1、 1 摘要 汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位的过高过低都将影 响锅炉的正常运行，因此对汽包水位必须进行严格控制。影响汽包水位的因数主 要有锅炉蒸发量、给水量、炉膛负荷、汽包压力。给水调节的任务就是使汽包水 位维持在一个允许范围内。 本文从影响汽包水位的各种因数出发，分析了汽包水位的假水位现象。设计 出低负荷时采用单冲量控制及高负荷时采用三冲量控制给水控制系统，并进行了 仿真测试。从而实现锅炉给水的自动化控制。 关键词：汽包水位 单冲量 三冲量 2 Abstract The drum water level is an essential parameter for the b
2、oilers safe operation. Both low and high level will influence boilers normal operation; therefore, it must be controlled seriously. The main factors which will influence the level are the evaporating capacity of boiler, the capacity of feedwater, the furnace load and the drum pressure. The mission o
3、f feedwater regulation is to make the level keep in acceptable ranges. Based on the analysis of all kinds of factors influencing the drum waterlevel, false water level phenomenonis analyzed. Low load adopting single impulse control and high load using three impulse are carried out for the feedwater
4、control system, and simulation testing is done. Thus, automatic control of boiler feedwater is achieved. Keywords: Drum water level Single impulse Three impulse 3 第一章 绪论 1.1 选题背景及意义 液位是工业生产过程控制中很重要的被控变量。工业生产中的润滑油、冷却 水、调速油、油质加工、液态燃料供应、废油净化、溶液加工与传输等场合，常 需对容器中液位进行有效可靠的控制，否则将不能使液体循环系统乃至整个机组 正常运行。另外，在这些生
5、产领域里，极容易出现操作失误，引起事故，造成厂 家的损失。可见，在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响工厂 的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。所以，为了保证安全、方便操作， 就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。 工业生产过程中的液位系统通常是时变的，具有明显的滞后特性。在热工生 产与传输质量或能量的过程中，存在着各种形式的容积和阻力，加上对象多具有 分布参数，好像被不同的阻力和容积相互分隔着一样。生产实际中的被控对象往 往是由多个容积和阻力构成的多容对象。两个串连的单容对象构成的双容对象就 比较典型。 液位控制设计依赖的自动控制理论，经历了经典控制理论、现代控制理论两 个
6、发展阶段，现在已进入了非线性智能控制理论发展时期。从控制理论解决的问 题而论，很多重大的、根本的问题，如可控性、可观测性、稳定性等系统的基本 性质，控制系统的综合方法等在传统控制中都建立了比较完善的理论体系。应用 传统控制理论基本能够满足工程技术及各种其它领域的需要。但是随着工业和现 代科学技术的发展，各个领域中自动控制系统对控制精度、响应速度、系统稳定 性与适应能力的要求越来越高， 应用范围也更加广泛。 特别是本世纪 80 年代以来， 电子计算机的快速更新换代和计算技术的高速度发展，推动了控制理论研究的深 入开展，并进入了一段新的历程。控制理论的迅速发展，出现了许多先进的控制 算法。变结构控制系统在 50 年代就有了相当的研究，随着人们逐渐认识到它的一 些优点，如对摄动的某种完全适应性，并可用来设计日益复杂对象的控制规律， 近年来又受到较大重视并获得巨大的发展。 人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，因此液位是工业 控制过程中一个重要的参数。特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进 行检测、控制，能收到很好的生产效果。由于液位检测应用领域的不同，性能指 标和
