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蒸汽锅炉汽包液位控制相关问题解答

来源: 作者: 发布日期:2020-10-27

       当蒸汽输出到集管和相关的过程设备中时,必须对锅炉鼓筒进行液位控制,以将水注入锅炉。对于给定数量的蒸汽和排空的蒸汽,应将等量的水补充到锅炉中。鼓液位控制有三个主要控制选项,单元素控制,两元素控制和三元素控制。

 
锅炉胀缩效果
       下游过程控制锅炉的蒸汽流量。蒸汽流量的突然增加或减少需求将改变蒸汽鼓和锅炉管道中的压力。汽包压力的变化将引起蒸汽和水的密度和沸点的变化。
锅炉胀缩效果

锅炉胀缩效果

锅炉胀缩效果
       突然的蒸汽需求增加,蒸汽气泡在水面下膨胀,从而增加了蒸汽和水的密度和沸点。因此,即使没有补给水,也会导致汽包液位增加。与蒸汽流量增加和汽包压力降低成正比的水位升高称为膨胀效应。
 
       换句话说,随着蒸汽负荷的减少,蒸汽和水混合物中的蒸汽气泡密度减小。因此,导致水桶水位不变,而水桶和水蒸气的质量没有改变。这称为收缩效应。
 
       这种不稳定的压力变化会导致相同的溶胀和收缩反应,从而使蒸汽鼓液位的控制极为困难。
 
什么是单元素控件?
单元素锅炉液位控制
锅炉单元素控制
 
       单元素控制仅将感光鼓液位信号用作控制过程变量。对与设定点的水位偏差进行比例(P)和积分(I)计算后,控制器的输出将传递到锅炉给水阀,该阀再控制进入锅炉鼓的给水流量。而单元素控制可能由于膨胀效果而无效控制选项。
 
       建议在水量较大且负载稳定的小型锅炉上使用单元素控制。
 
什么是两元素控制?
两级液位控制
锅炉二元控制
 
       二元控制由液位元件和蒸汽流量元件组成。
       液位元件:鼓液位变送器,作为过程变量(PV)。将该信号与设定值进行比较,得出的结果是偏差值。该信号由控制器作用,该控制器以比例值的形式产生校正作用。
 
       蒸汽流量元素:通过使用蒸汽流量控制给水流量,以响应负载变化即时修正给水需求。蒸汽流量充当前馈信号,以实现更快的液位控制。
 
       建议在蒸汽需求适度变化的中小型锅炉上使用两元素控制。
 
什么是三元素控制?
三元液位控制
锅炉三元控制
       三要素控制是通过在汽包水位控制器和给水控制器之间形成级联,并增加蒸汽流量作为前馈信号。蒸汽流量信号被添加到滚筒液位控制器的输出中。这将在控制器中创建两个控制回路,即液位控制回路和给水控制回路。
 
       三元素配置的原理是控制蒸汽鼓的质量平衡。如果从锅炉回路中除去蒸汽,则必须用等质量的给水代替蒸汽的损失。这样可以防止水位迅速下降。反应缓慢的液位控制回路通常以中等比例带设置进行调整。  
 
单到三元素无扰移
       与单元素配置不同,由于蒸汽流量不可靠,因此三元素不适合在启动时使用。启动后达到足够的蒸汽压力并保持稳定的蒸汽流量时,可以将单元件滚筒液位控制切换为三元件。三元素和单元素都利用相同的控制器来实现电平控制的无扰动转移。
 
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