涉及汽包水位,给水调节和锅炉给水泵的三要素控制如何工作?

锅炉中的“三元素控制”代表三个控制元素,每个元素测量一个单独的过程变量。

电锅炉

1、离开锅炉的蒸汽流量

2、锅炉给水流量

3、汽包内的液位

对于任何锅炉,将液位(在最佳范围内)控制为最高优先级(足够高以确保每个蒸汽发生管中都存在水,足够低以确保在液体上方有足够的蒸汽分离空间)。对于在低压下运行的锅炉,为系统设计大型蒸汽鼓与大型鼓相比是相对便宜的,如果有任何偏移,液位会非常缓慢地移动。但是对于在中压或高压下运行的锅炉,设计大的蒸汽鼓是昂贵的,因此在这种情况下蒸汽鼓的尺寸很小。对于小型汽包,如果有任何偏移,液位会非常快速地波动,并且为了保护这种波动,需要先进的控制方案。在这种系统中采用三元控制。

问题仍然是为什么3个元素,为什么不2个元素。

假设我们有2个元素的控制,它们直接根据级联模式下汽包中的液位直接控制锅炉给水的流量(通过打开/关闭控制阀)。如果汽包中的水位降低,控制阀的开度将增加,以增加给水的流量。但是可以说,同时蒸汽需求量会波动,它将使蒸汽鼓压力波动。现在我们将看到这种情况的后果。汽包中的液位降低迫使控制阀的开度增加(假定为50%至70%)以增加流量,从而平衡系统阻力。此时,蒸汽消耗减少,蒸汽鼓中的压力增加。控制阀开度仍将保持70%,因为它不会考虑蒸汽流量的减少。对于这种新情况,系统阻力会增加,将控制阀打开70%将获得与之前将控制阀打开50%相同的流量。在这种情况下,2元素控件将不起作用。

为避免此类问题,在级联模式下安装了“ 3要素控制”系统(第三个要素用于测量蒸汽流量)。因此,现在,如果汽包中的水位波动,同时蒸汽需求量波动,则蒸汽流量信号将与给水流量信号一起进入计算箱。这些流量的差值以及来自液位的信号将进入锅炉给水的流量控制器,因此它将调节控制阀的开度,以在蒸汽鼓中获得所需的水流量,从而控制蒸汽鼓内的液位。

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