CN109780528A - 一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 - Google Patents
一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109780528A CN109780528A CN201910081679.4A CN201910081679A CN109780528A CN 109780528 A CN109780528 A CN 109780528A CN 201910081679 A CN201910081679 A CN 201910081679A CN 109780528 A CN109780528 A CN 109780528A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- boiler
- flow
- feed
- controller
- steam flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 claims description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002571 modificatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 206010010254 Concussion Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Devices For Dispensing Beverages (AREA)
Abstract
本发明提出一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,基于三冲量控制原理,控制给水调节阀的开度;其控制方法通过可变的汽水失配放大系数改变前馈信号,当汽水失配率的绝对值减小时,汽水失配放大系数减小,前馈信号的比重大幅降低,避免了因小扰动而造成给水调节阀的频繁动作,避免了动态前馈控制***抗干扰能力差的问题,减少生产能耗,延长了给水调节阀的使用寿命;汽水失配率的绝对值增大时,汽水失配放大系数增大,前馈信号的比重增加,控制器得以迅速改变给水量,保持给水量和蒸汽流量的动态平衡,减少了液位超调现象。
Description
技术领域
本发明涉及到锅炉水位控制技术领域,具体涉及一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法。
背景技术
工业锅炉是重要的热能动力设备,广泛用于纺织、印染、制药、化工、炼油、等,是当今社会的生产生活不可或缺的设备。在生产过程中,如果水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,导致蒸汽带水,增加过热器壁的结垢,水位过低,会破坏水循环,引起水冷壁管爆管。如果锅炉的液位出现大幅度的超调或者存在较大的震荡,容易造成产品的品质不佳,严重时将发生安全事故。在给水流量尤其是蒸汽流量大范围变化时,工业锅炉中的虚假水位现象非常严重,绝大多数事故都是虚假液位现象造成的。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,维持锅炉汽包水位在规定的范围内,使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,保证机组的正常安全运行。
一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,基于锅炉水位实测值、锅炉给水流量修正值及锅炉蒸汽流量修正值构成的锅炉三冲量控制***,通过可变汽水失配信号,修正给水调节阀开度;包括如下步骤:
步骤1:设定锅炉液位SP,蒸汽流量变送单元检测锅炉蒸汽流量,水位变送单元检测锅炉汽包水位PV,给水流量变送单元检测锅炉入口处进水给水流量;
步骤2:第一控制器计算锅炉设定液位SP与锅炉汽包水位PV的偏差值,第一控制器内置的PID模块将液位的偏差值进行PID运算,输出修正值;
步骤3:第二控制器接收蒸汽流量变送单元的蒸汽流量,并计算蒸汽流量修正值;其中,蒸汽流量修正值的计算公式如下:
其中,D为蒸汽流量修正值,Δp为流量变送单元压差,K为流量系数,γ(p,t)为蒸汽密度;
第二控制单元接收给水变送单元的给水流量,并计算给水流量修正值;其中,给水流量修正值的计算公式如下:
其中,Q给水流量修正值,K为流量修正系数,t为给水的温度,Δp为流量变送单元压差;
步骤4:第二控制单元通过蒸汽流量修正值、给水流量计算汽水失配率;其中,汽水失配率公式如下:
其中,D为蒸汽流量修正值,Q为给水流量修正值,根据汽水失配率确定汽水失配率放大系数K:
k=0.08-0.3*f(x)/(1-f(x)+f2(x));
计算前馈信号;根据前馈信号与第一控制器输出的修正值,通过第二控制单元内置的PID模块得到结果控制给水调节阀开度。
所述的一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,所述锅炉三冲量控制***,包括锅炉、水位变送单元、蒸汽流量变送单元、给水流量变送单元、第一控制器、第二控制器、给水调节阀及实际微分单元;
所述水位变送单元,用于检测锅炉汽包液位PV;
所述蒸汽流量变送单元,用于计算锅炉产生的蒸汽流量,检测单元内部流量变送器的压差用以补偿蒸汽流量;
所述给水流量变送单元,用于计算进入锅炉入口处进水给水流量,检测单元内部流量变送器的压差用以补偿给水流量;
所述第一控制器与所述水位变送单元相连,第一控制器内置PID模块根据水位差值对所述第二控制器输出值进行修正;
所述第二控制器与所述给水流量变送单元,所述蒸汽流量变送单元和所述给水流量变送单元相连,根据所述动态汽水失配信号作为前馈信号,并根据所述第一控制器输出修正值和所述前馈信号对所述进水调节阀开度进行修正,并检测收到的蒸汽流量、给水流量是否发生异常;
所述给水调节阀连接在第二控制器和锅炉之间,根据第二控制器输出值和前馈信号调节进水流量控制锅炉液位。
所述实际微分单元与第二控制器相连,由一阶微分加惯性环节构成。
所述的一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,所述前馈信号计算公式如下:
前馈信号=汽水失配放大系数K×汽水失配率;
其中对于汽水失配放大系数K,汽水失配率越大,汽水放大系数越大,
所述汽水失配率,通过蒸汽流量修正值减去给水流量修正值的差值再通过一阶微分加惯性环节得到。
本发明的有益效果是:该控制方法,可以减少蒸汽流量变化时的液位超调量,维持汽包水位在规定的范围内,使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,保证机组的正常安全运行。
附图说明
图1是本发明锅炉三冲量控制***控制图;
图2是本发明流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的作进一步描述。
如图1所示,锅炉三冲量控制***,包括:锅炉1、蒸汽流量变送单元2、水位变送单元3、给水流量变送单元4、给水调节阀5、第一控制单元6、第二控制单元7和实际微分单元8。
其中,给水流量变送单元4与锅炉1的管道入口相连,用于测量进入锅炉的给水流量。蒸汽流量变送单元2和水位变送单元3均安装在锅炉1中,分别测量锅炉中蒸汽流量和锅炉汽包液位。第一控制单元6与水位变送单元3相连,判断对水位结果进行修正,并将修正结果输入第二控制单元7。第二控制单元7与第一控制单元6、蒸汽流量变送单元2、给水流量变送单元4、实际微分单元8相连,根据前馈信号和第一控制单元的输出结果修正给水调节阀以控制锅炉1的水位。实际微分单元8由第二控制单元确定微分时间常数。
如图2所示,减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,具体包括以下步骤:
步骤1:设定锅炉1液位SP,蒸汽流量变送单元2检测蒸汽流量,水位变送单元3检测锅炉1汽包水位,给水流量变送单元4检测锅炉1入口处进水流量。
步骤2:第一控制单元6计算锅炉1设定液位SP与锅炉1汽包水位的差值,将差值进行PID运算,得到的结果作为第二控制单元7的输入。
步骤3:第二控制单元7接受蒸汽流量变送单元2的蒸汽流量,计算蒸汽流量修正值,其中,蒸汽流量修正值的计算公式如下:
其中,D为过热蒸汽流量修正值,Δp为流量变送单元压差,K为流量系数,γ(p,t)为过热蒸汽密度。
第二控制单元7接受给水变送单元3的给水流量,计算给水流量修正值,其中,给水流量修正值的计算公式如下:
其中,Q给水流量修正值,K为流量修正系数,t为给水的温度,Δp为流量变送单元压差。
步骤4:第二控制单元7通过蒸汽流量修正值、给水流量计算汽水失配率,其中,汽水失配率,通过蒸汽流量修正值减去给水流量修正值的差值再通过一阶微分加惯性环节得到;公式如下:
根据汽水失配率确定汽水失配率放大系数K,公式如下:
k=0.08-0.3*f(x)/(1-f(x)+f2(x));
计算前馈信号,公式如下:
前馈信号=汽水失配放大系数K×汽水失配率;
前馈信号与第一控制器6输出值,通过内置PID模块得到结果控制给水调节阀开度。
采用本发明的控制方法,在三冲量控制的基础上,加上了可变的前馈控制信号,通过可变汽水失配放大系数,避免了动态前馈抗干扰能力差的问题,避免了给水调节阀频繁的动作,保持了给水量和蒸汽流量的动态平衡,从而减少了液位超调的现象。当给水流量变送单元或蒸汽流量变送单元故障时,还能够通过第二控制器切断微分作用,将调节***切换为单冲量的方式运行保证机组的正常安全运行。
Claims (3)
1.一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,基于锅炉水位实测值、锅炉给水流量修正值及锅炉蒸汽流量修正值构成的锅炉三冲量控制***,通过可变汽水失配信号,修正给水调节阀开度;包括如下步骤:
步骤1:设定锅炉液位SP,蒸汽流量变送单元检测锅炉蒸汽流量,水位变送单元检测锅炉汽包水位PV,给水流量变送单元检测锅炉入口处进水给水流量;
步骤2:第一控制器计算锅炉设定液位SP与锅炉汽包水位PV的偏差值,第一控制器内置的PID模块将液位的偏差值进行PID运算,输出修正值;
步骤3:第二控制器接收蒸汽流量变送单元的蒸汽流量,并计算蒸汽流量修正值;其中,蒸汽流量修正值的计算公式如下:
其中,D为蒸汽流量修正值,Δp为蒸汽流量变送单元压差,K为流量系数,γ(p,t)为蒸汽密度;
第二控制单元接收给水变送单元3的给水流量,并计算给水流量修正值;其中,给水流量修正值的计算公式如下:
其中,Q为给水流量修正值,K为流量修正系数,t为给水的温度,Δp为给水流量变送单元压差;
步骤4:第二控制单元通过蒸汽流量修正值、给水流量计算汽水失配率;其中,汽水失配率公式如下:
其中,D为蒸汽流量修正值,Q为给水流量修正值;
根据汽水失配率确定汽水失配率放大系数K:
k=0.08-0.3*f(x)/(1-f(x)+f2(x));
计算前馈信号;根据前馈信号与第一控制器输出的修正值,通过第二控制单元内置的PID模块得到结果控制给水调节阀开度。
2.根据权利要求1所述的一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,所述锅炉三冲量控制***,包括锅炉、水位变送单元、蒸汽流量变送单元、给水流量变送单元、第一控制器、第二控制器、给水调节阀及实际微分单元;
所述水位变送单元,用于检测锅炉汽包液位PV;
所述蒸汽流量变送单元,用于计算锅炉产生的蒸汽流量,检测单元内部流量变送器的压差用以补偿蒸汽流量;
所述给水流量变送单元,用于计算进入锅炉入口处进水给水流量,检测单元内部流量变送器的压差用以补偿给水流量;
所述第一控制器与所述水位变送单元相连,第一控制器内置PID模块根据水位差值对所述第二控制器输出值进行修正;
所述第二控制器与所述蒸汽流量变送单元和所述给水流量变送单元相连,根据所述动态汽水失配信号作为前馈信号,并根据所述第一控制器输出修正值和所述前馈信号对所述进水调节阀开度进行修正,并检测收到的蒸汽流量、给水流量是否发生异常;
所述给水调节阀连接在第二控制器和锅炉之间,根据第二控制器输出值和前馈信号调节进水流量控制锅炉液位;
所述实际微分单元与第二控制器相连,由一阶微分加惯性环节构成。
3.根据权利要求1所述的一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法,其特征在于,所述前馈信号计算公式如下:
前馈信号=汽水失配放大系数K×汽水失配率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910081679.4A CN109780528B (zh) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | 一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910081679.4A CN109780528B (zh) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | 一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109780528A true CN109780528A (zh) | 2019-05-21 |
CN109780528B CN109780528B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=66501446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910081679.4A Active CN109780528B (zh) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | 一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109780528B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112097241A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-18 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | 一种汽轮机fcb试验汽包水位控制前馈结构及其控制方法 |
CN113203212A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-03 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 吸热器的水位控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN113566188A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锅炉汽包液位三冲量控制方法、***、设备及存储介质 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102072480A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 余热锅炉汽包水位的三冲量控制*** |
CN204665250U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-23 | 苏州迪森生物能源有限公司 | 一种生物质锅炉给水调节*** |
CN206846686U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-01-05 | 西安科技大学 | 一种冲量数可变的锅炉汽包水位控制*** |
-
2019
- 2019-01-28 CN CN201910081679.4A patent/CN109780528B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102072480A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 余热锅炉汽包水位的三冲量控制*** |
CN204665250U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-23 | 苏州迪森生物能源有限公司 | 一种生物质锅炉给水调节*** |
CN206846686U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-01-05 | 西安科技大学 | 一种冲量数可变的锅炉汽包水位控制*** |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
罗智勇: "模糊-PID在工业锅炉汽包水位控制中的应用", 《计算机应用与软件》 * |
边立秀等: "《热工控制***》", 31 January 2002, 北京:中国电力出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112097241A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-18 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | 一种汽轮机fcb试验汽包水位控制前馈结构及其控制方法 |
CN113203212A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-03 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 吸热器的水位控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN113566188A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锅炉汽包液位三冲量控制方法、***、设备及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109780528B (zh) | 2020-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109780528A (zh) | 一种减少锅炉液位超调的三冲量控制方法 | |
US7931041B2 (en) | System and method for controlling liquid level in a vessel | |
CN102072480B (zh) | 余热锅炉汽包水位的三冲量控制*** | |
CN104373926A (zh) | 一种船舶锅炉水位控制*** | |
CN108119895A (zh) | 余热锅炉汽包液位控制*** | |
CN108266714A (zh) | 余热锅炉汽包液位控制方法 | |
CN202082913U (zh) | 余热锅炉汽包水位的三冲量控制*** | |
GB806561A (en) | Forced flow, once through vapour generators | |
CN109813850B (zh) | 自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法 | |
AU2022343893A1 (en) | Method for determining a local temperature anomaly in a fluidized bed of a reactor, method for calibrating a numerical model of a fluidized bed of a reactor, method for estimating risk of fluidized bed reactor bed sintering, method of controlling a fluidized bed reactor, as well as a reactor | |
US11530812B2 (en) | Feedwater control for a forced-flow waste-heat steam generator | |
CN112097241B (zh) | 一种汽轮机fcb试验汽包水位控制前馈结构及其控制方法 | |
CN207797004U (zh) | 余热锅炉汽包液位控制*** | |
CN109973983A (zh) | 一种快速响应的蓄热器***及其控制方法 | |
CN205015046U (zh) | 余热电站锅炉水位测控装置 | |
JPS58196302A (ja) | 圧液タンクの異常検出方法 | |
GB2507004B (en) | Control of blowdown in steam boilers | |
JP2588243B2 (ja) | 蒸気タービンプラントの再熱蒸気止め弁動作試験制御装置 | |
CN108180462A (zh) | 一种基于改进mfac算法的锅炉汽包水位控制*** | |
CN109931583A (zh) | 一种恒压除氧器及其控制*** | |
CN107490320B (zh) | 一种自动解决空冷器偏流的*** | |
JP2777682B2 (ja) | 貫流型排熱ボイラの水位制御方法 | |
SU1451443A1 (ru) | Система автоматического регулировани параметров пара за энерготехнологическим котлом | |
JPH04194502A (ja) | 発電プラントと水位制御方法及びその装置 | |
JP2971232B2 (ja) | ソーダ回収ボイラーの黒液噴射制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20190521 Assignee: Wuzhou Wanshun Forging Machine Tool Factory Co.,Ltd. Assignor: JIANG University OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980054147 Denomination of invention: A Three Impulse Control Method for Reducing Boiler Liquid Level Overregulation Granted publication date: 20201124 License type: Common License Record date: 20231226 |