[发明专利]并列运行水泵情况下锅炉汽包水位的控制方法

摘要

本发明涉及一种并列运行水泵情况下锅炉汽包水位的控制方法，(1)主控制回路以汽包水位为被调量，副回路以锅炉给水量为被调量，以主汽流量为主回路的前馈指令；(2)汽包水位测量信号引入汽包压力补偿校正功能；(3)主PID调节模块的输出与给水流量进行偏差计算，其输出结果作为副调节回路的输入，再进行比例‑积分计算，(4)锅炉电动给水泵则以工作汽动给水泵出口压力为目标值，自动跟踪汽动给水泵的出力，配合汽动泵共同完成锅炉给水自动调节。本发明在汽包水位测量回路引入汽包压力补偿校正功能，提高汽包水位测量的精确度，减小虚假水位对调节过程的影响，电动给水泵配合汽动给水泵共同完成锅炉给水任务，快速维持汽包水位在正常范围内波动。

主权项

1.一种并列运行水泵情况下锅炉汽包水位的控制方法，该方法所对应电站锅炉汽包水位设备的汽包锅筒中心线下100mm为正常水位线，锅炉正常运行时，汽包水位在正常水位线的±50mm之间波动，高温高压锅炉汽包水位采用单室平衡容器测量，其特征在于该方法包括步骤如下：(1)通过差压变送器测量平衡容器参比端与汽包内汽水混合物之间的水位差压值，并对其进行汽包压力补偿校正计算，最终得到汽包水位，根据平衡差压计算原理，汽包水位补偿计算公式为：h＝[L*(ρa‑ρw)‑ΔP*103]/(ρw‑ρs)‑0.5*L令f1(x)代替(ρa‑ρw)，f2(x)代替(ρw‑ρs)，则汽包水位补偿计算公式简述为：h＝[L*f1(x)‑ΔP*103]/f2(x)‑0.5*L其中h是汽包水位偏离正常水位的值，即锅炉汽包水位，单位mmρa是平衡容器内参比水柱在平均温度时的密度(平均温度一般取80℃)，单位kg/m3ρw是汽包内饱和水的密度，单位kg/m3ρs是汽包内饱和蒸汽的密度，单位kg/m3ΔP对应汽包水位测量的差压值，单位mmH2OL汽水取样管中心间的距离，单位mm由于汽包内饱和水密度ρw、饱和蒸汽密度ρs以及平衡容器内参比水柱密度ρa均是汽包压力的函数，所以f1(x)及f2(x)可以分别通过以下分段函数拟合产生：汽包压力(MPa)681012141618ρ_a‑ρ_w(kg/m³)955943931918902882858汽包压力(MPa)681012141618ρ_w‑ρ_s(kg/m³)725678631582531475411(2)由锅炉运行值班员设置的汽包水位设定值与汽包压力补偿后的水位测量值进行偏差计算，其偏差输出作为主PID调节模块的输入，对其进行比例‑积分运算处理，主蒸汽流量作为主PID调节模块的前馈输入，与反馈计算结果叠加一起作为主PID调节模块的输出，其中主回路PID控制模块的数学描述式是：式中Kp为比例放大系数，Ti为积分时间单位为秒，FF(s)为前馈输入变量，E(s)为偏差输入信号，S为拉普拉斯变换因子，无量纲；(3)主PID调节模块的输出与给水流量进行偏差计算，其输出结果作为副调节回路的输入，再进行比例‑积分计算，其输出作为汽动给水泵控制指令，通过改变汽动给水泵的转速改变给水流量，实现锅炉汽包水位的自动调节功能，其中副回路PI比例‑积分控制模块的数学描述式是：式中Kp为比例放大系数，Ti为积分时间单位为秒，E(s)为输入偏差信号，S为拉普拉斯变换因子，无量纲；(4)设置二选一模块同时接受A、B汽动给水泵出口压力信号及汽动泵运行反馈信号，根据汽动泵运行反馈信号数据自动选择工作汽动泵的出口压力作为输出信号，即A泵运行则选择A泵出口压力作为输出信号与电动泵出口压力信号进行偏差计算，其偏差输出作为PI调节模块的输入，对其进行比例‑积分运算处理，其输出作为电动给水泵的调节指令，使其自动跟踪汽动给水泵的出力，配合汽动泵完成锅炉汽包水位的正常调节。