结束语 (12)参考文献 (13)附录...................................... 错误!未定义书签。
1 引言1.1 论文选题背景锅炉是典型的复杂控制系统，其中锅炉汽包水位是锅炉运行中的重要参数，同时，它还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志，维持锅炉汽包水位在规定的范围内，是锅炉正常运行的主要指标之一。
因此要时刻掌握锅炉汽包的液位情况，研究汽包液位的检测原理，保证仪表检测装置的检测精度是非常有必要的。
1.2 锅炉汽包给水系统1.2.1 工作过程给水由给水泵打入省煤器以后，在此加热成为汽包工作压力下的饱和水，进入汽包，然后沿下降管进入炉膛四周的水冷壁，在此吸收炉膛中的热量汽化后沿上升管回到汽包，从汽包中分离出的饱和蒸汽进入过热器，进一步吸收烟气中的热量变成过热蒸汽，送往汽轮机中做功。
如图1所示锅炉给水系统结构。
1.2.1 控制对象及控制任务汽包水位反映了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，这是因为：①汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分过多而使过热器管壁结垢，容易烧坏过热器，也会使饱和水蒸气温度急剧下降，该过热蒸汽作为气轮机动力的话，将会损坏气轮机叶片，影响运行的安全性和经济性。
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：锅炉给水控制系统设计学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2008-1指导教师：2011年9月6日前言 (2)第一章锅炉的工艺流程 (3)锅炉的组成 (3)锅炉的工作过程 (3)1.3 锅炉的分类 (4)第二章锅炉控制系统的整体设计思路 (5)2.1 汽包水位的控制 (5)2.2 蒸汽温度的控制 (5)2.3 锅炉燃烧的控制 (5)第三章锅炉给水控制系统设计 (6)3.1 锅炉水位动态特性 (6)3.2 单冲量控制系统 (6)双冲量控制系统 (7)3.4 三冲量控制系统 (9)3.4.1 锅炉给水控制系统 (10)前馈控制系统 (11)第四章设计心得 (14)参考文献 (15)电力是以电能作为动力的能源。
发明于19世纪70 年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。
成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。
20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。
它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。
火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。
火力发电的发电机组有两种主要形式：利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电，称为汽轮发电机组；燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电，称为燃气轮机发电机组。
火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。
锅炉是石油化工、发电等工业过程中必不可少的重要动力设备。
它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的锅炉也向着大容量、高参数、高效率方向发展。
第一章锅炉的工艺流程锅炉设备包括锅炉本体设备和锅炉辅助设备。
锅炉本体设备主要由燃烧设备、蒸发设备、对流受热面、锅炉墙体构成的烟道和钢架构建等组成。
1、概述 (1)2、锅炉给水控制系统 (2)2.1锅炉控制系统介绍 (2)2.2锅炉控制系统要求 (3)3.锅炉给水控制系统设计方案 (4)3.1 PID控制 (4)3.1.1 PID控制原理 (4)3.1.2PID对控制的影响 (6)3.1.3 PID参数整定 (7)3.2 汽包水位控制方式 (7)3.2.1 单冲量控制方式 (8)3.2.2 双冲量控制方式 (8)3.2.3 三冲量控制方式 (9)3.2.4系统控制器参数的分析与整定 (10)4、仪表的选用 (12)4.1 检测类仪表 (13)4.1.1压力仪表的选型 (13)4.1.2液位仪表的选型 (13)4.1.3流量仪表的选型 (13)4.2节阀的选型 (14)5.课程设计体会 (14)1、概述工业锅炉是生产和生活中重要的动力源，在整个能源消耗中占有相当大的比重。
目前，我国有百分之九十以上的锅炉燃煤，耗煤量占全国原煤消耗量的1/3以上[1]，而且锅炉燃用的主要是中低质煤，工业污染十分严重；同时，锅炉形式比较陈旧，生产效率和自动化程度低，这又进一步加重了环境污染的程度，因此，调整能源消费结构，逐步提高使用液体燃料和气体燃料的比例是加强环境保护、实施可持续发展战略的措施之一；同时有必要对工业锅炉进行技术改造，提高运行的自动化水平，这样将获得较为理想的控制效果，其节能效果也是十分可观的。
给水控制的任务是维持汽包水位在工艺允许范围内。
由于影响汽包水位的几个因素中，燃料量的扰动影响较小，因此，汽包水位的控制中，主要的目的是以汽包水位为被控变量，以调节给水流量为控制手段。
同时，由于汽包水位不仅受锅炉侧的影响，也受到汽轮机侧的影响，当锅炉负荷变化或汽轮机用汽量变化时，给水控制都应该能限制汽包水位只在给定的范围内变化。
目前，对汽包水位的控制大部分采用常规PID控制方式。
此方式是根据被控对象的数学模型建立，使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内，同时保持稳定的给水流量。
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。
