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水位控制器范文第1篇

關(guān)鍵詞：時(shí)基電路 水位 控制

一、問題的提出

某小區(qū)地勢低洼，呈現(xiàn)盆狀，每次雨量過大或過于集中就會造成小區(qū)水位快速上升，淹沒小區(qū)道路和車庫，影響居住者的日常生活。經(jīng)過相關(guān)部門會商，決定通過疏通內(nèi)部排水管路，并將積水集中于一足夠大的蓄水池，用自動(dòng)水泵進(jìn)行水位的控制，達(dá)到防洪目的。

二、技術(shù)要求

當(dāng)蓄水池水位在較低水平時(shí)，水泵停止工作；當(dāng)水位達(dá)到一定水平時(shí)，水泵開始工作，自動(dòng)持續(xù)抽水。對于區(qū)域較大、蓄水池容量足夠大時(shí)，可以采用高低二級水泵進(jìn)行抽水，以加快排水速度。

三、555時(shí)基電路工作原理分析

555時(shí)基電路是一種集數(shù)字和模擬功能于一體的集成電路，采用雙極工藝制作，可在4.5～16V電壓范圍內(nèi)工作，性能可靠、成本低。通過一定的外電路組合可實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等脈沖與變換電路，常用于儀器儀表、電子測量和自動(dòng)控制方面。NE555內(nèi)部電路方框圖如圖1，內(nèi)部含有2個(gè)電壓比較器、1個(gè)分壓器、1個(gè)RS觸發(fā)器、1個(gè)放電晶體管和1個(gè)功率輸出級。

引腳說明：1-地GND 2-觸發(fā)TRIG 3-輸出OUT 4-復(fù)位REST

5-控制電壓CONT 6-門限（閾值）THRES 7-放電DISCH 8-電源電壓Vcc

四、水位控制電路工作原理

圖2為水泵水位控制原理圖，利用555時(shí)基穩(wěn)態(tài)觸發(fā)原理實(shí)現(xiàn)對水位控制?？刂齐娐酚山祲赫麟娐泛蛢蓧K555組成高水位啟動(dòng)、低水位停止的控制電路。

圖2 水泵水位控制原理圖

工作原理：在正常情況下探極B2、D2處于較低水位區(qū)，探極B1、D1略高于探極B2、D2（可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)）。當(dāng)水位高過B2、D2電極時(shí)，IC2觸發(fā)極2為高電平，IC2的3腳呈低電平，J2得電，J2-2閉合，當(dāng)水位繼續(xù)上升并越過B1、D1電極時(shí)，IC1觸發(fā)極2受觸發(fā)為高電平，此時(shí)IC1輸出極3變?yōu)榈碗娖剑琂1得電，使得J1-1閉合，接觸器C得電，電機(jī)M開始工作抽水。當(dāng)水位完全低于電極B2、D2時(shí)，IC2觸發(fā)極2變?yōu)榈碗娖?，IC2的3腳呈高電平，J2失電，J2-2斷開，接觸器C失電，電動(dòng)機(jī)停止工作。完成對水位的控制過程。

安裝過程中，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)停止控制電極置于距進(jìn)口較遠(yuǎn)且水位波動(dòng)較小的位置，防止因水浪波動(dòng)造成控制系統(tǒng)開啟與關(guān)閉過程頻繁轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)M；開關(guān)K為手動(dòng)控制開關(guān)，正常情況下為常開狀態(tài)，當(dāng)控制電路失效后，可直接通過開關(guān)K控制抽水

過程。

該電路采用單相供電，低壓控制，安全可靠，適用于小型水位控制。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃海平.低壓380V電動(dòng)機(jī)控制電路125例[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

水位控制器范文第2篇

【關(guān)鍵詞】鍋爐汽包；MATLAB；模糊控制；PID

1.引言

汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)，在鍋爐蒸汽產(chǎn)量、安全生產(chǎn)等方面意義重大。目前，大多采用常規(guī)PID控制方式來控制汽包水位，但是由于常規(guī)PID參數(shù)是固定不變的，系統(tǒng)很難適應(yīng)，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至失控。對于鍋爐汽包水位這種難以建立準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，本文將采用模糊控制，使得控制效果明顯改善。因此對于鍋爐汽包水位系統(tǒng)而言，模糊控制有較好的應(yīng)用前景。

2.鍋爐汽包水位的特性

2.1 汽包水位在給水流量作用下的動(dòng)態(tài)特性

引起水位變化的主要擾動(dòng)是給水流量和蒸汽流量的變化。根據(jù)物料平衡與否的關(guān)系，給水流量變化時(shí)，汽包水位的運(yùn)動(dòng)方程式為：

2.2 汽包水位在蒸汽流量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性

假定給水量不變的情況下，鍋爐汽包水位在蒸汽流量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性：

3.汽包水位模糊控制器設(shè)計(jì)

模糊控制是一種非線性控制，是以模糊語言變量、模糊理論、和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的控制方法[3]。本文針對汽包水位模糊的控制，選用“雙輸入-單輸出”的控制系統(tǒng)。汽包實(shí)際水位與給定水位值的差E、誤差變化率EC作為模糊控制器的輸入語言變量，控制給水閥門開度的控制量U作為輸出語言變量。在本文中誤差E和誤差變化率EC和控制量U的論域均取為：[-6，6]。輸入變量E、EC，輸出變量U均用模糊語言變量表示為：{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}。這幾個(gè)模糊語言變量的狀態(tài)分別表示為{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}。在本文中，兩個(gè)輸入均有7個(gè)模糊語言變量，因此生成了49條模糊控制規(guī)則。如表1所示：

設(shè)計(jì)汽包水位模糊控制器最常用的方法是Mamdani方法。1974年Mamdani成功的將模糊控制應(yīng)用于鍋爐控制[4]，在MATLAB命令窗口輸入fuzzy。進(jìn)入到鍋爐汽包水位模糊推理系統(tǒng)編輯器。輸入輸出變量通過打開Edit菜單編輯器窗口，并選擇Add input或Add output來添加輸入輸出語言變量的個(gè)數(shù)。單機(jī)輸入輸出來改變變量名，然后保存到工作空間。雙擊輸入輸出變量，來設(shè)置Range和Display。從Edit菜單中選擇Remove All MFs，通過選擇Add MFS來創(chuàng)建變量的隸屬度函數(shù)。輸入輸出變量的隸屬函數(shù)選擇三角形的隸屬度函數(shù)[5]。利用規(guī)則編輯器按照表1構(gòu)造出規(guī)則語句。最后可以將建立好的模糊推理系統(tǒng)導(dǎo)入到工作空間[6]。

4.模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真

為了驗(yàn)證模糊控制有較好的控制特性，本文對圖1，圖2采用MATLAB[7]來仿真，研究模糊控制的結(jié)果。仿真圖如圖3所示[8]：

仿真曲線如圖3所示：結(jié)果表明模糊控制超調(diào)量較小，穩(wěn)態(tài)誤差較小，響應(yīng)速度較快。由于模糊控制采用了仿人的推理手段，所以，將這種方法在實(shí)際工程中可以應(yīng)用于核電站的水位控制，發(fā)電廠的鍋爐控制系統(tǒng)、船舶業(yè)都將有很好的應(yīng)用前景，另外將智能算法與模糊控制結(jié)合融入控制系統(tǒng)也將在工程中取得較大的收益。

5.結(jié)論

本文鍋爐汽包水位采用模糊控制原理，將操作人員和專家的控制意見應(yīng)用于控制過程，根據(jù)模糊控制規(guī)則組織控制決策表，可以使系統(tǒng)運(yùn)行中保持合適的瞬態(tài)參數(shù)，但PID控制器參數(shù)不可調(diào)整，從仿真結(jié)果來看，模糊控制比傳統(tǒng)PID控制性能更好。改善了被控過程的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到了很大的改善。達(dá)到了優(yōu)化PID控制的目的，因此模糊控制具有更好地應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[6]A Visioli.Tuning of PID controllers with fuzzy logic[J].IEEE Procontrol Theory，2001，148（1）：1-8.

[7]魏克新.MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

水位控制器范文第3篇

【關(guān)鍵詞】電容式；液位變送器；水電廠；集水井；自動(dòng)控制；應(yīng)用

水電廠中，集水井的排水裝置是用于排除廠房的滲漏水以及生產(chǎn)污水，為了保證排水裝置的正常運(yùn)行，防止廠房被淹以及潮濕，集水井的排水裝置要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。集水以及排水裝置的自動(dòng)控制中在關(guān)鍵設(shè)備在于液位傳感器，早期廣泛使用的液位傳感器，當(dāng)集水井內(nèi)部水有油污之時(shí)將經(jīng)常產(chǎn)生故障而導(dǎo)致裝置質(zhì)控。新型的液位傳感器在在實(shí)際的發(fā)展過程中得到了持續(xù)的研究和應(yīng)用。電容式的液位變送器也是新型研發(fā)的變送器裝置，通過將電容式的液位變送器在集水井的自動(dòng)控制中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了其與智能控制器的配套使用，從而能有效解決上述問題，有效提高了集水井系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

一、概述

電容式液位傳感器能在高溫、高壓、易結(jié)晶、強(qiáng)腐蝕以及易堵塞等惡劣條件下實(shí)現(xiàn)各種液體的連續(xù)檢測，同時(shí)也能把污水、鍋爐水位以及酸堿溶液進(jìn)行測量，整機(jī)不具備任何可動(dòng)以及彈性部件，由此耐沖擊、便于安裝且可靠性和精度都較高。電容式的液位傳感器的使用，能替代傳統(tǒng)的浮球式、壓差式以及投入式的液位變送器。

電容式的液位變送器使用陷阱的射頻電容的檢測電路，同時(shí)通過16位的單片機(jī)經(jīng)過精確的溫度補(bǔ)償以及線性修正，可將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電信號，一般其運(yùn)行的電信號范圍為4～20mA，可選擇CANBUS、HART、485等通訊協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)的組態(tài)。整個(gè)變送器都具有自校準(zhǔn)的功能，用戶可通過兩個(gè)按鍵進(jìn)行零點(diǎn)以及量程的自動(dòng)校準(zhǔn)，由此適應(yīng)了不同場所下的不同測量的要求。

二、特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)相對簡單，相應(yīng)體系中不存在任何可動(dòng)或者彈性的元部件，由此具有極高的可靠性，維護(hù)量也極少。一般狀況下，可不進(jìn)行常規(guī)的維修；能實(shí)現(xiàn)多信號的輸出，便于不同應(yīng)用系統(tǒng)的配置；能在高溫以及高壓容器環(huán)境下進(jìn)行液位的測量，并且其測量的值不受到所測試液體的溫度、比重和容器形狀以及壓力等因素的影響；同時(shí)還能適應(yīng)酸性以及堿性等強(qiáng)腐蝕性液體的測量；相應(yīng)的設(shè)備具有完善的過壓、過流以及電源的極性保護(hù)。

三、電容式液位變送器以及智能控制器

1.電容式液位變送器

以前所是用的電容式液位變送器一般為二線或者四線制，在DC 24V以及4-20mA或者1～5V輸出的條件下運(yùn)行。不限制被測試的液位高度。通過測量探極，一般是特制的軟線，和變送器兩個(gè)部分所構(gòu)成。金屬的探極與被測試的介質(zhì)完全絕緣，同時(shí)與變送器連接起來，而變送器的外殼與被測試介質(zhì)的金屬箱體、連接以及固定的金屬部分構(gòu)成電容的兩極。在實(shí)際的測量過程中，將水作為電容兩極之間的介質(zhì)，電容量將隨著水位的上升而增加，下降而減少，電容量與水位之間呈正比的關(guān)系。變送器對探極所檢測到的電容量實(shí)行C/U轉(zhuǎn)換，并輸出直流電流以及電壓的信號。

該種模式的電容式液位變送器，在工作中的電流在35mA左右，若是將該種電容器與智能控制器結(jié)合起來，那么智能控制其所配備的DC24V無法滿足二者的電壓需要，而SX-92B二線制的電容式液位變送器則可直接與智能控制器結(jié)合使用。

2.智能控制器

該智能控制器實(shí)現(xiàn)了與電容式液位變送器的配套使用，型號為WP-C80，該種型號的智能控制器能使用雙重顯示模式，也就是數(shù)字以及光柱的共同顯示方式。電壓為AC220V，輸入4～20mA，同時(shí)實(shí)現(xiàn)一組控制接點(diǎn)輸出。例如可實(shí)現(xiàn)多組控制輸出，例如雙泵工作加報(bào)警輸出，同時(shí)還應(yīng)配備多繼電器輸出的控制器。

四、電容式液位變送器在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

水電廠的集水井中設(shè)置有兩臺水泵，相互作為備用準(zhǔn)備。在水位過高時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，根據(jù)這一要求，可選擇四組繼電器接點(diǎn)所輸出的智能控制器與液位變送器共同配套使用。由于所使用的SX一9213四線制的電容液位變送器的工作電流約為35mA，無法與智能控制器所配套的DC24V結(jié)合使用，由此還應(yīng)另外配備一臺DC24V電源，從而保障電動(dòng)機(jī)的安全持續(xù)運(yùn)行。同時(shí)還在電動(dòng)機(jī)的控制回路當(dāng)中安裝了電動(dòng)機(jī)的保護(hù)器。

五、電容式液位變送器以及智能控制器的安裝

1.安裝電容式液位變送器

通過將原有集水井的環(huán)境磁鋼浮子以及導(dǎo)向管等拆除，保留金屬鋼管的部分。一般狀況下為一段金屬鋼管，并使用混凝土澆筑在蝸殼層水泥地面上。通過將電容式的液位變送器安裝在鋼管上的相關(guān)位置，同時(shí)將變送器固定在安裝架上，從而使傳感器的金屬軟線位于鋼管的中心位置，同時(shí)保證芯線向下。電容器金屬探極的下部分應(yīng)使用重錘進(jìn)行懸吊，從而保證重錘下段與地面距離約10cm，或者在井底加設(shè)一個(gè)固定環(huán)，使用絕緣線將探極拉直固定。無論怎樣固定，都應(yīng)將探極的下部套上一段絕緣管，從而防止對金屬探極造成損壞。若是探極過長，則應(yīng)截掉上部，重新剝?nèi)ヒ欢谓^緣皮，并將探極的頭部進(jìn)行折回。為了保證連接的牢固可靠，為防止螺釘損壞探極當(dāng)中的金屬絲，還應(yīng)套上一小段薄金屬管，并將其放入變送器的連接孔，擰緊固定螺釘。固定變送器的金屬鋼管要使用圓鋼，實(shí)現(xiàn)與集水井與周圍混凝土當(dāng)中的鋼筋焊接上，從而構(gòu)成了電容的一極；或者在距離探極1m位置垂直固定一根鋼管，并將鋼管與固定變送器的鋼管連接起來。

2.安裝智能控制器

要將智能控制器安裝在主控室返回屏上的適當(dāng)位置，從而便于相關(guān)的運(yùn)行人員進(jìn)行觀察和監(jiān)視。若是需要安裝外配的DC24V電源，則應(yīng)選擇在靠近距離控制器較近的位置。智能控制器與水泵的控制柜或者控制箱之間使用KVV8×1.5mm2的電纜進(jìn)行連接，為了有效提高智能控制器的抗干擾的能力，智能控制器的標(biāo)識也要使用大于2.5mm2的單芯銅線可靠接地，在電容式變送器以及控制器之間的導(dǎo)線要使用屏蔽線。

六、集水井自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行

在電容式液位變送器以及智能控制器安裝完畢之后，要對電容式液位變送器以及智能控制器進(jìn)行使用前的調(diào)試。

1.調(diào)試電容式液位變送器

通過將電容式液位變送器和智能控制器進(jìn)行連接，不連接控制線，而后在液位變送器的信號回路上串接上毫安測試表，打開液位變送器上蓋實(shí)現(xiàn)對液位變送器的通電。通過將集水井抽干，保持其零水位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對零點(diǎn)電位器的調(diào)整，使其毫安表指示為4mA；當(dāng)集水井達(dá)到最高水位，則實(shí)現(xiàn)對電位器的調(diào)整，將毫安表指示為20mA，通過反復(fù)的檢查和調(diào)整，直到電流符合要求。

2.設(shè)定智能控制器的參數(shù)

由于智能控制器的參數(shù)不同，相應(yīng)的設(shè)定方法以及設(shè)定的步驟也有所區(qū)別，由此要根據(jù)實(shí)際的智能控制器的說明書進(jìn)行設(shè)定。以及WP-C80型號的智能控制器為例，自動(dòng)啟泵水位2.1m、停泵水位為0.2m、備用泵啟動(dòng)水位2.3m、顯示范圍0～3m、報(bào)警水位2.5m、分辨率為0.01m。四路輸出代號分別為ALM1，ALM2，ALM3，ALM4。同時(shí)由于該種型號的繼電器具有滯回特性，由此只能用其開接點(diǎn)進(jìn)行控制，并不需要加設(shè)自保持。其中ALM1可作為自動(dòng)起泵使用。啟泵的水位為2.1m、停泵水位為0.2m；ALM2則是備用泵，啟泵水位2.3m、停泵水位0.2m；ALM3路為報(bào)警使用，報(bào)警水位2.5m，返回水位2.1m；ALM4未用。

七、電容式液位變送器在實(shí)際使用中的維護(hù)

1.使用

電容式液位變送器外殼的防水性能較差，由此應(yīng)采用防水措施，同時(shí)防止外殼遭到硬性損傷，從而防止對探極的絕緣外皮造成損傷而導(dǎo)致絕緣能力下降，同時(shí)可拆除絕緣外皮遭到損壞的探極，使用防水的萬能膠封好破損的部位，經(jīng)過實(shí)踐了解到，探極與水之間的絕緣電阻要大于5MΩ，過小則應(yīng)及時(shí)更換。而智能控制器的工作電源的電壓范圍在180～250V，若是電壓的波動(dòng)超過該工作電壓范圍，則可考慮增設(shè)穩(wěn)壓電源裝置。

2.維護(hù)

在電容式液位變送器投入使用之后，應(yīng)建立定期檢測機(jī)制，一般為半年檢測一次。檢測的內(nèi)容為，金屬探極與水之間的絕緣電阻要大于5MΩ，在電阻測量之前應(yīng)斷開探極與水之間的絕緣電阻的連接線。若是小于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值則應(yīng)對金屬探極進(jìn)行更換，測試實(shí)際的水位是否與顯示的水位保持一致，若是相差超過0.1m甚至以上則應(yīng)進(jìn)行調(diào)試處理，首先應(yīng)對探極雜物進(jìn)行處理，并使用擦機(jī)布擦拭干凈探極，而后再檢查其是否符合要求，若是依舊不符合要求，可能是由于電容式液位變送器的動(dòng)作點(diǎn)漂移所導(dǎo)致的，由此則應(yīng)對工作點(diǎn)進(jìn)行測試，知道符合要求；對控制器的工作進(jìn)行檢查，明確相應(yīng)的動(dòng)作值是否發(fā)生了變化，若是動(dòng)作值發(fā)生了變化，則應(yīng)檢查設(shè)定值，若是設(shè)定值準(zhǔn)確，那么需要及時(shí)更換控制器。

參考文獻(xiàn)

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[3]趙靜，顏德田.利用電容式傳感器測量液位的研究[J].計(jì)量技術(shù)，2006（06）.

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水位控制器范文第4篇

【關(guān)鍵詞】白沙；水位控制；起調(diào)水位；經(jīng)濟(jì)性

1 簡介

白沙水電站位于福建省九龍江北溪上游之流萬安溪上，電站裝機(jī)70MW（2×35MW），設(shè)計(jì)年發(fā)電量1.865億kWh，保證出力13.74MW。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、供水等綜合效益。白沙水電站工程于2004年4月正式開工，2006年11月水庫開始蓄水。電站于2006年底2臺機(jī)組全部投產(chǎn)。白沙水電站上游為萬安水電站，其水庫具有多年調(diào)節(jié)性能，控制流域面積667km2，萬安溪白沙區(qū)間流域面積640km2。

萬安溪流域根據(jù)洪水特點(diǎn)，汛期劃分為主汛期和次汛期，4月1日～7月15日為主汛期，7月16日～9月30日為次汛期。次汛期設(shè)計(jì)洪水明顯小于主汛期同頻率洪水。萬安水庫主、次汛期汛限水位分別為363.5m、364m，白沙水庫汛限水位主次汛期同為265m。

2 問題的提出

汛期水庫水位控制存在著一對矛盾，即保持高水位以抬高電站運(yùn)行水頭與降低水位以提高水量利用率之間的矛盾。本文旨在通過冷靜客觀的數(shù)據(jù)分析，找到使白沙電站發(fā)電量最大化的白沙水庫汛期控制水位量化指標(biāo)，作為白沙電站發(fā)電調(diào)度的參考。

3 起調(diào)水位的優(yōu)選計(jì)算方法描述

用兩種方法優(yōu)選，分述如下。

3.1 采用運(yùn)行實(shí)測資料計(jì)算優(yōu)選

收集了電站投產(chǎn)以來，20072013年共7年資料系列采用逐日徑流進(jìn)行計(jì)算。這種方法采用的徑流資料為經(jīng)上游萬安電站調(diào)節(jié)后，對上游萬安水庫調(diào)蓄作用沒有分析。事實(shí)上萬安水庫為多年調(diào)節(jié)水庫，且控制流域面積占白沙水庫流域面積的一半，其運(yùn)行狀態(tài)顯然對白沙水庫的運(yùn)行存在顯著影響，不能忽略。因此，本文主要采用下節(jié)所述方法確定最優(yōu)起調(diào)水位。

3.2 采用固定的防御洪水等級，考慮萬安水庫的調(diào)蓄作用。

由于白沙電站投產(chǎn)僅7年，資料系列太短，代表性不夠，加之其實(shí)測入流經(jīng)過了上游萬安水庫調(diào)蓄影響，萬安水庫的運(yùn)行水位，對小洪水時(shí)的白沙入流有決定性影響，因此本文對白沙電站最優(yōu)控制水位的計(jì)算，不采用長系列法，而借用棉花灘水庫控制水位可以主汛期遭遇三年一遇洪水、次汛期遭遇四年一遇洪水不棄水的結(jié)論，分析得出白沙最優(yōu)起調(diào)水位與萬安水位的關(guān)系。

4 起調(diào)水位的優(yōu)選計(jì)算

4.1 主汛期水位控制

根據(jù)主汛期洪量系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算白沙、萬安、區(qū)間的洪量，結(jié)果見表1。

萬安完全容納的0.3億方洪量，24h發(fā)電水量66*8.64/10000=0.057億m3，需要蓄水0.243億m3，即汛限水位以下需要預(yù)留庫容0.243億m3，查萬安庫容曲線，主汛期相應(yīng)水位為359.7m，剩余水量為0.587-0.243=0.344億m3，其應(yīng)由白沙水庫承擔(dān)，扣除24h發(fā)電水量130*8.64/10000=0.1123億m3，白沙相應(yīng)控制水位262m。

若萬安水位處于主汛期汛限水位363.5m，此時(shí)只有調(diào)節(jié)沒有蓄水。白沙獨(dú)自承擔(dān)蓄水，水量為0.587-130*8.64/10000=0.475m3，查白沙庫容曲線，得到白沙相應(yīng)控制水位為258.6m。

為了簡化表達(dá)萬安與白沙水位關(guān)系，上述兩點(diǎn)之間直接用線性插值。因此，主汛期白沙控制水位可近似取值：白沙控制水位=622-萬安水位，但不超過區(qū)間[258.6，262]。

4.2 次汛期水位控制

根據(jù)分期洪水次汛期洪量系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算白沙、萬安、區(qū)間的洪量，結(jié)果見表2。

萬安完全容納的0.198億m3洪量，24h發(fā)電水量66*8.64/10000=0.057億m3，需要蓄水0.141億m3，即汛限水位以下需要預(yù)留庫容0.141億m3，查萬安庫容曲線，得到次汛期控制水位為361.9m。剩余水量為0.387-0.141=0.246億m3，其應(yīng)由白沙水庫承擔(dān)，扣除白沙24h發(fā)電水量130*8.64/10000=0.1123億m3，白沙需要蓄水0.134億m3，查白沙庫容曲線，得到白沙控制水位263.3m。

若萬安處于次汛期汛限水位364m，此時(shí)只有調(diào)節(jié)沒有蓄水。白沙獨(dú)自承擔(dān)蓄水，水量為0.387-130*8.64/10000=0.275億m3，查白沙庫容曲線，得到相應(yīng)白沙控制水位為261.4m。

為了簡化表達(dá)萬安與白沙水位關(guān)系，上述兩點(diǎn)直接用線性插值。因此，次汛期白沙控制水位可近似取值：白沙控制水位=625.3-萬安水位，但不超過區(qū)間[261.4，263.3]。

4.3 長系列法優(yōu)選計(jì)算

雖然資料系列很短，代表性不夠，但作為參考，還是采用長系列法進(jìn)行了優(yōu)選計(jì)算，所得結(jié)論僅用于與上述結(jié)論進(jìn)行對照，而不作為調(diào)度依據(jù)。具體計(jì)算過程不再贅述，僅介紹結(jié)論如下：

主汛期最優(yōu)控制水位為264m，相應(yīng)計(jì)算發(fā)電量7669萬kWh；次汛期最優(yōu)控制水位為265m，相應(yīng)計(jì)算發(fā)電量4096萬kWh。

5 效益分析

對7年的資料進(jìn)行計(jì)算，采用本文水位控制方案，平均每年汛期發(fā)電量7470萬kWh，平均每年主汛期增發(fā)電量約422萬kWh，次汛期增發(fā)電量201萬kWh；主、次汛期合計(jì)增發(fā)電量623萬kWh，占汛期計(jì)算發(fā)電量的6%，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益200余萬元。

6 結(jié)束語

水位控制器范文第5篇

關(guān)鍵詞：給水調(diào)節(jié);燃燒調(diào)整;汽包;汽水循環(huán);虛假水位

電廠鍋爐運(yùn)行主要任務(wù)是使鍋爐的蒸發(fā)量適應(yīng)外界負(fù)荷的需要，同時(shí)要控制汽包水位、壓力、溫度、蒸汽品質(zhì)都在合格范圍內(nèi)。汽包水位是機(jī)組運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了給水量與供汽量的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。汽包水位過高或過低都會對機(jī)組的安全造成很大的威脅。汽包水位高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致蒸汽帶水，使過熱器和汽輪機(jī)葉片結(jié)垢增加，影響機(jī)組壽命，更甚者使汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊，損壞葉片，發(fā)生重大設(shè)備損壞事故。汽包水位低，會破壞水循環(huán)，導(dǎo)致水冷壁干燒，損壞水冷壁，嚴(yán)重干鍋時(shí)還會使汽包損傷，產(chǎn)生裂紋。所以汽包水位高低保護(hù)是機(jī)組的重要保護(hù)，正常運(yùn)行時(shí)一定要投入和準(zhǔn)確，沒有汽包水位測量信號以及保護(hù)無法投入機(jī)組不準(zhǔn)投入運(yùn)行。

以我廠汽包數(shù)據(jù)為例：媽灣電廠鍋爐汽包長度13106mm，內(nèi)徑Φ1778mm，汽包中心線標(biāo)高58660 mm，正常標(biāo)準(zhǔn)水位在中心線下228.6 mm。

表1媽灣電廠鍋爐水容積（m3）

部件

省煤器

汽包

水冷壁

過熱器

再熱器

合計(jì)

水壓試驗(yàn)

49

35

98

177

101

460

正常運(yùn)行

49

15

98

162

我廠鍋爐為控制循環(huán)汽包爐，汽包水容積相對較?。ㄕＫ莘e15M3），極小的擾動(dòng)就可能造成汽包水位的大幅波動(dòng)，若處理不當(dāng)，極易造成事故，故此更應(yīng)對汽包水位重點(diǎn)監(jiān)視。影響汽包水位的因素很多，但無外乎內(nèi)擾和外擾。簡單的說，蒸汽壓力和流量是同方向變化的屬于內(nèi)擾，反之是外擾。汽包水位的穩(wěn)定與鍋爐負(fù)荷（或燃燒）的變化有著密切的關(guān)系，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，即產(chǎn)生的蒸發(fā)量變化時(shí)，將引起蒸發(fā)受熱面中水的消耗量的變化，必將引起汽包水位的變化。所以水位的變化反映了鍋爐給水和蒸發(fā)量之間的平衡關(guān)系。在汽泵工作正常，鍋爐負(fù)荷的變化在正常波動(dòng)的范圍內(nèi)，是能夠維持正常的汽包水位的。但應(yīng)注意區(qū)分汽包“虛假水位”，“虛假水位”就是暫時(shí)不真實(shí)的水位。當(dāng)汽包壓力突然降低時(shí)，由于爐水飽和溫度下降到相對應(yīng)壓力下的飽和溫度而放出大量熱量來自行蒸發(fā)，于是爐水內(nèi)汽泡增加，體積膨脹，使水位上升，形成虛假水位。當(dāng)汽包壓力突然升高，則對應(yīng)的飽和溫度提高，一部分熱量被用于爐水加熱，使蒸發(fā)量減少，爐水中汽泡減少，體積收縮，促使水位下降，同樣形成虛假水位。

由于在汽包及系統(tǒng)中有相當(dāng)一部分液體是處在非飽和狀態(tài)下，其過冷度會隨著工況而變動(dòng)。在汽包液面以下的水容積中以及相連通的蒸發(fā)系統(tǒng)中有大量的蒸汽泡存在。它們的多少隨著工況的變化會有很大的不同，這點(diǎn)是影響鍋爐變工況的最主要的因素。液面下汽泡的產(chǎn)生與流動(dòng)使得汽包內(nèi)液面位置的變化并不單純?nèi)Q于給水的質(zhì)量平衡，使得在一定條件下出現(xiàn)所謂的“假水位”現(xiàn)象，這就是工況變動(dòng)下水面汽泡的增多或減少使水位有瞬間的、與汽包內(nèi)的物質(zhì)平衡成反方向的變化。例如，在供汽量突然增大的情況下，內(nèi)部蒸汽壓力的下降，由于飽和水的釋熱面增加了蒸汽的產(chǎn)生，會形成汽包內(nèi)的“漲水”現(xiàn)象。而實(shí)際上，由于蒸汽量大于給水量，汽包內(nèi)的存水量正在減少。汽包內(nèi)的假水位現(xiàn)象的出現(xiàn)對于給水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常不利的因素，對此，必須給予充分的重視。

我廠汽包水位正常運(yùn)行時(shí)是三沖量調(diào)節(jié)（汽包水位、給水流量、主蒸汽流量），其中汽包水位是主信號，給水流量是反饋信號，蒸汽流量是前饋信號，如下圖所示：

表2 媽灣電廠汽包水位三沖量調(diào)節(jié)示意圖

由于主汽流量為前饋信號，能消除虛假水位而造成的給水過調(diào)，也能根據(jù)主汽流量的變化提前發(fā)信號;給水流量是反饋信號，能消除擾動(dòng)，起到穩(wěn)定性的作用，而汽包水位是主調(diào)量。三沖量的作用，使汽包水位正常運(yùn)行使調(diào)整相對穩(wěn)定，汽包水位的動(dòng)態(tài)調(diào)整也比較平穩(wěn)。由于受到給水泵性能的制約，汽包水位從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)需要一個(gè)過程，有相對的滯后。

影響汽包水位的主要因素有：鍋爐負(fù)荷，給水壓力，燃燒工況等。

機(jī)組啟動(dòng)初期，由于鍋水未達(dá)到飽和溫度，所以增減燃料對水位的影響不是很大，這時(shí)汽包水位主要受給水量和排污量的控制，當(dāng)給水溫度逐漸升高達(dá)到飽和溫度后，當(dāng)飽和溫度是100℃時(shí)，水變成汽體積膨脹很多（1603倍），在鍋水中產(chǎn)生了大量的汽泡，這時(shí)汽包水位就會上升很快，這時(shí)只調(diào)整給水量（到零）和排污量（最大），汽包水位有可能也不會下降，我們就要用減弱燃燒來使水位降下來，主要方法有：降低燃油壓力或撤掉一只油槍，在鍋水溫度達(dá)到飽和溫度后，設(shè)定燃油壓力和增減油槍就要注意對汽包水位的影響，操作幅度要盡量的小一些，不要同時(shí)投入多只油槍，投油槍時(shí)將汽包水位控制的低一點(diǎn)，避免汽包水位虛假水位過大而保護(hù)動(dòng)作。在機(jī)組啟動(dòng)以及低負(fù)荷（小于75MW）時(shí)，汽包水位是單沖量（汽包水位）控制，因此汽包水位自動(dòng)不是很好用，最好是手動(dòng)調(diào)整，汽包水位如果投入了自動(dòng)，也必須密切注意汽包水位，機(jī)組狀如有變化（燃燒、負(fù)荷、汽壓）要特別注意對汽包水位的影響。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到75MW時(shí)，給水自動(dòng)為三沖量調(diào)節(jié)，這時(shí)最好將給水泵的自動(dòng)投入，如果沒有什么特別的操作或設(shè)備出現(xiàn)異常狀況，汽包水位三沖量自動(dòng)調(diào)整是比較可靠的。

正常運(yùn)行中當(dāng)負(fù)荷達(dá)到正常（大于180MW），汽包壓力也達(dá)到了正常值（17.5Mpa以上），燃燒變化就成了水位變化的主要因素，爐膛內(nèi)燃燒加強(qiáng)，汽包水位就會先上升后下降，最后達(dá)到平衡，汽包水位上升就是由于燃燒加強(qiáng)造成水冷壁上升管中汽泡增加而造成的虛假水位。燃燒減弱，汽包水位就會先下降后上升，最后到平衡，同樣水位下降也是由于虛假水位的原因。以上說明只要燃燒發(fā)生變化就會產(chǎn)生虛假水位，所以大家在調(diào)整燃燒時(shí)一定要關(guān)注汽包水位的變化。

當(dāng)鍋水飽和溫度為360℃時(shí)，飽和蒸汽和飽和水的容積比是3.67比1，所以壓力越高虛假水位越小，這就是為什么機(jī)組啟動(dòng)過程中汽包水位比平時(shí)更難控制的原因。正常運(yùn)行啟停磨煤機(jī)時(shí)汽包水位變化不大，那是由于燃燒加強(qiáng)和減弱是一個(gè)逐漸加強(qiáng)和減弱的過程，三沖量給水可以控制汽包水位在正常范圍。如果燃燒突然加強(qiáng)，水位就會有一個(gè)大的變化，如果變化量太大，就可能使汽包水位保護(hù)動(dòng)作，所以在作燃燒調(diào)整時(shí)要注意以下方面：

（1）在投油槍時(shí)，最好不要?jiǎng)訃娙计鲾[角和增加燃料以及調(diào)整磨煤機(jī)風(fēng)量，因?yàn)槟芰刊B加很有可能會造成水位大幅上漲。

（2）在磨煤機(jī)發(fā)生堵煤時(shí)，要特別關(guān)注負(fù)荷下降了多少，如果負(fù)荷下降比較多，就要對堵煤的磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)整的幅度小一點(diǎn)，必要時(shí)還要減少其它磨煤機(jī)的煤量。尤其在汽包壓力比較低的時(shí)候，由于虛假水位更厲害，所以堵煤影響更大，更要注意。

（3）調(diào)整磨煤機(jī)風(fēng)量最好要手動(dòng)調(diào)整，不要用改變磨出口溫度定值來增加或減少磨煤機(jī)風(fēng)量，因?yàn)槟菢诱{(diào)整會使磨煤機(jī)風(fēng)量變化很大（會使熱風(fēng)門快速關(guān)小或開大），很容易造成堵煤或吹入爐膛大量煤粉，對汽包水位影響很大。

（4）當(dāng)磨煤機(jī)發(fā)生跳閘后，再次啟動(dòng)一定要預(yù)先打開冷風(fēng)門將磨煤機(jī)中的殘留煤粉吹掉，以免啟磨后大量煤粉進(jìn)入爐膛爆燃，對汽包水位有影響。

（5）調(diào)整燃燒一定要平緩，不開大幅調(diào)整，尤其是對某一參數(shù)同時(shí)有影響調(diào)整，不開同時(shí)進(jìn)行，這樣對鍋爐的其它參數(shù)才不會有太大的影響，機(jī)組的各種自動(dòng)功能才能正常發(fā)揮作用。