摘要：三冲量自动给水系统主要应用在大型工业锅炉以及中小锅炉的用气设备中，通常气量变化较大而且变化较快，给水压力极不稳定。本文针对锅炉给水三冲量调节中出现的故障进行分析研究，探讨其产生原因和处理对策，如何安排工作人员进行实际处理，在异常情况出现时如何保证机组安全稳定运行。
关键词：锅炉；三冲量；给水；调节；故障；处理
三冲量自动给水系统，主要应用在大型工业锅炉中，或可用于用气设备的用气量变化快，给水压力不稳定的中小锅炉。其主要特点是蒸汽流量信号能够用于反馈信号输入到调节器中进行水流量调节。一旦蒸汽流量出现了明显的变化，信号就会变化，相应的输出电流会发生变化，调节器会调节给水流量作出显影的变化，抵消虚假水位造成的错误。
一、调节原理
所谓的三冲量调节系统，指的是通过蒸汽流量、汽包水位、给水流量三个信号进行调节，将三者统一应用于一个调节器。三冲量的具体原理为：汽包液位是调节中的主信号，一旦发生了水位变化，调节器就会出现输出上面的变化，对给水流量进行调节改变，令水位恢复到给定值；蒸汽流量的作用是前馈信号，避免因为虚假水位出现了的变化造成错误调节；给水流量发挥的作用是反馈信号，调节器能够在水位没有出现变化的时候就根据前馈信号消除已经出现的内部扰乱信号，保证调节过程式稳定的，给水流量相对稳定。
将三冲量系统应用于控制系统中，从结构方面分析，该系统属于存在前馈信号的串级控制系统。该系统的构成包括液位控制器以及流量控制器，其中主变量为汽包液位，副变量则是给水流量。将副变量加入到系统中以后，能够对给水压力进行更有效的克服波动控制力，导致汽包液位变化的直接因素是蒸汽流量的变化，发挥出的作用的干扰作用，蒸汽发生波动的时候，能够通过控制器调整给水流量，所以整个变化是干扰控制，蒸汽流量信号在控制中的作用是前馈信号作用。
串级控制系统会选择不同的控制器发挥不同的作用，即水位控制器发挥反作用，流量控制器发挥正作用，调节器作为气关阀发挥作用。若是水位因为发生扰动出现升高，那么会因为控制器的反作用令其输出下降，流量控制器给定值减小，导致输出增加，调节阀开度减小，减小给水流量，造成水位下降到一定的数值，保持在设定的值范围内；若是蒸汽流量增加，流量控制器给定值增加，输出减小，调节阀开度增加，给水流量增加，维持水蒸气的平衡；副回路能够对水自身的扰动进行克服，进一步保证了水位自动控制的稳定性；给水流量如果增加，控制器输出增加，调节阀开度减小，给水量减少，进而保证水蒸气平衡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、调节故障分析和处理策略
（一）故障分析
锅炉给水三冲量调节故障有多种类型，调节故障发生过程分析如下：第一，给水流量大幅度在某一瞬间出现波动，造成给水流量瞬间全无；第二，汽包液位出现了大幅度的变化，汽包液位到达报警值以后水位声光报警，发出报警器的声音，水位调节从自动转变成手动方式，给水调节阀门开度从自动转换为手动，汽包液位超过100mm时，事故放水阀门自动打开，超过150mm时，锅炉发生对应动作；第三，给水流量瞬间全无，自动投入给水的时候，锅炉的给水调节阀门全开，给水压力降低报警，备用给水泵联动，若是备用泵没有自动启动，那么锅炉会出现自动调节失灵的现象，这时给水调节阀门开大，汽包液位急剧降低，最终造成锅炉MFT；第四，锅炉的仪表显示气源压力低，锅炉给水调节阀无法正常操作。
分析调节故障的原因，具体如下：给水流量计失灵，造成给水流量无法正常显示；蒸气流量计失灵，导致三冲量调节无法正常工作；汽包液位出现假水位的情况，水位计失灵，汽水共腾情况出现；锅炉受热面出现了严重的泄露或爆管的情况，水位无法补上，给水流量调节阀全开，给水压力下降，高压锅炉水泵备用泵无法启动；给水系统出现故障或是误操作导致给水压力下降。
（二）预防策略
在系统中安装锅炉报警装置，定期进行检查确定其正常运行；报警装置需要按照具体情况设置报警级别；在锅炉给水控制中添加提示框，若是从自动调整为手动，要弹出确认选项；给水流量和蒸汽流量添加差值报警，若是偏差大于某个设定值，就弹出报警提示；对于锅炉炉水的品质进行有效控制，保证水位计能够正常使用；尽量令给水调节阀在空气压力较低的情况下能够保位。
（三）处理措施
给水流量突然全无：若是能够及时发现，那么需要将事故锅炉的水气动调节阀调开，从自动转为手动调节，关闭小锅炉给水气动调节阀，保证给水压力，维持正常水位；若是锅炉高水位报警，那么先确认蒸汽流量和给水流量的偏差值，随后从自动改为手动调节，检查给水压力，监测运行锅炉的水位情况；若是锅炉给水调节阀全开，汽包液位极度增加，给水压力快速下降，备用锅炉已经联动，那么可以将给水调节阀调小，打开锅炉定排阀门进行排污，若是水位下降严重，那么要关闭锅炉定排阀门；工作人员需要将发生的事故向领导汇报，及时通知电仪厂处理。
给水流量计故障显示数值满量程：将给水调节阀关闭，自动给水调整为手动方式，根据汽包液位调整给水流量；若是锅炉低水位报警，那么根据给水流量和蒸汽流量的偏差调整给水阀门操作；若是给水调节阀全关，那么需要迅速打开给水调节阀，检查压力，按照水泵操作人员监视给水泵运行情况，根据给水压力调整水泵运行。
锅炉给水压力低造成自动调节失效：将给水自动切除调整为手动控制，保证水位；在领导的指挥下对各个锅炉的负荷进行统一调整；对管网压力进行调节，保证其稳定性，如果有必要可以将汽轮机负荷降低；对水压力低的原因进行排查，启动备用锅炉给水泵，尽快恢复给水压力；给水压力正常以后，恢复锅炉负荷，稳定以后转回自动给水控制。
参考文献：
[1]卢春华,王丹丹,杜章永.三冲量锅炉汽包液位控制系统仿真研究[J].化工管理,2019(33):135-136.
[2]吴长品.DCS对ISA余热锅炉气包水位三冲量的控制及关键参数整定[J].科学技术创新,2019(28):44-45.
[3]齐明轩.汽包液位的三冲量控制应用研究[J].当代化工研究,2019(03):92-93.
[4]刘燕江,普存毅.改进型单级三冲量汽包水位控制系统应用研究[J].化工自动化及仪表,2018,45(09):671-675.
[5]马强.宣钢转炉汽包上水三冲量调节改造及优化[J].自动化博览,2018,35(06):81-83.
论文作者:刘云鹤
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：锅炉论文; 流量论文; 汽包论文; 水位论文; 冲量论文; 压力论文; 调节阀论文; 《中国电业》2019年20期论文;