300MW机组给水全程控制系统设计
?CPb?W?sLhP1P2-变送器+
图4 汽包水位单容平衡容器的测量系统
1.4.2 过热蒸汽流量信号压力、温度校正
大容量高参数锅炉的过热蒸汽流量通常采用标准节流装置进行测量。这种喷嘴基本上是按定压运行额定工况参数设计，在该参数下运行时，测量精度是较高的。但在全程控制时，运行工况不能基本固定，当被测蒸汽压力和温度偏离设计值时，蒸汽度的密度变化很大，这就会给测量造成误差，所以要进行压力和温度的校正。一般按下式进行校正：
????18.57P? （3）D=k?P=K10.2?P? TP???1.66?5.61??100??100式（3）中：
D—过热蒸汽流量(Kg/H)；P—过热蒸汽压力(MPa)；T—过热蒸汽温度(?C)；
?p—节流件差压(MPa)；K—流量系数；?—过热蒸汽重度(Nm3)。
1.4.3 给水流量测量信号的温度校正
计算结果表明：当给水温度为100℃不变，压力在0.196～19.6MPa范围内变化时，给水流量的测量误差为0.47%；若给水压力位19.6MPa不变，给水温度在100～290℃范围内变化时，给水流量的测量误差为13%。所以，对给水流量测量信号可以只采用温度校正，若给水温度变化不大，则不必对给水流量测量信号进行校正。
5
热工过程控制系统课程设计
3 汽包水位三冲量给水控制系统
3.1 三冲量控制系统结构原理
所谓三冲量，指的是引入了三个测量信号：汽包水位、给水流量、蒸汽流量。这个系统对上述两种方案取长补短，极大地提高了水位控制质量。例如，当耗汽量D突然阶跃增大时，一方面由于假水位现象水位会暂时升高，它使调节器错误地指挥调节机构减小给水量；另一方面，D的增大又通过比值控制作用指挥调节机构增加给水量。实际给水量是增大还是减小，取决于系统参数的整定。当假水位现象消失后，水位和蒸汽信号都能正确地指挥调节机构动作。只要参数整定合适，当系统恢复平衡状态以后，给水流量必然等于蒸汽流量，水位H也就会维持在设定值。给水控制是串级调节系统，主调节器接受水位信号，对水位起校正作用，是细调；其输出作为副调节器的给定值，副调节器的被调量是给水流量，目的是快速消除来自水侧的扰动。
DαD前馈通道ID+ΔIIHγDW1扰动通道WW2W0D(s)H2H1HPI调节器I0WT(s)αWKZ内回路KμγWγHW0W(s)-IW-主回路
图5 三冲量给水控制系统图
但必须指出，引入蒸汽流量信号只是削弱了假水位期间调节机构的误动作，但并不能消除假水位现象，并且由于水位H对负荷（蒸汽量）扰动D的响应速度要比对基本扰动W的响应速度快得多，因此，在外部扰动下被调量的变化幅度还是比较大，必须对负荷变化的幅度加以限制。
3.2 汽包水位的串级控制系统
通过三冲量水位控制系统的整定可以看到，为了保证系统有良好的静特性，各输入信号之间有严格的静态配合关系，并且动态整定过程也比较复杂，给系统
6
300MW机组给水全程控制系统设计
的整定带来了一定的困难。所以，采用水位串级控制系统。
主回路用于直接控制水位，主调节器一般都采用比例积分动作，维持稳态水位不变。副回路是流量系统，副调节器可以用比例或比例积分动作。引入蒸汽流量作为静态前馈信号，所以是一个带有静态前馈的串级控制系统。为了保证给水系统的汽水平衡，应有nD?同。如图7示。
DKW,而其它的部分的整定则与一般串级系统完全相KDKDnDWHHGC1(S)Gc2(s)KpGp(s)KwKH
图6 水位串级控制系统原理图
串级系统比三冲量系统多用了一个调节器，这是缺点，但是它却使得对信号
的静态配合要求不那么严格了，也不需要估计因蒸汽压力变化或锅炉排污量变化而引起配比关系的。
7
热工过程控制系统课程设计
4 控制系统组态分析
4.1 INFI-90分散控制系统概述
本套给水控制系统可以INFI-90来实现，下面则INFI-90分散控制系统进行一下简要介绍。INFI-90系统是Bailey公司1987年推出的产品。该系统与Bailey公司1980年推出N-90系统兼容，系统结构和功能也基本相同。因而，INFI-90属于N-90的改进型产品，是一种集过程控制，过程管理为一体的现代化过程控制与管理系统。
INFI-90系统主要由过程控制单元（PCU），运行员操作站（OIS），计算机接口（CIU）和把它们联成一个系统的通讯环路以及作为应急手段的模拟控制站（SAC）和数字逻辑站（DLS）组成。INFI网组环能带多达250个节点，多个子环通过就地和远程接口与主环相连。每个子环能带多达250个节点，一个主环最多连接250个子环，这样整个系统有袋62500个节点的能力。到目前为止，超环结构的应用还很少见。厂区环路结构是INFI-90系统应用最为普遍的一种结构形式。厂区环路是INFI-90摸件共同采用的高速串行通信通道，支持63个节点，每一个节点到下一个节点的最大距离为2000米。
INFI-90系统提供了一系列执行不同功能的软件模块，存贮在各种主模件的只读存储器中。这些功能块，即功能码。
分散控制系统的特点之一是通过功能组态构成各种不同的应用系统，而不必修改硬件或硬接线。INFI-90提供了一系列执行不同功能的软件模块，存储在各种主模件的只读存储器中。为了便于使用这些软件模块构成具体的功能软件，事先以对这些软件模块编排了不同的代码，这就叫做功能码。功能码是软件模块的编号，代码，以便相互区分和灵活使用。每个功能码代表一种具体的局部功能软件。所有功能码的集合就是代表着一个具有各种功能子程序的软件库，就好比一系列不同功能的仪表组件，因而，有时也把这些功能码称为软仪表。组态过程也称为仪表系统的软接线。可以设想，一个具体设计好的系统图，事实上就规定了使用哪些种仪表，每种使用多少，相互间如何连接，硬件实现如此，软件实现也如此。
可想而知，一个分散控制系统所提供的功能软件模块种类越多，则说明系统功能越丰富，制造厂家考虑到各种各样的用户，不同的应用需要，不断的扩充他们的功能软件库，比如INFI-90总共规划了255种软件模块，即编排了从1至255功能码，包括72个留给用户自定义的功能码。实际使用时，并不意味着这些功能码对任何一个用户都是必要的。
INFI-90系统中的主模件需要进行组态。系统组态信息可通过工程设计工作
8
