三冲量汽包水位控制原理及应用教程
本文详细介绍汽包水位三冲量控制系统的原理及控制策略，文章内容通俗易
懂、图文并茂，可作为三冲量汽包水位控制系统设计和应用教程使用。
锅炉汽包水位是锅炉生产过程的主要工艺指标，同时也是保证锅炉安全运行的
主要条件之一。汽包水位过高，使蒸汽产生带液现象，不仅降低蒸汽的产量和
质量，而且还会使过热器结垢，或使汽轮机叶片损坏；当汽包水位过低时，轻
则影响水汽平衡，重则烧干锅炉，严重时会导致锅炉爆炸事故的发生。所以锅
炉水位是一个极为重要的被控变量。在具体工艺生产过程中，常常由于蒸汽负
荷的波动和给水流量的变化打破汽包内的平衡状态，对汽包水位造成干扰，最
终导致假液位。所谓“冲量”实际就是变量，多冲量控制中的冲量，是指引入
系统的测量信号。在锅炉控制中，主要冲量是水位。辅助冲量是蒸汽负荷和给
水流量，它们是为了提高控制品质而引入的。
1、三冲量控制的引入 目前锅炉汽包水位调节常采用单冲量、双冲量及三冲量等三种调节方案，现分
别对它们的基本原理和特性加以讨论。 ①单冲量水位调节系统 单冲量水位调节系统的原理如图1所示。由图1可知，这种类型的水位调节系
统，是一个典型的单回路调节系统，被调参数是汽包水位，调节参数是锅炉的
给水量。它适用于停留时间较长(亦即蒸发量与汽包的单位面积相比很小)，负
荷变化小的小型锅炉(一般为10t/h以下)。但对于停留时间较短，负荷变化大的系统就不适应了。
图1 单冲量水位调节原理 图2 单冲量水位调节系
统控制策略
从图2可以看出：单冲量水位调节系统控制策略由汽包水位测量差压变送器、
PID调节器和调节阀(或变频器)构成。
当蒸汽负荷突然大幅度增加时，由于汽包内蒸汽压力瞬间下降，水的沸腾加
剧，汽泡量迅速增加，汽泡不仅出现于水的表面，而且出现于水面以下，由于
汽泡的体积比水的体积大许多倍，结果形成汽包内液位升高的现象。因为这种
升高的液位不代表汽包内储液量的真实情况，所以称为“假液位”。此时PID
第 1 页 共 4 页 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。 第 2 页 共 4 页 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。
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。
