第7章汽包锅炉给水调节
汽包水位控制原则及调整
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。
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
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。
火力发电厂汽包锅炉给水自动控制
科 技 圈向导
２ １ 年第 １ 期 ０１ ４
火 力发 电厂汽包锅 炉给水 自动控制
（． 津大 港Biblioteka 发 电厂 １天 中国 天津许 明 明 祝 贺 强 ｚ ３ ０ ７ ； ． 拓 能 工 程 咨 询 公 司 山 东 ０ ２ ２ ２ 山东
济南
２０ １） ５ ０ ２
【 要】 摘 工业锅炉的汽 ＆， ＡＡ￣４ ｅ 的一个重要参数 ， Ｋ －ｅ ； － 维持汽 包水位是 保持 汽轮机和锅 炉安全运行的重要条件 ． 炉汽 包水位过 高会 锅 造成汽 包出 口蒸汽 中水分过 多， 使过 热器受热 面结垢 而导致过热 器烧 坏 ， 同时还会使 过热ｔ，ｌ ￣ 急剧 变化 ， ＂ Ｉｇ Ｊ 直接影响机 组运行的 经济性和安全
１１串级三 冲量给水控制 系统工作原理 ． 如 图 ４１ ． 所示 ． 串级三冲量给水控 制系统 由主调 节器 Ｐ１控 制器 Ｉｆ １和副 调节器 Ｐ２ 控制器 ２ 串联构 成。主调节器接受水位 信号 Ｈｆ ） Ｉ（ ） 为 主控 信号 ，其输 出去控制副调 节器 。副 调节器接受 主调节 器信号 Ｉ 外 ． 接 受 给 水 量 信 号 Ｉ 蒸 汽 流 量 信 号 Ｉ。 副 调 节 器 的 作 用 主 要 是 还 和 。 通过 内回路进行蒸汽流量 Ｄ和给水 流量 ｗ 的 比值调节 ．并快速 消除 水侧和汽侧的扰动 主调节器主要是通过 副词节器对 水位进行校正 ． 使水位保持在给定值 串级三冲量给水控制系统有 以下特点 ：①两个 调节器任务不 同 ， 参数整定相对独立 主调节器的任务是校正水位 ． 副调节器 的任务 是 迅速消除给水和蒸汽流量扰动 ． 保持给水和蒸 汽量平衡 给各整定 值 的整定带来很大的便利条件 。②在负荷变化时 ． 可根 据对象在 内外 扰 动下虚假水位 的严重程度 来适 当调 整给水流量 和蒸汽流量 的作用 强 度． 更好 的消除虚假水位 的影响 ． 改善 蒸汽负荷 扰动下水位 控制 的品 质 。 给 水 流 量 和 蒸 汽 流 量 的 作 用 强 度 之 间 是 相 互 独 立 的 ． 也 使 整 定 这
汽包锅炉给水水位自动控制系统的设计(毕业设计论文)
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锅炉汽包水位的控制
摘要锅炉是电厂和化工厂里常见的生产设备，为了使锅炉能正常运行,必须维持锅炉的水位在一定的范围内，这就需要控制锅炉汽包的水位。
汽包水位很重要，水位过高会影响汽水分离的效果，使蒸汽带液,损坏汽轮机叶片；如果水位过低会损坏锅炉，甚至引起爆炸。
可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。
本论文设计的是锅炉汽包水位控制系统，利用控制装置和被控对象组成了一个自动控制系统。
被调量是汽包水位，调节量是给谁量。
它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的挥发量，维持汽包中水位在工艺允许的范围内。
关键词：汽包水位虚假水位给水流量蒸汽流量目录摘要 (1)1 绪论 (3)1.1 锅炉 (3)1。
2 锅炉汽包水位控制系统的发展现状 (3)1。
3 汽包水位调节原理: (4)1.4 本设计的主要工作 (4)2 控制方案设计 (6)2.1 汽包水位的影响因素 (6)2.2 系统方框图 (6)3 硬件选型 (8)3。
1 水位PID控制系统 (8)3.2 PLC的选型 (8)3.3 PLC的I/O分配 (9)3.4 流程控制图 (10)3。
5 PLC程序 (11)4 PID参数整定 (16)4.1 运用试凑法选定PID参数 (16)4。
2 MATLAB仿真结果 (17)5 组态设计 (19)5。
1组态王对PLC的设备组态 (19)5。
2组态王定义数据变量 (19)5.3组态王界面 (19)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 绪论1.1 锅炉锅炉由汽锅和炉子组成。
炉子是指燃烧设备,为化石烯料的化学能转换成热能提供必要的燃烧空间。
汽锅是为汽水循环和汽水吸热以及汽水分离提供必要的吸热和分离空间。
锅炉作为一种把煤、石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都扮演着极其重要的角色，它已经有二百多年的历史了，但是锅炉工业的迅猛发展却是近几十年的事情。
生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖。
锅炉汽包水位的调整
300MW锅炉汽包水位的调整锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故，一种是汽包满水事故（高三值锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包缺水事故（低三值锅炉MFT）；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。
1 汽包水位的变化机理1.1 锅炉启动过程中的汽包水位变化锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当0.8t/h或1.7t/h的油枪增投至2支及以上时，炉水开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。
当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2 MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。
在挂闸冲转后水位的变化相反。
机组并网后负荷50 -70MW给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。
其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。
1.2 引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化上述四大转动机械任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，汽泡减少，炉水体积缩小，使水位暂时下降。
从实际事故中观察，跳1台引风机后的10S内，给水自动以2 t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达5-6mm/s。
同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上升，即水位先低后高。
1.3 高加事故解列后汽包水位变化高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。
锅炉给水调节系统
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）。
汽包水位调节原则
汽包水位调节原则一，汽包水位调节原则：1. 正常运行时保持给水压力高于汽包压力1.5～2.0MPa。
2. 汽包水位应保持在正常水位线的±50mm，最大允许波动范围±150mm。
汽包水位达+150mm时自动开启事故放水阀。
汽包水位降至+50mm时自动关闭事故放水阀。
3。
汽包水位保护定值：报警报警并开启事故放水阀 MFT动作高Ⅰ值 +50mm 高Ⅱ值 +150 mm 高Ⅲ值 +250mm低Ⅰ值 -50mm 低Ⅱ值 -150mm 低Ⅲ值 -250mm4。
汽包水位监视以就地双色水位计为准。
正常情况下应清晰可见，且轻微波动。
否则应及时冲洗或联系检修处理。
运行中至少有两只指示正确的低位水位计供监视、调节水位。
5. 每班就地对照水位不少于两次，就地双色水位计指示与其它水位计差值≯40mm；如果差值过大，应联系检修人员处理。
6. 正常情况下汽包水位调节由自动装置完成。
运行人员加强水位监视。
7. 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(必要时将给水自动切至手动调节)：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. 切换给水泵时。
11. 锅炉燃烧不稳定时。
三全程给水控制系统1. 当锅炉负荷在20％B－MCR以下时，通过给水旁路调节阀调节给水流量。
2. 随着锅炉燃烧率的增加，给水流量增加到15%——20％B－MCR时，进行给水管路切换，开启给水电动门，旁路调节阀关闭，给水流量由主给水电动调门或电动给水泵调速系统完成。
四.手动调节：1. 当主蒸汽流量缓慢增加，主蒸汽压力下降、水位降低时，应根据情况适当增加给水流量。
使之与主蒸汽流量相适应，保持水位正常。
2. 当主蒸汽流量缓慢降低，主蒸汽压力升高，水位将升高，应根据情况适当减小给水流量。
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当给水不稳定时，省煤器中的水温随之周期性变化， 给水量偏小时，水温提高，将使温差降低，导致排烟温度 提高，降低锅炉效率；而且，不稳定的间断给水，对省煤 器等的安全运行也是不利的。
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主 变 压 器
下 降 管
省煤器
水 冷 壁
锅 炉
空气预热器
汽轮机
低 压 加 热 器
喷燃器 高 压 加 热 器 冷灰斗 凝结水泵 给水泵 磨煤机 排粉机
凝汽器
送 风 机
除 尘 器
Hale Waihona Puke 引 风 机冲灰沟能 源 与 动 力 工 程 学 院
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汽包水位过低，则会破坏锅炉水循环，以致某些水冷 壁管束得不到炉水冷却而烧坏，甚至引起锅炉爆炸事故。 （2）使锅炉的给水连续均匀、相对稳定，从而使锅炉 汽压稳定，省煤器安全，保证锅炉在合适的参数下稳定运行， 且具有较高的运行效率，提高锅炉运行的经济性。 当水位较低时，大量给水会大大降低锅炉的汽压，这 时为保证负荷就得增加燃料和燃烧设备的负担，可能使锅 炉排烟损失和不完全燃烧损失增加。
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3、汽动调速泵+电动调速泵+调节阀 汽动调速泵是指由专用的小型汽轮机拖动 的给水泵。给水泵的转速是通过控制小汽轮机 的蒸汽流量予以实现的。 汽动调速泵直接采用能量 品位较低的蒸汽热能转变为机 械能驱动给水泵，其效率高， 但它在机组启停或低负荷时不 能正常投入运行。 此方案的特点：机组启停 或低负荷时，利用电动调速泵 + 调节阀的易控特性，高负荷 时，利用汽动调速泵的高效特 性，优化了调节给水手段。
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对于高参数，大容量的锅炉，由于： 汽包体积相对减小，使汽包的相对蓄水量和蒸发面 积减少，从而加快了汽包水位的变化速度； 容量的增大，显著地提高了锅炉蒸发受热面的热负 荷，使锅炉负荷变化对汽包水位的影响加剧了；
锅炉工作压力的提高，使给水调节阀和给水管道系 统相应复杂，调节阀的流量特性更不易满足控制系 统的要求。
因此，大机组锅炉给水自动调节的必要性和重要性 更为突出。
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二、给水调节手段及特点
1、电动定速泵+调节阀 早期投产的中小型机组，通 常采用电动定速给水泵，通过调 节给水调节阀开度来维持汽包水 位为给定值。 此方案的特点：定速泵的功 耗大；调节阀承受的压力大；调 节阀易磨损和损坏；机组启停和 低负荷运行时节流损失大。
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汽包锅炉给水系统示意
输 电 塔
输煤皮带 汽 包 除 氧 器 原 煤 斗 过 热 器 过 热 再热器 器
烟 囱
发 电 机
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2、电动调速泵+调节阀 电动调速给水泵由定速电动机 + 液力耦合器 + 给水泵组成。给水泵的转速调节是通过控制液力 耦合器中的油位高度予以实现的。 80年代及以后投产的200MW机组，大都采 用该形式调节汽包水位。即： 低负荷阶段，用给水调节阀 （或旁路阀）调节汽包水位； W 给水流量 高负荷阶段，用电动调速泵调 节汽包水位。 此方案的特点：减少了阀的节 给水旁路 给水旁路 高 截止阀 调节阀 加 流损失，但电动机始终在运行，消 主给水电动阀 耗高品位的电能，效率较低。
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W 给水流量
电动泵
高 加
给水旁路 给水旁路 截止阀 调节阀
汽动泵 1 汽动泵 2
主给水电动阀
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即：
在低负荷阶段利用电动调速 泵保证泵出口与汽包之间的差压， 由给水调节阀（或给水旁路阀） 来控制汽包水位； 在负荷超过某一值（对应的 给水流量需求接近调节阀的最大 通流能力）且汽动给水泵未启动 时，由电动调速给水泵来控制汽 包水位； 在汽动给水泵启动后，逐步 由电动调速给水泵过渡到由汽动 给水泵来控制汽包水位。
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第7章
汽包锅炉给水自动调节
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本章主要内容
7.1 概述 7.2 被调对象的动态特性 7.3 给水调节系统分析和整定 7.4 给水调节系统实例
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7.1 概述
一、给水调节的任务与意义
锅炉给水调节的主要任务是： （1）使锅炉的给水量跟踪锅炉的蒸发量，保证锅炉进 出的物质平衡和正常运行所需的工质。对于汽包锅炉来说， 就是维持汽包水位在允许范围内变化。 汽包锅炉水位间接地反映了锅内物质平衡状况，它是 表征锅炉、汽轮机安全运行的重要参数之一。 汽包水位过高，会降低汽水分离装臵的分离效果，导 致出口蒸汽带水严重、含盐浓度增大，使过热器受热面结 垢而导致过热器烧坏；同时还会使过热汽温产生急剧变化； 而且汽轮机叶片易于结垢，降低汽轮机的出力，甚至会使 汽轮机产生水冲击造成叶片断裂等事故；