Page 169 - 市政工程规划与施工技术研究

» 第六章 锅炉与锅炉房设备

水位过低造成锅筒水量太少，负荷有较大变动时，水的汽化速度过快，而锅筒内水的
全部汽化将导致水冷壁的损坏，严重时发生锅炉的爆炸。
（一）锅筒液位控制系统的任务如下
①使给水量适应锅炉蒸发量的需要，以维持锅筒水位在允许的范围内。
②保持给水量的稳定，尽量减少波动。

（二）各种变量分析
①被控变量：锅筒液位。
②操纵变量：给水量。

③扰动变量：负荷量（即蒸发量）和炉膛热负荷（即燃料燃烧量）。
（三）锅炉锅筒水位的动态特性
锅炉汽水系统影响锅筒水位的因素有锅筒（包括循环水管）中储水量和水位下气
泡容积。而水位下气泡容积与锅炉的负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。锅炉锅筒

水位主要受到锅炉蒸发量（蒸汽流量）和给水流量 W 的影响。
当蒸汽用量增加时，由于锅筒中气泡容积的增加，使水位出现先增加的现象称为
虚假水位。但因蒸汽用量增加，大于给水流量，因此最终水位应下降。这种因虚假水

位造成的过程特性称为反向特性。虚假水位的变化幅度与锅炉的工作压力和蒸发量有
关。例如，100~200t/h 的中高压锅炉在蒸汽负荷变化 10% 时，能够引起虚假水位的变
化达 30~40mm。
（四）锅炉锅筒水位的控制及应用示例
锅炉锅筒水位的控制系统中，被控变量是锅筒水位，操纵变量是给水流量，主要

扰动变量如下：
①给水方面的扰动。例如，给水压力、减温器控制阀开度变化等。
②蒸汽用量的扰动。蒸汽用量的扰动包括管路阻力变化和负荷设备控制阀开度变

化等。
③燃料量的扰动。燃料量的扰动包括燃料热值、燃料压力、含水量变化等。
④锅筒压力变化。通过锅筒内部汽水系统在压力升高时的“自凝结”和压力降低
时的“自蒸发”影响水位。

常见的三种锅炉锅筒水位控制方案的比较如下。
1. 单冲量水位控制
单回路控制，液位控制给水流量。大型电站中，锅炉产汽量大，称变量为冲量。
单冲量即单变量，指锅筒的水位，其特点如下：

①结构简单，但调节不够及时。
②存在虚假液位的反向特性，且时滞大，因此当负荷变化较大时，会造成控制器

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