蘭 鵬

（大慶油田熱電廠熱工分廠，黑龍江 大慶 163771）

在鍋爐系統(tǒng)中，保證汽包的水位在一定的范圍內(nèi)非常重要，因為汽包水位的實際高度，直接影響汽包的分離速度和水蒸氣的形成質(zhì)量。只有汽包水位在一個安全的區(qū)間范圍內(nèi)，才能保障生產(chǎn)的安全性，才能保證成產(chǎn)的連續(xù)性，持續(xù)性。因此鍋爐汽包水位的自動化控制就顯得尤為重要。為了準確研究鍋爐的汽包水位的自動化控制，首先要了解和掌握鍋爐汽包水位的動態(tài)和靜態(tài)的特性，這種特性可以經(jīng)過試驗和科學公式分析出來。為了能更直接的反應這種動態(tài)和靜態(tài)的特性，本文用圖樣曲線的形式表示其動態(tài)的分析結果。如圖1所示。

從圖1可以得出結論：水流量增大的情況下，鍋爐汽包的容積會變少，鍋爐水位也會隨之下降，但當水流量發(fā)生階躍跳動變化的時候，鍋爐汽包水位，不會和剛才得出結論一樣的結果，相反鍋爐的汽包水位不是立即急速增加，而是形成一種可連續(xù)的變化，此變化曲線類似于拋物線曲線。這一特性，在鍋爐汽包水位的自動化控制中，可以供一種思路，讓分析汽包水位的自動化控制得以橫向展開；從圖2可以得出結論，當蒸汽的流量迅速增加時，鍋爐汽包水位也隨之迅速下降。但是當蒸汽流量在外界干擾的情況下，進行階躍跳動變化時，鍋爐汽包水位只是短短的一瞬間隨著蒸汽流量的變化而變化，但之后卻發(fā)生與之相反的反應，即隨著蒸汽流量的減少，鍋爐內(nèi)的汽包水位會發(fā)生增加，上升的變化，其實際變化曲線，也為一條拋物線曲線。根據(jù)這一特性，在鍋爐的汽包水位自動化控制中，同樣也可以提供一種思路，讓分析汽包水位的自動化控制得以縱向展開。

實質(zhì)上鍋爐的汽包水位不只是隨著給水流量和蒸汽流量的變化而變化，鍋爐的汽包水位還會隨著燃料量的變化而變化。當在鍋爐內(nèi)進行鍋爐靜態(tài)下分析的時候，由于這時給水的流量和蒸汽的流量都在一種相對靜止的狀態(tài)下，所以鍋爐內(nèi)汽包水位也會隨之控制在一個相對靜止的水位上，即鍋爐內(nèi)汽包水位的變化量為0。鍋爐內(nèi)的汽包水位的自動化控制主要還是根據(jù)其汽包水位的動態(tài)化分析來進行，根據(jù)鍋爐制造和使用的多年積累，現(xiàn)行的鍋爐內(nèi)汽包水位自動化控制系統(tǒng)，一共分為三種，一種是單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制，一種是雙沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制，第三種是三沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制。下面來簡單的講述一下這三種控制的原理及缺點。

一、單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制

單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制是一種相對簡單的水位控制，單沖量等同于汽包水位，它要求鍋爐內(nèi)汽包中的水要在鍋爐汽包內(nèi)保持一定水位且一定長的時間，在水位產(chǎn)生的穩(wěn)定水負載下，同時配合安全裝置，就可以進行單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制。這種控制在汽包水流或氣流停留時間過短時，則不能正常進行水位的自動調(diào)節(jié)功能。其最大的缺點是容易造成水位的虛假形成，這樣單沖量的調(diào)節(jié)形式就會產(chǎn)生控制反應過慢，甚至是停止鍋爐內(nèi)汽包水位的控制。

二、雙沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制

雙沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制實質(zhì)上是對單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制的一種補償控制調(diào)節(jié)。單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制主要是對鍋爐內(nèi)自身氣流產(chǎn)生的壓力的控制調(diào)節(jié)，雙沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制就是引進了蒸汽的流量負壓，對單沖量形式的自動控制容易產(chǎn)生的水位虛假形式給予一定的補償，使其控制系統(tǒng)在水位調(diào)節(jié)過程中反應迅速。但雙沖量的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)，也存在不足之處。不足之處在于他的工作曲線不是線性曲線，而是拋物線曲線，控制是很難準確無誤的進行補償控制，這樣就會產(chǎn)生和單沖量形式的控制形式類似的問題，不能很好的控制鍋爐內(nèi)的汽包水位。

三、沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制

圖1 給水流量擾動下階躍響應曲線

圖2 蒸汽流量擾動下的階躍響應曲線

三沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制，本質(zhì)上是在單沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制和雙沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制的基礎上，將水量的流量負壓加入到鍋爐的水位控制系統(tǒng)中，使三種形式的控制同時在鍋爐內(nèi)發(fā)生作用。但是這種控制系統(tǒng)也存在缺點，即要求鍋爐內(nèi)的物料保持一種相對的平衡，否則，在三種負壓產(chǎn)生變化時，其控制的汽包水位也會有偏差，但總體來講比上述兩種鍋爐汽包水位系統(tǒng)精確，抗外界干擾能力也更強。

鍋爐內(nèi)汽包水位會通過儀表的顯示，讓我們掌握及控制，所以在鍋爐顯示儀表的選擇和使用上，也要注意一些問題。例如，鍋爐所使用的測量儀表建議全部采用WC系列的數(shù)字顯示儀表表頭。而變壓器的安裝形式，第一選擇應該為垂直儀表頭面安裝，這樣起到了節(jié)省空間的效果。

結語

通過上述的關于鍋爐內(nèi)汽包水位的分析及控制系統(tǒng)的介紹，我們會得出結論，在鍋爐內(nèi)汽包水位的自動化控制研究中，還是要把主方向定在三沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制上，通過研究三沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制的特點及缺點，我們能更好的改進和完善現(xiàn)有的三沖量形式的汽包水位自動調(diào)節(jié)控制，讓它在鍋爐的制作及使用中發(fā)揮水位控制的更大作用。

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[3]閆寶.300MW鍋爐汽包水位控制淺析[J].中國機械，2014.