汽包水位全程控制在工業鍋爐中的應用

［摘 要］汽包水位全程控制在鍋爐生產中起到了十分重要的作用，充分反映了鍋爐蒸汽流量與給水量之間的關系，只有兩者處于平衡狀態，才能保證鍋爐的安全，避免安全事故發生。文章以工業鍋爐作為背景，介紹了汽包水位異常危害，以及汽包水位全程控制優勢，明確了汽包水位全程控制在工業鍋爐中的應用方式以及應用注意事項，對汽包水位全程控制應用方案進行了研究，目的是通過汽包水位全程控制，確保工業鍋爐可安全、穩定運行，減少安全隱患，充分展現出汽包水位全程控制系統自身優勢。

［關鍵詞］汽包水位全程控制；工業鍋爐；安全系數

［中圖分類號］TM71 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0030–03

汽包水位屬于工業鍋爐的重要參數，可將鍋爐蒸汽負荷和給水量之間的平衡關系充分表達。同時，如果汽包水位過高或者過低會給工業鍋爐安全、穩定運行帶來一定的影響，原因為汽包水位較低，工業鍋爐水循環就會出現損壞，水冷壁管供水較差，鍋爐管道出現損傷，嚴重影響工業鍋爐的正常使用，如果情況較為嚴重，還會導致安全事故產生。因此，為保證工業鍋爐安全、穩定運行，必須加大汽包水位全程控制力度，采取切實有效方式，保證汽包水位處于正常狀態，減少工業鍋爐運行危險系數，提升工業鍋爐運行的安全性和穩定性，有助于實現良好經濟效益。

1 汽包水位異常危害

汽包水位全程控制存在的主要目的是確保工業鍋爐安全、穩定運行，避免安全事故產生的可能性。同時，汽包水位是工業鍋爐安全運行的重要指標之一，屬于十分重要的控制對象，所以必須保證汽包水位處于正常范圍，實現汽包水位全程控制。汽包水位異常危害主要表現為以下幾點。

（1）如果汽包水位較高，飽和水蒸氣溫度就會呈現下降趨勢，這時蒸汽作為汽輪機動力，汽輪機葉片就很容易出現損傷，進而影響工業鍋爐的安全系數。

（2）如果汽包水位較低，汽包內水量就會下降，負荷也會相對較大，這時調節不及時，水冷壁就容易出現損壞，嚴重還會誘發安全事故。

（3）確保汽包水位穩定性及水位處于正常范圍內，就必須對相關參數進行嚴格控制，并且為確保汽包內擁有足夠蒸汽空間，還需要將汽水進行分離，確保分離質量，主要原因為若蒸汽空間較小，汽水分離較差，就會出現蒸汽帶水，蒸汽品質下降，蒸汽內部的含鹽量也會增加，導致工業鍋爐內部管道沉積大量鹽垢，管子熱量就會增加，給工業鍋爐造成損壞，嚴重還會發生爆炸。

2 汽包水位全程控制優勢

汽包水位全程控制系統優勢較多，不僅對水流量、蒸汽流量等方面進行嚴格控制，還可提升測量結果的準確性，促使工業鍋爐安全、穩定運行，降低安全事故產生的可能性。同時，汽包水位全程控制針對工業鍋爐運行情況，利用平滑濾波處理方式，消除干擾信號，并針對負荷變化情況，自動進行更換，減少工業鍋爐運行異常情況的產生，提升工業鍋爐運行安全系數，以此獲取最大工業生產效益。汽包水位全程控制優勢具體內容如下。

（1）蒸汽參數和負荷會隨著工藝鍋爐運行時間產生一定變化，給水位、給水流量、蒸汽流量等方面測量造成影響，降低測量結果的準確性，因此必須結合實際情況，展開溫度和壓力補償。汽包水位全程控制在工業鍋爐運用期間，對于蒸汽流量測量從溫度、壓力變化引起蒸汽密度變化等方面進行補償，并且還可以采用節流式流量計實現自動補償作用。另外，汽包水位全程控制在工業鍋爐運用期間，不管是單沖量控制還是三沖量控制，都需要結合實際情況，進行壓力補償，以保證測量結果的準確性。

（2）在汽包水位測量期間，一般使用平滑濾波方式進行處理，這時對汽包水位進行全程控制，可在一定程度上消除干擾信號，確保測量數據的準確性，提升汽包水位全程控制效果。同時，若工業負荷產生變化，這時汽包水位全程控制可單沖量水位、三沖量水位等自動進行切換，并且這種切換模式屬于雙向，從而提升工業鍋爐安全系數。

3 汽包水位全程控制在工業鍋爐中的應用方式、

3.1 單沖量水位控制

單沖量水位控制是汽包水位全程控制在工業鍋爐運用中常見的一種方式，單沖量水位控制將汽包水位信號作為基礎，并將給水量作為控制對象，從而形成單回路反饋控制模式。同時，單沖量水位控制在應用期間，利用水位測量信號與設定值信號，適當調節給水調節閥，目的是改變給水流量，實現汽包水位全程控制存在的目的。同時，單沖量水位控制系統結構相對較為簡單，反應速度較快，負荷趨向于穩定，水位不會產生明顯變化。但是，單沖量水位控制在應用期間，如果僅通過控制汽包假水位，一旦機組超出負荷，那么運行速度就會迅速下降，同時汽包假水位也會隨之出現減少的情況，長時間就會出現異常情況，不僅會影響工業鍋爐運行的安全性，且其穩定性也會受到一定影響。

3.2 雙沖量水位控制

單沖量水位控制盡管在保證工業鍋爐安全、穩定運行方面，有著十分重要的作用，但存在汽包假水位的情況，而通過利用雙沖量水位控制系統，在原控制回路中，將蒸汽流量參數引入其中，并將其作為流量控制前饋信號，蒸汽流量信號可根據實際情況快速做出反應。雙沖量水位控制系統在運用期間，將物質平衡定律作為基礎，目的是保證給水量與蒸汽蒸發量處于相互協調的作用，進而避免汽包水位產生變化，提升汽包水位全程控制效果。另外，為保證控制汽包水位設定值的準確性，需要對兩個參數進行綜合考慮和協調，也就是汽包水位、蒸汽流量，促使工業鍋爐處于正確運行動作。但是，如果機組負荷呈現急劇下降情況下，這時汽包假水位就會暫時有所減少，對此雙沖量水位控制系統在運用時，需要保證控制回路響應與場景需求之間呈現一致，以此來降低汽包假水位帶來的控制偏差，提升雙沖量水位控制系統運用效果。

3.3 三沖量水位控制

三沖量水位控制也是常用的一種方式，主要因為工業鍋爐在運行期間，汽包水位很容易受到蒸汽流量的影響，并且與水流量之間有著緊密聯系，所以三沖量水位控制在工業鍋爐運行期間，為提升控制系統的抗干擾能力，以及反應速度等，需要將水流量參量引入系統中，利用該參數組件副回路，實現控制效果。另外，三沖量水位控制系統在運用期間，需要結合實際情況，對主回路負責細調，并且加強兩個回路之間的配合，這樣可有效提升三沖量水位控制效率，提高工業鍋爐運行質量。

4 汽包水位全程控制在工業鍋爐中的應用注意事項

汽包水位全程控制在工業鍋爐運用期間，不僅需要注重對給水流量和蒸汽流量的調控，還需要注意以下幾點內容，只有這樣才能保證汽包水位全程控制效果。

（1）從安全角度來說，需要結合實際情況，以及相關要求和規范，正確選用給水閥的氣開以及氣閉等形式，以提升工業鍋爐運行的安全系數。

（2）工業鍋爐水位變送器如果選用差壓式的話，需要保證儀表值和水位高低呈現一致狀態，以減少異常情況的產生。同時，如果工業鍋爐在運行期間，出現異常情況，這時需要根據實際情況，對給水流量進行手動調節，確保汽包水位全程控制的使用效果。

（3）在工業鍋爐運行期間，需要將蒸汽流量反饋補償引入其中，并對反饋放大系數進行嚴格控制，一定不能過大，以滿足工業鍋爐汽包水位控制需求。另外，必須保證各個水位計指示位置的準確性，例如，就地水位計、電接點水位計、平衡容器、智能水位等，這樣才能保證汽包水位全程控制效果，滿足工業鍋爐正常、穩定運行需求。

5 汽包水位全程控制應用方案

為驗證汽包水位全程控制在工業鍋爐的運行效果，利用汽包水位全程控制應用方案進行驗證，主要表現為以下幾點內容。

（1）普通汽包水位控制方案中采用單沖量和三沖量方式相互結合的形式，在工業鍋爐低負荷運行的情況下，利用單沖量進行控制，在工業鍋爐負荷相對較高時，采用三沖量方式。而文章提出的汽包水位全程控制方式，注重在控制邏輯時按照傳統方式進行切換，從蒸汽流量和給水流量參數提升控制效果，并利用給水泵變頻對泵出口母管壓力進行調節，確保給水調節閥壓力更加穩定，減少異常情況的產生。另外，給水經過給水泵后，可利用給水閥進入到熱換系統內部，實現熱交換，并且生成過熱蒸汽進入汽輪機內部，以有效提升工業鍋爐運行效率。

（2）汽包水位全程控制在工業鍋爐運行期間，應結合實際情況，利用給水調節閥對水位進行適當調節，合理調節給水泵工頻運行模式，確保工業鍋爐運行的穩定性。同時，在高負荷運行狀態，需要考慮水泵切換變頻模式特點，并對汽包水位進行調節，減少工業鍋爐運行故障的發生。另外，汽包水位全程控制在工業鍋爐運行期間，可根據工業鍋爐運行情況，確保給水管壓力的穩定性，避免壓力變化較為頻繁。給水管壓力變化較為頻繁，會增加汽包假水位現象，鍋爐運行穩定性也會有所下降。

（3）汽包水位全程控制在運用期間，通過結合實際情況，對高壓給水泵頻率適當進行調節，以提升高壓給水泵壓力的穩定性。通常汽包水位全程控制在運用期間，需要對水位和壓力進行控制與協調，使水位完全處于標準范圍內，并且需要在壓力控制條件下，對工業鍋爐進行有效控制，以消除汽包假水位帶來的危害，提升工業鍋爐運行的穩定性。

（4）汽包水位全程控制在具體運用期間，還需要確保檢測信號的準確性。檢測信號的準確性是實現自動控制系統的基礎，所以必須保證檢測信號準確性，汽包水位全程控制檢測信號主要包括：汽包水位、蒸汽流量、給水流量等。同時，工業鍋爐在全負荷運行期間，由于運行工況相對較為復雜，這時蒸汽參數變化較為頻繁，所以汽包水位、蒸汽流量、給水流量等信號準確性就會受到影響。對此，為了確保檢測信號的準確性，需要根據實際情況，配置汽包水位、蒸汽流量、給水流量等溫度以及要求補償檢測裝置，用于準確測量檢測信號，避免出現產生較大偏差。

（5）根據工業運行，合理選擇汽包水位全程控制方式，低負荷運行狀態下，若高壓主蒸汽流量超過25%，且蒸汽流量和給水流量測量信號存在較大偏差的話，可利用單沖量控制；若高壓主蒸汽流量超過30%，可采用三沖量控制，也就是基于給水量反饋控制回路，將高壓主蒸汽流量反饋信號融合，形成反饋復合控制系統，并通過利用該回路對給水量和汽包水位等進行控制，提升工業鍋爐運行的穩定性和精準性。

6 結束語

汽包水位全程控制在工業鍋爐中，主要是對汽包水位進行嚴格控制，在確保工業鍋爐安全、穩定運行的情況下，有效保證工業鍋爐的受熱面，減少安全事故的產生?？傊I鍋爐在運行期間，通過利用汽包水位全程控制方式，可最大程度保證工業鍋爐的使用性能，提升生產效益，實現良好的經濟效益。

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