CN203068484U - 锅炉汽包水位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种锅炉汽包水位控制系统，包括蒸汽锅炉、供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块、水位检测器和控制器。供水模块安装于蒸汽锅炉的底部，鼓风模块和蒸汽调节模块安装于蒸汽锅炉上部，水位检测器与蒸汽锅炉相连。控制器包括预设参数模块，设定供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块的流量比例范围，并且调节供水模块的水流量和鼓风模块、蒸汽调节模块的气体流量。采用了本实用新型的技术方案，针对串级控制系统优点，进行了调节器控制策略选取，提出了主控制和模块控制并行的策略方案，其优越性体现在可获得可测中间变量，并利用它构成副反馈回路，对影响中间变量的干扰进行预先调节，从而改善整个系统的动态品质。

Description

锅炉汽包水位控制系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉系统，更具体地说，涉及一种锅炉汽包水位控制系统。

背景技术

在蒸汽锅炉的运行中，汽包的液位是一个很重要的控制参数，蒸汽是通过汽包中的水蒸发而产生的，当给水量和水的蒸发量平衡时，汽包水位就维持在一定的高度．如水的液位过高，将使蒸汽带液，影响汽水的分离，极易造成锅炉和汽轮机设备受损；如水的液位过低，会影响汽水循环，严重时甚至会使加热水管局部受热导致严重的事故．现在锅炉发展的趋势是容量越来越大，产生的蒸汽量更多，但是它的汽包容量反而相对减小，要保持蒸发量和给水量的平衡，汽包液位的优化控制就更值得研究了．

锅炉是个复杂的系统，影响水位的因素很多：给水量、蒸汽量、压力、燃料量等．但是，压力并不直接影响水位，可以归并到其他因素中进行分析，因此，影响水位的主要因素有给水量和蒸汽量其中，影响水位的关键因素是蒸汽扰动，因为蒸汽扰动会引起“虚假水位”现象．“虚假水位”是指当锅炉的燕汽负荷突然增加时，蒸发量大于给水量，从汽包储水量来看，汽包水位应该下降，但在蒸发量和给水量不平衡的初始阶段，因水位下降存在滞后时间，实际上，当蒸汽负荷增加时，虽然给水量小于蒸发量，水位不但不下降，反而快速上升，这种特殊的现象称为“虚假水位”现象锅炉水位控制系统的好坏，主要取决能不能很好地克服“虚假水位”现象，这正是锅炉汽包水位控制的难点，这类复杂系统一般采用串级控制。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种锅炉汽包水位控制系统，来解决现有技术中存在的各种不足。

根据本实用新型，提供一种锅炉汽包水位控制系统，包括蒸汽锅炉、供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块、水位检测器和控制器。供水模块安装于蒸汽锅炉的底部，鼓风模块和蒸汽调节模块安装于蒸汽锅炉上部，水位检测器与蒸汽锅炉相连。控制器包括预设参数模块，设定供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块的流量比例范围，并且调节供水模块的水流量和鼓风模块、蒸汽调节模块的气体流量。控制器可切断鼓风模块、蒸汽调节模块和供水模块的内部控制。

根据本实用新型的一实施例，供水模块包括进水流量检测器、出水流量检测器、进水阀和出水阀。进水流量检测器和出水流量检测器将检测数据发送至控制器，控制器控制进水阀和出水阀的流量大小。

根据本实用新型的一实施例，鼓风模块包括气压计和第一空气阀，气压计将检测数据发送至控制器，控制器控制第一空气阀的流量大小。

根据本实用新型的一实施例，蒸汽调节模块包括湿度检测器和第二空气阀，湿度检测器将检测数据发送至控制器，控制器控制第二空气阀的流量大小。

根据本实用新型的一实施例，控制器包括水位设定模块，设定蒸汽锅炉中水位的范围，并且接收水位检测器的反馈信息，以此控制进水阀和出水阀的流量大小。

根据本实用新型的一实施例，蒸汽锅炉包括炉膛压力检测器，将检测数据发送至控制器，控制器根据检测数据调节供水模块的水流量和鼓风模块、蒸汽调节模块的气体流量。

采用了本实用新型的技术方案，针对串级控制系统优点，进行了调节器控制策略选取，提出了主控制和模块控制并行的策略方案，其优越性体现在可获得可测中间变量，并利用它构成副反馈回路，对影响中间变量的干扰进行预先调节，从而改善整个系统的动态品质。

附图说明

在本实用新型中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是本实用新型锅炉汽包水位控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

参照图1，本实用新型的锅炉汽包水位控制系统10包括以下主要部件和模块：蒸汽锅炉11、控制器12、鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15、水位检测器16。其中，蒸汽锅炉11包括炉膛压力检测器111。控制器12包括水位设定模块121、预设参数模块122。鼓风模块13包括气压计131和第一空气阀132。蒸汽调节模块14包括湿度检测器141和第二空气阀142。供水模块15包括进水阀151、出水阀152、进水流量检测器153、出水流量检测器154。

供水模块15安装于蒸汽锅炉11的底部，鼓风模块13和蒸汽调节模块14安装于蒸汽锅炉11的上部，水位检测器16与蒸汽锅炉11相连。并且上述各个模块均与控制器12连接，这种连接方式并不限于线路连接，还可以直接通过无线信号，例如WIFI或红外等无线信号连接。

控制器12中的的水位设定模块121预先设定一个蒸汽锅炉11中的水位范围，包括一个最高水位线和一个最低水位线。另一方面预设参数模块122设定多组参数比例，包括了鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15互相之间的流量大小参数的经验公式，尤其是根据不同的工作环境需要，为每一种工作环境设定一套参数。

例如，在一种工作条件下，鼓风模块13的气压范围控制在a1～a2MPa，蒸汽的湿度控制在b1～b2％rh，供水速度控制在c1～c2立方米/s，水位保持在d1～d2范围内时，可以保持一个良好的工作条件，因此预设参数模块就预先设定上述参数。

在蒸汽锅炉11使用时，鼓风模块13中的气压计131、蒸汽调节模块14中的湿度检测器141、供水模块15中的进水流量检测器153、出水流量检测器154实时检测a、b、c各项参数，当a、b、c的参数在一个小范围内变化时，鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15可以自行控制第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152，使a、b、c的参数保持在预设的范围内，并且将检测数据发送给控制器12。

另一方面，当a、b、c参数变化较大时，控制器12将切断鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15对第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的控制，直接来控制第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的开关大小，当锅炉内水位上升很快，形成“虚假水位”时，控制器12打开出水阀152，加快出水，将一部分的水先排出到蒸汽锅炉11的外部，避免影响蒸汽质量。

控制器12还实时接收水位检测器16和炉膛压力检测器111的反馈信息。水位检测器16实时检测蒸汽锅炉11中的水位。炉膛压力检测器111实时监测蒸汽锅炉11内部的压力，当内部压力较大时，容易发生危险事故，因此控制器12直接切断鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15对第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的控制，有控制器12自身来控制第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的开关大小。

下面通过2个例子来说明本实用新型锅炉汽包水位控制系统10的控制过程。

实施例1

预设参数：鼓风模块13的气压范围控制在a1～a2M Pa，蒸汽的湿度控制在b1～b2％rh，供水速度控制在c1～c2立方米/s，水位保持在d1～d2范围内。

运行一段时间之后，鼓风模块13的实际气压范围为a3MPa，蒸汽的实际湿度为b3％rh，实际供水速度为c3立方米/s，实际水位保持在d3，并且a1<a3<a2，b1<b3<b2，c1<c3<c2，d1<d3<d2，此时控制器12并不介入第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的控制，因为鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15可以保持一个稳定的自运行环境。

实施例2

继续运行一段时间之后，鼓风模块13的实际气压范围为a4MPa，蒸汽的实际湿度为b4％rh，实际供水速度为c4立方米/s，实际水位保持在d4，并a1<a4<a2，b1<b4<b2，d1<d4<d2，但c2<c4，此时，预设的工作环境已被破坏，也就是说，供水量过大，可能会受“虚假水位”的影响，此时，控制器12切供水模块15对进水阀151和出水阀152的控制，自己来控制进水阀151和出水阀152，例如紧急开大出水阀152，保持蒸汽锅炉11内的平衡。

实施例3

再运行一段时间之后，鼓风模块13的实际气压范围为a5MPa，蒸汽的实际湿度为b5％rh，实际供水速度为c5立方米/s，实际水位保持在d5，并且a1<a5<a2，b1<b5<b2，c1<c5<c2，d1<d5<d2，但是，此时炉膛压力检测器111反馈一个压力过高的信息，则表明蒸汽锅炉11的内部压力不正常，容易引起事故，则尽管a、b、c三项参数仍然在安全范围内，控制器12仍然切断鼓风模块13、蒸汽调节模块14、供水模块15对第一空气阀132、第二空气阀142、进水阀151、出水阀152的控制，由其本身来直接控制，使工作状态回归正常。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本实用新型众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本实用新型的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本实用新型的实质精神范围，都将落在本实用新型的权利要求书所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种锅炉汽包水位控制系统，其特征在于，包括：

蒸汽锅炉、供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块、水位检测器和控制器；

所述供水模块安装于所述蒸汽锅炉的底部，所述鼓风模块和所述蒸汽调节模块安装于所述蒸汽锅炉上部，所述水位检测器与所述蒸汽锅炉相连；

所述控制器包括预设参数模块，设定所述供水模块、鼓风模块、蒸汽调节模块的流量比例范围，并且调节所述供水模块的水流量和所述鼓风模块、蒸汽调节模块的气体流量；

所述控制器可切断所述鼓风模块、所述蒸汽调节模块和所述供水模块的内部控制。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述供水模块包括进水流量检测器、出水流量检测器、进水阀和出水阀；

所述进水流量检测器和所述出水流量检测器将检测数据发送至所述控制器，所述控制器控制所述进水阀和所述出水阀的流量大小。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述鼓风模块包括气压计和第一空气阀，所述气压计将检测数据发送至所述控制器，所述控制器控制所述第一空气阀的流量大小。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述蒸汽调节模块包括湿度检测器和第二空气阀，所述湿度检测器将检测数据发送至所述控制器，所述控制器控制所述第二空气阀的流量大小。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述控制器包括水位设定模块，设定所述蒸汽锅炉中水位的范围，并且接收所述水位检测器的反馈信息，以此控制所述进水阀和所述出水阀的流量大小。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述蒸汽锅炉包括炉膛压力检测器，将检测数据发送至所述控制器，所述控制器根据所述检测数据调节所述供水模块的水流量和所述鼓风模块、蒸汽调节模块的气体流量。