三参数给水自动控制系统由汽包水位、变送器LT、蒸汽流量变送器F1T、给水流量变送器F2T、调节器LC和给水调节阀组成,如图3所示。
在这种控制系统中,调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号,进入调节器的信号极性标以“ ”的表示信号增大时调节器应使调节阀关小。因此,水位信号的极性为“ ”。因为水位信号的增大是汽包水位下降的反映,此时调节器应开大给水调节阀。同样,蒸汽流量信号的极性也是“ ”,而给水流量信号的极性则为“-”。调节器的内部设定信号即水位定值信号,它与水位信号相平衡,所以水位定值信号的极性应为“-”。
在这种控制系统中,汽包水位信号是主信号,也是校正信号,因为任何扰动引起的汽包水位变化,都会使调节器动作,而改变给水调节阀的开度,使汽包水位恢复到设定值。因此,被控变量水位信号构成的回路能消除各种内、外扰动对水位的影响,保证汽包水位在工艺要求所允许的波动范围内。蒸汽流量信号为前馈信号,当蒸汽流量突然增大时,“虚假水位”现象要使调节器发出关小调节阀的信号,与此同时,外扰信号一蒸汽流量作为前馈信号加到调节器,使调节器发出开大给水调节阀的信号。这两个信号相互制约,减少或抵消了“虚假水位”的影响,从而改善了控制品质。
给水流量信号是反馈信号,它能及时反映给水流量的变化。因为当给水调节阀的开度改变或由于内扰使给水流量变化时,给水流量信号反应很快,迟延很小(约为1~3s),在被控变量水位还未及变化的情况下,调节器即可消除内扰而使控制过程稳定。因此,给水流量信号局部反馈形成的内回路能迅速消除给水侧的扰动,稳定给水流量。例如给水流量减少,则调节器立即根据给水流量减少的信号开大给水调节阀,使给水流量维持不变,使汽包水位很少受到影响。此外,给水流量信号也是调节器动作后的反馈信号,使调节器及早知道控制的效果。
这种控制系统对三个信号的静态配合有严格的要求,蒸汽流量信号和给水流量信号的大小应当正确选择,通常取两者相等,这样在控制结束后这两个讯号恰好抵消,被控变量水位必然等于设定值。在三参数给水自动控制系统中,由于引入了蒸汽流量与给水流量的控制信号,控制系统动作及时,所以它有较强的抗干扰能力,在较大的扰动时也能有效地控制水位的变化,显著地改善了控制系统的控制品质。
对于现代大、中型锅炉来说、对象控制通道的迟延和飞升速度都比较大,“虚假水位”现象也比较严重,工艺上对控制质量的要求又比较高,因此,普遍采用了具有蒸汽流量前馈信号及给水流量反馈信号和汽包水位主信号的三参数给水自动控制系统。 2100433B