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深入了解余熱鍋爐汽包液位控制

2025/2/19 21:48:24 人評論 次瀏覽 分類:物位測量  文章地址:http://www.jinzhengkj.com.cn/tech/5987.html

鍋爐汽包液位控制一般的標準說法:
1、由于有虛假液位,液位控制的比例作用不能太強;
2、為了克服蒸汽負荷的大幅度變化,三沖量汽包液位控制是鍋爐汽包液位的首選。把這個說法推廣到余熱鍋爐是有問題的!

在化工裝置有一些余熱鍋爐。都是汽包液位控制,余熱鍋爐的汽包控制需要三沖量嗎?虛假液位的影響大嗎?余熱鍋爐的汽包控制不需要三沖量,虛假液位對余熱鍋爐汽包控制的影響也不大。


余熱鍋爐的汽包蒸汽壓力并不是蒸汽管網壓力,而是汽包的蒸汽壓力。無論蒸汽負荷如何變化,余熱鍋爐汽包的蒸汽壓力都可以控制的非常穩定。蒸汽負荷變化會影響管網壓力,維持蒸汽管網壓力的動力鍋爐的汽包壓力會波動,汽包壓力波動則虛假液位會比較嚴重。下圖的余熱鍋爐汽包液位的響應曲線看,的確被控對象的純滯后時間并不大。就算是動力鍋爐,如果汽包壓力能自動控制,虛假液位也不用考慮。


余熱鍋爐汽包液位的響應曲線

余熱鍋爐就是有多少熱量就生產多少蒸汽,蒸汽的多少是余熱決定的,所以前饋不是必要的。動力鍋爐則要根據蒸汽負荷的多少,前饋及時調整鍋爐給水,而且負荷波動引起蒸汽壓力變化進一步引起虛假液位,所以前饋是必要的。


當認識到余熱鍋爐的特性后,同樣的汽包液位控制,可以采用和動力鍋爐不同的控制方案。三沖量汽包液位控制沒有必要。在兩套硫酸裝置的余熱鍋爐汽包液位控制中,一個因為沒有給水流量計采用汽包液位單回路控制,一個有給水流量計采用汽包液位串級給水流量的串級控制。一個單沖量,一個雙沖量都能穩定控制。鍋爐汽包液位不一定要三沖量控制,其實雙沖量控制也不一定需要。


當認識到余熱鍋爐汽包液位,虛假液位并不嚴重時。增強比例作用有助于改進液位控制品質,而且比例作用強了,積分作用適當增強也不會引起異相位振蕩。下圖是合成氨裝置余熱鍋爐的汽包液位控制回路的PID參數,比例增益達到了6。在四氯乙烯裝置的余熱鍋爐,汽包液位控制的比例增益不夠,抗擾的確也更差一些,比例增益從2最后也增加到了6。這組參數也適用于乙烯裂解爐廢熱鍋爐的汽包液位控制。


合成氨裝置余熱鍋爐的汽包液位控制回路的PID參數

不能一說汽包液位控制就形而上學要用三沖量,也不能一說汽包液位就認為一定有虛假液位造成的大純滯后。精餾塔的塔釜液位常常用塔釜采出控制,但是筆者也用過塔頂采出、側線采出、回流流量和再沸器流量,控制方案設計要隨機應變,不能形而上學。


余熱鍋爐汽包液位控制的PID參數可以以6/20/0(P/I/D)為參考。P是無量綱的比例增益,I和D分別是積分時間和微分時間,單位都是分鐘。


一定不要在不合理的參數附近小幅度調整,因為沒有效果。據說也有國外專家在現場這樣整定PID參數,很多人還是不理解呀!


設定值變化時,如果擔心控制器輸出跳變,可以考慮比例微分先行。

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