锅炉液位控制系统

刘广义

摘要：在锅炉运行过程中，锅炉水位作为重要的参数，无论水位过低或过高在一定程度上都会危害设备，通过人工的方式进行调整，难以达到控制精度。为此本文提出锅炉液位控制系统，同时对其进行分析，进而在一定程度上为应用锅炉液控制系统奠定理论基础。

关键词：锅炉 控制系统 动态分析

1 锅炉介绍

1.1 锅炉简介

在生产和生活中，通过锅炉产生的热水或蒸汽可以直接满足所需的热能，或者可以通过蒸汽动力装置进一步将热能转换为机械能，甚至可以借助发电机将热能转换为电能。

1.2 锅炉的规格

锅炉规格表示锅炉生产蒸汽或加热水的能力及水平。蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示，热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量及热水参数表示。

1.3 锅炉分类

对于锅炉来说，分类标准不同，锅炉分类也存在一定的差异：

①根据结构形式：分为锅壳锅炉、水管锅炉、水火管锅炉。②根据用途：分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉。③根据容量大小：分为大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉。④根据蒸汽压力大小：分为低压锅炉（p≤2.5MPa）、中压锅炉（2.5MP

1.4 锅炉控制系统介绍

1.4.1 背景

在全厂的日常工作中，锅炉作为重要的动力设备，其功能就是提供合格稳定的蒸汽，进而在一定程度上满足生产的需要。锅炉作为复杂的控制对象，其输入变量主要包括：负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量等。

1.4.2 关于锅炉计算机控制系统

锅炉微计算机控制作为一项新技术，是由微型计算机软、硬件，自动控制、锅炉节能等技术进行结合的产物，通过微机对锅炉进行控制。

2 锅炉控制系统分析

2.1 锅炉液位静态控制回路分析

2.1.1 由水泵直接向锅炉供水

由水泵直接向锅炉供水（直供）时，计算机控制水泵把水由低位水箱抽出并送到锅炉，此时打开V26，V52，其余阀门均关闭，这样水就由低位水箱经V26，离心泵，V52进入锅炉。其工艺流程图如图2.1所示：

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在由水泵直接向锅炉供水（直供）的锅炉水循环过程中，为使系统平稳安全运行，采用变频器进行自动恒压供水，为保证控制精度，采用反馈调节系统。其控制回路框图如图2.2：

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锅炉底部装有扩散硅压力变送器DBYG，它检测液位信号并将其转换为4～20mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017，经模块CPU送至工控机进行数据处理。如果锅炉液位低于给定值，由模拟量输出模块5024输出1～5V直流电压信号控制变频器，通过水泵给锅炉加水。

2.1.2 锅炉进水由电动阀VC1控制的静态分析

由电动阀VC1控制向锅炉供水时，首先为了实现恒压供水高位水槽一直是满的，在此回路中打开V27，V39，V33，V51，其余阀门均关闭。这样水就可以由低位水箱经V27，水泵，V39，高位水槽，V33，VC1，进水流量传感器，V51进入锅炉。其回路图如图2.3所示。

锅炉底部的扩散硅压力变送器DBYG，将液位信号检测并转换为4～20mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017经模块CPU送至工控机进行数据处理，然后进行A/D转换，控制框图如图2.4所示。

2.2 锅炉动态控制回路分析

由水泵和电动阀VC2控制锅炉的动态水位时，需要打开V27，V52，V21，V34，VC2，V35，V24阀门，其余阀门均关闭，这样可以实现锅炉的动态控制。其工艺流程图如图2.5所示。

锅炉底部的扩散硅压力变送器DBYG，将液位信号检测并转换为4～20 mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017的第2通道，经模块CPU送至工控机进行数据处理，其控制框图如图2.6所示。

此回路也是以出水作为扰动，扰动由VC2控制，其大小可人来通过计算机手动设置。通过前溃控制，按照出水扰动进行补偿，当出现扰动，根据所测得的干扰的大小和方向，前馈控制器就直接按一定规律进行控制，进一步降低干扰对液位的影响，同时为了加强系统对其他扰动的控制，提高控制精度，系统还采用了反馈控制，即通过锅炉液位传感器，A/D转换器把非电量信号转换为数字量信号输入计算机，以控制液位保持一定高度。

3 结束语

锅炉水位控制室锅炉运行最重要的参数，水位过低过高都对设备有很大的危害，靠人员调整控制精度到不到要求而且也增加了运行人员的劳动强度。通过这套系统投入运行产生的效果是明显的意义十分重大。

参考文献：

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[2]李伟忠，安文广，张丽波.蒸汽锅炉爆管事故原因及处理方法探讨分析[J].价值工程2012（29）.

[3]张超.SIMATIC S7在锅炉控制系统中的应用[D].广东工业大学，2007.