汽包水位的测量方法简述

□杨东

【内容摘要】在实际应用中，电极式水位计水位的测量是断续的，并且对与汽包连通的水位容器选择必须适当，以减小测量误差。综上所述，双色水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计；

差压式水位计用于稳定参数运行时的水位指示，并且适用于给水的自动调节；电极式水位计比较适应锅炉变参数

运行，准确度好，是对差压式水位计测量的监视和补充。

【关键词】汽包水位；测量误差；双色水位计；差压式水位计；电极式水位计

【作者单位】杨东，中国能源建设集团北京电力建设公司

汽包水位过高，直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量增多。当水位高到一定程度时，蒸汽就要带水，而水中含盐浓度远比蒸汽的高，致使蒸汽品质恶化，盐类将在过热器管壁上结垢，导致过热器管被烧坏、爆破，严重时会导致汽轮机进水。若汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。

一、汽包水位的复杂性

（一）水面不平稳。汽水混合物有从水面引入汽包的，也有从水下引入的，动能很大的汽水混合物冲击着炉水，使水面形成波浪和水柱。同时，汽包的工作压力不断地在平均值附近波动，致使水冷壁中水沸腾的起始位置不断降低升高。这些会使汽包中的水位不断地上下波动。

（二）没有明显的汽水分界面。在炉水中汽泡在接近汽包底部处很少，而接近水面处则很多。因此炉水的密度自下而上逐渐减小，密度分布没有跳跃的转折点。

（三）炉水表面有泡沫。由于炉水中含盐容易形成泡沫。

（四）沿汽包轴向和辐向的水位高低不同。由于汽包沿轴向汽水混合物引入不相等，造成汽包两端水位低，中部具有明显的凸起。汽包水位的辐向分布与上升管的联接部位有关。一般在上升管联接的一边水位较高，同时中部也有凸起现象，这是由于汽水分离器排水干扰引起的。由以上可知：锅炉的汽包水位是一个非常复杂的参数，要准确测量难度较大（至今尚未研制出一种测量方式能很好满足监视、自动调节、保护对它的要求）。同时也应知道，片面地追求几台水位计指示完全一致是错误的。

二、汽包水位的几种测量方法在印尼百通电站工程中的应用

（一）中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的B69H －32/2－W型无盲区双色水位计。结构及工作原理。本水位计观察孔在表体两条直线上，通过将观察孔交错组合消除了中间盲区。由发光二极管发出的红绿光，分别射向表体的观测窗，在表体的气相部分，红光射向正前方，而绿光斜射倒壁上被吸收；与此同时在液相部分，由于水的折射使得绿光射向正前方，红光斜射到壁上被吸收。因此在正前方观察将获得汽红水绿、汽满全红水满全绿的显示效果。主要技术参数：公称压力：32MPa；工作压力：21．5MPa；温度：370?；中心距离：1，180mm；可视长度：670mm；光源：发光二级管。

在锅炉启、停时用以监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。双色水位计观测明显直观，但在实际运行中，由于锅炉加药腐蚀和水汽冲刷，运行一段时间以后，石英玻璃管内壁磨损严重，引起汽水分界不明显。尤其现在一般采用工业电视监视，现场摄像头受光线变化影响使水位显示更加模糊不清，另外由于水位计处于汽包上，环境温度高，使水位计的照明维护工作量明显增加。本工程采用彩色工业电视监视的方式，由于摄像头与水位计并非一体，在负荷逐渐升高时水位计的中心会随汽包横向膨胀偏离摄像头，造成了红绿颜色分不清的问题，增加了每次启动必须调节发光二极管角度的工作量。经改造，将摄像头支架与水位计支架相连，使得摄像头随之移动，彻底解决了这个问题。

（二）中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的DQS 系列电接点水位计。本水位计是利用炉水和蒸汽导电率差异的特性进行测量，由于液位的变化使部分电极进入水中，部分电极至于蒸汽中，炉水中的电极对筒体阻抗小，而蒸汽中的电极对筒体的阻抗大，利用这一特性，可将非电量的水位转化为电量，送给智能二次仪表，从而实现水位的显示、报警等功能。本工程采用双侧分别在+200、+127、－178、－320取监视报警点。

二次仪表使用双色光柱显示水位，全部参数使用数字设定，水位设定最大指示为24点，7路可在线编程任意高低报警输出，由于全部参数均可在线设定，并能掉点记忆，对于不同地区各种水阻均可适应，给现场带来很大方便。本身自带4 20mA输出，适用于就地控制并与DCS系统连接。同时利用CMOS高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有微电流通过电极，可以使被测液体对电极的化学腐蚀减少到最低限度，因此，使用本仪表能延长电极的使用寿命。另外，在二次仪表上可以设置不同的修正值，以实现对电极的阻值的适应性调整。所以本二次仪表能够适应不同压力、不同水质的各种汽包的水位监视。

测量筒技术参数：筒体直径?壁厚?筒体长度=Φ102?20?670；连通管规格：Φ38?5；排污管规格：Φ28?4；电极安装方式：压入式；二次仪表参数：环境温度－10? +50?相对湿度＜80%；电源AC220V50Hz，电流＜1A，功耗＜20VA；

《测量仪表及自动化》考试答案2

《测量仪表及自动化》考试答案一、简答与名词解释 1、简述压力仪表选择原则。 2、简述均匀调节系统的调节目的和实现原理？ 3、如何评价系统过渡过程？ 4、简述比例积分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 5、名词解释：余差、灵敏度。 6、如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？ 7、简述串级调节系统的结构，阐述副回路设计的一些基本原则？ 8、简述比例微分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 9、名词解释：控制点、负反馈。 10、简述系统参数整定的目的和常用方法？ 11、试阐述调节作用与干扰作用对被调参数的影响，以及两者之间的关系？ 12、简述比例积分微分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 13、名词解释：精度、比值调节系统。 14、简述节流现象中流体动压能与静压能之间的变化关系，标准化节流装置由哪几个部分组成？ 15、简述热电阻工作原理，为何在热电阻测量线路中采用三线制连接？ 16、试阐述简单调节系统中被调参数的选择原则？ 17、简述调节规律在控制系统的作用？写出PID调节规律数学表达式。 18、名词解释：执行机构、热电效应。二、单项选择 1、为了正常测取管道（设备）内的压力，取压管线与管道（设备）连接处的内壁应（）。 A 平齐 B 插入其内C插入其内并弯向介质来流方向 2、用单法兰液位计测量开口容器液位。液位计已经校好，后因维护需要，仪表安装位置下移了一段位移，则仪表的指示（） A.上升 B.下降 C.不变。 3、罗茨流量计，很适于对（）的测量。 A 低粘度流体 B 高雷诺数流体

C 含砂脏流体 D 高粘度流体 4、补偿导线的正确敷设，应该从热电偶起敷到（）为止？ A 就地接线盒 B 仪表盘端子板 C 二次仪表 D 与冷端温度补偿装置同温的地方 5、具有“超前”调节作用的调节规律是（） A、P B、PI C、PD D、两位式 6、调节器的正作用是指（）。 A．测量值大于给定值时，输出增大 B. 测量值大于给定值时，输出减小 C．测量值增大，输出增大 D. 测量值增大，输出减小 7、下列哪种流量计与被测介质的密度无关? （） A. 质量流量计 B. 转子流量计 C. 差压式流量计 8、测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?（） A. 浮筒式液位计 B. 雷达液位计 C. 差压式液位计 9、补偿导线的作用是（） A. 延伸热电偶冷端 B. 作为普通导线传递热电势 C. 补偿热电偶冷端温度 10、与热电偶配用的自动电位差计带有补偿电桥，当热点偶短路时，应显示（） A. 下限值 B.上限值 C. 环境温度（室温） 11、在用热电阻测量温度时若出现热电阻断路时，与之配套的显示仪表如何变化（） A 指示值最小 B 指示值最大 C 指示值不变 D 指示室温 12、浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件？（） A 介质粘度高、压力低、温度高 B 介质粘度高、压力低、温度低 C 介质粘度低、压力高、温度低 D 介质粘度高、压力高、温度低 13、用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（） A.偏大、 B.偏小、 C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。 14、下列说法错误的是（） A 转子流量计是一种变流通面积，压差不变的流量计； B 孔板式差压流量计是一种差压变化，流通面积固定的流量计； C 喷嘴式差压流量计是一种流通面积变化，差压变化的流量计。 15、积分时间增大，积分作用（）

锅炉汽包水位控制系统设计

过程控制系统实验报告专业 ****** 班级 ****** 学生 ****** 学号 ******

锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在120cm，稳态误差±0.4cm，满足生产要求。G(s)=1/(s^3+10s^2+29s+20),σ%<20%,Ts<10s,Ess=0. 二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能指标 8.总结实验课程设计的经验和收获

目录第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理 1了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-------------------------------------------3 1.1锅炉汽包水位自动控制的意义--------------------------------------------------3 1.2了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-----------------------------------------3 第二章锅炉汽包水位控制系统方案的设计 2.1液位控制系统的方框图------------------------------------------------------------5 2.2液位控制系统的方案图------------------------------------------------------------5 2.3检测变送器的选择------------------------------------------------------------------6 2.4调节阀的选择------------------------------------------------------------------------6 2.5仪器性能指标的计算---------------------------------------------------------------6 2.6调节器的选择------------------------------------------------------------------------8 2.7调节器作用方向的选择------------------------------------------------------------8 第三章PID控制 3.1控制规律的比较--------------------------------------------------------------------9 3.2 PID参数的整定--------------------------------------------------------------------10 第四章仿真 4.1 simulink 仿真---------------------------------------------------------------------11 4.2 系统参数整定--------------------------------------------------------------------13 第五章心得体会-----------------------------------------------------------15

锅炉汽包水位控制系统设计-毕业论文

摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC 广泛应用于过程控制领域并极提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。关键词：汽包水位、三冲量控制、PLC、PID控制

ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain. Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed. Key words:Steam drum water level、Three impulses control、PLC、PID control

锅炉汽包水位测量问题分析及技术措施

浙江省火电厂锅炉汽包水位测量问题分析及改进孙长生1，蒋健1，刘卫国2，丁俊宏1，王蕙1 （1.浙江省电力试验研究院，杭州市，310014；2.国华浙能发电有限公司，浙江省宁波市，315612）摘要：汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数。由于配置、安装、运行及维护不当等因素，导致汽包水位测量系统存在测量值与实际值不符的情况，影响机组安全、经济、稳定运行。本文对浙江省火电厂汽包水位测量、水位保护投入状况进行现场调查，总结存在的问题，分析问题产生的原因，探讨并提出消除或减少这些问题的技术改进措施，供同行参考。关键词：汽包水位测量；偏差分析；技术措施；锅炉；水位保护；水位计 doi：10.3969/j.issn.1000-7229.2010.10.000 Analysis of Running Status and Research of T echnical Proposal to the Drum Water Level Measurement Systems of Zhejiang Fired Power Plant SUN Chang-sheng1，JIANG Jian1，LIU Wei-guo2，WANG Huo （1．Zhejiang Provincial Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2．Zhejiang Guohua Zheneng Power Generation Co. Ltd.，Ningbo 315612，Zhejiang Province， China） ABSTRACT：Because of many reasons during installment, operation and maintenance, the drum water level measurement systems often have been found the difference between the observed value and the actual value, that seriously affectes unit's stable operation.This article has investigated many power plants in the Zhejiang Province closely, surveyed the situation of the drum water level measurement and the water level protection conditions of Zhejiang fired power plant, and has gived useful suggestion.of the reference water column. KEYWORDS：drum water level measurement；warp analysis；technical proposal；boiler；water level protection；water level meter 0 引言汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数，其测量的准确性与其偏差问题（以下简称“水位测量问题”）的解决，是一直困扰火电机组热工测量与安全、经济运行的难题。针对水位测量问题，在浙江省内火电厂进行了专题调查，就存在的水位测量问题进行了深入的专题探讨，提出了提高汽包水位测量系统运行可靠性的改进意见，供同行参考。 1 存在的主要问题 1.1 模拟量测量信号系统存在的问题目前浙江省蒸发量为400 t/h及以上的汽包炉共有57台，这些锅炉运行中模拟量测量信号系统存在的主要问题包括以下几方面：（1）测量显示偏差。不同测量变送器显示的示值不一致，两侧显示偏差高的超过100 mm，即使是同侧偏差，有时也高达几十mm，且随着机组负荷的变化而不同，难以找出其变化规律。（2）逻辑故障判断功能不完善。一些机组不具备《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（请核实是否修改正确）中的汽包水位信号故障后的逻辑判断自动转换功能、水位和补偿用的汽包压力信号坏信号判别功能。（3）共用测量孔。由于汽包上给出的取样孔不足，因此存在共用取样孔和平衡容器情况，未能做到全程独立。

锅炉汽包水位控制系统(过程控制仪表课程设计)

过程控制仪表课程设计题目锅炉汽包水位控制系统指导教师高飞燕班级自动化071 学号 20074460107 学生姓名丁滔滔 2011年1月5号

附录：仪表配接图 (20) 锅炉汽包水位控制系统 1.系统简介：控制系统一般由以下几部分组成图1 自动控制系统简易图锅炉水位系统如下图：

其单位阶跃响应图如下：

图3 蒸汽流量干扰下水位阶跃曲线通过电容式液位计将检测来的液位信号变送给成标准信号，再输送给控制器，调节器再通过执行机构和阀来控制进水量，从而达到自动控制锅炉水位。 2．锅炉控制系统： 2.1锅炉：锅炉是火力发电厂中主要设备之一。它的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热，井将热量传给工质，以产生一定压力和温度的蒸汽，供汽轮发电机组发电。电厂锅炉与其他行业所用锅炉相比，具有容量大、参数高、结构复杂、自动化程度高等特点。 2.2过热器和再热器：蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其他工况变动时，保证过

热气温的波动处在允许范围内。提高蒸汽初压和初温可提高电厂循环热效率，但蒸汽初温的进一步提高受到金属材料耐热性能的限制。蒸汽初压的提高随可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排气湿度的限制，因此为了提高循环热效率及降低排气湿度，可采用再热器。通常，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，再热蒸汽温度与过热蒸汽温度相近。过热器和再热器内流动的为高温蒸汽，其传热性能差，而且过热器和再热器又位于高烟温区，所以管壁温度较高。如何使过热器和再热器管能长期安全工作是过热器和再热器设计和运行中的重要问题。在过热器和再热器的设计及运行中，应注意下列问题: ⑴运行中应保持汽温的稳定，汽温波动不应超过±（5～10）℃。 ⑵过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。 ⑶尽量防止和减少平行管子之间的偏差。 2.3省煤器和空气预热器：省煤器和空气预热器通常布置在锅炉对流烟道的尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此常把这两个受热面称为尾部受热面或低温受热面。省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换装置。它可以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。在现代大型锅炉中，一般都利用汽轮机抽汽来加热给水，而且随着工质参数的提高，常采用多级给水加热器。空气预热器不仅能吸收排烟中的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉效率；而且由于空气中的预热，改善了燃料的着火条件，强化了燃烧过程，减少了不完全燃烧热损失，这对于燃用难着火的无烟煤及劣质煤尤为重要。使用预热空气，可使炉膛温度提高，强化炉膛辐射热交换，使吸收同样辐射热的水冷壁受热面可以减少。较高温度的预热空气送到制粉系统作为干燥剂，在磨制高水分的劣质煤时更为重要。因此空气预热器也成为现

亚临界锅炉汽包水位的测量问题

亚临界锅炉汽包水位的测量问题一、汽包水位的特性 1．汽包正常水位汽包正常水位（Normal Water Level, NWL）指的是锅炉正常运行过程中汽包中的水位应该保持的高度，一般称为汽包的零水位。随着汽包内部各个部件加汽水分离器等的结构和布臵方式差异，不同锅炉厂生产的各种亚临界锅炉汽包正常水位的高度有相当大的差别。表1列出了国内外主要锅炉厂生产的亚临界锅炉汽包水位的特性。表中NWL项所列数字为汽包正常水位与汽包机械中心线之间的距离，负值表示汽包正常水位在汽包机械中心线以下。为了保证锅炉的安全和经济性，在锅炉运行过程中汽包水位必需保持在正常水位（NWL）。它的允许波动范围一般为±50mm。当锅炉运行不稳定，负荷变动较大或自动控制系统失灵时，汽包水位有时会超出上述允许范围。但只要汽包水位没有上升到影响汽水分离器正常工作的程度，或者下降到破坏锅炉水亚临界锅炉汽包水位特性表1 循环的程度，还是允许锅炉继续运行的。但是水位变动范围过大就应该引起值班人员的重视，采取相应措施恢复水位正常。如果水位继续变动，达到不能允许的范围时就应该立即停止锅炉的运行，以保证设备安全。为此锅炉厂还规定了汽包水位的高、低报警值和跳闸值。如表1所示，表中所列报警值和跳闸值都是以正常水位（NWL）为基准的。即从NWL为0考虑的。

因此，锅炉所配臵水位表的测量范围必须涵盖表中所列跳闸值并留有一定的裕度。 2．质量水位锅炉运行过程中，汽包水容积中不可避免地存在汽泡，汽包中的水在运行工况下实际上是汽水混合物。使得汽包内的汽水分界面变得不十分明显。在这一情况下，汽包内的实际水位是无法直接准确测量的。为了测量汽包内的水位，引入了质量水位的概念。质量水位是指汽包中的饱和水密度所对应的水位，就是质量水位。而质量水位是可以用各种方法准确测量的。在中低压锅炉中蒸汽是直接由汽包的水中分离出来的，使得水中含有较多的汽泡，这时汽包的实际水位会远大于质量水位。而对于现代化大容量高压锅炉，由于汽包中都设有汽水分离设备，而上升管来的汽水混合物直接送入汽水分离设备。分离后的水再回到汽包的水容积中。正常情况下，汽包水容积中的汽泡不多，汽包的实际水位就比较接近质量水位。当锅炉的负荷快速增加时，汽包内的压力下降。由于水的饱和温度降低，比容增大。这时汽包水容积中会出现汽泡，造成实际水位的上升。这种现象称为虚假水位。 3．影响汽包水位的因素从理论上讲，汽包内的水位是处于同一个水平面上的。随着锅炉负荷的变化和进入汽包给水量的变化，汽包内的水位会上升或下降。这时可以利用自动控制系统调节进入汽包的给水量以维持汽包的水位稳定在正常水位。但是事实上汽包内的水位并非处于同一个水平面，而存在着高低不等情况。造成这一现象的原因是多方面的。（1）下降管的影响锅炉正常运行过程中汽包内的水是以很高的速度连续不断地进入下降管的。对于亚临界锅炉而言，下降管内的水流速度可以达到3m/s以上。这就使得汽包内的水面不再是一个理想的水平面，而会随下降管的布臵位臵而出现高低的差别，位于下降管正上方的水面必然会较低而其他部分则会较高。在自然循环锅炉上，汽包内水面高低分布的情况基本上是固定不变的。而在强制循环锅炉上情况就不同了。由于在下降管中增加了炉水循环泵，当泵的运行方式改变时，汽包内

锅炉汽包水位计标定的方法

锅炉汽包水位计标定的方法一、锅炉水位测量原理：差压式水位计的水位------差压转换原理如图一所示：图一、差压转换原理我们在不考虑温度变化而造成水的密度的变化和汽包压力的变化导致水密度的变化等情况，及不考虑补偿的情况下，公式（2）可以简化为： g H L g H g L P P P 水水水ρρρ)(-=-=-=?-+ (3) 式中：L 为平衡容器中参比水柱的高度；H 为汽包实际水位高度；水ρ水的密度， g 为重力加速度；（由式中可知：L 、水ρ、g 是固定的常数，只有H 是瞬时值，在变化中）。从公式和图一我们知道（当找零位和满位时，要关闭与汽包的链接的两个阀门）：（1）、当H=L 时，△P=0时；证明锅炉汽包处于满水状态，此时变送器输出为20mA;（可以这样理解，当冷凝罐和水侧引压管灌满水后，打开变送器中间阀时，H=L,L=L,P_=P + ,则说明汽包水位处于满水状态）

时；证明锅炉汽包处于缺水状态，此时变送（2）、当H=0时，△P=g L 水器输出为4mA。（可以这样理解，当冷凝罐和水侧引压管灌满水后，关闭变送器中间阀时，H=0,L=L,则说明汽包水位处于缺水状态）注：从满位和零位标定看，变化的只有H，且H的变化范围为0～L；L是一直处于满水状态，没有变化。二、广西四合工贸锅炉水位计结构和变送器安装形式：图二、锅炉水位计内部结构和变送器安装图其中：A、B为水位计一次阀；C、D为入变送器的控制阀；E、F为引压管排污阀；P1、P2、P3为压差变送器自带阀门，P1为变送器正端入口切断阀；P2为变送器负端入口切断阀；P3为变送器正负端连通阀。三、锅炉水位计标定步骤： 1、A、B两个一次阀首先关闭，切断与汽包之间的联系；然后关闭E、F、P3阀，打开C、D、P1、P2阀，准备好灌水工作； 2、把排气孔堵头打开，往单室平衡器内灌水，直到水从排气孔溢流；

DRZT01-2004火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定

DRZT 01-2004 火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定 1适用范畴本标准规定了火力发电厂锅炉汽包水位测量系统的配置、补偿、安装和运行爱护的技术要求。本标准适用于火力发电厂高压、超高压及亚临界压力的汽包锅炉。 2汽包水位测量系统的配置 2.1锅炉汽包水位测量系统的配置必须采纳两种或以上工作原理共存的配置方式。锅炉汽包至少应配置1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置和2 套电极式水位测量装置。新建锅炉汽包应配置1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置和3 套电极式水位测量装置或1 套就地水位计、1套电极式水位测量装置和6套差压式水位测量装置。 2.2锅炉汽包水位操纵和爱护应分别设置独立的操纵器。在操纵室，除借助DCS 监视汽包水位外，至少还应当设置一个独立于DCS 及其电源的汽包水位后备显示外表(或装置)。 2.3锅炉汽包水位操纵应分别取自3 个独立的差压变送器进行逻辑判定后的信号。3个独立的差压变送器信号应分别通过3个独立的输入/输出(I/O) 模件或3条独立的现场总线，引入分散操纵系统(DCS)的冗余操纵器。 2.4锅炉汽包水位爱护应分别取自3 个独立的电极式测量装置或差压式水位测量装置(当采纳6 套配置时)进行逻辑判定后的信号。当锅炉只配置2个电极式测量装置时，汽包水位爱护应取自2 个独立的电极式测量装置以及差压式水位测量装置进行逻辑判定后的信号。 3个独立的测量装置输出的信号应分别通过3 个独立的I/O 模件引入DCS 的冗余操纵器。 2.5每个汽包水位信号补偿用的汽包压力变送器应分别独立配置。 2.6水位测量的差压变送器信号间、电极式测量装置信号间，以及差压变送器和电

锅炉汽包水位控制系统设计

西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书专业班级：自动化1002 学生姓名：马千云指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目锅炉汽包液位控制二、本次课程设计（论文）应达到的目的本次课程设计是自动化专业学生在学习了《计算机控制技术与系统》和《过程控制及仪表》两门专业必修课程及《单片机原理与应用》、《可编程控制器》等相关专业选修课程之后进行的一次全面的综合训练，其主要目的是加深学生对计算机控制技术相关理论和知识的理解，进一步熟悉计算机控制系统工程设计的基本理论、方法和技能；掌握工程应用的基本内容和要求，整合各专业课程的理论知识和方法，做到理论联系实际；培养学生分析问题、解决问题的能力和独立完成系统设计的能力，并按要求编写相关的设计说明书、技术文档和总结报告等。三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）锅炉汽包液位的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化5u ?=。试根据实验数据设计一个超调量 25%p δ≤的无差控制系统。具体要求如下：（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；

对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。（4）撰写课程设计报告一份，要求字数3000～5000字。四、应收集的资料及主要参考文献： 1．王再英等.过程控制系统与仪表.机械工业出版社,2006 2．潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术.高等教育出版社,2001 3．王锦标.计算机控制系统.清华大学出版社,2008 五、审核批准意见教研室主任（签字）摘要锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格

锅炉汽包水位测量误差分析

式中： h——汽包正常水位距水侧取样的距离，mm △h——水位计中的水位与汽包中水位的差值，mm Ps——饱和蒸汽密度，kg/m3 Pw——饱和水密度，kg/m3 Pa——水位计中水的平均密度，kg/m3 Ps'——水位计中蒸汽的密度，kg/m3 对就地水位计来说，汽包内的水温是对应压力下的饱和温度，饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计，水位计的环境温度远低于蒸汽温度，使蒸汽不断凝结成水，并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。从水和蒸汽的特性表可看出：在常温常压下，汽包和水位计中的水密度是相等的，从式(1)可见，水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的，且与h值无关；随着汽压的升高，汽包中的水密度变小，蒸汽密度变大；而就地水位计因散热的影响，水位计中的水密度也变小，但变化幅度不如汽包内水的大；蒸汽密度虽也有增大，但变化幅度没汽包内的大，即Ps是不应等于Ps'的，但其影响只要保温处理的好，可忽略不计，下面的计算均是按Ps=Ps，来进行的；致使水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大，这一差值始终是就地水位计中水位低于汽包水位的主要因素；并且当h值改变时，水位差值也会改变。为了给电厂提供参考，有的锅炉厂给出了就地水位计和汽包正常水位差值的参考数据见表1。从表1所列数据，对于亚临界锅炉来说，在额定汽压下，就地水位计的水位比汽包内的水位要低100～150mm。下面以我厂(东方锅炉厂)在汽包额定压力18.2MPa下时汽包水位偏离正常水位的情况进行分析，根据式(1)，取汽包水位为零时h=400mm，计算水位变化

±1OOmm时水位计显示情况。Pw、Ps为定值，假设Pa也为定值，取平均温度为300℃时的值。h'=h—△h，为就地水位计中的水柱高度，计算结果如表2所示。从表中计算结果来看，汽包水位变化±100mm时，就地水位计的显示值只变化±68m m，还是假定水位计中水的温度不变，即Pa是定值的情况下计算的。实际上，当汽包内水位变化时，水位计中水的平均温度和密度均会随着变化的，汽包水位升高时，由于水的散热面增加，平均温度会下降，密度增大，水位计的指示也比表中计算的要低；而当汽包水位降低时，水的散热面减小，其平均温度升高，密度减小，水位计的指示应比表中计算的要高。当汽包水位变化±100mm时，就地水位计的变化还达不到±68mm，只是±50mm左右，并且就地水位计的误差并非是恒定值，在不同条件下有所变化，同一锅炉，在不同工况下，在不同的季节里，误差的变化还相当显著。所以依靠就地水位计来监视汽包水位是不安全、不准确的。必须改变运行中认为就地水位计的指示是准确的，并要求其它水位计的指示要与其一致。就地水位计可作为额定压力下核对其它水位计正常水位值(零位)的参考。 2 电接点水位计电接点水位计的工作原理与就地水位计的完全相同，属于连通管式，利用与受压容器相连通的测量筒上的电接点浸没在水中与裸露在蒸汽中的导电率的差异，通过显示仪表显示水位。一般只配有一套，安装在汽包的一端，通过信号线传到集控室监视，也有的将接点信号引入停炉保护系统。电接点水位计的工作原理与就地水位计相同，所以就地水位计存在的问题，它同样存在，即电接点水位计显示的水位与汽包实际水位存在偏差，且不是固定的，汽包水位波动时其显示不能与之对应。电接点水位计与就地水位计因结构、材料、形状、安装、散热情况的不同，它们之间的显示值也必然存在偏差；电接点水位计还存在电接点因挂水而误发信号的问题。所以在亚临界的锅炉上采用电接点水位计测量水位是不安全的、不准确的，作为保护用信号是更不可取的。 3 差压式水位计差压式水位计的工作原理是在汽包水位取样管上安装平衡容器，利用液体静力学原理使水位转换成差压，用引压管将差压信号送至差压计，由差压计显示汽包不位。经过发展现在采用智能式差压变送器来测量汽包水位，特别计算机控制技术的引入，从技术性能、安全性、可靠性都有了极大的提高，现在亚临界锅炉均采用差压式水位计作为汽包水位测量的主要手段，并作为汽包水位控制、保护信号用。

汽包液位控制

1 锅炉汽包水位控制系统介绍 1.1 系统概述汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使汽包内部的物料达到动态平衡，变化在允许范围之内，由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却为"逆响应特性"，即所谓的"虚假水位"，造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 1.2 系统控制目标值控制目标值：汽包水位均匀量为：±220mm，水位控制在中间值，偏差≤±10mm 在仪表盘上使用原有的DDZ-Ⅲ操作器对水泵进行手动/自动调节控制。 1.3 系统控制模式系统给水自动调节分为三种模式：（1）单水位控制模式：只通过检测汽包水位来控制给水量（2）双冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量，将蒸汽流量作为前馈信

锅炉汽包水位控制系统的设计说明

过程控制系统实验报告专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生 xxxxxx 学号 xxxxxxxx

锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能指标 8.总结实验课程设计的经验和收获

过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 - 1.1概述............................................ - 3 - 1.2锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 3 - 1.3锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - ............... - 5 - 2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 - 2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 - 2.2.1液位控制系统的方框图.................................. - 5 - 2.2.2液位控制系统的方案图.................................. - 6 - 2.3选择被控参数和被控变量............................. - 6 - 2.4选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 ......... - 7 - 2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 7 - 2.4.2执行器的选择........................................... - 8 - 2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择。 ....................... - 8 - 2.4.4 关于给水调节阀型号的选择。............................. - 8 - 2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 8 - 2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 8 - ................................... - 10 - 3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 - ........................................... - 11 -

锅炉汽包水位控制系统的设计

/ 过程控制系统实验报告（专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生姓名 xxxxxx < 学号 xxxxxxxx

锅炉汽包水位控制系统设计 < 一、控制要求设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.】 5.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 6.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 7.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 8.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能指标 9.总结实验课程设计的经验和收获 (

* 过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -概述............................................ - 3 -！锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 3 - 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - ............... - 5 -对被控对象进行特性分析 ............................... - 5 -汽包水位控制系统方框图和流程图......................... - 5 -液位控制系统的方框图.................................. - 5 - 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -选择被控参数和被控变量 ................................ - 6 -; 选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标............. - 7 -传感器、变送器选择........................................... - 7 -执行器的选择................................................. - 8 -关于给水调节阀的气开气关的选择。............................. - 8 - 关于给水调节阀型号的选择。.................................. - 8 -

汽包水位测量系统应合理配置

高维信1，荆予华 2 (1.淮安维信仪器仪表有限公司，江苏淮安 223001； 2.焦作电厂，河南焦作 454001) 摘要：分析汽包水位监控保护测量系统按2套就地水位表、3套差压水位计配置（简称“5套配置”）的缺陷及采用“5套配置”的客观原因。介绍“多测孔接管”技术不需在汽包上开孔而增加独立取样测孔，解决了汽包原有水位测孔过少影响合理配置的难题，以及新型电接点水位测量筒高精度取样、高可靠性传感，使电接点水位计可靠地用于监视主表和保护。简介汽包水位测量系统优化配置原则与效果，建议尽早修订有关“5套配置”的规定。关键词：电厂锅炉；汽包水位；监控保护；测量系统；优化配置中图分类号：TK316 文献标识码：B 文章编号：1004-9649（2004）04-0000-00 0 引言大型锅炉汽包内各局部汽流、水流及汽水混合物的流速分布往往不均匀，导致水位高低不平，水位测量易受各种干扰。这是准确、稳定测量水位的困难之处及要实施多点测量的原因所在。汽包水位监控的任务是：将水位准确控制在0线附近，使饱和蒸汽品质最佳；事故水位时手动或自动停炉；特殊操作监控，如停炉后汽包满水快冷的上水操作和满水状态的监视，缺水停炉后及时判断可否补水，尽快恢复运行等。满足汽包水位安全监控和事故处理的需求是水位测量技术进步的动力。仪表行业采取化难为易的策略，针对监视、自动调节、保护的不同功能系统要求，研制了各种水位计，其性能又各有长短，形成在用水位计多样化。显然，监控保护系统设计应针对水位计的现状，扬长避短，按不同功能需求优选、冗余配置水位计［1］。长期以来，水位计测量与配置问题导致运行人员误判断、误操作，水位预警失灵，停炉保护拒动，造成锅炉多起重大水位事故，而保护误动事故更多。因此要求尽快解决水位测量问题的呼声很高。借助于分散控制系统（DCS）技术，差压水位计在一定程度上提高了性能，所以2001年《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行）》正式出台。尽管这一规定中的“安装和使用”等条款对防止重大水位事故有重要作用，但由于受到汽包水位测孔少、普通电接点水位计不足以用于监视主表（基准表）和保护仪表等客观技术条件的限制，对于至关重要的测量系统配置问题，采取了简化处理（按“5套配置”），遗留问题较多，难以收到预期效果。汽包水位测量技术的进步必然促进监控保护测量系统配置的更新。先进的测量技术与装置如多测孔接管技术和新一代电接点水位计的成功应用，使得原本认为相对合理的配置有了新的认识。目前来看，“5套配置”及相应的原则性条款已限制了汽包水位测量系统更合理的配置改进，影响监控保护系统设计进一步满足运行需求，这一问题已引起电厂和热控专家的密切关注。收稿日期：2003-09-19；修回日期：2004-02-05 作者简介：高维信（1942－），男，江苏睢宁人，高级工程师（教授级），从事火电厂热工自动化工作。 E-mail:webmaster@https://www.360docs.net/doc/6016400793.html,

锅炉汽包水位控制系统的设计

过程控制系统实验报告专业 xxxxxx 班级 xxxxxxxxx 学生姓名 xxxxxx 学号 xxxxxxxx 锅炉汽包水位控制系统设计

一、控制要求设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。二、完成的主要任务 1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程 2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图 3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据 4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程 6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论 7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能指标 8.总结实验课程设计的经验和收获

过程控制系统实验报告................................................ 错误!未定义书签。第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理 ........ 错误!未定义书签。 1.1 概述.............................................................. 错误!未定义书签。 1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................... 错误!未定义书签。 1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................... 错误!未定义书签。第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计 ................. 错误!未定义书签。 2.1 对被控对象进行特性分析 ................................ 错误!未定义书签。 2.2汽包水位控制系统方框图和流程图................. 错误!未定义书签。 2.2.1 液位控制系统的方框图.......................... 错误!未定义书签。 2.2.2 液位控制系统的方案图.......................... 错误!未定义书签。 2.3选择被控参数和被控变量................................ 错误!未定义书签。 2.4选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标错误!未定义书签。 2.4.1传感器、变送器选择 .............................. 错误!未定义书签。 2.4.2执行器的选择.......................................... 错误!未定义书签。