三冲量控制系统原理
三冲量汽包水位控制原理及应用教程
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 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。
三冲量控制原理和调节过程
三冲量控制原理和调节过程1. 引言大家好，今天我们聊聊一个听起来有点高大上的话题——三冲量控制原理和调节过程。
哎，别着急，听上去复杂，其实这就像我们日常生活中的调味品，调得好，味道鲜美，调不好，就得捏着鼻子吞下去。
就像咱们喝酒，有时候你得先闻一下，再慢慢品尝，才能知道这酒的好坏。
三冲量控制原理也差不多，咱们一起来看看吧！2. 三冲量控制原理2.1 什么是三冲量？好啦，先说说什么是三冲量。
简单来说，三冲量就是指在控制系统中，影响系统的三种主要力量。
这就像是一个小团体，大家都得齐心协力，才能把事情做好。
你想想，家里做饭的时候，火候、调料和食材缺一不可，才能做出美味的菜肴。
三冲量也是这样，分别是：输入冲量、输出冲量和反馈冲量。
2.2 输入、输出与反馈那么，输入冲量就好比是我们向系统里加的“原料”，比如说电压、温度或者是压力。
这些原料越多，系统的表现也可能越好，但可不能过量哦，不然就像炒菜时油倒多了，油烟四起，最后难以下咽。
接下来是输出冲量，就是你得到的结果，可能是电流、温度变化或者别的什么。
最后，反馈冲量就像是你品尝菜肴后的感受，告诉你要不要再加点盐，还是该降点火。
通过反馈，我们可以调整输入，达到最优的控制效果。
3. 调节过程3.1 调节的重要性说到调节，这可是重中之重！想想，如果你的饭煮过头了，那可真是欲哭无泪。
所以，调节过程就是为了确保我们的输出结果能够跟上我们的需求。
这就像你跟朋友约会，如果你们俩的步伐不一致，那可真是个尴尬。
控制系统也是一样，调节得当，系统运行得就稳稳的，反之则可能出现“失控”的局面。
3.2 调节方法说到调节，常用的方法可多着呢！比如说PID控制，这可是行业里的明星，像极了电影里的大明星，风头无二。
PID分别代表比例（P）、积分（I）和微分（D），就像是菜谱里的调料，三者搭配得当，才能让菜肴出彩。
比例控制就像是你对菜肴的直观判断，积分控制则是对过往经验的累积，而微分控制就好比是你对当前状况的快速反应。
单级三冲量给水系统参数的整定
第一章 单级三冲量给水系统的分析和整定单级三冲量给水控制系统的原理框图如图1-1所示，可以看出该系统由两个闭合的反馈回路及前馈部分组成：图1-1 单级三冲量给水控制系统的原理框图（1）由调节器()T W s 、执行机构z K 、调节阀μK 、给水流量变送器w γ和给水流量反馈装置w α组成的内回路。
（2）由水位控制对象)(01s W 、水位变送器H γ和内回路组成的外回路。
（3）由蒸汽流量信号D 及蒸汽流量测量装置D γ、蒸汽流量前馈装置D α构成的前馈控制部分。
下面对两个闭合回路及前馈控制部分进行分析和整定。
内回路参数的整定调节器的参数可根据系统内回路来整定,内回路得等效方框图如图1-2所示:在这个回路中除调节器外得其余部分近似为比例环节.试验时先设置好 W α 值,并令 i T =10s.然后设置一个较大得 δ 值观察内回路得动态过程,逐渐减小δ 值至内回路开始振荡 ,此时的 δ值即为调节器的整定参数。
图1-2 三冲量给水控制系统的内回路方框图主回路的参数整定 单级三冲量给水控制系统方框图如图1-1所示，控制对象的特性参数为：110.037(/)mm s t h ε--=⋅⋅；30w s τ=；12 3.6(/)K mm t h -=⋅；215T s =调节器的传递函数为：11()(1)T i W s T sδ=+ 控制对象的传递函数为：0()0.037()()(1)(130)w w w H s W s Q s s s s s ετ===++202() 3.60.037()()1115d d K H s W s Q s T s s s sε==-=-++ 给水流量与蒸汽流量的测量变送器的传递函数为：10.075(/)w d mA t h γγ-==⋅水位的测量变送器的传递函数为：10.033h mA mm γ-=⋅给水流量反馈装置和蒸汽流量前馈装置都用比例环节，即：()w w W s α=；D D s W α=)(D α的整定值.根据图1-1可知主回路的等效方框图如图1-3所示:列出主回路的特征方程为:01)(=+s oW W W H W γαγ即0111=)+(+H s s W W τεγγα代入具体数值后得：0033.0037.0075.025.22=⨯++W s s α设 ξ 为相应的阻尼系数,则由二阶系统传递函数标准形式比较：W n αω25.2033.0037.02⨯= （1）；25.2075.02=n ξω （2） 比较两式消去 n ω 后得:295.1ξα=W取整定指标9.0=ψ则344.0=ξ，23.0)344.0(95.12≈⨯=W α图1-3 三冲量给水调节系统的主回路等效方框图第二章 给水全程控制系统信号校正测量信号自动校正的基本方法时先推导出被测参数随温度,压力变化的模型,然后运用功能组件进行校正运算,便可实现信号自动校正。
锅炉三冲量控制方法原理
三冲量控制原理根据三个冲量在调节系统中引入位置不同,三冲量调节系统有多种方案,下面讨论一种常见的三冲量调节系统:蒸汽流量和给水流量前馈与汽包液位反馈所组成的三冲量系统。
图1 中所示的三冲量系统,汽包液位是被控变量,是主冲量信号,蒸汽流量和给水流量是辅助冲量信号。
系统将蒸汽流量和给水流量前馈到汽包液位调节系统中去,一旦蒸汽流量或给水流量发生波动,不是等到影响到液位才进行调节,而是在这两个流量改变之时就能通过加法器立即去改变调节阀开度进行校正,故大大提高了液位这个被调参数的调节精度。
图1在稳定状态下,液位测量信号等于给定值,液位调节器的输出,蒸汽流量及给水流量等三个信号,通过加法器得到的输出电流:I0 = K1 I1 - K2 I2 + K3 I3式中, I1 为液位调节器的输出电流; I2 为蒸汽流量变送器的电流; I3 为给水流量变送器的电流; K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数。
设计K2I2 = K3I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号。
假定在某一时刻,蒸汽负荷突然增加,蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加,加法器的输出电流I0 就减少,从而开大给水调节阀。
但是与此同时出现了假液位现象,液位调节器输出电流I1将增大。
由于进入加法器的两个信号相反,蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消一部分假液位输出电流I1, 所以, 假液位所带来的影响将局部或全部被克服。
待假液位过去,水位开始下降,液位调节器输出电流I1 开始减小,此时,它与蒸汽流量信号变化的方向相反,因此加法器的输出电流I0 减小,意味着要求增加给水量,以适应新的负荷需要并补充液位的不足。
调节过程进行到液面重新稳定在给定值,给水量和蒸发量达到新的平衡为止。
当蒸汽负荷不变,给水量本身因压力波动而变化时,加法器的输出相应变化,去调节阀门开度,直至给水量恢复到所需的数值为止。
由于引进了蒸汽流量和给水流量两个辅助冲量,起到了“超前信号”的作用,使给水阀一开始就向正确的方向移动, 因而大大减小了液位的波动幅度,抵消了虚假液位的影响,并缩短了过渡过程时间。
三冲量水位调节原理
三冲量水位调节原理
三冲量水位调节原理是一种常用于水位控制的方法，它通过三个不同的冲量来控制水位的高低。
具体的原理如下：
1. 上冲量：当水位低于设定水位时，系统会给水箱注入一定的上冲量水来提升水位。
上冲量的大小和时长根据实际需求来设置。
2. 下冲量：当水位超过设定水位时，系统会排出一定的下冲量水来降低水位。
下冲量的大小和时长也根据实际需求来设置。
3. 中冲量：当水位接近设定水位时，系统会给水箱注入一定的中冲量水来保持水位的稳定。
中冲量一般较小，可以保持水位在一定范围内波动。
通过不断地调节上冲量、下冲量和中冲量的大小和时长，系统可以根据实际的需要，使水位保持在设定的范围内。
三冲量水位调节原理的优点是控制精度高，可以实现自动化控制，同时也能够适应不同的需求和变化的水位。
缺点是由于需要进行多次冲量，所以系统会消耗较多的能源和水资源，同时也增加了管路的复杂性。
阐述串级三冲量给水自动控制原理
串级三冲量给水自动控制原理1. 引言给水自动控制系统是现代工业生产过程中不可或缺的一部分，用于保证工业生产中给水的安全和稳定。
而串级三冲量给水自动控制原理就是其中的一种常用控制策略。
串级三冲量给水自动控制原理基于给水系统中的三个关键参数进行测量，分别是前冲量、后冲量和补充冲量。
通过控制系统对这三个参数进行动态调节，可以实现对给水流量的精确控制和调节。
本文将详细介绍串级三冲量给水自动控制原理的基本原理，包括系统组成、参数测量、控制策略等内容。
2. 系统组成串级三冲量给水自动控制系统由以下几个部分组成：•水箱：存储给水的容器，用于调节给水流量；•水泵：提供给水的动力，根据控制信号调节流量；•流量计：用于测量水流的流量；•压力传感器：用于测量给水系统的压力；•控制系统：根据测量结果和设定值，对水泵进行控制。
3. 参数测量为了实现对给水流量的精确控制，需要测量三个关键参数：前冲量、后冲量和补充冲量。
3.1 前冲量前冲量是指给水系统在开始给水前的瞬间冲入管道中的水量。
为了测量前冲量，可以在给水系统出口处安装一个流量计，通过测量流量计的输出信号来得到前冲量的数值。
3.2 后冲量后冲量是指给水系统在停止给水后，管道中的水仍然冲入设备中的水量。
为了测量后冲量，可以在水泵停止运行后，利用压力传感器测量给水管道中的压力变化。
根据压力变化的大小，可以推算出后冲量的数值。
3.3 补充冲量补充冲量是指在正常给水过程中，由于管道漏水或其他原因而需要额外补充的水量。
为了测量补充冲量，可以在给水系统入口处安装一个流量计，通过测量流量计的输入信号来得到补充冲量的数值。
4. 控制策略基于测量得到的前冲量、后冲量和补充冲量的数据，可以采用不同的控制策略来实现给水流量的精确控制。
4.1 基于PID控制器的控制策略一种常见的控制策略是基于PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器的控制策略。
PID控制器根据前冲量、后冲量和补充冲量的测量值和设定值之间的误差，进行比例、积分和微分运算，得到控制信号，调节水泵的运行状态。
三冲量控制原理
三冲量控制原理：三冲量控制系统从结构上来说，是一个带有前馈信号的串级控制系统。
液位控制器LC与流量控制器FC构成串级控制系统。
汽包液位是主变量、给水流量是副变量。
副变量的引入使系统对给水压力的波动有较强的克服能力。
蒸汽流量的波动是引起汽包液位变化的因素，是干扰作用，蒸汽波动时，通过引入FC，使给水流量作相应的变化，所以这是按干扰进行控制的，是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。
调节过程：根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则，水位控制器LC反作用选反作用，流量控制器FC为正作用，调节器为气关阀。
当水位由于扰动而升高时，因LC 反作用，它的输出下降，进入加法器后，使FC给定值减小而输出增加，调节阀的开度减小，给水流量减小，水位下降，保持在设定值上；当蒸汽流量增加时，FC给定值增加而输出减小，调节阀的开度增加，给水流量增加，保持水蒸汽平衡，使水位不；副回路克服给水自身的扰动，要进一步地稳定了水位的自动控制；给水流量增加，FC输出增加，调节阀的开度减小，给水量减小，从而保持水蒸汽平衡。
三冲量汽包水位控制原理及应用教程
三冲量汽包水位控制原理及应用教程
##一、控制原理
1.水位测量装置：通过传感器或浮子测量设备中的水位，并输出电信号。
2.控制装置：通过与水位测量装置连接，接收水位信号，并与设定的
水位进行比较。
3.比较和控制：控制装置将测量到的水位信号与设定的水位进行比较，并产生一个目标控制信号。
4.进气阀控制：目标控制信号会进一步控制进气阀的开启程度，使进
气阀按需开启或关闭，从而实现水位控制。
##二、应用场景
1.蒸汽发生器控制：通过控制进气阀的开启程度，来维持蒸汽发生器
的水位稳定，防止水位过低或过高对设备的损坏。
2.锅炉水位控制：控制进气阀的开启程度，使锅炉的水位始终在设定
范围内，确保锅炉安全运行。
3.热力设备控制：控制进气阀的开启程度，来维持热力设备的水位稳定，避免设备故障或安全事故。
##三、实施步骤
1.安装水位测量装置：根据设备的具体情况，选择适合的水位传感器
或浮子，并将其连接到控制装置上。
2.设定水位范围：根据设备的要求，确定水位的设定范围。
3.编程控制器：在控制装置上，编写水位控制的程序。
4.测试和调整：启动设备，测试水位控制系统的性能，并根据需要进行调整，以确保水位在设定范围内。
5.定期维护：定期对三冲量汽包水位控制系统进行检查和维护，确保其正常运行。
##四、总结
三冲量汽包水位控制是一种常见的工业控制方法，适用于许多热力设备的水位控制。
通过测量水位、与设定水位比较以及控制进气阀的开启程度，可以实现设备的水位稳定。
因此，掌握三冲量汽包水位控制的原理和应用，对于提高设备的运行稳定性和安全性具有重要意义。
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锅炉三冲量控制原理及调节过程。
原理：冲量控制系统从结构上来说，是一个带有前馈信号的串级控制系统。
液位控制器LC与流量控制器FC构成串级控制系统。
汽包液位LIA2104是主变量、给水流量是副变量。
副变量的引入使系统对给水压力的波动有较强的克服能力。
蒸汽流量的波动是引起汽包液位LIA2104变化的因素，是干扰作用，蒸汽波动时，通过引入FC，使给水流量FA2101作相应的变化，所以这是按干扰进行控制的，是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。
调节过程：根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则，水位控制器LC反作用选反作用，流量控制器FC为正作用，调节器为气关阀。
当水位由于扰动而升高时，因LC反作用，它的输出下降，进入加法器后，使FC给定值减小而输出增加，调节阀的开度减小，给水流量FA2101减小，水位下降，保持在设定值上；当蒸汽流量FAQ2102增加时，FC给定值增加而输出减小，调节阀的开度增加，给水流量增加，保持水蒸汽平衡，使水位不；副回路克服给水自身的扰动，要进一步地稳定了水位的自动控制；给水流量FA2101增加，FC输出增加，调节阀的开度减小，给水量减小，从而保持水蒸汽平衡。
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。
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。