鍋爐汽包液位調節裝置的製作方法
2023-04-27 06:52:11 2
專利名稱：鍋爐汽包液位調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鍋爐調節裝置，尤其涉及一種鍋爐汽包液位調節裝置。
背景技術：
現有的汽包是鍋爐的重要組成設備之一，它與下降管、上升管連接組成自然循環迴路，同時，汽包又接受省煤器來的給水，還向過熱器輸送飽和 蒸汽，所以汽包是鍋爐內加熱、蒸發、過熱這三個過程的連接樞紐。汽包液位過高，空間變小，不利於蒸汽的產生，汽包液位過低，蒸汽發生量小。非正常的液位都會降低鍋爐的生產效率，損害鍋爐的使用壽命，甚至造成重大的安生生產責任事故。所以汽包液位決定了鍋爐生產的連續性和穩定性，必須受到重視。汽包液位調節是通過給水流量調節保證鍋爐蒸發量的要求，維持汽包液位在一定的合適範圍內，以保證生產的安全穩定運行。常規調節裝置(如專利公開號201903047U，名稱一種鍋爐汽包液位調節裝置)主要包括中央控制器、變頻給水泵、給水調節閥門、差壓液位計等設備，雖然具有一定的液位調節控制精度，但是這都是在沒有認真仔細研究汽包液位調節對象特徵的情況下，對現有控制設備檔次的提高，如採用變頻器控制水泵等，增加了較多的設備投資，而且目前國內的常規配置也都達到了這樣的水平，所以要想真正調節好汽包液位，就需要在改進現有調節裝置硬體的情況下，也要不斷研究汽包液位調節的新方法。目前國內常用的調節方法主要是單衝量汽包液位調節和三衝量汽包液位調節。單衝量汽包液位調節主要是考慮汽包液位的變化作為單迴路PID控制的反饋對象，不能夠克服虛假液位的產生，調節效果較差。三衝量汽包液位調節以汽包液位為反饋對象，以蒸汽流量和鍋爐給水流量為前饋，在一定程度上能克服虛假液位，但結構複雜，調試難度大。
發明內容為解決上述中存在的問題與缺陷，本實用新型提供了一種鍋爐汽包液位調節裝置。所述技術方案如下鍋爐汽包液位調節裝置,包括採集數字量與模擬量信號並經運算處理後輸出數字量和模擬量控制信號的PLC控制系統、採集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計、採集鍋爐汽包液位的液位計、調節鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機；所述PLC控制系統分別連接所述多模型控制器、流量計和液位計。本實用新型提供的技術方案的有益效果是鍋爐汽包液位調節裝置克服了傳統控制對汽包液位造成的波動大，難調節等缺點，實現了對汽包液位調節的快速準確，把複雜的模型簡單化，便於工程應用。
圖I是鍋爐汽包液位調節裝置整體結構示意圖；[0010]圖2是多模型控制器結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型 的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述如圖I所示，展示了鍋爐汽包液位調節裝置的整體結構，所述裝置包括採集數字量與模擬量信號並經運算處理後輸出數字量和模擬量控制信號的PLC控制系統、採集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計、採集鍋爐汽包液位的液位計、調節鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機；所述PLC控制系統分別連接所述多模型控制器、流量計和液位計。上述工控機，提供人機操作界面，操作人員可在工控機上進行正常生產操作。所述述裝置還包括調節閥、給水泵和UPS電源，所述調節閥和給水泵分別與所述PLC控制系統連接。所述調節閥，用於將多模型控制器運算結果輸出控制鍋爐給水流量；所述UPS電源，為裝置提供不間斷優質電源。如圖2所示，展示了多模型控制器的結構，針對不同的控制對象即針對不同液位，以及對應的包內的蒸汽壓力，建立不同液位點的線性模型，稱為元素模型。採用多模型自適應控制，對被控對象建立多個模型覆蓋其模型的不確定性，進而基於指標切換函數設計控制器。當被控對象的模型發生突變時，迅速將控制器切換到基於最接近當前被控對象的模型而設計的控制器上，極大地改善瞬態響應，提高控制品質。針對每一個元素模型，設計常規的PID控制器，其中控制器參數採用Ziegler-Nichols公式進行整定,保證控制輸出的超調不超過15%。模型集合模型的個數，根據輸出超調的範圍建立，超調過大會導致元素模型失效，導致局部控制失敗。切換機制可根據穩定時間選擇，但對每一個階梯設定的跟蹤達到誤差5%範圍內之後，再切換到下一個模型處，進行下一步的跟蹤。模型和控制器的設計要綜合考慮臨近模型的動態特性和每一個元素模型所具有邊界條件，如溫度，蒸汽壓力等等，使得模型的過渡平滑，均勻。切換機制的選擇可以根據實際情況適當調整，學則加權和的形式，或指標函數選擇的形式都可以。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.鍋爐汽包液位調節裝置，其特徵在於，所述裝置包括採集數字量與模擬量信號並經運算處理後輸出數字量和模擬量控制信號的PLC控制系統、採集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計、採集鍋爐汽包液位的液位計、調節鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機；所述PLC控制系統分別連接所述多模型控制器、流量計和液位計。
2.根據權利要求I所述的鍋爐汽包液位調節裝置，其特徵在於，所述裝置還包括調節閥、給水泵和UPS電源，所述調節閥和給水泵分別與所述PLC控制系統連接。
專利摘要本實用新型公開了一種鍋爐汽包液位調節裝置，所述裝置包括採集數字量與模擬量信號並經運算處理後輸出數字量和模擬量控制信號的PLC控制系統、採集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計、採集鍋爐汽包液位的液位計、調節鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機；所述PLC控制系統分別連接所述多模型控制器、流量計和液位計。本實用新型克服了傳統控制對汽包液位造成的波動大，難調節等缺點，實現了對汽包液位調節的快速準確，把複雜的模型簡單化，便於工程應用。
文檔編號F22D5/26GK202719597SQ20122037891
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者尤春雨, 李曉理, 尤寶旺, 劉德馨, 李江昀, 丁大偉 申請人:北京佰能電氣技術有限公司, 北京科技大學