[发明专利]汽包水位控制方法及控制系统、汽包及自然循环锅炉

说明书

本发明公开了一种汽包水位控制方法，属于自然循环领域，包括每间隔预设时间，获取反应蒸汽流量的蒸汽流量信号及反应给水流量的给水流量信号；基于已累计的、蒸汽流量与给水流量的差值关系，通过预置的学习算法，计算和更新用于平衡修正蒸汽流量与给水流量的偏差值；应用偏差值，平衡修正蒸汽流量目标得到给水流量平衡值；基于给水流量平衡值及水位偏差，通过预置的修正算法，计算得到经水位偏差修正的给水流量目标；将给水流量目标直接应用至调节阀进行单冲量水位调节；或对给水流量目标进行限幅调整，并用限幅调整后的限幅范围限制三冲量控制的主调，实现水位调节。有助于避免虚假水位的影响，具有水位控制准确、高效、更加优化的优点。

技术领域

本发明涉及一种蒸汽锅炉，更具体地说，它涉及一种汽包水位控制方法及控制系统、汽包及自然循环锅炉。

背景技术

火电、热电都会使用锅炉来进行能量转换，把水变成高温高压蒸汽，进去的是水，出去的是蒸汽。其中，汽包是饱和状态下的汽水混合的容器，汽和水在此分离，其水位影响其安全生产。水位不能太高，否则造成蒸汽带水冲击，带来安全隐患；水位不能太低，否则，容易干锅。故在有锅炉容器的工业现场，水位控制是一个非常重要的安全指标。

现有的汽包水位控制采用的是常规的三冲量给水调节系统。在三冲量给水调节系统中,调节器接受汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号,其中汽包水位是主信号,任何扰动引起的水位变化,都会使调节器动作,改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量是前馈信号,它能防止由“虚假水位”所引起的调节器错误动作,改善蒸汽流量扰动下的调节质量;蒸汽流量和给水流量两个信号配合,可消除系统的静差。当给水流量变化时,给水流量测量传感器反应很快,能及时反应给水流量的变化,所以给水流量信号作为反馈信号,使调节器能够在水位还未发生变化时就能根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用。

但是上述控制方法在实际应用中还存在如下缺陷：

1、汽包正常运行在饱和状态下，增加饱和的给水流量，水位会升高，反之则会降低。如果给水不是饱和水，增加给水流量，汽包水位不会立即升高，是先降，过很长时间才会上升，反之，减少给水流量，水位先升高后降低，同样的增减给水，水位二次过零点，传统的PID（要么是正作用，要么是反作用）不适用了，三冲量PID调节和APC先进控制就效果都有限了。如果用户端蒸汽需求增加，蒸汽流量变大，汽包压力会下降，汽水混合状态下，汽泡体积增加，水位上升，产生虚假水位，长时间水位仍然会下降，只能用蒸汽流量前馈来抑制虚假水位。但负荷（蒸汽流量来代表）波动大，频繁的虚假水位，会造成水位波动大，甚至危及生产安全。

2、当汽包紧急放水，主汽集箱放空时，会影响传统控制方法，多数不能投入自动运行，必须运行手动干预。锅炉存在水汽泄漏时，水位变化也会急剧变化，自动效果有限，影响安全运行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种汽包水位控制方法，有助于避免虚假水位的影响，具有水位控制准确、高效、更加优化的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽包水位控制方法，包括

每间隔预设时间，获取反应蒸汽流量的蒸汽流量信号及反应给水流量的给水流量信号；

基于已累计的、每组蒸汽流量与给水流量的差值关系，通过预置的学习算法，计算和更新用于平衡修正蒸汽流量与给水流量的偏差值；

应用所述偏差值，平衡修正蒸汽流量目标得到给水流量平衡值；

基于给水流量平衡值及水位偏差，通过预置的修正算法，计算得到经水位偏差修正的给水流量目标；

将给水流量目标直接应用至调节阀进行单冲量水位调节；或