汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用

［摘 要］汽包水位全程控制在锅炉生产中起到了十分重要的作用，充分反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的关系，只有两者处于平衡状态，才能保证锅炉的安全，避免安全事故发生。文章以工业锅炉作为背景，介绍了汽包水位异常危害，以及汽包水位全程控制优势，明确了汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用方式以及应用注意事项，对汽包水位全程控制应用方案进行了研究，目的是通过汽包水位全程控制，确保工业锅炉可安全、稳定运行，减少安全隐患，充分展现出汽包水位全程控制系统自身优势。

［关键词］汽包水位全程控制；工业锅炉；安全系数

［中图分类号］TM71 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0030–03

汽包水位属于工业锅炉的重要参数，可将锅炉蒸汽负荷和给水量之间的平衡关系充分表达。同时，如果汽包水位过高或者过低会给工业锅炉安全、稳定运行带来一定的影响，原因为汽包水位较低，工业锅炉水循环就会出现损坏，水冷壁管供水较差，锅炉管道出现损伤，严重影响工业锅炉的正常使用，如果情况较为严重，还会导致安全事故产生。因此，为保证工业锅炉安全、稳定运行，必须加大汽包水位全程控制力度，采取切实有效方式，保证汽包水位处于正常状态，减少工业锅炉运行危险系数，提升工业锅炉运行的安全性和稳定性，有助于实现良好经济效益。

1 汽包水位异常危害

汽包水位全程控制存在的主要目的是确保工业锅炉安全、稳定运行，避免安全事故产生的可能性。同时，汽包水位是工业锅炉安全运行的重要指标之一，属于十分重要的控制对象，所以必须保证汽包水位处于正常范围，实现汽包水位全程控制。汽包水位异常危害主要表现为以下几点。

（1）如果汽包水位较高，饱和水蒸气温度就会呈现下降趋势，这时蒸汽作为汽轮机动力，汽轮机叶片就很容易出现损伤，进而影响工业锅炉的安全系数。

（2）如果汽包水位较低，汽包内水量就会下降，负荷也会相对较大，这时调节不及时，水冷壁就容易出现损坏，严重还会诱发安全事故。

（3）确保汽包水位稳定性及水位处于正常范围内，就必须对相关参数进行严格控制，并且为确保汽包内拥有足够蒸汽空间，还需要将汽水进行分离，确保分离质量，主要原因为若蒸汽空间较小，汽水分离较差，就会出现蒸汽带水，蒸汽品质下降，蒸汽内部的含盐量也会增加，导致工业锅炉内部管道沉积大量盐垢，管子热量就会增加，给工业锅炉造成损坏，严重还会发生爆炸。

2 汽包水位全程控制优势

汽包水位全程控制系统优势较多，不仅对水流量、蒸汽流量等方面进行严格控制，还可提升测量结果的准确性，促使工业锅炉安全、稳定运行，降低安全事故产生的可能性。同时，汽包水位全程控制针对工业锅炉运行情况，利用平滑滤波处理方式，消除干扰信号，并针对负荷变化情况，自动进行更换，减少工业锅炉运行异常情况的产生，提升工业锅炉运行安全系数，以此获取最大工业生产效益。汽包水位全程控制优势具体内容如下。

（1）蒸汽参数和负荷会随着工艺锅炉运行时间产生一定变化，给水位、给水流量、蒸汽流量等方面测量造成影响，降低测量结果的准确性，因此必须结合实际情况，展开温度和压力补偿。汽包水位全程控制在工业锅炉运用期间，对于蒸汽流量测量从温度、压力变化引起蒸汽密度变化等方面进行补偿，并且还可以采用节流式流量计实现自动补偿作用。另外，汽包水位全程控制在工业锅炉运用期间，不管是单冲量控制还是三冲量控制，都需要结合实际情况，进行压力补偿，以保证测量结果的准确性。

（2）在汽包水位测量期间，一般使用平滑滤波方式进行处理，这时对汽包水位进行全程控制，可在一定程度上消除干扰信号，确保测量数据的准确性，提升汽包水位全程控制效果。同时，若工业负荷产生变化，这时汽包水位全程控制可单冲量水位、三冲量水位等自动进行切换，并且这种切换模式属于双向，从而提升工业锅炉安全系数。

3 汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用方式、

3.1 单冲量水位控制

单冲量水位控制是汽包水位全程控制在工业锅炉运用中常见的一种方式，单冲量水位控制将汽包水位信号作为基础，并将给水量作为控制对象，从而形成单回路反馈控制模式。同时，单冲量水位控制在应用期间，利用水位测量信号与设定值信号，适当调节给水调节阀，目的是改变给水流量，实现汽包水位全程控制存在的目的。同时，单冲量水位控制系统结构相对较为简单，反应速度较快，负荷趋向于稳定，水位不会产生明显变化。但是，单冲量水位控制在应用期间，如果仅通过控制汽包假水位，一旦机组超出负荷，那么运行速度就会迅速下降，同时汽包假水位也会随之出现减少的情况，长时间就会出现异常情况，不仅会影响工业锅炉运行的安全性，且其稳定性也会受到一定影响。

3.2 双冲量水位控制

单冲量水位控制尽管在保证工业锅炉安全、稳定运行方面，有着十分重要的作用，但存在汽包假水位的情况，而通过利用双冲量水位控制系统，在原控制回路中，将蒸汽流量参数引入其中，并将其作为流量控制前馈信号，蒸汽流量信号可根据实际情况快速做出反应。双冲量水位控制系统在运用期间，将物质平衡定律作为基础，目的是保证给水量与蒸汽蒸发量处于相互协调的作用，进而避免汽包水位产生变化，提升汽包水位全程控制效果。另外，为保证控制汽包水位设定值的准确性，需要对两个参数进行综合考虑和协调，也就是汽包水位、蒸汽流量，促使工业锅炉处于正确运行动作。但是，如果机组负荷呈现急剧下降情况下，这时汽包假水位就会暂时有所减少，对此双冲量水位控制系统在运用时，需要保证控制回路响应与场景需求之间呈现一致，以此来降低汽包假水位带来的控制偏差，提升双冲量水位控制系统运用效果。

3.3 三冲量水位控制

三冲量水位控制也是常用的一种方式，主要因为工业锅炉在运行期间，汽包水位很容易受到蒸汽流量的影响，并且与水流量之间有着紧密联系，所以三冲量水位控制在工业锅炉运行期间，为提升控制系统的抗干扰能力，以及反应速度等，需要将水流量参量引入系统中，利用该参数组件副回路，实现控制效果。另外，三冲量水位控制系统在运用期间，需要结合实际情况，对主回路负责细调，并且加强两个回路之间的配合，这样可有效提升三冲量水位控制效率，提高工业锅炉运行质量。

4 汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用注意事项

汽包水位全程控制在工业锅炉运用期间，不仅需要注重对给水流量和蒸汽流量的调控，还需要注意以下几点内容，只有这样才能保证汽包水位全程控制效果。

（1）从安全角度来说，需要结合实际情况，以及相关要求和规范，正确选用给水阀的气开以及气闭等形式，以提升工业锅炉运行的安全系数。

（2）工业锅炉水位变送器如果选用差压式的话，需要保证仪表值和水位高低呈现一致状态，以减少异常情况的产生。同时，如果工业锅炉在运行期间，出现异常情况，这时需要根据实际情况，对给水流量进行手动调节，确保汽包水位全程控制的使用效果。

（3）在工业锅炉运行期间，需要将蒸汽流量反馈补偿引入其中，并对反馈放大系数进行严格控制，一定不能过大，以满足工业锅炉汽包水位控制需求。另外，必须保证各个水位计指示位置的准确性，例如，就地水位计、电接点水位计、平衡容器、智能水位等，这样才能保证汽包水位全程控制效果，满足工业锅炉正常、稳定运行需求。

5 汽包水位全程控制应用方案

为验证汽包水位全程控制在工业锅炉的运行效果，利用汽包水位全程控制应用方案进行验证，主要表现为以下几点内容。

（1）普通汽包水位控制方案中采用单冲量和三冲量方式相互结合的形式，在工业锅炉低负荷运行的情况下，利用单冲量进行控制，在工业锅炉负荷相对较高时，采用三冲量方式。而文章提出的汽包水位全程控制方式，注重在控制逻辑时按照传统方式进行切换，从蒸汽流量和给水流量参数提升控制效果，并利用给水泵变频对泵出口母管压力进行调节，确保给水调节阀压力更加稳定，减少异常情况的产生。另外，给水经过给水泵后，可利用给水阀进入到热换系统内部，实现热交换，并且生成过热蒸汽进入汽轮机内部，以有效提升工业锅炉运行效率。

（2）汽包水位全程控制在工业锅炉运行期间，应结合实际情况，利用给水调节阀对水位进行适当调节，合理调节给水泵工频运行模式，确保工业锅炉运行的稳定性。同时，在高负荷运行状态，需要考虑水泵切换变频模式特点，并对汽包水位进行调节，减少工业锅炉运行故障的发生。另外，汽包水位全程控制在工业锅炉运行期间，可根据工业锅炉运行情况，确保给水管压力的稳定性，避免压力变化较为频繁。给水管压力变化较为频繁，会增加汽包假水位现象，锅炉运行稳定性也会有所下降。

（3）汽包水位全程控制在运用期间，通过结合实际情况，对高压给水泵频率适当进行调节，以提升高压给水泵压力的稳定性。通常汽包水位全程控制在运用期间，需要对水位和压力进行控制与协调，使水位完全处于标准范围内，并且需要在压力控制条件下，对工业锅炉进行有效控制，以消除汽包假水位带来的危害，提升工业锅炉运行的稳定性。

（4）汽包水位全程控制在具体运用期间，还需要确保检测信号的准确性。检测信号的准确性是实现自动控制系统的基础，所以必须保证检测信号准确性，汽包水位全程控制检测信号主要包括：汽包水位、蒸汽流量、给水流量等。同时，工业锅炉在全负荷运行期间，由于运行工况相对较为复杂，这时蒸汽参数变化较为频繁，所以汽包水位、蒸汽流量、给水流量等信号准确性就会受到影响。对此，为了确保检测信号的准确性，需要根据实际情况，配置汽包水位、蒸汽流量、给水流量等温度以及要求补偿检测装置，用于准确测量检测信号，避免出现产生较大偏差。

（5）根据工业运行，合理选择汽包水位全程控制方式，低负荷运行状态下，若高压主蒸汽流量超过25%，且蒸汽流量和给水流量测量信号存在较大偏差的话，可利用单冲量控制；若高压主蒸汽流量超过30%，可采用三冲量控制，也就是基于给水量反馈控制回路，将高压主蒸汽流量反馈信号融合，形成反馈复合控制系统，并通过利用该回路对给水量和汽包水位等进行控制，提升工业锅炉运行的稳定性和精准性。

6 结束语

汽包水位全程控制在工业锅炉中，主要是对汽包水位进行严格控制，在确保工业锅炉安全、稳定运行的情况下，有效保证工业锅炉的受热面，减少安全事故的产生。总之，工业锅炉在运行期间，通过利用汽包水位全程控制方式，可最大程度保证工业锅炉的使用性能，提升生产效益，实现良好的经济效益。

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