双室平衡容器汽包水位计算

双室平衡容器汽包水位计算
双室平衡容器汽包水位计算

锅炉汽包水位补偿(双室室平衡容器)

一、测量原理:炉汽包水位测量原理图如图2所示。差压式水位表和汽包水位之间的关系如下所示:

ΔP=[(A-h))*ρa+(H-(A-h)*ρw]-[(A-h)*ρs+(H-(A-h))*ρw] =(A-h)*(ρa-ρs) (1)

式中:H………水侧取样孔与平衡容器的距离,mm;

A………平衡容器与汽包正常水位的距离,mm;

h………汽包水位偏离正常水位的值,mm;

ΔP………对应汽包水位的差压值,mmH2O;

ρs………饱和蒸汽的密度,kg*103=/m3;

ρw………饱和水的密度,kg*103=/m3;

ρa………参比水柱的密度,kg*103=/m3;

上式中,H、A和B都是常数;ρw、ρs是汽压的函数,在特定汽压下均为定值;平衡容器内汽水的密度ρa与其散热条件和环境温度有关。在锅炉启动过程中,水温略有升高,压力也同时升高,这两方面的变化对ρa的影响基本上抵消,可以近似认为ρa是恒值。

根据(1)有如下:

h = A-ΔP *(ρa-ρs) (2)

令F1(X)=(ρa-ρs)

二、补偿逻辑框图:

三、F1(X)参数表:

平衡容器工作原理

平衡容器的工作原理 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器,另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。 3.2.凝汽室 理想状态下,来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热,形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。 3.3.基准杯 它的作用是收集来自凝汽室的凝结水,并将凝结水产生的压力导出容器,传向差压测量仪表——差压变送器(后文简称变送器)的正压侧。基准杯的容积是有限的,当凝结水充满后则溢出流向溢流室。由于基准杯的杯口高度是固定的,故而称为基准杯。 3.4.溢流室

溢流室占据了容器的大部分空间,它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水,并将凝结水排入锅炉下降管,在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热,确保与汽包中的温度达到一致。正常情况下,由于锅炉下降管中流体的动力作用,溢流室中基本上没有积水或少量的积水。 3.5.连通器 倒T 字形连通器,其水平部分一端接入汽包,另一端接入变送器的负压侧。毋庸置疑,它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧,与正压侧的(基准)压力比较以得知汽包中的水位。它之所以被做成倒T 字形,是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性,防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致,致使其中的液位与汽包中不同,但是由于流体的自平衡作用,对使汽包水位测量没有任何。 3.6.差压的 通过前面的介绍可以知道,凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的,即γw =γ`w ,γs =γ`s 。故而不难得到容器所输出的差压。本文以东方锅炉厂DG670-13.73-8A 型锅炉所采用的测量范围为±300mm 双室平衡容器为例加以介绍(如图1所示)。 通过图1可知,容器正压侧输出的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力,加上基准杯口至L 形导压管的水平轴线之间这段垂直区间的凝结水压力,再加上L 形导压管的水平轴线至连通器水平轴线之间,位于容器的外部的这段垂直管段中的介质产生的压力。显而易见,其中的最后部分压力,由于其中的介质为静止的且距容器较远,因此其中的介质密度应为环境温度下的密度。因此 P += P J +320 γ w +(580-320) γ c 式中P + —— 容器正压侧输出的压力 γ w —— 容器中的介质密度(γ w = γ `w ) γ c —— 环境温度下水的密度 P J —— 基准杯口以上总的静压力 负压侧的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力,加上基准杯口水平面至汽包中汽水分界面之间的饱和水蒸汽产生的压力,再加上汽包中汽水分界面至连通器水平轴线之间饱和水产生的压力,即 P -= P J +(580-h w ) γ s + h w γw

锅炉汽包水位测量问题分析及技术措施

浙江省火电厂锅炉汽包水位测量问题分析及改进 孙长生1,蒋健1,刘卫国2,丁俊宏1,王蕙1 (1.浙江省电力试验研究院,杭州市,310014;2.国华浙能发电有限公司,浙江省宁波 市,315612) 摘要:汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数。由于配置、安装、运行及维护不当等因素,导致汽包水位测量系统存在测量值与实际值不符的情况,影响机组安全、经济、稳定运行。本文对浙江省火电厂汽包水位测量、水位保护投入状况进行现场调查,总结存在的问题,分析问题产生的原因,探讨并提出消除或减少这些问题的技术改进措施,供同行参考。 关键词:汽包水位测量;偏差分析;技术措施;锅炉;水位保护;水位计 doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2010.10.000 Analysis of Running Status and Research of T echnical Proposal to the Drum Water Level Measurement Systems of Zhejiang Fired Power Plant SUN Chang-sheng1,JIANG Jian1,LIU Wei-guo2,WANG Huo (1.Zhejiang Provincial Electric Power Test and Research Institute,Hangzhou 310014,China;2.Zhejiang Guohua Zheneng Power Generation Co. Ltd.,Ningbo 315612,Zhejiang Province, China) ABSTRACT:Because of many reasons during installment, operation and maintenance, the drum water level measurement systems often have been found the difference between the observed value and the actual value, that seriously affectes unit's stable operation.This article has investigated many power plants in the Zhejiang Province closely, surveyed the situation of the drum water level measurement and the water level protection conditions of Zhejiang fired power plant, and has gived useful suggestion.of the reference water column. KEYWORDS:drum water level measurement;warp analysis;technical proposal;boiler;water level protection;water level meter 0 引言 汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数,其测量的准确性与其偏差问题(以下简称“水位测量问题”)的解决,是一直困扰火电机组热工测量与安全、经济运行的难题。针对水位测量问题,在浙江省内火电厂进行了专题调查,就存在的水位测量问题进行了深入的专题探讨,提出了提高汽包水位测量系统运行可靠性的改进意见,供同行参考。 1 存在的主要问题 1.1 模拟量测量信号系统存在的问题 目前浙江省蒸发量为400 t/h及以上的汽包炉共有57台,这些锅炉运行中模拟量测量信号系统存在的主要问题包括以下几方面: (1)测量显示偏差。不同测量变送器显示的示值不一致,两侧显示偏差高的超过100 mm,即使是同侧偏差,有时也高达几十mm,且随着机组负荷的变化而不同,难以找出其变化规律。 (2)逻辑故障判断功能不完善。一些机组不具备《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》(请核实是否修改正确)中的汽包水位信号故障后的逻辑判断自动转换功能、水位和补偿用的汽包压力信号坏信号判别功能。 (3)共用测量孔。由于汽包上给出的取样孔不足,因此存在共用取样孔和平衡容器情况,未能做到全程独立。

双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用

双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用 摘要:本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 关键词:水位测量汽包水位双室平衡容器补偿 1.摘要 本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 2.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一,双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏,致使应用中时有错误发生,甚至形成安全隐患。例如胜利油田胜利发电厂一期工程,该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70~90mm,特殊情况下误差将会更大(曾因此造成汽包满水停机事故)。迄今为止,据不完全了解,目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标,因此不允许任何人为的误差。为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用,谨撰此文。不足之处,请不吝指正。 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器,另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

3.2.凝汽室 理想状态下,来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热,形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。 3.3.基准杯 它的作用是收集来自凝汽室的凝结水,并将凝结水产生的压力导出容器,传向差压测量仪表——差压变送器(后文简称变送器)的正压侧。基准杯的容积是有限的,当凝结水充满后则溢出流向溢流室。由于基准杯的杯口高度是固定的,故而称为基准杯。 3.4.溢流室 溢流室占据了容器的大部分空间,它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水,并将凝结水排入锅炉下降管,在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热,确保与汽包中的温度达到一致。正常情况下,由于锅炉下降管中流体的动力作用,溢流室中基本上没有积水或少量的积水。 3.5.连通器 倒T字形连通器,其水平部分一端接入汽包,另一端接入变送器的负压侧。毋庸置疑,它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧,与正压侧的(基准)压力比较以得知汽包中的水位。它之所以被做成倒T字形,是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性,防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致,致使其中的液位与汽包中不同,但是由于流体的自平衡作用,对使汽包水位测量没有任何影响。 3.6.差压的计算

汽包水位三冲量给水调节的工作原理

汽包水位三冲量给水调节系统 1、所谓冲量,是指调节器接受的被调量的信号; 2、汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量筒及变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成; 3、在汽包水位三冲量给水调节系统中,调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号,如图所示。其中,汽包水位H是主信号,任何扰动引起的水位变化,都会使调节器输信号发生变化,改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量信号qm.S是前馈信号,其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作,改善蒸汽流量扰动时的调节质量;蒸汽流量和给水流量两个信号配合,可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时,测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化,所以给水流量信号qm.w作为介质反馈信号,使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用。 4、在大、中型火力发电厂锅炉汽包水位的变化速度比较快,“虚假水位”现象较为严重,为了达到生产过程中对汽包水位调节的质量要求,因而广泛采用了三冲量汽包水位调节系统。

5、关于测量信号接入调节器的极性说明:当信号值增大时要求开大调节阀,该信号标以“”号;反之,当信号值减小时要求关小调节阀,该信号标以“-”号。在给水调节系统中,当蒸汽流量信号增大时,要求开大调节阀,该信号标以“”号;给水流量信号增大时,要求关小调节阀,该信号标以“-”号;当汽包水位升高时,差压减小,水位测量信号减小,要求关小调节阀,则该信号标以“”号。 直流炉没有三冲量啊,没有汽包,在直流状态下给多少水就产生多少汽的,是通过中间点温度来调整锅炉燃水比的! 单冲量三冲量切换条件:一般用给水流量来划分,小于200t/h(30%,我们300MW机组就是这样)时为单冲量,大于则为三冲量 为啥要到30%负荷时,电泵由单冲量切到三冲量啊?要防止汽包的虚假水位。在低负荷的时候,单冲量主要是给系统上水,在高负荷时,给水的任务就是维持汽包水位。

汽包平衡容器说明书

专利产品 证书号:第935394号 TPH—A(B)(C)型 差压式水位计(平衡容器) 使用说明书 铁岭铁光仪器仪表有限责任公司 TIELINGTIE GUANG INSTRUMENT&APPARATUS CO.,LT 目录 一、概述------------------------------------------------------------------ 二、工作原理--------------------------------------------------------- 三、技术参数-------------------------------------------------------------

四、温度变送器----------------------------------------------------------- 五、制造-------------------------------------------------------------------- 六、安装----------------------------------------------------------------- 七、运行--------------------------------------------------------------------- 八、供货范围-------------------------------------------------------------- 九、定货须知--------------------------------------------------- 一、概述 TPH-A(B)(C)型差压式液位计是铁岭铁光仪器仪表有限责任公司根据市场需求开发生产的一种液位计。广泛应用于电厂、化工厂、冶金等行业的锅炉汽包、储罐、储槽等水位监视,与其它水位计相比,具有适用压力范围广,运行泄漏点少,可靠性高,显示水位准确,远距离集控室监视等特点。 平衡容器分为三种形式: 1、TPH-A型单室平衡容器,见图1。

锅炉汽包水位补偿公式

锅炉汽包水位补偿公式: 1、汽包水位补偿 水位补偿公式:H=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g 然后用H减去水位零点相对平衡容器下取样点的距离,得到的值就是修正后的汽包水位。 L为平衡容器两个取样管间高度(m) ρ1为凝结水密度(kg/m3) ρ2为饱和水密度(kg/m3) ρ3为饱和蒸汽密度(kg/m3) ΔP为变送器差压(Pa) H为水位高度(m) h0为汽包水位零点至下取样管高度(m),H为补偿后水位(m)。 补偿后水位:h=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g -h0. 再把单位从米转为毫米。 如果L、h0、h单位为毫米,ΔP单位为mmH2O, ρ1、ρ2、ρ2单位为kg/m3。则公式为h=[ L*(ρ1-ρ3)-ΔP*1000 ] / (ρ2-ρ3) -h0 汽包水位测量分析及补偿 [摘要]汽包水位的准确测量值是电厂重要的测量参数之一,其测量方式很多,目前常用的是静压式测量方法中的连通式液位计和压差式液位计。但当液位计与被测汽包中的液体温度有差异时,显示的液位不同于汽包中的液位,而且其误差还会随汽包压力的改变而改变。襄樊电厂300MW机组,应用汽包水位模拟量信号采用差压变送器测量,并进行汽包压力补偿的测量方法,结果表明,汽包水位运行正常,测量准确,满足运行要求。 [关键词]汽包水位测量差压变送器压力补偿 1 准确测量汽包水位的重要性 大型机组都设计全程给水控制系统,在机组启动到满负荷或停机减负荷及负荷波动中,汽包压力在不断地变化,汽包内的蒸汽和水的密度也随之变化,从而影响汽包水位测量的准确性和全程给水控制系统的投运,危及机组的安全。因为汽包水位过高可能造成蒸汽带水,使蒸汽品质恶化,轻则加重管道和汽轮机积垢,降低出力和效率,重则使汽轮机发生事故;汽包水位过低,则对水循环不利,可能导致水冷壁局部过热甚至爆管。因此汽包水位的准确测量值是电厂最重要的测量参数之一。 2 汽包水位的测量方式及存在问题 汽包水位测量方式很多,一般可分为:(1)静压式;(2)浮力式;(3)电气式;(4)超声波式;(5)核辐射式。目前电厂中最常用的是静压式测量方法中的连通式液位计和压差式液位计。连通式液位计包括云母水位计和电接点水位计,这类液位计直观,便于读数,但它们共同的缺点是:当液位计与被测汽包中的液温有差别时,其显示的液位不同于汽包中的液位,而且此误差还会随汽包压力的改变而改变。为了减小因温度差异而引起的误差,

锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真

xxxx大学 本科生课程设计论文 题目:锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真学生姓名: 学号: 专业: 班级: 指导教师: 时间:2013年12月8日

内蒙古科技大学课程设计任务书

目录 第一章汽包水位控制的概述.................................................................................................... - 1 - 1.1 锅炉汽包水位的动态特性........................................................................................... - 1 - 1.1.1 给水流量W对汽包水位H的影响 ................................................................. - 1 - 1.1.2汽包水位在蒸汽流量D扰动下的影响 ............................................................ - 2 - 第二章三冲量串级给水控制系统设计.................................................................................... - 4 - 2.1 单冲量水位控制系统的介绍....................................................................................... - 4 - 2.2 双冲量水位控制系统的介绍....................................................................................... - 5 - 2.3 三冲量汽包水位控制原理........................................................................................... - 5 - 2.3.1 三冲量控制方案之一........................................................................................ - 5 - 2.3.2三冲量控制方案之二......................................................................................... - 7 - 2.3.3三冲量控制方案之三......................................................................................... - 8 - 第三章汽包三冲量控制算法的MATLAB仿真设计 ........................................................... - 10 - 3.1 控制系统模型图的绘制............................................................................................. - 10 - 3.1.1 Simulink模块的调用 ....................................................................................... - 10 - 3.1.2 PID子系统的建立以及封装 ........................................................................... - 10 - 3.2 PID控制器的参数整定 .............................................................................................. - 12 - 第四章总结.............................................................................................................................. - 15 - 参考文献.................................................................................................................................... - 16 -

汽包水位安装要求

汽包水位差压变送器安装要求 1、水位测量装臵安装时,均应以汽包同一端的几何中心线为基准线,采用水准仪精确确定各水位测量装臵的安装位臵,不应以锅炉平台等物作为参比标准。 2、安装差压式水位表安装汽水侧取样管时,应保证管道的倾斜度不小于1:100,对于汽侧取样管应使取样孔侧低,对于水侧取样管应使取样孔侧高。 3、每个水位测量装臵都应具有独立的取样孔。不得在同一取样孔上并联多个水位测量装臵,以避免相互影响,降低水位测量的可靠性。为确保冗余功能真正发挥作用,三套汽包水位测量系统应有各自的测孔、取样管、水位测量表计(或变送器)、输入/输出通道、I/O模件并引入DCS的冗余控制器,以满足三重冗余信号独立性原则。 4、三套汽包水位测量系统的一次取样管路水平管段正压侧/负压侧长度一致;平衡容器至差压仪表的正、负压管应水平引出400mm以上(最佳为800 mm)后再向下并列敷设。 5、安装水位测量装臵取样阀门时,应使阀门阀杆处于水平位臵。 6、三取二或三取中的三个汽包水位测量装臵的取样孔不应设臵在汽包的同一端头,同一端头的两个取样口应保持400mm以上距离。三个变送器安装时应保持适当距离。 7、汽水侧取样管和取样阀门均应良好保温。平衡容器及容器下部形成参比水柱的管道不得保温。引到差压变送器的两根管道应平行敷设共同保温,并根据需要采取防冻措施,但任何情况下,拌热措施不应引起正负压侧取样管介质产生温差。三取二或三取中的三个汽包水位测量装臵的取样管间应保持一定距离,且不应将它们保温在一起。 8、对于进入DCS的汽包水位测量信号应设臵包括量程范围、变化速率等坏信号检查手段。 9、要求汽包小间必须封闭完好,不允许出现对流通风现象。 10、后附安装示意图

三冲量汽包水位控制原理及应用教程

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调节器会错误地认为测量值升高,从而关小给水调节阀,减小给水量。等到这种暂时汽化现象一旦平稳下来,由于蒸汽量的增加,给水量反而减少,会使水位严重下降,甚至降到液位危险区,造成事故。 为了克服由于蒸汽负荷量波动造成“假液位”的现象,我们把蒸汽流量的信号引

双室平衡容器汽包水位测量

双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用来源:中国论文下载中心 [ 06-02-27 13:38:00 ] 作者:吴业飞时敏编辑:studa9ngns 摘要:本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 关键词:水位测量汽包水位双室平衡容器补偿 1.摘要 本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 2.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一,双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏,致使应用中时有错误发生,甚至形成安全隐患。例如胜利油田胜利发电厂一期工程,该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70~90mm,特殊情况下误差将会更大(曾因此造成汽包满水停机事故)。迄今为止,据不完全了解,目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标,因此不允许任何人为的误差。为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用,谨撰此文。不足之处,请不吝指正。 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器,另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

汽包水位双室平衡容器2008

汽包水位双室平衡容器2008-03-31 09:20 分类:默认分类 字号:大中小 践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 关键词:水位测量汽包水位双室平衡容器补偿 1.摘要 本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 2.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一,双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏,致使应用中时有错误发生,甚至形成安全隐患。例如胜利油田胜利发电厂一期工程,该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70~90mm,特殊情况下误差将会更大(曾因此造成汽包满水停机事故)。迄今为止,据不完全了解,目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标,因此不允许任何人为的误差。为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用,谨撰此文。不足之处,请不吝指正。 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器,另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

锅炉汽包水位控制系统设计-毕业论文

摘要 汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数,汽包水位过高或者过低的后果都非常严重,因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC 广泛应用于过程控制领域并极提高了控制系统性能,PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。 本文从分析影响汽包水位的各种因素出发,重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”,提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定,并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计,利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计,最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。 关键词:汽包水位、三冲量控制、PLC、PID控制

ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain. Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed. Key words:Steam drum water level、Three impulses control、PLC、PID control

关于汽包水位测量问题

就地水位计 有:玻璃板式水位计、就地双色水位计、电接点式水位计几种。原理都是通过连通器原理,即在液体密度相同的条件下,连通管中各个支管的液位均处于同一高度。见下图。只不过看的方式不同而已 对于就地水位计来讲,存在着散热误差,导致读数不准。

上面公式推导过程:(假定饱和蒸汽密度与水H*ρ’=H 位计中蒸汽的密度相同) 管向周围空间散热,其水柱温度实际上低于容器内水的温度,直接影响水位计误差值|△h |与水位值H 成正比,即水位值H 越高(以水侧连通高,ρ'减少, ρ"增大,即在同样的散热条件下 (ρ1-ρ')变大,(ρ1-ρ上讲,当ρ1=ρ'时,(1)式可以简化为H1=H ,也就是说水位计水位值等于容器内水MW 机组)在高水位运行时,汽包水位计的“散热”误差值达100~150取样孔及连通管): 方向倾斜,水侧取样管应向下向容器方向倾斜,一般的上部不用保温: 一、个凸面安装法与高压容器上所对应的安装法兰相连接,组成一个高压二、1*ρ1+(H-H 1) *ρ ’’ H*ρ’=H 1*ρ1+H*ρ’’-H 1* ρ’’H*ρ’- H*ρ’’=H 1*ρ1 -H 1*ρ’’ H*(ρ’- ρ’’)=H 1*(ρ1-ρ’’) H 1=[(ρ’- ρ’’)/ (ρ1-ρ’’)]*H (1)直接“散热”误差 由于测量筒及其引位计测量筒内水的密度ρ1,即测量筒内水的密度ρ1大于容器内水的密度ρ',由(1)式可知水位计显示的水位H ,比容器内水位H 低。由(2)式可以看出,水位计测量筒散热越多,ρ1也就越大,因而测量误差|△h |越大,这种误差我们称为直接“散热”误差。为了减少直接“散热”误差|△h |,一般在水位计测量筒的下部至水侧连通管应加以保温,以减少测量筒水柱温度与容器内水的温度之差:同时水位计的汽侧连通管及水位计测量筒的上部不用保温,并让汽侧连通管保持一定的倾斜度,使更多的凝结水流入测量筒,以提高水位计测量筒内水的密度ρ1。 (2)取样“散热”误差 由式(2)可以看出,水管作零点),水位计误差值|△h |就越大,可以说存在取样“散热”误差。由图1可以看出,若容器内实际水位不变,当水位计水侧取样孔及连通管向上移时(相当于零水位线上移),容器水位示值H 减少,则由式(2)可以看出,水位计取样“散热”误差|△h |可减少。为了能测量到水位下限,水位计水侧取样向上移是有限的,因此图1中取样“散热”误差是无法完全消除的。 (3)工况“散热”误差 随着容器压力的增")变小,由式(2)可以看出测量误差|△h |增大,这种误差我们称为工况“散热”误差。在图1的水位计中,容器的工作压力是由运行工况决定的,因此工况“散热”误差是无法消除的。 从理论位值(实际水位):同时(2)式可以简化为△h=0,也就是说水位计的三种”散热”误差均为0(无“散热”误差)。 一般高压锅炉(如300mm ,有可能造成各种联锁及保护失效,因此对减少甚至消除“散热”误差最为关键。减少水位计的“散热”误差应注意如下: (1)每一种水位计应单独取样(有单独的 (2)容器与测量筒的连通管不宜长; (3)水位计的汽侧取样管应向上向容器至少应有1:100的斜度: (4)水位计汽侧取样管及测量筒 (5)水位计水侧取样管及测量筒下部的保温应良好:玻璃板式水位计 以仪表上、下端两连通器,通过该液位计可直接观察到高压容器内介质液位的实际高度。 就地双色水位计:

平衡容器

平衡容器 是对于锅筒水位和压力进行缓冲的装置,作用类似于电工上的电容器,隔直过交,但是平衡容器是“过直隔交”,即用于消除锅筒内水位及压力小的波动对真实水位的不利影响。故称为平衡容器,实际就是锅筒水位值的均值器。 双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用 摘要:本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 关键词:水位测量汽包水位双室平衡容器补偿 1.摘要 本文以实践为基础,剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 2.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一,双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏,致使应用中时有错误发生,甚至形成安全隐患。例如胜利油田胜利发电厂一期工程,该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70~90mm,特殊情况下误差将会更大(曾因此造成汽包满水停机事故)。迄今为止,据不完全了解,目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标,因此不允许任何人为的误差。为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用,谨撰此文。不足之处,请不吝指正。 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器,另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

锅炉汽包水位测量误差分析

式中: h——汽包正常水位距水侧取样的距离,mm △h——水位计中的水位与汽包中水位的差值,mm Ps——饱和蒸汽密度,kg/m3 Pw——饱和水密度,kg/m3 Pa——水位计中水的平均密度,kg/m3 Ps'——水位计中蒸汽的密度,kg/m3 对就地水位计来说,汽包内的水温是对应压力下的饱和温度,饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计,水位计的环境温度远低于蒸汽温度,使蒸汽不断凝结成水,并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。 从水和蒸汽的特性表可看出:在常温常压下,汽包和水位计中的水密度是相等的,从式(1)可见,水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的,且与h值无关;随着汽压的升高,汽包中的水密度变小,蒸汽密度变大;而就地水位计因散热的影响,水位计中的水密度也变小,但变化幅度不如汽包内水的大;蒸汽密度虽也有增大,但变化幅度没汽包内的大,即Ps是不应等于Ps'的,但其影响只要保温处理的好,可忽略不计,下面的计算均是按Ps=Ps,来进行的;致使水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大,这一差值始终是就地水位计中水位低于汽包水位的主要因素;并且当h值改变时,水位差值也会改变。 为了给电厂提供参考,有的锅炉厂给出了就地水位计和汽包正常水位差值的参考数据见表1。 从表1所列数据,对于亚临界锅炉来说,在额定汽压下,就地水位计的水位比汽包内的水位要低100~150mm。下面以我厂(东方锅炉厂)在汽包额定压力18.2MPa下时汽包水位偏离正常水位的情况进行分析,根据式(1),取汽包水位为零时h=400mm,计算水位变化

±1OOmm时水位计显示情况。Pw、Ps为定值,假设Pa也为定值,取平均温度为300℃时的值。h'=h—△h,为就地水位计中的水柱高度,计算结果如表2所示。 从表中计算结果来看,汽包水位变化±100mm时,就地水位计的显示值只变化±68m m,还是假定水位计中水的温度不变,即Pa是定值的情况下计算的。实际上,当汽包内水位变化时,水位计中水的平均温度和密度均会随着变化的,汽包水位升高时,由于水的散热面增加,平均温度会下降,密度增大,水位计的指示也比表中计算的要低;而当汽包水位降低时,水的散热面减小,其平均温度升高,密度减小,水位计的指示应比表中计算的要高。当汽包水位变化±100mm时,就地水位计的变化还达不到±68mm,只是±50mm左右,并且就地水位计的误差并非是恒定值,在不同条件下有所变化,同一锅炉,在不同工况下,在不同的季节里,误差的变化还相当显著。所以依靠就地水位计来监视汽包水位是不安全、不准确的。必须改变运行中认为就地水位计的指示是准确的,并要求其它水位计的指示要与其一致。就地水位计可作为额定压力下核对其它水位计正常水位值(零位)的参考。 2 电接点水位计 电接点水位计的工作原理与就地水位计的完全相同,属于连通管式,利用与受压容器相连通的测量筒上的电接点浸没在水中与裸露在蒸汽中的导电率的差异,通过显示仪表显示水位。一般只配有一套,安装在汽包的一端,通过信号线传到集控室监视,也有的将接点信号引入停炉保护系统。 电接点水位计的工作原理与就地水位计相同,所以就地水位计存在的问题,它同样存在,即电接点水位计显示的水位与汽包实际水位存在偏差,且不是固定的,汽包水位波动时其显示不能与之对应。电接点水位计与就地水位计因结构、材料、形状、安装、散热情况的不同,它们之间的显示值也必然存在偏差;电接点水位计还存在电接点因挂水而误发信号的问题。所以在亚临界的锅炉上采用电接点水位计测量水位是不安全的、不准确的,作为保护用信号是更不可取的。 3 差压式水位计 差压式水位计的工作原理是在汽包水位取样管上安装平衡容器,利用液体静力学原理使水位转换成差压,用引压管将差压信号送至差压计,由差压计显示汽包不位。经过发展现在采用智能式差压变送器来测量汽包水位,特别计算机控制技术的引入,从技术性能、安全性、可靠性都有了极大的提高,现在亚临界锅炉均采用差压式水位计作为汽包水位测量的主要手段,并作为汽包水位控制、保护信号用。

锅炉水位三冲量控制及调节

汽包水位三冲量调节系统是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号作用于调节器上, 即三个被控变量对应一个调节器。 工作原理:汽包水位作为主信号,水位变化,调节器输出发生变化,继而改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量作为前馈信号,防止“虚假水位”使调节器产生错误的动作;给水流量作为反馈信号,使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰, 使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用。 锅炉汽包水位三冲量调节系统是火电厂锅炉核心控制之一。汽包水位三冲量调节系统的给水调节阀动作频繁,锅炉水位对给水调节阀执行机构的动作比较敏感,稍有不慎就可能出现严重的危险情况,汽包水位三冲量调节系统关系到整个机组的安全运行:若汽包水位过高,会造成蒸汽带水;若汽包水位过低,会造成锅炉“干锅”,可能严重烧坏锅炉设备。汽包水位三冲量调节系统的重要性由此可见一斑,所以汽包水位的相关保护要完善可靠、汽包水位自动调节系统运行要平稳。 目前,汽包水位三冲量自动调节控制策略已经相当成熟,但在实际锅炉运行中会各种原因导致水位自动调节系统投入困难,甚至自动不能投入。这种现象让人对串级三冲量调节系统的调节能力和控制策略产生疑问。为此云润与大家交流运用心得,对级三冲量调节系统进行定性分析,并对一些异常情况的处理办法进行探讨。 1、水位三冲量调节控制策略 汽包水位三冲量调节系统使用的三个冲量分别是汽包水位、给水流量和蒸汽流量。 汽包水位作为主调(PID调节器)的输入信号,去抑制水位本身的偏差。副调(外给定调节器)使用了一个反馈信号(给水流量)和一个前馈信号(蒸汽流量),以消除扰动和虚假水位。各种介绍汽包水位三冲量调节系统的书籍中,都有对传递函数的计算,这些计算对系统设计很重要。如果用经验调节法对于系统维护,则完全可以抛开理论计算。在此只对其物理意义进行定性思考和作一番揣测。 1.1?反馈信号 反馈信号指给水流量信号,也叫内扰。 水位三冲量调节系统中被调量发生变化的时候,PID 经过运算,去控制执行机构进行合理的动作,执行机构改变给水调节阀的开度,阀门控制介质变化,达到控制给水流量的目的。可是给水调节阀执行机构特性、水位三冲量调节系统的运行状况存在很多差异,这些差异主要有: (1)执行机构线性:执行机构改变开度后,流量随之改变的大小。 (2)执行机构死区:PID 输出每变化多少,执行机构才能动作一次。 (3)执行机构空行程:执行机构在改变动作方向的时候,改变多少开度,给水流量才发生变化(减去死区的值)。 (4)执行机构回差:执行机构进行开、关两个方向的动作的时候,流量变化不相等,这个流量变化绝对值的差叫回差。 (5)执行机构及阀门的特性曲线改变:阀门线性改变,阀门每变化1%,流量变化量与以往不同。 (6)水位三冲量调节系统软故障:偶尔发生的系统故障使得给水流量变化不均匀,或者时有停顿。 (7)系统介质参数发生变化:指因给水压力、蒸汽压力变化导致给水流量变化。

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