蒸汽锅炉汽包液位模糊PID控制

李 洁，刘 凯

（内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古 包头 014010）

锅炉是化工、炼油、发电等工业生产中不可缺少的重要动力设备。维持汽包水位在一定的范围内波动是保证锅炉正常、安全、高效运行的重要条件之一。水位过高，将影响汽包内的汽水分离效果，使汽包出口的蒸汽带水量增加；而水位过低，可能导致锅炉缺水，使得循环管局部过热而爆裂。

水位控制的方法主要有几种，包括单冲量控制法，双冲量控制法以及三冲量控制法。现在企业大部分采用三冲量控制法，即用汽包水位，给水流量以及蒸汽量为控制信号，控制汽包水位。在负荷比较稳定、燃烧比较平稳的条件下，由常规PID控制器构成的串级三冲量控制系统对于虚假水位和给水量的波动有较强的处理能力；但是当负荷发生较大变化时，常规的串级三冲量系统的控制效果会明显下降，出现超调量增大、振荡加剧等现象，不利于锅炉的安全、经济运行。针对这一问题，将模糊自整定PID 算法应用于三冲量控制系统，以实现对锅炉汽包水位控制品质的改善。

1 锅炉给水控制系统

当给水量不变，负荷蒸汽量增加时，汽泡水位不但不降低反而上升，即先上升后下降；当蒸汽负荷突然减小时，汽泡水位变化的情况相反，是先下降后上升。当蒸汽流量不变，给水量增加，水位基本不变，甚至有可能下降。当水中的气泡体积不再变化时，水位就将快速上升。这就是人们常说的虚假水位现象。

由于给水控制系统没有自我保持平衡的能力，又存在滞后情况，因此，汽包水位控制系统应采用闭环三冲量的调节控制系统。……