一种锅炉给水自动调节控制系统论文和设计-龚正亮

全文摘要

一种锅炉给水自动调节控制系统，包括：主给水管路、减温水管路、面式减温器、混合水箱、随动给水管、主给水调节阀组、主给水流量计、减温水调节阀组、减温水流量计、随动给水阀组和控制器，所述锅炉给水自动调节控制系统根据主给水流量计和减温水流量计检测到的数据Q1和Q2的变化，利用开环比值算法计算出Q的值，并输出控制信号至随动给水阀组，控制随动给水的流量，以形成系统的平衡，实现自动调节。

主设计要求

1.一种锅炉给水自动调节控制系统，其特征在于，包括：主给水管路（1）、减温水管路（2）、面式减温器（3）、混合水箱（4）、随动给水管（5）、主给水调节阀组（6）、主给水流量计（7）、减温水调节阀组（8）、减温水流量计（9）、随动给水阀组（10）和控制器（11），所述主给水管路（1）经过主给水调节阀组（6）后分为两路，分别为减温水管路（2）和随动给水管（5），减温水管路（2）经过减温水调节阀组（8）后与面式减温器（3）连接，随动给水管（5）经过随动给水阀组（10）后直接与混合水箱（4）相连，面式减温器（3）另一端与混合水箱（4）连接，所述主给水流量计（7）安装在主给水管路（1）上，位于主给水调节阀组（6）之后，减温水流量计（9）安装在面式减温器（3）与混合水箱（4）连接的管道上，所述控制器（11）的输入与主给水流量计（7）和减温水流量计（9）电性连接，控制器（11）的输出与随动给水阀组（10）电性连接。

设计方案

设计说明书

技术领域

本发明涉及锅炉自动控制领域，具体为一种锅炉给水自动调节控制系统。

背景技术

锅炉给水调节包括主给水调节与减温水调节。主给水调节以保证汽包水位稳定在某值为目的，减温水调节以控制锅炉主蒸汽温度达到某值为目的。

常规锅炉一般采用喷水减温器，减温水喷入被调节蒸汽中，混合均匀，使被调蒸汽温度降低。其工作原理使其具有减温水流量不影响汽包水位，减温水用量小的特点。一般管路设计将给水管路分为两路，一路作为主给水，进入汽包，调节汽包水位；一路作为减温水，融入主蒸汽，调节主蒸汽温度。两路水介质同源，又互不干扰。主给水管路与减温水管路分别设一个调节阀即可分别完成主给水调节及减温水调节。

本发明针对部分中低压锅炉的采用面式减温器，减温水流经蒸汽管路表面，通过非接触式的方法使蒸汽温度降低。而后，与主蒸汽保持分离状态的减温水悉数反流汇入主给水管路，作为主给水介质一同进入汽包，参与汽包水位调节。面式减温器的非接触式工作原理致使减温水用量大大增加，可占给水总量50%，其管路设计又使减温水流量对主给水流量造成很大干扰，减温水流量成为主给水调节控制回路的一个很大的扰动，使其不能正常工作。

因此从给水调节整体出发，重新设计其管路、阀门、控制器以及调节回路、控制策略等整套装置，才能改善调节效果，提高锅炉效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对采用面式减温器的锅炉，减少干扰，解开耦合作用的给水调节系统装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锅炉给水自动调节控制系统，包括：主给水管路、减温水管路、面式减温器、混合水箱、随动给水管、主给水调节阀组、主给水流量计、减温水调节阀组、减温水流量计、随动给水阀组和控制器。所述主给水管路经过主给水调节阀组后分为两路，分别为减温水管路和随动给水管。减温水管路经过减温水调节阀组后与面式减温器入口连接；随动给水管经过随动给水阀组后直接与混合水箱入口相连；面式减温器另一端（出口）与混合水箱入口连接。所述主给水流量计安装在主给水管路上，位于主给水调节阀组之后，减温水管道及随动给水管道之前；减温水流量计安装在面式减温器与混合水箱之间的减温水管道上。主给水流量计和减温水流量计其流量信号输入所述控制器，控制器输出控制信号至随动给水阀组调节其开度。

所述控制器采用开环比值的控制策略，控制关系为：Q：随动给水流量，Q1：主给水流量，Q2：减温水流量，Q=Q1-Q2。

工作原理：

本申请将主给水分为两路，一路为减温水管路，进入面式减温器，减温水回流至混合水箱，另一路为随动给水管路，直接进入混合水箱。混合水箱内两路水混合均匀后，作为总的给水，进入省煤器等后续锅炉设备。

本申请将主给水调节阀设于减温水管路前的总给水管路，能够调节含减温水在内的主给水，相当于把减温水造成的扰动包含在控制回路内，使减温水流量变化成为可控的扰动，减温水调节阀设于减温器前，没有其他额外增加的扰动，这样的管路设计使主给水调节以及减温水调节能够独立分开。随动给水管路同样设调节阀组，将主给水与混合水箱前减温水流量差值作为调节阀控制器的输入，即作为随动调节阀组的设定值，充当分配水量的作用，同时，阀门口径的调节使管路内压力变化，平衡了水压。控制器采用开环比值控制器，使随动调节阀后的水流量与主给水流量、减温水流量差值成比例。

控制策略：

控制系统的核心为控制器的控制策略，设Q：随动给水流量，Q1：主给水流量，Q2：减温水流量，Q=Q1-Q2，控制器根据主给水流量计和减温水流量计检测到的数据Q1和Q2的变化，利用开环比值算法计算出Q的值，并输出控制信号至随动给水阀组，控制随动给水的流量，以形成系统的平衡，实现自动调节。

本申请的优点：

1、本系统引入随动给水调节，使减温水调节与主给水调节不受对方干扰。

2、采用开环比值控制器，调节随动给水流量，具有控制稳定、误差小、响应速度快的特点。

3、采用混合集箱，混合减温器后减温水与随动给水，使混合后的主给水温度升高，利用了减温水热量，提高了热效率。

附图说明

图1为所述锅炉给水自动调节控制系统的结构图；

图中各标识含义如下：

1-主给水管路；2-减温水管路；3-面式减温器；4-混合水箱；5-随动给水管；6-主给水调节阀组；7-主给水流量计；8-减温水调节阀组；9-减温水流量计；10-随动给水阀组；11-控制器。

具体实施方式

所述的一种锅炉给水自动调节控制系统，包括：主给水管路1、减温水管路2、面式减温器3、混合水箱4、随动给水管5、主给水调节阀组6、主给水流量计7、减温水调节阀组8、减温水流量计9、随动给水阀组10和控制器11。所述主给水管路1经过主给水调节阀组6后分为两路，分别为减温水管路2和随动给水管5，减温水管路2经过减温水调节阀组8后与面式减温器3连接，随动给水管5经过随动给水阀组10后直接与混合水箱4相连，面式减温器3另一端与混合水箱4连接，所述主给水流量计7安装在主给水管路1上，位于主给水调节阀组6之后，减温水流量计9安装在面式减温器3与混合水箱4连接的管道上，所述控制器11的输入与主给水流量计7和减温水流量计9电性连接，控制器11的输出与随动给水阀组10电性连接。

主给水管路1，分为两路：一路减温水管路2，输送减温水去面式减温器3的完成减温任务后，进入混合水箱4；另一路随动给水管5直接进入混合水箱4，与温度升高后的减温水混合。混合后的水进入省煤器、汽包。

所述控制器11采用开环比值的控制策略，控制关系为：Q：随动给水流量，Q1：主给水流量，Q2：减温水流量，Q=Q1-Q2。

控制系统的核心为开环比值流量控制。控制器11按照设定好的控制策略，计算出随动给水阀组10的控制流量，输出控制信号至随动给水阀组10，调节随动给水流量，以形成系统的平衡。

设计图

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