分析模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的体现.pdfVIP

ELECTRONICS WORLD 探 索与观察 ・ 分析模糊PID的锅炉汽包水位三冲量控制系统的体现 山东省济南热电有限公司 杨卫红 【摘要】 锅炉是工业生产 中重要 的发 电和供热动力设备 ，但锅炉汽 包水位测定常存在 “虚假水位”现 象，影响锅炉的 安全性 ，因此设计锅炉汽 包水位三冲量给水控制 系统 ，有效消除蒸汽量和给水流量波动干扰 ，能最优控制锅炉汽 包水 位 。本文采用水流量、蒸汽流量、汽 包水位作为调节信号的三冲量控制方案 ，克服锅炉 “虚假水位”的干扰 ，采用 自 适应模糊PID控制锅炉控制。 【关键词】 模糊PID ；汽包水位 ；三冲量；控制 系统 锅炉是工业生产中主要动力设备，其主要是将燃料 节系统的稳定性。 中化学能转化成热能，通过相应的设备将热量转化成为人 们生产、生活所需能量，随着工业生产规模不断扩大，锅 2 三冲量水位控制系统工作原理 炉在朝着大容量、高参数、高效率方向发展。其中水位 调节过程中汽包水位的控制是重要内容，也是锅炉安全 汽包水位是稳定锅炉安全运行的重要参数，稳定状 生产的重要因素，锅炉水位存在一定的 “虚假水位[1] ” 态下的锅炉水位是恒定值，但是实际情况下很难形成一 现象。传统测量虚假水位主要是容仪表测量，但是控制 个稳定值，一般情况下汽包水位是在小范围内波动，波 效果并不是非常理想。锅炉运行中 “虚假水位”影响因 动越小锅炉安全性越高。稳定状态下锅炉水位设定值、 素主要是给水管道和给水泵之间扰动，蒸汽负荷的扰动 蒸汽流量、给水流量值是一种动态平衡关系。当给水流 因素。如何克服水 自动控制系统的扰动因素，是给水设 量信号与蒸汽流量信号相 同时，汽包水位信号是恒定 计控制系统设计的重要依据。 值，当给水流量信号与蒸汽流量信号相等时，水位信号 与汽包水位稳定在恒定值内；而当锅炉负荷增大后，则 1 三冲量水位控制系统 阀门开大，水流量的值相应增大，这时会随之出现 “虚 假水位”，水位输出信号增大的情况。两个反馈回路信 三冲量给水调节系统中，汽包水位、蒸汽流量、 号能有效减小 “虚假水位”影响，如果锅炉负荷下降， 给水流量作用与调节器接受装置中，任何干扰因素的变 则会关小阀门调整水位的流量，系统会 自动达到新的平 化都能引起调节器的变化，其中汽包水位是最主要的干 衡，这样，蒸汽流量和给水流量的引入能超前响应的扰 扰因素。当水量超出安全范围，改变给水量可使水位恢 动变化，使给水阀门朝着正确的方向动作，减少水位的 复安全值。蒸汽流量是给水调节系统中前馈信号，能防 波动幅度，消除了 “虚假水位”对锅炉安全的影响。 止 “虚假水位”引起的调节器错位调节，改善蒸汽流量 干扰因素对给水调节系统调节质量。给水流量和蒸汽流 3 三冲量水位控制系统设计 量两个数据信号能有效消除系统出现的静差。水流量是 测量传感器速率最快信号，因此使用水流量信号作为反 三冲量水位控制系统有另个 闭合 回路，分别是 内 馈信号，能消除水位尚未变化时的内扰，气道稳定水流 回路和外回路 。内回路主要 由给水流量变送器、内回 量的作用。锅炉给水控制系统主要是保证锅炉给水量适 路调节器、变频调节器、三台水泵组成，其主要作用是 应锅炉的蒸发量变化，需要将汽包水位维持在一定范围 降低水压力波动对给水流量的影响，提高给水流量调节 内，保障锅炉