三冲量控制系统在锅炉汽包液位的应用

在矿业企业原料的开采、加工、成品等一系列生产过程中，锅炉几乎是其中枢神经，故而其技术标准和安全操作就显得至关重要。但是在锅炉生产的过程中，控制它的汽包液位仍旧是一个技术难题。

1　锅炉汽包液位

在锅炉生产中，汽包液位是一项重要的工艺指标。通常情况下，汽包液位过高，可能造成过节器结垢，汽轮机叶片损坏；而汽包液位过低，会使水汽失衡，严重的会引起爆炸。同时在实际工艺中，还经常出现蒸汽负荷波动、给水量改变而引起的虚假液位现象。基于种种原因，我们需要对锅炉汽包液位进行有效控制。

1.1　虚假液位

在锅炉的运行中，出现虚假液位现象的主要原因是汽包内部压力的改变。通常在蒸汽负荷以及锅炉的工况发生改变时，汽包内部的压力也会发生相应的改变。举例来说，某锅炉的燃烧强度保持不变，蒸汽的负荷却增加。为了保持水位，大都会将汽包内的一部分蒸汽流量取出。然而燃料强度却并未增加，这就造成汽包内的压力下降、沸腾加剧，出现大量气泡，这些气泡会抬高锅炉内的水位，待气泡破坏后，水位才能够恢复。这个短暂的提高水位的现象就是虚假液位现象。发生这种现象后，如不及时控制，经常会造成给水流量和蒸汽负荷的反向运行，不利于调节器的正常工作。

1.2　锅炉汽包液位的控制要求

对锅炉汽包液位控制通常会采用三种方式，即单冲量、双冲量、三冲量。其中，冲量可以理解为变量。

单冲量控制采用的是单回路调节系统，在调节中，汽包液位是被控变量，而给水流量是调节变量，由于其独有的特性，故而单冲量控制系统适用于蒸汽负荷变化小而停留时间长的锅炉系统。同时这种控制系统在调节的过程中，仍旧会出现因蒸汽负荷增加产生“假液位”的现象。

双冲量控制系统增加了蒸汽流量前馈信号功能，旨在消除“假液位”现象，比单冲量控制系统更加精确先进，然而在使用的过程中，由于给水流量信号无法反馈，故而影响锅炉汽包液位的正常使用和运行。

针对单冲量和双冲量的缺陷和不足，设计了三冲量控制系统。它将汽包液位、蒸汽流量和给水流量作为三个信号，通过前馈-串级反馈系统来调节水位。三冲量控制系统是一种较为完善的、安全的、准确的汽包液位控制系统。2　三冲量控制系统

2.1　三冲量控制系统的构成

在三冲量控制系统中，汽包液位、蒸汽流量及给水流量等3个被控变量会安装相应的调节器，在锅炉运行的过程中，这三个信号作用于调节器，会适时调整，做相应的改变。而且三冲量控制采用的是前馈-串级反馈控制系统，

其系统的构成图如下：

图1　三冲量控制系统的构成图

从图中可以看出，在三冲量控制系统中，汽包液位、蒸汽流量、给水流量都是串联关系，其中汽包液位是三者中的主冲量，能够反映整个汽包的工作状态和运行状况；而蒸汽流量和给水流量分别担任辅助冲量，蒸汽流量就是一个前馈系统，通过这个系统，能够消除“假液位”现象，保证整个系统的准确性；给水流量是一个反馈系统，它能够副回路减少水压改变对汽包液位的影响。主冲量和辅助冲量之间相互配合、相互影响，共同保证前馈-串级反馈的三冲量控制系统的正常有效运行。

2.2　三冲量控制系统的工作原理

三冲量控制系统的工作原理是：将三个信号中的汽包液位当做主信号，当锅炉中的水位改变时，与之相对应的调节器输出也会发生相应的变化，在此基础上的给水流量也会发生改变，这样就能够使锅炉的水位达到给定值。在这个过程中，蒸汽流量充当着前馈作用，其作用是防止“假液位”干扰调节器的工作。而给水流量充当着反馈的作用，当前馈的蒸汽流量发出干扰信号时，给水流量会

三冲量控制系统在锅炉汽包液位的应用

常　江

（贵州开磷（集团）矿肥有限责任公司，贵州贵阳 550000）

摘要：文章通过介绍三冲量控制系统的工作原理和调节过程，提出采用这种系统来控制锅炉的汽包液位，消

除虚假液位现象，保证锅炉的正常生产运行，促进锅炉技术的改进和完善。

关键词：三冲量控制系统；锅炉汽包液位；虚假液位；锅炉技术

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0053-02

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1　基坑围护与土方开挖技术概述

1.1　基坑围护的定义和作用

基坑围护是在建筑施工中为了进行建筑物（包括构筑物）的基础与地下室的施工所进行的开挖地面以及地下空间的防护加固工程活动。它是建设多层地下室、地下铁道、地下商业街等各种地下建筑所用的防护加固方法。基坑属于临时性工程，为建筑物的开挖提供了临时的坑井，为施工工程提供了空间，使得基础的施工作业能够按照设计中所设计的指定位置进行施工，保证了施工的安全和质量。

1.2　土方开挖技术的定义和作用

土方开挖技术是指将施工地点的土和岩石进行松动、捣碎、挖掘、运出的工程，是工程初期乃至其后的施工过程中进行施工的主要程序和环节。它主要适用于一些平整的土地和削坡、水工建筑物的地基开挖，地下洞室的开挖，填筑材料、建筑石料及混凝土骨料的开采，混凝土结构物的拆除等。土方开挖技术为建筑施工进行了前期的清理工作，保证了建筑施工的正常开展和进行，而且此种技术在施工过程中的运用实际减轻了施工的工作量，减少了施工带来的废料和废渣等，为施工的顺利完成提供了良好的工作环境和作业条件。

2　基坑围护技术

2.1　基坑围护的主要形式

2.1.1　水泥搅拌桩重力坝。在计划施工场地的软粘土地基中开挖深度为5~7m左右的基坑，利用深层搅拌的方法形成水泥土桩挡墙。这样筑成的挡墙因水泥土的强度和防渗透性能够达到很强的坚固性和防水性。水泥土重力式挡墙一般做成格栅形式，多用于深基坑围护结构、管道沟支

建筑施工中基坑围护与土方开挖技术的应用

李　绘

（山东省枣庄市房屋建设开发中心，山东枣庄 277100）

摘要：随着城市化进程的不断加快，建筑业出现了迅猛的发展势头。为了使建筑物能够保质保量地建成，施工过程中会采取多种技术结合的方法进行施工。文章主要通过对施工初期所采用的基坑围护技术和贯穿于施工过程中的土方开挖技术进行详细描述，探讨了它们在建筑施工中的应用。

关键词：基坑围护；土方开挖；建筑施工

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0054-02

在锅炉水位未改变之前，消除这种干扰，使调节器正常工作，使给水流量更加稳定。

3　三冲量控制系统在锅炉汽包液位中的应用在锅炉生产中，三冲量控制系统作为前馈-串级反馈系统，其运行遵循着主控制器的正作用和副控制器的反作用原则。在三冲量控制系统中，流量控制器FC作为主控制器，起着正作用功能；水位控制器LC作为副控制器，起着反作用的功能；而调节器则起着调节阀的作用。

通常当锅炉的水位升高时，LC就会产生反作用，其输出就会相应减少，通过加法器，FC的给定值减少，而调节器的输出却增加，故而要减小调节器的阀门开度，缩小FA2101（给水流量），使水位下降至给定值。

在FAQ2102（蒸汽流量）增加的情况下，FC的给定值会相应的减少，而调节器的输出增加，故而要扩大调节器的阀门开度，增加给水流量，平衡蒸汽流量，使水位保持在给定值上。

当FA2102（给水流量）增加时，FC调节器的输出也会相应增加，这时要减小调节阀开度，减少给水流量，平衡蒸汽流量，保持水位不变。另外，在选择给水流量的调节阀时，要保证锅炉的安全。比如当生产的热源是蒸汽时，就应该选择气关阀来保护锅炉；而当蒸汽的供给超过蒸汽压缩机时，就应该选择气开阀来保护锅炉设备。

通过三冲量控制系统，能够利用调节器的开关阀对锅炉生产中的汽包液位、蒸汽流量和给水流量进行有效调节，消除了“虚假液位”现象，保证水位的稳定，很好地控制了锅炉汽包液位，保证整个锅炉系统和整个生产工艺的安全可靠，同时也促进了锅炉生产技术的改进和完善。

参考文献

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纯碱工业，2010，（3）：36-37．

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[J]．甘肃科技，2012，28（15）：60-62．

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（责任编辑：周 琼）

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