加热器水位控制系统
汽轮机高压加热器水位控制设备的改造
Ｒｅ ｔ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｈ Ｐ Ｈｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｓｔ ｅ ａ ｍ Ｔｕ ｒ ｂ ｉ ｎｅ ｓ
Ｓ ｈ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｍｉ ｎ ｇ
摘 要： 高 压 加 热 器 端 差 反 映 了设 备 的性 能及 运 行 操 作 控 制 的水 平 ， 而保 持 高 压 加 热 器 端 差 在 合 理 范 围
是 反 映 高 压 加 热 器 性 能 的 一 项 重 要 指 标 。介 绍 了通 过 高 压 加 热 器 水 位 提 升 和 控 制 改 造 ， 使 高 压 加 热 器 下 端
质抽 汽量 ， 使 效 率 降 低 。而 减 少 高 品质 抽 汽 量 ，
充 分发 挥低 品质 抽 汽 的能 力 ， 是 回 热 高压 加 热 器
的热 器 自 ２ ０ ０ ７年 ６月 改
阀 的开度来 实 现 的 。 目前 ， ７号 高 压 加 热 器 下 端 差较大， 高压加热器水 位运行在较 低位置， 影 响 了高压 加 热 器 的 热 效 率 。为 了 提 高 高 压 加 热 器 的热 效率 ， 决定 对 高压 加 热 器水 位 控 制 设 备 进 行
（ Ｓ ｈ ａ ｊ ｉ ａ ｏ Ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｙ ｕ ｄ ｅ ａ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ５ ２ ３ ９ ３ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ａ ｎｄ ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅｖ ｅ １ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐｏｒ ｔ ａ ｎｔ ｉ ｎ ｄｅ ｘ ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｐｅ ｒ ｆ ｏｒ ｍａ ｎ ｃｅ ｏ ｆ ａ ｈｉ ｇｈ－ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｈｅ ａ ｔ ｅｒ ｔ ｏ ｋｅ ｅ ｐ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａｌ ｔ ｅｍ ｐ ｅｒ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａｌ ｒ ａｎｇ ｅ．Ａ ｒ ｅ ｔ ｒ ｏｆ ｉ ｔ ｗａ ｓ ｍ ａｄ ｅ ｔ ｏ ａ ｈｉ ｇ ｈ— ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｈｅ ａｔ ｅｒ ｂｙ ｌ ｉ ｆ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｔ ｓ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅｖ ｅ ｌ ａ ｎｄ ｃ ｈ ａｎｇ ｉ ｎｇ ｉ ｔ ｓ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ， ａｆ ｔ ｅ ｒ ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｔ ｈｅ ｃ ｏｎｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｏｒ ｂ ｏｔ ｈ ｔ ｈｅ ｌ ｏｗｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ ｗａｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ｖｅ ｌ ｉ ｓ ｏｂ ｖｉ ｏｕｓ ｌ ｙ ｉ ｍ ｐｒ ｏｖ ｅ ｄ， ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｅ ｖｉ ｄｅ ｎｔ ｅ ｃ ｏｎ ｏｍ ｉ ｃ ｂ ｅｎｅ ｆ ｉ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｓ ｔ ｅ ａｍ ｔ ｕｒ ｂｉ ｎｅ；Ｈ Ｐ ｈｅａ ｔ ｅ ｒ；ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａｌ ｔ ｅｍ ｐ ｅｒ ａｔ ｕｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ；ｗ ａ ｔ ｅｒ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｃ ｏｎｔ ｒ ｏｌ
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
水位控制器 工作原理
水位控制器工作原理
水位控制器是一种用于控制液体水位的设备，可以在水池、水箱等容器中确保水位稳定。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 传感器检测水位：水位控制器通常配备了水位传感器，该传感器安装在容器中，用于检测水位高低。
传感器会将水位信号传输给控制器。
2. 控制器判断水位状态：控制器根据接收到的水位信号判断水位的高低状态。
通过与预设的水位参数进行比较，确定当前水位是否达到了设定的阈值。
3. 控制信号输出：当水位控制器判断水位状态不符合要求时，会通过输出控制信号的方式，对水泵或阀门等设备进行控制。
例如，当水位过低时，控制器会输出信号打开水泵，将水从外部补充到容器中；当水位过高时，控制器会输出信号关闭水泵，停止进水或排水，以维持水位平衡。
4. 反馈监测：水位控制器通常也会配备反馈监测功能，通过对水位控制过程的监测和记录，可以实时反馈水位状态，以确保控制的准确性和稳定性。
总的来说，水位控制器通过传感器检测水位，控制器判断水位状态并输出相应的控制信号，实现对水泵或阀门等设备的控制，从而达到稳定控制和维持水位的目的。
水位控制器工作原理
水位控制器工作原理
水位控制器是一种常见的自动控制设备，常用于对水位的监测和调节。
其工作原理可以概括如下：
1. 水位传感器：水位控制器通过安装在水箱或储水器中的水位传感器来监测水位的高低。
水位传感器可以是浮球开关、电极式传感器或压力传感器等。
2. 控制电路：水位传感器将水位信息传输给控制电路，通过对水位信号进行处理和判断，控制电路能够判断水位处于高位、低位还是中位。
3. 控制输出：根据控制电路的判断结果，水位控制器会输出相应的控制信号。
这些信号可以通过继电器或晶体管等元件控制水泵、进水阀或排水阀等设备的开关状态。
4. 动作控制：根据输出信号的控制，水泵、进水阀或排水阀等设备会被启动或关闭。
当水位过低时，水位控制器会使水泵启动，将水箱或储水器中的水增加到设定水位；当水位过高时，水位控制器会使水泵停止或排水阀启动，将水箱或储水器中的水减少至设定水位。
通过以上的工作原理，水位控制器可以实现对水位的自动监测和调节，从而避免水位过高或过低带来的问题，确保水位在设定范围内维持稳定。
这对于一些需要定量供水或排水的应用场合非常重要，如水处理系统、智能农业灌溉系统等。
水位控制系统原理
水位控制系统原理
水位控制系统原理是一种用来监测和控制液体水位的系统。
它通常由以下几个部分组成：传感器、控制器和执行器。
首先，传感器被安装在液体容器内部，用来检测液体的水位。
常用的传感器有浮子传感器、压力传感器和电容传感器。
当液体的水位变化时，传感器会产生相应的电信号。
其次，控制器是系统的核心部分，它接收来自传感器的信号，并根据预设的水位设定值来判断液体的水位是否在正常范围内。
如果水位超过设定值，控制器会发送信号给执行器进行相应的操作，使液位恢复到设定值。
最后，执行器根据控制器的指令来执行相应的动作。
常用的执行器有电动阀门、电泵和电机等。
根据不同的需求，执行器可以控制液体的流入或流出，以达到控制水位的目的。
整个水位控制系统的原理就是通过传感器检测液体水位的变化，并通过控制器和执行器来实现对水位的监测和控制。
这种系统广泛应用于液体储存、供水和泵站等领域，能够确保水位的稳定和安全运行。
浅谈电厂高压加热器液位测量与水位控制 温鑫
浅谈电厂高压加热器液位测量与水位控制温鑫摘要：高压加热器水位控制系统作为主要的辅助设备，其对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。
某电厂全部机组采用的加热器型式为卧式表面凝结型换热器，结合某电厂为例，对电厂高压加热器液位测量与水位控制进行了论述分析。
关键词：高压加热器；液位测量；水位控制1加强电厂高压加热器水位控制的意义电厂高压加热器运行时保持一定的水位，对其安全、经济运行非常重要。
水位过低会使蒸汽进入疏水冷却段，使疏水温度升高，影响下一级加热器的抽汽流量，使加热器性能恶化，机组效率下降。
水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。
加热器在过高水位运行，可能造成水倒冲到汽缸内，引起水冲击，危及汽轮机运行的安全，因此必须对电厂高压加热器水位加强控制。
2电厂高压加热器的分析结合某电厂对高压加热器进行分析，其是电厂给水回热系统的主要设备，某电厂高压加热器均为同一家电气设备厂生产，结构基本相同。
加热器所输入的加热蒸汽均来自汽轮机各中间级抽出，因压力不同，由高压至低压分置8级。
除第4段抽出的蒸汽至除氧器（除氧器属于混合式加热器），其余各级加热器均属于表面式加热器。
1-3号为高压加热器，5-8为低压加热器。
高压加热器在给水管系方面配有进水阀、出水阀和旁路阀，某电厂高压加热器的给水侧配有大旁路，进口为一只电动三通阀，出口为一电动截止阀，三通阀的采用使操作更加简便。
大旁路的采用使高压加热器解列时同时切除三台，不能有单独的高压加热器运行。
在抽汽管系方面每个加热器都配有从汽轮机某级来的电动截止阀和气动的抽汽逆止门，可起到双重保护，防止汽机突然甩负荷时引起抽汽管系的冷凝水或加热器内水位过高使汽轮机本体进水，导致叶片损坏或大轴弯曲、汽轮机超速等。
是汽轮机防进水保护的重要设备。
在加热器疏水方面每个加热器都配有两种疏水门，一种是控制加热器中疏水逐级自流的正常调节门；一种是事故疏水门，其疏水直接排向高低压侧凝汽器。
水位控制系统工作原理
水位控制系统工作原理
水位控制系统是一种用于监测和控制水位的设备，常用于水池、水塔、河流和水利工程等地方。
该系统的工作原理基于水位测量和控制装置。
首先，系统中安装有水位传感器，用于测量水位的高度。
传感器能够根据水位的变化发出相应的信号。
接下来，传感器将测量到的水位信号传送给控制器。
控制器根据接收到的信号来判断水位的高低，并根据预设的水位设定值来进行调整。
控制器与一台或多台执行器连接，这些执行器可以是阀门、泵或其他类型的控制装置。
当水位高于或低于设定值时，控制器将通过操作执行器来调整水位。
例如，当水位过高时，控制器通过控制阀门或泵将多余的水排出，直到水位降至设定值为止。
相反，当水位过低时，控制器将通过开启阀门或泵来补充水源，直到水位升至设定值。
通过不断监测和调整水位，水位控制系统能够确保水位在所需的范围内稳定运行。
这对于保护水资源、防止水位溢出或干涸具有重要意义。
总之，水位控制系统通过水位传感器、控制器和执行器之间的协调工作，实现对水位的监测和控制，以确保水位稳定运行。
高压加热器水位调节及阀门配置
高压加热器水位调节及阀门配置给水加热器的作用是火电厂系统中用来加热给水，是给水在进入锅炉之前的温度和压力上升到一定水平，以此来降低水在锅炉内部的能量消耗，从而提高整个机组的热效率。
位于冷凝器和给水泵之间的给水加热器叫做“高压加热器”，在给水泵和锅炉之间的叫做“高压加热器”。
对于现代的一些超临界机组，在辅助循环泵和主给水泵之间还有一个“中压加热器”。
在封闭式加热器中，加热蒸汽将能量转移给给水、给水加热器中的凝结水等等。
高压加热器的疏水或“正常疏水”阀门就起到了控制每一个加热器中的“热井”中的凝结水的液面高度的作用。
在正常运行的条件下，每一级加热器中的凝结水被排放到它的下一级加热器，最后汇入凝汽器，和凝结水混合。
这一过程之所以得以实现，是因为每一级加热器的压力都比其下级的要高。
每一级加热器之间的压力差一般都不超过0.7Mpa，也有的设计中这一压差会高一些的。
虽然不同的机组所需要的疏水阀门的数量和形式也会不同，但是其基本配置基本上是相同的。
在低压加热系统的阀门中，除了正常疏水调节阀以外，还有危急疏水阀门或者排污阀。
当正常疏水阀门的疏水能力不能满足疏水的需要的时候，危急疏水阀门将被打开。
图-1是高压加热器疏水系统的管路和阀门配置示意图：图-1 高压加热系统管路和阀门配置示意图由于各级凝结水都接近相应压力下的饱和温度，所以每一级加热器中的凝结水在进入下一级加热器的过程中很容易出现闪蒸和汽蚀工况。
因此，加热器正常疏水调节阀需要面对和解决的主要问题是如何在闪蒸和气蚀这两种苛刻的工况条件下依然保持良好的调节性能的同时又具有严密的密封特性。
而危急疏水的阀门，由于其下游连接的是凝汽器，压力更低，所以必然工作在闪蒸的工况下。
能够迅速打开和关闭，同时保证耐磨损是最基本的要求。
对于大中型火电机组，高压加热器正常疏水调节阀应该采用带有套筒结构的阀门，具体需要多少级套筒需要根据实际的工况决定。
为了选取出合适的阀门，还必须注意以下三个问题。
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项目一 加热器水位控制系统
4、加热器工作过程
项目一 加热器水位控制系统
二、加热器水位控制任务
1、使加热器水位保持在规定值范围内。 2、品质指标：
（1）稳态品质指标：±20mm（立式），±10mm （卧式）。
（2）定值扰动时，（立式50mm，卧式30mm）过渡 过程衰减率ψ=0.75～1。
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三、单回路控制系统
1、人工控制与自动控制
项目一 加热器水位控制系统
2、自动控制方式
（1）开环控制（前馈控制）
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（2）闭环控制（反馈控制）
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（3）复合控制
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3、单回路控制系统的组成
定义：所谓单回路控制系统，是指控制系统中只对被控参数进
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四、热工控制对象动态特性
1、热工控制对象的分类
单容有自平衡控制对象 多容有自平衡控制对象 单容无自平衡控制对象 多容无自平衡控制对象
项目一 加热器水位控制系统
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2、影响对象动态特性的结构性质
提示：对象的动态特性取决于工艺设备的结构、运 行条件和内部物理的（或化学的）过程。
1
模块一 加热器水位控制对象特性
项目一 加热器水位控制系统
一、加热器热力系统
1、热力系统
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2、加热器热力系统监控画面
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3、加热器的安装形式
加热器有3种安装形式，分别为卧式、正立式和倒置立式。 目前国内300MW及以上机组使用较为广泛的布置形式为卧式表面
说明：影响对象动态特性的主要特征参数有：
容量系数 阻力 传递迟延
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3、热工控制对象的阶跃响应
（1）热工控制对象可分为有自平衡能力对象和无自平衡能力对象
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（2）热工控制对象动态特性的特点：
有一定的迟延和惯性。 热工对象是不振荡环节。 热工对象阶跃响应曲线的最后阶段，被控量可
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3.参数整定
最高压力的高压加热器因为不受其他系统的影响，水位只是
本身系统的给水，较高压力的高压加热器除本身的给水外还
有最高压力的疏水，因此它的动作速度要比最高压力高压加 热器的快，依此类推，但最低压力的高压加热器的控制器参 数不能太小，否则会引起系统振荡。 低压加热器水位自动控制系统的控制器参数预定遵循同样的 原则。
项目一 加热器水位控制系统
三、加热器水位控制对象动态特性
1、影响加热器水位的主要因素有：蒸汽流量、
给水流量、疏水流量。
2、高加与低加水位的动态特性类似，下面以低 加为例介绍加热器水位的动态特性。
项目一 加热器水位控制系统
（1）低压加热器入口蒸汽流量增加时
特点：低压加热器的水位随着入口蒸汽流量的增加 而增加。属于无自平衡能力对象。
器都有一个逐级疏水阀和一个紧急疏水阀。控制这两个阀是独立 的两个单回路控制系统。当加热器的水位在正常范围时，由逐级
疏水阀来控制加热器的水位，此时紧急疏水阀全关，当加热器的
水位超过某一值时，紧急疏水阀也参与加热器水位的控制，当加 热器的水位达到高一值时，紧急疏水阀全开。当下一级加热器的 水位高一值时，逐级疏水阀全关。上一级逐级疏水阀的指令做为 下一级逐级疏水阀的前馈，#1高加、#5低加无前馈。
项目一 加热器水位控制系统
（2）低压加热器给水流量增加时
特点：当给水流量突然增加时，蒸汽侧的换热量增加，低加 中一部分饱和蒸汽凝结，水位升高，并随着换热量的减少达 到新的稳定值。属于有自平衡能力对象，惯性与迟延较小。
项目一 加热器水位控制系统
（3）低压加热器疏水流量增加时
特点：当低压加热器的疏水流量突然增大时，加热器的水 位随着疏水流量的增加而升高。属于无自平衡能力对象。
能达到新的稳态值，也可能始终没有稳态值，而
是以一定速度不断变化下去。
项目一 加热器水位控制系统
4．热工控制对象数学模型的建立
（1）阶跃响应曲线的测试
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（2）传递函数的求取 基本方法：
先根据阶跃响应曲线的几何形状，选定被
控对象传递函数的形式，
然后通过作图法或计算法，确定传递函数
（2）控制器的控制规律
比例（P）控制器
提示：比例 控制器又称 为有差控制 器。采用P控 制器时，要 合理选择比 例带δ的数值。
项目一 加热器水位控制系统
比例积分（PI）控制器
提示：比例积 分控制器是在 比例控制的基 础上，又加上 积分控制，相 当于在“粗调” 的基础上再加 上“细调”。 它综合了比例 控制和积分控 制的优点，是 目前广泛使用 的一种控制器。
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4、控制对象动态特性对控制过程的影响
参
对 象
数
放大系数K
惯性时间T
惯性阶次n
迟延时间τ
控制对象
适当大一些
适当小一些
越小越好
越小越好
扰动对象
越小越好
越大越好
越高越好
无影响
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5、控制器的动态特性及其对控制过程的影响
（1）基本控制作用
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行测量并反馈到控制器的输入端，从而只构成一个反馈回路的
控制系统。 特征： （1）单回路控制系统只对被控参数进行测量与反馈。 （2）单回路控制系统只含有一个反馈回路。 （3）单回路控制系统只含有一个控制器。 （4）单回路控制系统只含有一个被控对象并且被控参数只有一 个。
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单回路控制系统实例
热工控制系统运行维护
项目一 加热器水位控制系统
项目一 加热器水位控制系统
给水回热加热系统
项目一 加热器水位控制系统
项目一 加热器水位控制系统
1
模块一 加热器水位控制对象特性 模块二 加热器水位控制方案 模块三 加热器水位控制工程实例 模块四 加热器水位控制系统维护
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3 4
项目一 加热器水位控制系统
的未知参数。
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模块二 加热器水位控制方案
项目一 加热器水位控制系统
一、加热器疏水装置
主要采用疏水调节阀，便于集控运行。
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二、加热器水位控制方案
1、系统结构
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2、系统分析
加热器有高加的#1、#2、#3，低加的#5、#6、#7、#8，每个加热