汽包水位在外界擾動(dòng)作用下的變化過程與一般液位對象存在明顯區(qū)別，需要進(jìn)行特殊的分析。 本篇相遠(yuǎn)儀表將從為您介紹該方面的內(nèi)容【相遠(yuǎn)儀表400-101-2883】

        對汽包水位控制的研究已經(jīng)經(jīng)歷的很長時(shí)間，逐漸形成了一套行之有效的控制方法。之所以對它進(jìn)行大量的研究，不僅是由于它的重要性，還在于它的對象特性具有很強(qiáng)的特殊性，主要表現(xiàn)在其水位在外界擾動(dòng)作用下的變化過程與一般液位對象存在明顯區(qū)別，需要進(jìn)行特殊的分析。汽包內(nèi)的水位高低與蒸汽負(fù)荷量 D 、補(bǔ)充給水量 W、補(bǔ)充水溫 T、汽包蒸汽壓力 PD 等參數(shù)都有關(guān)系，而其中影響作用比較大的主要是蒸汽負(fù)荷和給水量。一般而言，通常用給水量來直接影響水位，所以把給水量對水位的影響稱為控制通道影響，把蒸汽負(fù)荷對水位的影響稱為干擾通道影響

1) 干擾通道的動(dòng)態(tài)特性

蒸汽負(fù)荷(向外提供的蒸汽流量)對水位的影響主要指在燃料量不變的前提下，蒸汽流量突然變化導(dǎo)致的水位變化情況。假設(shè)給水量沒有同時(shí)變化，如果按照常規(guī)的物料平衡原則來考慮，必然是物料流出量大于流入量，水位應(yīng)該隨之下降。但是汽包是一個(gè)特殊對象，水位的變化情況遠(yuǎn)比常規(guī)對象來得復(fù)雜。由于蒸汽流量突然增加，就使短時(shí)間內(nèi)汽包內(nèi)飽和蒸汽壓力迅速下降，造成汽包內(nèi)水的沸點(diǎn)突然降低，汽化過程加劇，水面以下氣泡不僅數(shù)量迅速增加而且體積增大，將水位整體抬高，形成虛假的水位上升現(xiàn)象，與一般對象的水位變化恰恰相反，這種現(xiàn)象被稱為假水位現(xiàn)象。

在蒸汽流量擾動(dòng)下，水位變化的階躍響應(yīng)曲線如圖 7.3 所示。當(dāng)蒸汽流量突然增加時(shí)，由物料平衡原理得出的水位變化如曲線 H1 所示，而由于假水位導(dǎo)致的水位變化如曲線 H2所示，整體水位 H 的變化則為二者的疊加，即

H = H ₁+ H ₂ 

其變化情況如曲線 H 所示。從圖中可以看出，在水位變化的初始階段水位不僅不會下降，反而先上升，過一段時(shí)間后才開始下降(反之，當(dāng)蒸汽流量突然減少時(shí)，則水位先下降，然后上升)。

曲線 H 的傳遞函數(shù)為

假水位變化的大小與鍋爐的工作壓力和蒸發(fā)量等有關(guān)，一般蒸發(fā)量為 100～300T/h 的中高壓鍋爐在負(fù)荷突然變化 10%時(shí)，假水位可達(dá) 30mm～40mm。對于這種假水位現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)控制方案時(shí)必須加以重視。

2) 控制通道的動(dòng)態(tài)特性

在給水流量作用下，汽包也不能僅僅當(dāng)作常規(guī)單容對象來考慮，其階躍響應(yīng)曲線如圖所示。對于常規(guī)單容無自衡對象而言，水位響應(yīng)曲線如圖 中曲線 H1 所示；但由于給水溫度要大大低于比汽包內(nèi)飽和水的溫度，所以給水量增加后，汽包內(nèi)的水溫必然隨之下降，導(dǎo)致水中氣泡含量減少、體積下降，引起水位下降。因此實(shí)際的水位響應(yīng)曲線如圖中曲線 H 所示，即當(dāng)突然加大給水量后，汽包水位并不立即增加，而要呈現(xiàn)出一段起始慣性段。用傳遞函數(shù)來描述時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)的串聯(lián)，可表示為

一般而言，純滯后時(shí)間τ 與給水溫度相關(guān)，水溫越低，滯后時(shí)間越長。一般τ 約在 15s～100s 之間。如采用省煤器，則由于省煤器本身的延遲，會使τ 增加到 100s～200s。

3) 其他干擾因素的影響

除了上述兩個(gè)比較主要的影響之外，給水溫度變化、鍋爐排污、吹灰等過程也會對汽包水位造成影響。給水溫度會影響水面下的氣泡數(shù)量和體積；鍋爐排污則要排出汽包的部分陳水；吹灰時(shí)要使用鍋爐自身的蒸汽，這些都對是水位有影響，但都屬于短時(shí)間的擾動(dòng)，可以很快被抑制下來，無需做特殊處理。

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