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關鍵詞：FPGA；鍋爐；水位；控制器

1 概述

鍋爐的水位控制精度不同對控制器的精度要求也不同，對精度要求不的鍋爐用水位檢測器和簡單限位控制器就行了，而對于控制精度要求高的鍋爐需要精度高的控制?？刂破鞯臉嫵捎泻芏喾N，采用單片機是較常見的控制方式，但是單片機系統(tǒng)構成較為復雜并且抗干擾性能不易提高。也可以用通用的單回路調(diào)節(jié)器PLC進行控制但是性能價格比不高。本系統(tǒng)采用有FPGA芯片的在線可編程控制器，不僅性能穩(wěn)定抗干擾能力強而且能夠在線配置系統(tǒng)參數(shù)，能夠保障系統(tǒng)的正常運行。該系統(tǒng)控制器硬件使用VHDL語言設計而成，以便調(diào)試維護和系統(tǒng)升級，其控制算法采用PID控制算法使得控制器的精度提高。

2 系統(tǒng)的功能部件介紹

（1）水位檢測部件，主要由液位傳感器組成，用于測量鍋爐中液位的高低，將液位信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。

（2）信號放大部件，由于液位測量器輸出的電壓信號強度較弱，必須將信號放大后才能進行遠距離傳遞，信號放大部件將其放大并將信號傳送到距離鍋爐房較遠的控制室內(nèi)的控制器控制器。

（3）控制調(diào)節(jié)部件，主要由控制器組成，其負責系統(tǒng)的各類控制信號的收集貯存運算并且將處理好的信息流向外輸出以控制鍋爐中的水位。

（4）人機交互部件，該系統(tǒng)設置有操作員的操作開關，既可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時通過操作臺人為控制系統(tǒng)的正常運行，也可以在系統(tǒng)正常運行時人為的對系統(tǒng)進行在線調(diào)試。

（5）驅(qū)動執(zhí)行部件。由于控制器輸出的控制信號強度不能直接驅(qū)動執(zhí)行部件必須進行功率放大，本功率放大器主要由可控硅電路構成。執(zhí)行部件由電控閥門組成，控制閥門的開度就能夠控制鍋爐的進水量以調(diào)節(jié)水位。

3 控制邏輯各模塊功能的VHPL語言實現(xiàn)

3.1人機交互面板的VHDL語言

LIBRARY IEEE； USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ENTITY FENG ISPORT（CP，CLR：IN STD_LOGIC；Q ：OUT STD_LOGIC）； END FENG； ARCHITECTURE FENG_ARC OF FENG IS BEGINPROCESS（CP，CLR） BEGINIF CLR='0'THEN Q

LK：INSENDSELARCHITECTURBEGIN PROCESS（CLK） VARIABLEE.STD_LOGIC_1164.ALLUSEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.

ALLNTITYCOUNTISPORT（CLK，EN：INH，L：OUTBEGINCLK'EVEN'

THENIFEN='1'THENIFELSIFLL=0THENLL1PROCESS；ENDCOUNT_

AREND DISP_ARC；

3.2 控制調(diào)節(jié)器的VHDL語言

LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLENTITY LOCKB IS PORT（D1，D2，D3，D4：IN STD_LOGIC； CLK，CLR：IN STD_LOGIC； Q1，Q2，Q3，Q4，ALM：OUT STD_LOGIC）； END LOCKB；ARCHITECTURELOCK_ARCOFLOCKBGIN PROCESS（CLK） BEGIN F ENQ1

3.3 PID算法的VHDLZ言

LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLENTITYPIDCH41AISPORT（D1，D2，D3，D4：INSTD_LOGIC；Q：OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO 0）） END CH41A ARCHITECTURE CH41_ARCOFCH41ASBPIDEGINPROCESS（D1，D2，D3，D4）VARIPIDABLE ：STD_LOGIC_VECTPIDOR（3DOWNTO0）BEGINTMP：=D1&D2&D3&D4；CASETMPISWHEN Q

3.4 電控閥門控制的VHDL語言

LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALENTITYCH1AISP

ORT（SEL：IN STD_LOGIC_VECTOR（2 DOWNTO 0） D1，D2，D3：IN STD_LOGIC_VECTOR（3 DOWNTO 0）； Q ： OUT STD_LOGIC_VECTOR（3 DOWNTO 0） ENDCH31A；RCHITECTURE CH31_A

RC OFCH31ASBEGINPROCESS（SEL，D1，D2，D3）EGINCASESELIS WHEN WHENWHEN END CASE END PROCES END CH31_ARC

4 結束語

本系統(tǒng)采用FPGA作控制單元鍋爐中水位的控制情度較高，成本低且控制效率高，能夠滿足大部分鍋爐的控制要求。實際應用中，鍋爐容積越大則控制參數(shù)的貫性越大，用簡單的PID控制可能難以滿足精度要求，如果超調(diào)幅度過大本，系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場實際在線調(diào)整和增加其它控制算法，本系統(tǒng)可以很方便快捷地調(diào)整控制參數(shù)以達到精度要求。

參考文獻

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【關鍵詞】水位控制；組態(tài)；可編程控制器

一、水塔水位控制系統(tǒng)

水塔水位控制系統(tǒng)以PLC作為控制核心，利用水的導電性連續(xù)測量水位的變化，把測量到的水位變化參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應的電信號，上位機應用組態(tài)軟件對接收到的信號進行數(shù)據(jù)處理，完成相應的水位顯示、故障報警信息顯示，使水位保持在適當?shù)囊何?，維持水壓恒定，從而提高供水系統(tǒng)的可靠性。

二、PLC水塔水位控制系統(tǒng)的硬件設計

（一）水塔水位控制系統(tǒng)的設計要求

圖1 水塔水位控制裝置圖 圖2部分梯形圖

水塔水位控制裝置如圖1所示。設水塔、水池初始狀態(tài)都為空，4個液位指示燈全滅。當執(zhí)行程序，掃描到水池液位低于水池下限液位時，水池下限位指示燈S4亮，水閥打開，開始往水池進水；定時器開始定時，4秒后若S4還不為OFF，那么閥Y指示燈閃爍，表示閥Y沒有進水，出現(xiàn)故障；若水池液位已經(jīng)超過了下限位，系統(tǒng)檢測到此信號時，由于水塔液位低于下限，水泵開始工作，向水塔供水；當水池的液位超過上限時，水池上限指示燈S3亮，水閥關閉。但水塔現(xiàn)在還沒有裝滿，此時水塔液位已經(jīng)超過下限水位，則水塔下限指示燈S2亮，水泵繼續(xù)工作，在水塔水滿時，水塔上限指示燈S1亮。但剛剛給水塔供水時，水泵已把水池的水抽走了，此時水池上限指示燈S3滅，水塔供水完成。

（二）水塔水位控制系統(tǒng)的水位傳感器

采用LC-SW1型水位傳感器，其由全密封隔離膜充油傳感器和內(nèi)置高性能微處理器構成，可對傳感器的非線性、溫度漂移等進行全范圍內(nèi)的數(shù)字化修正處理，并有HART通信協(xié)議輸出和模擬輸出。具有精度高、穩(wěn)定性好的特點。

（三）水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接口分配

經(jīng)過對系統(tǒng)控制要求中輸入和輸出的分析，系統(tǒng)I/O點數(shù)為4個輸入、2個輸出，所以在機型上選用西門子公司的S7-200 CPU 224CN型的PLC，可以滿足系統(tǒng)控制的要求?？刂葡到y(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配如下。1）輸入信號：I0.0為水塔高水位傳感器S1；I0.1為水塔低水位傳感器S2；I0.2為水池高水位傳感器S3；I0.3為水池低水位傳感器S4。2）輸出信號：Q0.0為抽水機M；Q0.1為電磁閥Y。

三、水塔水位控制系統(tǒng)的PLC程序設計

梯形圖的設計采用西門子編程軟件STEP7 MicroWIN V4.0來實現(xiàn)，水塔水位控制系統(tǒng)的程序包含子程序調(diào)用、清零復位、水塔水位控制、信號鎖存、超時報警、報警輸出、電磁閥工作等程序，部分梯形圖如圖2所示。

四、水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設計

（一） PLC與組態(tài)王之間的通訊設置。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求的分析，采用組態(tài)王6.53對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計[3]。計算機與CPU模塊的通信是用PC/PPI編程電纜實現(xiàn)的。根據(jù)計算機使用的串行通信接口，設置相應的通信參數(shù)，波特率為9600b/s，偶校驗，通信接口為RS232，數(shù)據(jù)位為8，停止位為1。

（二）數(shù)據(jù)庫的建立。數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王軟件的核心，在工程管理器中，選擇“數(shù)據(jù)庫＼數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“新建圖標”，彈出“變量屬性”對話框，創(chuàng)建仿真水塔水位各個變量數(shù)據(jù)，這些變量與PLC內(nèi)部變量一一對應，PLC的輸入輸出完全由組態(tài)王內(nèi)部變量代替。PLC的實際輸入輸出狀態(tài)都反映在組態(tài)監(jiān)控界面上，借助PLC的通信功能，系統(tǒng)的運行就可以實現(xiàn)真正的仿真。

（三）組態(tài)畫面的設計。組態(tài)王采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g，能方便建立畫面的圖形界面。構圖時可以像搭積木那樣利用系統(tǒng)提供的圖形對象完成畫面的生成。同時支持畫面之間的圖形對象拷貝，可重復使用以前的開發(fā)結果。水塔水位組態(tài)設計畫面如圖3所示。

（四）建立動畫連接。動畫連接即建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關系。這樣工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)如溫度、液面等發(fā)生變化時，通過I/O 接口將引起實時數(shù)據(jù)庫中變量的變化。在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建水塔水位控制系統(tǒng)的示意圖，建立各個按鈕，并將各個控制按鈕、指示燈與所建立相應變量關聯(lián)，對相關單元進行動畫連接。

（五）命令語言。命令語言是一種類似于C語言的程序，利用其書寫程序可增強應用程序的靈活性，控制各個變量的變化，使得畫面能夠正確反映郵件分揀系統(tǒng)的動作過程。水塔水位控制系統(tǒng)的部分命令語言如下所示。

圖3 水塔水位組態(tài)設計畫面

（六）系統(tǒng)組態(tài)的運行和調(diào)試。啟動組態(tài)王，運行水塔水位控制仿真系統(tǒng)。將PLC編程編譯并下載到PLC主機，并讓其為RUN狀態(tài)，按照水塔水位的控制要求進行模擬調(diào)試，觀察運行結果。PLC實驗板與主機連線如圖4所示。此次模擬了水塔和水池分別在上限水位和下限水位的不同情況時，抽水機和電磁閥的對應動作。當水池水位在水位下限位時，電磁閥Y會接通，給水池加水；若4秒后水池水位還是維持在下限位，此時電磁閥會閃爍發(fā)出報警，從而實現(xiàn)一個低水位報警的功能。

圖4 PLC實驗板與主機連線圖

五、小結

設計以西門子S7-200 PLC為核心，用PLC程序來控制水塔水位系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的控制顯得簡單易于操作，并使用組態(tài)王的設備選擇、數(shù)據(jù)詞典、組態(tài)畫面及其動畫連接設置來監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使人可以更清楚地監(jiān)控到系統(tǒng)的運作情況，達到遠程可靠的監(jiān)控效果。

參考文獻：

[1] 陳建明.電氣控制與PLC應用（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社.2010.

[2] 李全利.運動控制技術應用設計與實踐（西門子）[M].北京：機械工業(yè)出版社.2009.

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【關鍵詞】蒸汽發(fā)生器水位；主給水泵；給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)

0 前言

秦山第二核電廠的蒸汽發(fā)生器是一個立式的、自然循環(huán)式的、產(chǎn)生飽和蒸汽的裝置。它由外殼、U形傳熱管、汽水分離器和套筒等部件組成。反應堆冷卻劑在傳熱管內(nèi)流動，把熱量傳遞給管外的二回路水，二回路水在蒸汽發(fā)生器內(nèi)自然循環(huán)，在它流經(jīng)傳熱管外時有一部分水變成飽和蒸汽，供給主汽輪機和輔助設施。作為反應堆的第二道屏障的組成部分，蒸汽發(fā)生器在有放射性的一回路系統(tǒng)和無放射性的二回路系統(tǒng)之間提供了屏障。對于一個主控操縱員來說，蒸汽發(fā)生器水位的控制是非常重要的，只有對蒸汽發(fā)生器水位的各個影響因素了解清楚以及掌握了各因素之間的相互關系后，才能在蒸汽發(fā)生器水位發(fā)生異常時作出準確而有效的應急措施，從而確保反應堆及汽輪機的安全可靠運行。

主給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ARE）的功能是向蒸汽發(fā)生器供應給水。這水來自凝結水抽取系統(tǒng)（CEX）的凝汽器，并通過給水除氧器系統(tǒng)（ADG）的水箱。水在低壓加熱器和高壓加熱器內(nèi)加熱（ABP和AHP），依靠主給水泵供水。蒸汽發(fā)生器的供水量由給水流量控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，它將蒸汽發(fā)生器二次側的水位維持在一個隨汽輪機負荷變化所預定的基準值上。

本文將從蒸汽發(fā)生器水位控制入手，分析影響SG水位的相關系統(tǒng)，并對機組運行以來發(fā)生的一些SG水位瞬態(tài)變化的事件加以簡要分析。

1 蒸汽發(fā)生器水位控制原理

設置蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是為了維持蒸汽發(fā)生器二次側的水位在需求的整定值上。

水位不能過高，否則將造成出口蒸汽含水量超標，加劇汽輪機的沖蝕現(xiàn)象，影響機組的壽命甚至使汽輪機損環(huán)。而且，水位過高還會使得蒸汽發(fā)生器內(nèi)水的質(zhì)量裝量增加，在蒸汽管道破裂的事故工況下，對堆芯產(chǎn)生過大的冷卻而導致反應性事故的發(fā)生。如果破裂事故發(fā)生在安全殼內(nèi)，大量的蒸汽將會導致安全殼的壓力、溫度快速上升，危害安全殼的密封性。同樣，水位也不能過低，否則，將會導致U型管頂部，甚至可能導致給水管線出現(xiàn)水錘現(xiàn)象。這樣，堆芯余熱的導出功能將惡化。

為此，蒸汽發(fā)生器水位整定值設計成隨負荷而變化的。這里所說的負荷是由兩部分組成的，即進入汽機的蒸汽流量與排向凝汽器的蒸汽流量之和。在低負荷時，蒸汽發(fā)生器的蒸汽壓力高（出口蒸汽壓力在零負荷時為7.6MPa），水的密度大，確定較低的水位定值是為了保持蒸汽發(fā)生器中的水裝量較少，以防止在主蒸汽管道破裂時，向安全殼釋放更多的能量，造成安全殼破壞。

在20%負荷以下，水位定值隨負荷增加而提高。這是因為在負荷減小時，由于蒸汽發(fā)生器中汽泡數(shù)目減少，使蒸汽發(fā)生器中水的密度增加（降低比容），為了使水位不至于下降到低水位保護動作，水位隨負荷增加而線性增加。

在20%―100%負荷時，水位定值維持在51.6%水位不變。因為隨著負荷的增加，蒸汽發(fā)生器中汽泡的數(shù)目和尺寸都增加，這就降低了蒸汽發(fā)生器中水的密度，提高了比容。這時如果不減少蒸汽發(fā)生器中的水的質(zhì)量，其水位將會升高到淹沒二級汽水分離器，達到不可接受的程度。所以為了保持蒸汽發(fā)生器出口的干度，在20%―100%負荷時，水位控制系統(tǒng)將水位維持在51.6%恒定。

同時，蒸汽發(fā)生器水位也參與保護動作，水位定值情況如圖1所示。

1.1 主給水泵系統(tǒng)（APA）

1.1.1 系統(tǒng)功能

1）在各種工況下，本系統(tǒng)能通過高壓給水系統(tǒng)，從除氧器連續(xù)地向蒸汽發(fā)生器輸送除氧水。

2）系統(tǒng)設有三臺電動主給水泵，正常運行期間，兩臺運行，一臺備用，三臺泵可以任意切換。

3）當兩臺運行的電動主給水泵組中一臺脫扣時，處于備用狀態(tài)下的電動主給水泵快速啟動。

4）具有變速功能，能在反應堆整個熱功率范圍內(nèi)，滿足蒸汽發(fā)生器給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ARE）控制給水的流量要求。

1.1.2 主給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原理

每臺蒸汽發(fā)生器都有各自獨立的水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變調(diào)節(jié)閥門的開度以改變給水流量從而達到控制水位的目的。但是，二臺蒸汽發(fā)生器的給水母管是共用的，如果只是單獨采用水位調(diào)節(jié)方式，當一臺蒸汽發(fā)生器的水位偏離整定值而需要改變給水調(diào)節(jié)閥的開度以改變給水流量時，將會引起給水母管壓力的改變，而此時另外一臺蒸汽發(fā)生器的給水調(diào)節(jié)閥開度并沒有改變，因而其給水流量因給水母管壓力的變化而產(chǎn)生變化，這樣，在這臺蒸汽發(fā)生器內(nèi)將出現(xiàn)汽―水流量不平衡狀況，從而也會發(fā)生了水位的波動。為了避免這種相互間的不良影響，避免給水調(diào)節(jié)閥的頻繁動作，改善水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作環(huán)境，引入了給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)給水泵的轉(zhuǎn)速使得給水閥的壓降在正常的負荷變化范圍內(nèi)（0～100%FP）維持近似恒定，從而優(yōu)化給水調(diào)節(jié)閥的工作條件。

主給水泵系統(tǒng)維持給水母管與蒸汽母管之間的壓差隨負荷變化，從而保證調(diào)節(jié)閥的壓降保持近似不變，從而消除了兩臺蒸汽發(fā)生器之間的耦合影響。給水母管與蒸汽母管之間的壓差隨負荷變化而呈拋物線變化，作為近似，可以用一條折線來表示，如圖2所示：

圖中：給水母管和蒸汽母管的總壓降P由四部分組成：

P=P1+P2+P3+P4

式中：P1――給水泵出口與蒸汽發(fā)生器給水進口之間的位差，是恒定值；

P2――調(diào)節(jié)閥壓降，應保持恒定；

P3――蒸汽發(fā)生器二次側的壓降，隨負荷而變；

P4――蒸汽管線和給水管線內(nèi)的壓降，隨負荷而變。

通過調(diào)節(jié)給水泵的轉(zhuǎn)速，我們能保證泵的出口壓頭和流量都隨負荷變化而變化。這樣不僅能維持給水閥的壓降不變，而且能使壓頭與圖2所示的總壓降曲線相吻合，從而消除了兩臺蒸汽發(fā)生器之間單獨的流量調(diào)節(jié)之間的不良耦合。

主給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原理如圖3所示，主給水泵轉(zhuǎn)速控制原理（見下頁模擬簡圖）：實測的“汽水母管壓差”信號與根據(jù)蒸汽總流量整定的“汽水母管壓差”實測值進行比較后，經(jīng)PID輸出，與“液力耦合器控制信號的平均值”比較后，經(jīng)一積分環(huán)節(jié)送出每臺主給水泵的“液力耦合器控制”信號，經(jīng)過每臺主給水泵的“手自動控制站”，轉(zhuǎn)換為4～20毫安電流信號后送入液力耦合器伺服機構PLC控制器，同時伺服機構的“液力耦合器反饋”信號也送入該PLC，兩者進行比較，達到整定的差值后送出開關量信號，啟動伺服電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以調(diào)整勺管位置，達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。

1.1.3 主給水泵連鎖跳泵邏輯的修改

二期設計為兩條6kV母線為三臺電動主給水泵供電，A、B泵各占一條母線，C泵掛在兩條母線上，接線如圖4。

1）正常運行時A、B泵運行，LGA6和LGB4放備用

2）A泵的備用啟動命令有三個：B＼LGA6＼LGB4泵跳

3）B泵的啟動命令將達到三個A＼LGA6＼LGB4泵跳

4）LGA6的啟動命令為A泵跳

5）LGB4的啟動命令為B泵跳

1.2 蒸汽發(fā)生器水位控制原理

我們廠的蒸發(fā)器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個利用水位偏差（要求值與實測值的偏差）、蒸汽流量和給水流量的三沖量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)主給水系統(tǒng)的主給水調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥來改變主給水流量，從而達到維持蒸汽發(fā)生器水位在程序整定水位。兩臺蒸汽發(fā)生器分別用兩套控制回路來調(diào)節(jié)液位。對于每臺蒸汽發(fā)生器而言，其水位的調(diào)節(jié)是通過控制進入該蒸汽發(fā)生器的給水流量來完成的。每臺蒸汽發(fā)生器的正常給水回路設置有兩條并列的管線：主管線上的主給水調(diào)節(jié)閥用于高負荷運行工況下的水位調(diào)節(jié)，旁路管線上的旁路調(diào)節(jié)閥則是應用于低負荷及啟、停階段的運行工況。其調(diào)節(jié)原理如圖5所示。

給水主調(diào)節(jié)閥可保證1854t/h的受控流量（名義流量的95%），旁路調(diào)節(jié)閥可保證的受控流量為293t/h（設計流量），實際上旁路調(diào)節(jié)閥可保證360t/h的流量（名義流量的19%）。流量控制由兩個互補的通道來保證：

1）兩參量（蒸發(fā)器水位-負荷）控制通道，它在低負荷（小于18.5%FP）時運行，使旁路調(diào)節(jié)閥（ARE242、243VL）動作；此時主調(diào)節(jié)閥保持全關狀態(tài)。

2）三參量（蒸發(fā)器水位-給水流量-蒸汽流量）控制通道，它在高負荷（從18.5%FP到100%FP）時運行，使給水主調(diào)節(jié)閥（ARE031、032VL）動作。在這種情況下旁路調(diào)節(jié)閥保持全開狀態(tài)。

1.2.1 旁路給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)原理

1）旁路調(diào)節(jié)閥設計是調(diào)節(jié)大約19%的額定流量，用于啟動和低負荷工況。因為在低負荷時，測量流量的節(jié)流裝置兩端的壓差太小，流量測量不精確，信噪比也變得較差。此外，在低負荷時，如果采用主給水調(diào)節(jié)閥，它在較小的開度下頻繁調(diào)節(jié)，會帶來閥座過度磨損，并且在較小開度下，其調(diào)節(jié)性能很差。因此在負荷低于18.5%時，主給水調(diào)節(jié)閥保持關閉，只使用旁路調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。

2）用于旁路調(diào)節(jié)的信號有水位調(diào)節(jié)器給出的給水流量需求信號和低負荷下蒸汽總量信號。蒸汽發(fā)生器的實測水位與根據(jù)蒸汽負荷得出的程序水位定值比較后，給出水位偏差信號，經(jīng)過給水溫度補償，再通過水位調(diào)節(jié)器給出給水流量需求信號。

3）溫度補償：每臺蒸汽發(fā)生器裝有一臺給水溫度傳感器，經(jīng)高選后的給水溫度輸入變增益函數(shù)發(fā)生器（變增益環(huán)節(jié)），如圖6?？刂葡到y(tǒng)將水位偏差信號乘以一個隨溫度升高而增大的系數(shù)。其作用是在低負荷時，給水溫度低，增益系數(shù)小，使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定，避免調(diào)節(jié)機構的頻繁動作。在高負荷時，給水溫度高，增益系數(shù)大，使調(diào)節(jié)過程更為靈敏。

4）水位濾波器：它是一種延遲濾波器，其作用是避開在負荷變化初期水位變化的過渡過程中各有關參數(shù)瞬態(tài)變化的干擾，消除蒸汽發(fā)生器“水位膨脹”和“水位收縮”現(xiàn)象對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不利影響。

5）低負荷下蒸汽總量信號由二部分組成：汽機的沖動級壓力（窄量程）；旁路排放的蒸汽流量。給水流量需求信號與低負荷下蒸汽總量信號相減后，進入流量調(diào)節(jié)器將流量信號轉(zhuǎn)換為旁路給水調(diào)節(jié)閥的開度信號，調(diào)節(jié)旁路閥ARE242/243VL。在主控室也可以通過手操器直接操作旁路調(diào)節(jié)閥。低負荷下，往往GCT-C會有開度，因此GCT-C閥門開度的變化會引起蒸汽發(fā)生器水位的變化，如果GCT-C閥門快關，造成SG壓力升高，氣泡壓縮，可能導致蒸汽發(fā)生器低低水位而停堆。因此，在低負荷下，特別是剛并上網(wǎng)時，一定嚴密注意GCT-C的開度，盡量不要出現(xiàn)大的擾動。

6）當出現(xiàn)P4，且Tavg

1.2.2 主給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)

1）主給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)是一個三沖量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)（水位誤差、主蒸汽流量、主給水流量）。這里主蒸汽流量信號在進入調(diào)節(jié)回路前有一個濾波器，其作用是在孤島運行或大幅度甩負荷時，為了延遲蒸汽流量快速、劇烈地下降，減小蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)過渡過程中的水位振蕩峰值。實測的主給水流量與經(jīng)過校正后的蒸汽流量相比較，給出汽/水失配信號，這里采用汽/水失配信號反映水位變化的趨勢比水位偏差信號靈敏，作為一種前饋信號，它的引入增加了給水流量的調(diào)節(jié)速度。汽/水失配信號與水位調(diào)節(jié)器的輸出信號之間的偏差送到流量調(diào)節(jié)器，流量調(diào)節(jié)器將偏差信號轉(zhuǎn)換為主給水調(diào)節(jié)閥的開度信號。在主控室也可以通過手操器直接操作主給水調(diào)節(jié)閥。

2）主給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)回路中引入了一個（6.5%Qn）偏置信號，其作用是確保在低于18.5%Pn的功率水平下主給水調(diào)節(jié)閥保持關閉狀態(tài)，避免主給水調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥同時工作，增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

總之，蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)是先靠主給水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。水位降低引起調(diào)節(jié)閥開大時，水流側壓差（P）將下降，同時由于蒸汽流量的增加而引起壓差整定值增加，這將造成主給水泵轉(zhuǎn)速增加，使壓頭增加，流量增加。再通過水位控制系統(tǒng)重新校正給水流量（即調(diào)節(jié)閥開度），以保持蒸汽發(fā)生器水位。

2 蒸汽發(fā)生器水位影響因素簡要分析

首先，如果兩臺蒸汽發(fā)生器水位同時產(chǎn)生變化，出現(xiàn)異常。我們就要考慮主給水泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)是不是出現(xiàn)故障了。每臺APA泵轉(zhuǎn)速是不是出現(xiàn)異常，APA調(diào)節(jié)系統(tǒng)的四個RC是不是出現(xiàn)故障，這是我們要檢查的重點。如果發(fā)現(xiàn)異常，就立即把手操器放到手動，并調(diào)整到正常范圍以內(nèi)，調(diào)整SG水位到正常水位。當然，產(chǎn)生給水母管與蒸汽母管壓差的兩塊儀表：ARE002MP與VVP004MP也是我們懷疑的對象。同樣道理，在低負荷及沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)前時，由于GCT-C往往會有一定的開度，這個時候，排往凝汽器的蒸汽流量的變化以及GCT-C閥門開度的劇烈變化也會對兩臺蒸汽發(fā)生器水位產(chǎn)生不小影響。此時，VVP024/025MP發(fā)生變化則會對GCT-C閥門開度產(chǎn)生很大影響。特別是在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)前，當參與控制的壓力表發(fā)生高漂時，會導致GCT-C的閥門關閉，從而導致蒸汽壓力上升，SG內(nèi)氣泡迅速減少，而由于虛假水位導致停堆。因此，在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)前，一定要確保VVP024/025MP的正常性。GRE023/024MP會對蒸汽發(fā)生器水位定值產(chǎn)生影響，也是同時導致兩臺SG水位產(chǎn)生波動的因素。

其次，如果只是一臺蒸汽發(fā)生器水位產(chǎn)生瞬態(tài)變化，則要考慮單臺SG水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的影響因素了。第一，水位計的變化產(chǎn)生的影響。如果參與控制的水位計發(fā)生變化（高漂或低漂），將直接影響到SG水位的變化，水位計的變化將導致產(chǎn)生水位偏差，從而導致給水流量的變化，進而使SG水位產(chǎn)生進一步的變化。如果發(fā)生故障的水位計不參與控制，那么只會產(chǎn)生報警，并和其他信號符合產(chǎn)生保護動作，而對于SG水位控制并不會產(chǎn)生很大影響。第二，給水流量或蒸汽流量的故障變化，二者之一的變化會迅速作用在汽水失配環(huán)節(jié)，由于微分作用的結果，會迅速改變給水調(diào)節(jié)閥門的開度，進而影響SG水位。第三，VVP壓力表的變化（僅對于VVP010/013MP及VVP011/014MP而言）也會對SG水位產(chǎn)生影響。由于主蒸汽管道蒸汽流量需要壓力的校正，因此壓力變化也會導致蒸汽流量發(fā)生變化，進而影響到SG水位產(chǎn)生變化。在這里，特別提到的是，VVP010MP及VVP011MP，這兩塊壓力表不僅對蒸汽流量進行校正，而且還參與GCT-A的閥門開度控制，因此，如果這兩塊壓力表產(chǎn)生故障，不僅給SG水位帶來瞬態(tài)變化，而且有可能使GCT-A的閥門開啟，使一回路發(fā)生過冷。

3 結束語

經(jīng)過幾年的運行，隨著運行經(jīng)驗的不斷增加，我們對蒸汽發(fā)生器水位控制相關系統(tǒng)和因素的認識越來越深入，對蒸汽發(fā)生器水位控制也積累了不少經(jīng)驗，對其中一些不盡合理的相關因素作了改造?，F(xiàn)在蒸汽發(fā)生器水位控制各系統(tǒng)能夠相互協(xié)調(diào)工作，同時運行經(jīng)驗的不斷增加也保證了機組安全穩(wěn)定運行。

【參考文獻】

[1]胡文勇.主給水泵系統(tǒng)手冊 FC-16-APA-11，2005.5：2.1-5.1[Z].

篇4

【關鍵詞】汽包水位 三沖量控制 PID

鍋爐中的汽包水位是工業(yè)中鍋爐安全運行的一個比較重要的參數(shù)。汽包水位的高低直接影響到鍋爐的穩(wěn)定性。

1 系統(tǒng)設計背景

我們通常認為鍋爐是一個比較復雜的控制系統(tǒng)。因為在對鍋爐進行控制中，待控因素較多，同時還存在很多擾動因素。

2 系統(tǒng)的動態(tài)特性

2.1 給水流量擾動下的動態(tài)特性

當把汽包水循環(huán)系統(tǒng)看成一個單容水槽，給水流量W的變化影響汽包水位H的高低。當給水流量發(fā)生階躍變化時，水位產(chǎn)生相應的變化。當考慮到給水的溫度與汽包中的飽和水的溫度相差較大，當給水進入汽包后會吸收熱量從而使得汽包中的水蒸氣產(chǎn)量下降，汽包中原有的氣泡體積也會相應的減小，從而導致汽包水位下降。所以汽包水位的變化相當于一個慣性環(huán)節(jié)和一個積分環(huán)節(jié)的疊加?？捎孟率奖硎荆?，，傳遞函數(shù)： 。

2.2 水蒸汽流量擾動下的動態(tài)特性

當汽輪機負載大小發(fā)生變化時，所供應的水蒸氣流量也會相應的發(fā)生變化，當水蒸氣流量D發(fā)生階躍變化時，首先會改變汽包中的水和蒸汽量的平衡，使得汽包水位下降，其次水蒸氣流量增大時迫使鍋爐中的氣泡量也相應的增多，當燃料供應量不變時，汽包壓力下降使得氣泡的總體積變大，從而使得汽包水位上升。所以汽包水位變化 相當于一個慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的疊加?？捎孟率奖硎?，，傳遞函數(shù)： 。當水蒸汽流量發(fā)生階躍變化時，汽包水位發(fā)生不下降反而增加的現(xiàn)象，我們把這種現(xiàn)象稱作“假水位”現(xiàn)象，這種隨著時間的推移，汽包水位的變化趨于正常。

3 系統(tǒng)控制方案設計

我們將水蒸汽流量作為前饋信號，將給水量作為反饋信號，將汽包水位作為被控對象。這樣便形成了汽包水位為被控對象，水蒸汽流量為前饋信號，給水流量為反饋信號的前饋-反饋-串級控制方案以控制35t/h、汽包壓力0.5MPa 鍋爐為例，汽包水位通常穩(wěn)定在300 ±30mm。選用水位傳感器的測量范圍為100-500mm，將1-5V電壓信號作為傳感器的輸出信號。選用給水流量傳感器的流量檢測范圍為3-50m3/h，將1-5V電壓信號作為傳感器的輸出信號。選用水蒸汽流量傳感器的流量檢測范圍為8-80m3/h，將1-5V電壓信號作為傳感器的輸出信號。蒸汽流量傳感器反饋系數(shù) ，給水流量傳感器反饋系數(shù) ，水位傳感器反饋系數(shù) ，取W=35，D=13，H=300。

3.1 給水流量控制回路參數(shù)整定

設定控制信號為20ma電流，給水流量為35m?/h，時間常數(shù)為0.3s。傳遞函數(shù)為：，經(jīng)過調(diào)試當調(diào)節(jié)器的增益為20時，回路趨于穩(wěn)定。如圖1。

3.2 水位控制回路參數(shù)整定

鍋爐汽包屬于無自平衡受控對象，其傳遞函數(shù)為： ，根據(jù)Ziegler-Nichols響應曲線法得KP=1.96，TD=72，T1=72，PID調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)K=KP/11.7≈0.17。則PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 。經(jīng)過多次的參數(shù)整定調(diào)整，最終波形趨于穩(wěn)定。

參考文獻

[1]陳學俊，陳聽寬.鍋爐原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，199121-44.

[2]陳哲.現(xiàn)代控制理論基礎[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987：165-180.

作者簡介

尤陽陽（1982-），男，陜西省咸陽市人。長安大學碩士研究生?，F(xiàn)為陜西能源職業(yè)技術學院機電工程系助教，主要研究方向為電氣工程技術。

王曉華（1983-），女， 陜西省咸陽市人。西北農(nóng)林科技大學碩士研究生。咸陽師范學院數(shù)學系助教 ，主要從事教學管理工作。

作者單位

篇5

【關鍵詞】汽包水位；給水流量；蒸汽量；自動調(diào)整

前言

沙角A電廠＃4、5機組的鍋爐為亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，正壓直吹式制粉系統(tǒng)，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量1025T/H，是上海鍋爐廠引進美國CE公司技術生產(chǎn)的。鍋爐采用兩臺汽動給水泵及一臺電動給水泵上水，給水系統(tǒng)流程如下：

汽包水位是鍋爐正常運行中最主要的監(jiān)視參數(shù)之一。水位過高過低都可能造成設備損壞事故，影響機組安全。運行中，必須加強對汽包水位的監(jiān)視和調(diào)整。我廠#4、5爐汽包水位的控制范圍：正常值:0±50mm，報警值:＋127/－178mm，跳閘值(MFT): +320/－380mm。

1. 影響汽包水位變化的因素

鍋爐在運行中，汽包水位是經(jīng)常變化的，引起汽包水位發(fā)生變化的原因主要是鍋爐的外擾和內(nèi)擾。當出現(xiàn)外擾和內(nèi)擾時，將使蒸發(fā)設備的物質(zhì)平衡關系(即蒸發(fā)量與給水量之間的平衡關系)發(fā)生破壞，或者工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化(當鍋爐壓力變化時，水和蒸汽的比容發(fā)生變化)，從而造成汽包水位發(fā)生變化。汽包水位變化的劇烈程度，不僅與擾動量的大小有關，而且還與擾動速度有關。影響汽包水位變化因素主要有：

1.1鍋爐負荷的變化 汽包水位的變化與鍋爐負荷(蒸發(fā)量)的變化有密切關系，因為蒸汽是從給水進入鍋爐以后逐漸受熱汽化而產(chǎn)生的。當負荷變化時，蒸發(fā)受熱面中水消耗量發(fā)生變化，必然引起汽包水位的變化。當負荷增加時，如果給水量不變或增加不及時，則蒸發(fā)設備中的水量逐漸被消耗，其最終結果將使水位下降；反之，水位上升。所以水位變化的幅度反映了鍋爐蒸發(fā)量與給水量之間平衡關系相稱程度。當外界負荷突增或突減時，會引起鍋爐汽壓驟變，汽包水位會出現(xiàn)虛假水位，若安全門動作又會使水位升高。所以，當負荷驟變時，必須嚴密監(jiān)視水位，預防水位事故的發(fā)生。

1.2燃燒工況的變化 燃燒工況的改變對水位的影響也很大。在外界負荷及給水量不變的情況下，當燃料量突然增加，水位暫時升高而后下降；燃料突減，水位暫時降低而后升高。因此，水位波動的大小取決于燃燒工況改變的強烈程度以及運行調(diào)節(jié)的及時性。

1.3給水壓力的變化 給水壓力變化時，將使給水流量發(fā)生變化，從而破壞了給水量與蒸發(fā)量的平衡，引起水位變化。給水壓力波動過大，將使給水自動調(diào)節(jié)器失調(diào)。水壓過低，則汽包進水困難，若給水壓力低于汽包壓力，給水將無法進入汽包，會造成鍋爐嚴重缺水。給水泵故障、給水管道破裂、給水門故障等均能使給水壓力降低，故應對給水壓力和給水流量嚴加監(jiān)視，注意控制給水流量與蒸汽流量相適應。

1.4鍋爐汽水管泄漏或下聯(lián)箱放水門誤開 鍋爐受熱面管損壞(如水冷壁管泄漏、省煤器泄漏等)，將消耗大量的蒸汽和水，如果負荷過大給水不能滿足要求時，將造成汽包水位的逐漸下降，如果損壞嚴重將會造成鍋爐嚴重缺水。鍋爐下聯(lián)箱放水門誤開時，泄漏大量的爐水，也將會造成汽包水位下降，致使汽包發(fā)生缺水事故。

1.5爐水品質(zhì)惡化 當鍋爐給水品質(zhì)不合格長期運行時，或化學監(jiān)督不當，爐水處理或加藥不當，以及鍋爐排污不及時等，將使得爐水含鹽量過大，不但會造成蒸汽的污染，而且會在水冷壁受熱面上結垢，甚至會腐蝕受熱面，同時由于爐水中的油脂、懸浮物或含鹽濃度過高時，蒸汽泡的表面含有雜質(zhì)而不易被撕破，在汽包水面上產(chǎn)生大量泡沫，出現(xiàn)汽水共騰，使汽包水位急劇升高并產(chǎn)生強烈的波動現(xiàn)象。

1.6汽包水位計不準確 若水位計指示不準確，則在運行中將無法判斷汽包水位的真實性。若水位計汽連通管堵塞或泄漏時，則水位計指示偏高；若水位計水連通管堵塞或泄漏時，則水位計指示偏低或不動。另外電接點水位計電源中斷或云母水位計泄漏等均影響水位計的準確性，易造成誤判斷。所以對水位計的監(jiān)視、校對、沖洗、維護特別重要。發(fā)現(xiàn)水位計有缺陷，應及時通知檢修人員予以消除，保證各水位計指示準確。

1.7給水自動調(diào)節(jié)失靈或運行人員手動調(diào)節(jié)不及時 運行中由于汽包水位變送器或熱工卡件故障造成給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障而沒有及時發(fā)現(xiàn)，或在進行手動調(diào)節(jié)時，對水位的變化趨勢及給水量與蒸汽量的匹配重視不夠，使得給水量猛增或猛減，都會導致水位水位事故。

2.運行中應該對汽包水位進行監(jiān)視并及時調(diào)節(jié)，主要有以下幾種情況

2.1鍋爐啟動過程中對汽包水位的控制

鍋爐上水前應將電動給水泵啟動，在冷態(tài)下使給水泵處于打循環(huán)狀態(tài)（除氧器水箱水溫在21－40℃，水質(zhì)合格），用電泵出口旁路電動調(diào)門向鍋爐上水，當汽包水位上至-50－0mm時停止上水，關閉主給水電動門，將電泵轉(zhuǎn)速控制輸出降至最低。鍋爐點火后隨著油槍數(shù)量的增多，爐內(nèi)的熱負荷在不斷增加，爐水溫度在升高，水的體積在不斷擴大，當爐水溫度達100℃時，水中開始產(chǎn)生汽泡，爐水體積開始膨脹，水位開始升高，此時可用下水包放水電動門對水位進行控制。在汽輪機沖轉(zhuǎn)前，隨著鍋爐壓力的不斷升高，由于5％旁路及一、二級旁路的開啟將使蒸汽不斷損耗，水位開始有所下降，此時應根劇汽包水位的變化，及時進行上水（一定要先開主給水電動門，再將電泵升速）。汽輪機沖轉(zhuǎn)前應將汽包水位降低一些，防止沖轉(zhuǎn)時水位升得太高，引起汽包滿水及蒸汽帶水。汽輪機沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)后，由于蒸汽經(jīng)汽輪機開始做功，蒸汽量在不斷增加，因此所需給水量開始逐漸增多，因此應根據(jù)汽包水位、主汽壓力的變化在保證合適的電泵轉(zhuǎn)速的情況下及時開大出口旁路電動門，維持汽包水位穩(wěn)定。在機組負荷60MW時電動給水泵出口電動門會自動打開，旁路電動門調(diào)節(jié)已不起作用，這時應注意給水流量的變化，及時調(diào)整電動給水泵轉(zhuǎn)速。在機組低負荷暖機期間可對A、B汽動給水泵進行暖管、疏水、沖轉(zhuǎn)，使A、B汽動給水泵在3000轉(zhuǎn)備用。電泵的容量只能滿足50%以下額定出力，因此，在機組負荷140MW左右時必須完成電泵與一臺汽泵的并列工作，在汽包水位及負荷穩(wěn)定的情況下，將待并泵(假如A汽泵)的轉(zhuǎn)速逐漸提高，慢慢降低電泵轉(zhuǎn)速，使A汽泵與電泵的出口壓力及流量基本相等，視汽包水位及給水流量的變化趨勢，進行A、C泵同時調(diào)節(jié)，維持水位穩(wěn)定。當需要啟動磨煤機增加負荷時，此階段水位最難控制，當給煤機啟動后，根據(jù)主汽壓力的變化，應采用合適的速率在DEH上及時開大汽門增加負荷，盡量使主汽壓力變化緩慢，根據(jù)蒸汽量及汽包水位的變化及時增加給水泵的轉(zhuǎn)速提高給水量以控制汽包水位穩(wěn)定。當負荷在30%(90MW)以上時給水為三沖量控制，有條件的可投入水位三沖量自動調(diào)節(jié)。當機組負荷不斷升高，達150MW以上，在水位穩(wěn)定的情況下，可進行另一臺汽泵的并泵工作。將B泵的轉(zhuǎn)速逐漸提高，慢慢降低C泵轉(zhuǎn)速，注意汽包水位、蒸汽流量、給水流量變化趨勢，當B泵出口壓力接近于A泵出口壓力時，將C泵轉(zhuǎn)速降至最低備用。監(jiān)視給水量的變化，如給水量有所增加或降低，可改變A泵或B泵的轉(zhuǎn)速以維持給水量不變，從而保持汽包水位的穩(wěn)定。當汽包水位基本穩(wěn)定，兩臺汽泵出力接近，水位實際值與設定值相差不大時，將給水投入三沖量自動控制。當機組負荷200MW以上，水位自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定時，可將電泵停止運行，停定后投鎖備用狀態(tài)。此時可逐漸啟動磨煤機加負荷直至機組帶額定負荷。

2.2 機組發(fā)生事故時對汽包水位的控制

2.2.1當機組正常運行中某臺磨煤機跳閘時對汽包的水位影響一般不是特別大，給水自動正常下能及時調(diào)節(jié)。此時應加強對水位自動的監(jiān)視，退出機組LDC控制（協(xié)調(diào)控制），將負荷目標降低，加強燃燒調(diào)整，必要時可投油助燃，調(diào)整好其他參數(shù)。如果水位自動跟蹤良好應保持水位處于自動調(diào)整狀態(tài)，但應注意虛假水位，以防汽包滿水。

2.2.2當鍋爐發(fā)生RB時對水位的控制。當鍋爐運行中的一臺風機跳閘發(fā)生RB時，跟據(jù)情況應及時投油穩(wěn)燃，注意LDC調(diào)節(jié)情況。否則退出LDC控制運行，將機組的出力減至一臺風機所能承受的最大負荷，此時密切注意水位的變化，一般情況水位先低而后升高，因此當水位自動好用的情況下注意當水位回升時及時將水位設定值調(diào)低，以防水位自動過調(diào)導致水位升高。一臺一次風機跳閘時影響較大，一次風壓只能保持兩臺磨煤機運行，機組帶120－130MW負荷。

2.2.3當一臺汽泵跳閘導致機組RB時對水位的調(diào)節(jié)。機組正常運行是兩臺汽泵運行，電泵備用。運行中當一臺汽動給水泵跳閘時，電泵應該同時聯(lián)鎖啟動。此時對汽包水位影響較大，尤其在機組滿負荷時。因為電泵聯(lián)啟后轉(zhuǎn)速輸出是需要人為增加的，而此時如負荷較大的話，另一臺汽泵的轉(zhuǎn)速將會快速上升以滿足汽包水位，可能會因沖擊過大，該汽泵轉(zhuǎn)速控制退出“CCS IN”或超速跳閘，因此將會對水位的調(diào)整增加了難度。在這種情況下，當一臺汽泵跳閘時，為了最大限度地保持水位而不致跳機，當電泵聯(lián)啟后就應該立即增加電泵轉(zhuǎn)速，盡快提高電泵出口壓力使電泵盡快帶負荷。如運行的汽泵“CCS IN”黃色消失表示已退出“CCS IN”，立即調(diào)出小機控制畫面，將小機的控制方式投入“CCS IN”方式控制，以便及時控制小機轉(zhuǎn)速，也可以在小機控制畫面通過改變轉(zhuǎn)速目標增加小機負荷，同時加大電泵的轉(zhuǎn)速，密切注意汽包水位的變化趨勢，盡全力控制汽包水位在規(guī)定范圍內(nèi)。如果電泵沒有聯(lián)動，應立即手動合閘電泵，升速帶負荷，控制機組負荷在280MW以下，穩(wěn)定汽包水位。

2.3.4當鍋爐受熱面泄漏時對水位的控制。機組運行中由于設計、制造、安裝以及受熱面超溫等各種因素造成受熱面泄漏時，如水冷壁管泄漏，省煤器管泄漏，過熱器、再熱器及管道泄漏等均會造成蒸汽量與給水量的不平衡導致汽包水位的變化。此時應該加強上水，觀察泄漏情況變化，注意燃燒的調(diào)整，如能維持汽包水位可適當降低機組負荷運行，報告上級申請停爐處理，等待停爐期間應加強監(jiān)盤及巡回檢查，留意泄漏情況。但如果不能維持汽包水位，造成汽包缺水時必須立即停爐。因水冷壁泄漏停爐的應全停爐水泵，省煤器泄漏停爐的將省煤器再循環(huán)門關閉，且停爐后不應再上水，以免浪費水太大。

篇6

關鍵詞：水位；調(diào)節(jié)；控制

1. 保持汽包正常水位的重要性

汽包水位是鍋爐正常運行中的主要的監(jiān)視參數(shù)之一。水位過高，蒸汽空間縮小將會引起蒸汽帶水，使蒸汽品質(zhì)惡化，以致在過熱器管內(nèi)產(chǎn)生鹽垢沉積，使管子過熱，金屬強度降低而發(fā)生爆破；滿水時蒸汽大量帶水，將會引起管道和汽機內(nèi)產(chǎn)生嚴重的水沖擊，造成設備的損壞。水位過低，將會引起水循環(huán)的破壞，使水冷壁管超溫過熱；嚴重缺水時，還可能造成更嚴重的設備損壞事故。因此加強對水位的監(jiān)視和調(diào)整至關重要。

隨著鍋爐容量的增加，汽包的相對水容積減少，因而大容量鍋爐汽包水位的變化速度是很快的。經(jīng)計算600MW機組自然循環(huán)汽包鍋爐的汽包水位變化200mm的飛升時間約為6-8秒。因此，鍋爐運行中保持水位正常是一項極為重要的工作，絕對不能有絲毫的疏忽大意。

2. 影響汽包水位變化的主要因素

鍋爐在正常運行中，水位是經(jīng)常變化的。引起水位變化的原因主要有：

（1）鍋爐負荷的變化

鍋爐負荷發(fā)生緩慢變化，鍋爐燃燒和給水的調(diào)整均能及時配合進行時，汽包水位的變化是不明顯的，但當負荷發(fā)生突然變化時，則會引起水位的迅速波動。如負荷突然增加，在燃燒和給水未調(diào)整之前，汽壓將迅速下降，造成爐水飽和溫度下降，汽水混合物比容增大，體積膨脹，使水位上升，形成虛假水位。因此，當負荷突然增加時，汽包水位的變化為先高后低，反之，當負荷突然降低時，在給水和燃燒未調(diào)整之前，汽包水位則會出現(xiàn)先低后高的現(xiàn)象。

（2）燃燒工況的變化

燃燒工況的變化對汽包水位的影響也是很大的。如燃料量突然增加，鍋爐燃燒率和爐水汽化加強，體積膨脹，使水位暫時升高；由于鍋爐蒸發(fā)量的增加，而給水流量卻未變，因此繼而又即發(fā)生水位下降。鍋爐燃燒率減弱時汽包水位的變化則與此相反。

（3）給水壓力的變化

如果給水系統(tǒng)不正常使給水壓力變化時，將使進入鍋爐的給水流量發(fā)生變化，從而引起汽包水位的波動。在其它情況不變時，給水壓力升高，將引起汽包水位升高；給水壓力下降，將引起汽包水位下降。

（4）汽包相對水容積的大小

汽包的相對水容積越大，水位變化速度越慢；汽包的相對水容積越小，水位變化速度則越快。

（5）設備泄漏或故障的影響

運行中如發(fā)生高壓加熱器、省煤器、水冷壁泄漏或給水系統(tǒng)主要設備故障等情況，都會造成汽包水位的變化。

3. 鍋爐汽包水位的控制與調(diào)節(jié)

3.1 給水控制基本方案

給水控制系統(tǒng)分為單沖量給水控制系統(tǒng)、雙沖量給水控制系統(tǒng)、串級三沖量給水控制系統(tǒng)。

3.1.1 單沖量控制系統(tǒng)

控制汽包水位時以給水量為操作變量，組成原理如圖1所示的單沖量控制系統(tǒng)，單沖量即汽包水位。此系統(tǒng)在蒸發(fā)量小時，水在汽包內(nèi)停留時間較長，“假水位現(xiàn)象”不明顯，能夠滿足生產(chǎn)的需求；在蒸發(fā)量相當大，蒸汽負荷突然增加是，假水位現(xiàn)場十分明顯，調(diào)節(jié)器收到錯誤的假水位信號，不但不開大給水閥增加給水量。這種誤動作嚴重時會使汽包水位降到危險程度以至發(fā)現(xiàn)事故。因此，單沖量系統(tǒng)不能勝任大中型鍋爐大蒸發(fā)量，水位得不到保證。

3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng)

在單沖量控制系統(tǒng)的基礎上適當引入了對蒸汽流量的測量，用來減弱“假水位”引起的調(diào)節(jié)器誤動作，系統(tǒng)原理圖如圖2所示。由圖可知，這是一個前饋與單回路的復合控制系統(tǒng)。將測量出蒸汽負荷的大小，根據(jù)物料平衡原理，只要給水量與蒸發(fā)量相等，水位將保持不變，從而克服假水位的影響。這樣利用前饋控制負荷擾動和反饋控制來克服其他的擾動因素的設計思路不僅能消弱調(diào)節(jié)器的誤動作，還能使調(diào)節(jié)閥動作給水，水位波動減弱，起到改善控制品質(zhì)的作用。

3.1.3 三沖量控制系統(tǒng)

在雙沖量方案的基礎上引入給水流量信號，構成三沖量控制系統(tǒng)。將引入的汽包液位、蒸汽流量和給水流量三個信號經(jīng)過一定的運算后，共同控制一只控制閥（給水閥）。其原理如圖3所示。由圖知，這是前饋與串級控制組成的復合控制系統(tǒng)。串級系統(tǒng)的主回路直接控制水位，用于一只除負荷擾動之外的其他擾動，副回路是流量隨動系統(tǒng)，與蒸汽流量的靜態(tài)前饋系統(tǒng)一齊抑制負荷擾動。

3.2 鍋爐汽包水位的調(diào)節(jié)

3.2.1 給水調(diào)節(jié)的主要任務

給水自動調(diào)節(jié)也叫水位自動調(diào)節(jié)，其主要任務是：

（1）維持鍋爐水位在允許的范圍內(nèi)，使鍋爐的給水量適應于蒸發(fā)量。鍋爐的水位是影響安全運行的重要因素。水位過高會影響汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導致蒸汽帶水增加，使過熱器管壁和氣輪機葉片結垢，造成事故；對于工業(yè)鍋爐，蒸汽帶水量過多，也要影響用戶的某些工藝過程。水位過低，則會破壞汽水正常循環(huán)，以致燒壞受熱面。水位過高或過低，都是不允許的。所以，正常運行時汽包水位應在給定值的 15mm上下范圍波動。

（2）保持給水量穩(wěn)定。給水量穩(wěn)定，有助于省煤器和給水管道的安全運行。

上述兩個任務中，第一個任務尤為重要。實踐證明，無論是電站鍋爐，或者是工業(yè)鍋爐，用人工操作調(diào)節(jié)水位，既不安全，也不經(jīng)濟，其最有效的方法是實現(xiàn)給水自動調(diào)節(jié)。

3.2.2 給水調(diào)節(jié)的實現(xiàn)方式

鍋爐汽包水位的調(diào)節(jié)是通過改變主給水調(diào)節(jié)閥的開度或給水泵的轉(zhuǎn)速，即通過改變給水流量來實現(xiàn)的。

運行中要控制好水位，就首先要做好對水位的監(jiān)視工作。鍋爐正常運行中，汽包水位應以就地水位計為準，參照電接點水位計和低地位水位計的指示作為監(jiān)視手段，通過保持給水流量，減溫水流量和蒸汽流量之間的平衡使汽包水位保持穩(wěn)定。值得注意的是：由于表計散熱，汽包就地水位計所顯示的水位要比汽包中的實際水位低。為減少水位計指示的水位與汽包內(nèi)實際水位的偏差，有的鍋爐將汽包就地水位計的水側下部接至汽包下降管處，使汽包就地水位計內(nèi)的水能流動，以減少水位計散熱后水位指示的誤差。

在鍋爐啟停過程中，由于負荷、燃燒工況頻繁變動，給水調(diào)節(jié)一般采用手動調(diào)節(jié)；鍋爐正常運行中應投入三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，經(jīng)常監(jiān)視各表計指示的變化情況。當水位超過正常允許的變化范圍，且偏差繼續(xù)增大時應及時將自動切至手動方式運行。手動調(diào)整時幅度不可過大，應防止由于大幅度調(diào)節(jié)而引起的汽包水位大幅度波動和缺滿水事故。

此外，為了保證汽包水位各表計指示的正確性，每兩小時應與就地水位計校對一次，汽包水位高、低信號報警也應定期進行校驗，以保證其可靠性。

4. 結論

綜上所述，影響汽包水位變化的因素很多，水位變化是各種因素綜合作用的結果。所以，正常運行中應認真監(jiān)視各項參數(shù)及工況的變化，及時進行有關的調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)工作做在水位變化之前，一旦發(fā)生水位變化時，應迅速查明引起水位變化的原因，及時分析判斷汽包水位的變化趨勢和進行必要的調(diào)節(jié)，保證汽包水位的穩(wěn)定運行。

參考文獻

【1】 李友善.自動控制原理.北京：國防工業(yè)出版社，1998.

篇7

摘要： 本文結合實際提出一種小型中央空調(diào)用“制冷、制熱、衛(wèi)生熱水”型空氣源熱泵系統(tǒng)，能夠利用空調(diào)部分冷凝熱提供生活用衛(wèi)生熱水。該系統(tǒng)可與家用中央熱水系統(tǒng)連接。本文也論述了系統(tǒng)各部件的設計修正，并對該系統(tǒng)進行了全年運行分析。

關鍵詞： 小型中央空調(diào) 熱泵 熱水 熱回收 0 前言 1 系統(tǒng) 1.1 不帶熱回收的風冷冷熱水機組制冷循環(huán)

1.2.1 本熱回收機組的裝置示意圖:

篇8

關鍵詞：環(huán)衛(wèi)工人；污染認知；防護水平

中圖分類號：R122.7 文獻標識碼：B DOI：10.3969/j.issn.1671-3141.2016.12.133

引言

漫步于衛(wèi)生城徐州市，優(yōu)美的環(huán)境與環(huán)衛(wèi)工人的辛勤勞動息息相關。但是由于環(huán)境衛(wèi)生的工作性質(zhì)與預防措施缺乏等因素，使得環(huán)衛(wèi)工人的健康得不到應有的保護。本研究于2015年7月至8月份對徐州市區(qū)環(huán)衛(wèi)工人空氣污染的認知與防護進行現(xiàn)狀調(diào)查，剖析了目前存在的問題，為相關部門改善環(huán)衛(wèi)工人的職業(yè)現(xiàn)況提供了數(shù)據(jù)的支持和理論依據(jù)。

1對象與方法

1.1研究對象。采用多階段隨機抽樣的方法，根據(jù)徐州市區(qū)的區(qū)域劃分現(xiàn)況選取5個區(qū)（鼓樓區(qū)、云龍區(qū)、賈汪區(qū)、泉山區(qū)、銅山區(qū)），從每個區(qū)中分別抽取100位環(huán)衛(wèi)工人，共500名環(huán)衛(wèi)工人為調(diào)查對象。

1.2研究方法。采用現(xiàn)況調(diào)查的方法，用自主設計問卷（其主要內(nèi)容包括一般情況、對于空氣污染的認知、預防防護水平等），在環(huán)衛(wèi)工人知情同意的前提下，進行現(xiàn)場面對面的詢問方式調(diào)查，實施簡單的體格檢查與現(xiàn)病史、體征相結合，判斷身體健康與否。

2數(shù)據(jù)處理和分析

對所有問卷進行核查編碼后，使用epidata3.0建立數(shù)據(jù)庫，SPSS16.0進行數(shù)據(jù)處理與分析。

3研究結果

3.1一般情況。調(diào)查500名工人，收回500份調(diào)查問卷，準確率100%。接受調(diào)查的環(huán)衛(wèi)工人中，男性261人(占52.2％)，女性239人(占47.8％)?？傮w年齡最小為35歲，最大為72歲，平均年齡（58.9±6.9）歲。身體健康人數(shù)為144人（占28.8%）。文化程度以小學及以下為主，有447人(占89.4％)；其次是初中有54人（占10.5%）。平均工資為1387元。環(huán)衛(wèi)工人對于國家政策了解程度完全不知道的占41.4%，單位開展衛(wèi)生健康講座情況中僅有8.8%的環(huán)衛(wèi)工人接受了定期的健康教育。

3.2環(huán)衛(wèi)工人對空氣污染的認知。受調(diào)查的環(huán)衛(wèi)工人對于空氣污染構成的知曉率為31.2%。對不同文化程度和不同健康狀況的環(huán)衛(wèi)工人進行空氣污染物構成知曉率比較，差異有統(tǒng)計學意義（χ2文化程度=45.3，χ2健康程度=20.2，P<0.01）。關于環(huán)保方式和霧霾空氣質(zhì)量的問題調(diào)查，知曉率分別為70.2%和46.6%，環(huán)衛(wèi)工人對于空氣污染來源知曉率較高，達84.0%。對污染物造成的健康危害以及危害程度認識仍不足，總知曉率為58.0%。對污染物引發(fā)的疾病知曉率為58.0%，知曉率的高低與文化程度和自身身體健康程度有關，差異有統(tǒng)計學意義(χ2文化程度=13.1，χ2健康程度=10.9，P<0.01)。詳見表2。

3.3環(huán)衛(wèi)工人預防防護水平。調(diào)查顯示，在徐州市區(qū)環(huán)衛(wèi)工人中，52.6%人知道戴口罩隔除粉塵和微生物，27.2%人知道合理飲食可提高機體抵抗力，降低空氣污染對健康的危害，19.4%的工人知道口服預防藥物可以減輕空氣污染對健康的危害，詳見表3。

3.4環(huán)衛(wèi)工人預防防護措施使用情況。在受調(diào)查的環(huán)衛(wèi)工人中，由于穿熒光工作服是所屬單位的強制要求，所以使用率最高（99.8%），戴口罩率是26.0%，工作時戴手套的有38.4%，口服預防藥物的僅有0.4%。

4討論

4.1改善環(huán)衛(wèi)工人基本情況。環(huán)衛(wèi)工人由于工作性質(zhì)與社會地位的缺陷，導致從業(yè)人員多為文化水平低的中老年人。一方面，由于工作的特殊性，暴露于各種致病危險因素之中，且保護措施不健全，嚴重威脅他們的健康。環(huán)衛(wèi)工人也是現(xiàn)代社會殊的弱勢群體[1]。其次，環(huán)衛(wèi)工人工作待遇差、勞動權益得不到有效保障等現(xiàn)象普遍多發(fā)，繼而造成此類現(xiàn)況。相關職能部門應適當提高環(huán)衛(wèi)工人的待遇水平，加強福利制度建設，以此保障環(huán)衛(wèi)工人的合法權益。

4.2提高環(huán)衛(wèi)工人的認知水平。基于環(huán)衛(wèi)工人文化水平較低、自我保護意識薄弱的現(xiàn)狀，相應部門應重視對于環(huán)衛(wèi)工人的健康知識與崗前培訓，對環(huán)衛(wèi)工人的職業(yè)防護意識進行培養(yǎng)。并且講座與培訓不但成本低廉，具有及時性、可及性、廣泛性和無副作用的優(yōu)點[2]，對于宣傳起到極大的推動作用。而對于環(huán)衛(wèi)工人來說，對污染的認知水平與自身的健康也息息相關。廣泛利用多種媒體進行宣傳，讓環(huán)衛(wèi)工人充分了解享有的權利，熟悉工作中存在的健康隱患，真正做到事先防患于未然。

4.3提高環(huán)衛(wèi)工人預防防護水平。由于環(huán)衛(wèi)工人工作環(huán)境因素多變，長期受到不良因素的影響。為盡可能減少影響，需要在知識普及的前提下，針對環(huán)衛(wèi)工人的工作特性，配備熒光工作服、口罩、手套等基本防護設備，做到擁有且使用?！吨腥A人民共和國職業(yè)病防治法》中規(guī)定，用人單位必須采用有效的職業(yè)病防護措施，并為勞動者提供個人使用的職業(yè)病防護用品。但是在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)防護設備皆由工人自行購買，與相應的法規(guī)規(guī)定違背。有關單位需依法加大資金投入，為環(huán)衛(wèi)工人配備防護設備，并且提高道路機械化作業(yè)率[3]。當代社會由于知識謬論的橫行以及環(huán)衛(wèi)工人生活質(zhì)量原因，導致其對于飲食與藥物等有效防護措施的認知產(chǎn)生誤區(qū)，需進行合理的宣傳，以此達到環(huán)衛(wèi)工人的健康防護作用。

4.4加強環(huán)保意識與調(diào)查研究。環(huán)衛(wèi)工人所處的社會環(huán)境需提高公眾的環(huán)保意識，在加大宣傳教育力度與輿論壓力的同時，應不斷提升總體市民綜合素質(zhì)，樹立環(huán)保觀念。環(huán)衛(wèi)工人是現(xiàn)代社會殊的一個群體，應該提高社會對環(huán)衛(wèi)人員的認識，關心和愛護他們，尊重他們的辛苦勞動[4]。將他們?nèi)谌肷鐣拇笕后w中，共同構建一流的和諧人居環(huán)境。

參考文獻

[1]余金聰,張曉暢,殷香雪,等.武漢市城區(qū)環(huán)衛(wèi)工人職業(yè)防護狀況調(diào)查[J].中國社會醫(yī)學雜志,2010,27(3):182-183.

[2]楊吉星,湯顯,楊蕓,等.上海市虹口區(qū)外來環(huán)衛(wèi)工人衛(wèi)生服務現(xiàn)狀調(diào)查[J].中國初級衛(wèi)生保健,2014,(2):17-18.

[3]楊衛(wèi)軍.鄭州市環(huán)衛(wèi)工人生存和保障狀況調(diào)查與分析[J].河南農(nóng)業(yè),2014(8):59-60.

篇9

【關鍵詞】圍堰；防滲墻；施工

1.工程概況

梅州凱達水電站是一座以發(fā)電為主，兼顧灌溉的低水頭徑流式水電站樞紐工程。二期導流主要任務是在2008年1月至2009年2月期間，完成主廠房、右岸4孔攔河水閘交通橋以下部位所有砼澆筑及右岸土壩等項目施工。因此防滲墻的成功與否直接影響到整個二期工程能否按期完工的關鍵。

二期圍堰地下連續(xù)墻為二期施工上、下游圍堰的防滲措施，其中上、下游連續(xù)墻的長度分別約為280m和260m，墻厚為800mm，上游頂高程21.21m，底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-2.14m，平均墻深約22m，下游防滲墻頂高程19.60m底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-2.14m，平均墻深約20.5m，設計要求墻體進入不透水層1m，墻體采用水下C25素混凝土構成。為方便施工，我部擬將連續(xù)墻進行分段分序施工，按5m一個槽段進行劃分，上游53個槽段，下游53個槽段，共106個槽段，連續(xù)墻總長540m。

2.施工技術方案

2.1 施工流程

本工程的地下連續(xù)墻的施工工藝流程如圖所示。

2.2 成槽

（1）成槽的順序：本工程槽段形式均為一字形。施工時采用跳段開挖的方法，先施工1、3、5……槽段（稱為一期槽段），后施工2、4、6……槽段（稱為二期槽段）。

（2）成槽的方法：

①成槽采用“抓沖結合”的方法。根據(jù)本工程地層地質(zhì)結構特點，土層、砂層、強風化層采用液壓抓斗成槽；部分強風化巖、全風化巖、二期槽段接頭管位置及較大卵石、孤石采用沖樁機成槽。

②導向孔施工。為保證一期槽段位置的準確和成槽垂直度，在使用液壓抓斗成槽前先在槽段兩端各施工一個直徑為800mm的導向孔。

③達到設計深度后，再用特制方錘在槽內(nèi)上下來回多次切削修整，使槽壁垂直平整。成槽過程中根據(jù)不同地層變化及時提取巖樣。

（3）成槽的檢驗：槽段開挖完畢，清槽結束，經(jīng)現(xiàn)場技術人員驗收合格后，方可吊放接頭管、澆注水下砼。

（4）單元槽段內(nèi)抓斗開挖的順序為：

2.3 槽段接頭處清刷

本工序為針對二期槽段施工。清刷混凝土接頭面的工作應在清槽換漿前進行，用特制的鋼絲刷緊靠接頭面上下移動清刷，直到鋼絲刷不帶泥屑為止。由于接頭面是保證連續(xù)墻接頭質(zhì)量的關鍵，需配專人監(jiān)督實行。

2.4 清槽

第一階段：成槽過程中清渣

（1）在成槽過程中清渣，用泥漿循環(huán)法，將輸漿管通向孔底泵進新泥漿，使已沖開的泥渣上?。?/p>

（2）在成槽過程中，對于含砂率大，沉渣厚的槽孔需采用空氣吸泥法進行清底，從皮管內(nèi)壓入空氣通向槽底的吸泥裝置，泥砂吸上，并同時補充新鮮泥漿，保持所要求泥漿液面標高的相對穩(wěn)定和槽壁穩(wěn)定；

第二階段：最終清孔

最后清孔時，采用空氣吸泥反循環(huán)清槽，與第一階段（2）相同，確保清槽后槽底沉渣厚度滿足要求。空氣吸泥法是用4寸管從管下壓入6-8kg/cm2空氣，使管內(nèi)產(chǎn)生真空差吸取泥渣。操作是沿槽段管口在槽底緩慢移動，抽吸槽底沉渣，而在面上不間斷地補充新泥漿，控制槽內(nèi)的泥漿液面不低于導墻頂?shù)?.5m，清槽后，泥漿符合控制指標，才能安放接頭管。

在清槽后及灌注混凝土前，槽底沉碴厚度不大于100mm。清槽后，槽底以上0.2～1m處的泥漿比重應小于1.2，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。

2.5 灌注水下混凝土

澆注水下砼是連續(xù)墻施工控制質(zhì)量的一道關鍵工序。地下連續(xù)墻混凝土按水下混凝土的要求配制以及澆注。澆注混凝土前須清孔，置換泥漿和清除沉渣，并應將接縫面的泥土雜物清刷干凈。

（1）按照混凝土的設計指標及施工工藝的要求進行混凝土的配合比試驗，確定混凝土的配合比，塌落度控制在18～22cm。

（2）接頭管吊裝位后，經(jīng)現(xiàn)場技術人員對該槽段進行隱蔽工程驗收，然后報監(jiān)理工程師進行最終驗收，驗收合格后及時灌注水下混凝土。

（3）一個槽段內(nèi)一般同時使用兩根導管灌注，其間距不大于3m，導管距槽段接頭端不大于1.5m。兩根導管同時開塞灌注混凝土，并保證兩導管處的混凝土表面高差不大于0.3m。澆注導管埋入混凝土深度宜為1.5～6m。

（4）每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及集料斗內(nèi)應準備好足夠的預備混凝土，以便確保開塞后能達到0.3～0.5m的埋管深度，并連續(xù)澆灌。

（5）隔水栓用預制混凝土塞，開始灌注時，隔水栓吊放的位置應臨近泥漿面，導管底端到孔底的距離應以能順利排出隔水栓為準，一般為0.3～0.5m。

2.6 槽段接頭施工

圓弧形砼接頭是本工程連續(xù)墻的連接方式，即通過在一期槽段施工時形成凹弧接口面。接頭管在吊裝之前上黃油，接頭管安裝時使用吊機吊放，吊放時應緊貼槽壁對準位置垂直、緩慢沉放，不得碰撞槽壁和強行入槽。起拔時使用吊機和拔管器。

本連續(xù)墻墻體無配筋要求，接頭管不能借助鋼筋網(wǎng)來穩(wěn)定，當接頭管放置符合要求后，接頭管與導墻上設置的型鋼架固定。

一期單元槽段清槽完成后于槽段的端部用起重機放入接頭管。在開始灌注的混凝土初凝后（3～4小時），開始拔提接頭管。此后約每隔20～30min提拔一次，每次上拔50mm-100mm左右。接頭管不宜停在初凝的混凝土內(nèi)0.5h以上，應在混凝土澆筑結束后4～5小時以內(nèi)將接頭管全部拔出。其施工過程如圖所示。

3.技術措施

3.1 連續(xù)墻的成孔和清孔應符合的要求

a、導墻中心與槽段中心的偏差不得超出規(guī)范的要求，保證成槽位置的準確。

b、制作護壁和排碴用的泥漿：循環(huán)泥漿比重應控制在1.1～1.3；施工過程中應經(jīng)常測定泥漿比重和粘度。

c、成槽的垂直度：施工時要經(jīng)常檢查抓斗的垂直度，并隨時調(diào)整，尤其是地面至地下10m左右的初始挖槽精度，對以后的整個槽壁精度影響很大，必須慢速均勻掘進。保證成槽垂直度滿足要求。

3.2 防止槽壁坍方的措施

根據(jù)土質(zhì)選擇泥漿配合比，保證泥漿在安全液位以上并無地下水流動，在施工期間如發(fā)現(xiàn)有漏漿或跑漿現(xiàn)象，應及時堵漏和補漿；減少地面荷載；防止附近的車輛和機械對地層產(chǎn)生振動。

當挖槽出現(xiàn)坍塌跡象時，迅速補漿以提高泥漿液面和回填黃泥，待所填的回填土穩(wěn)定后再重新開挖。

3.3 混凝土澆注

a、 水下混凝土必須具有良好的和易性，其配合比應通過試驗確定，坍落度宜為18～22cm（以孔口檢驗的指標為準）。

b、 水下混凝土的澆灌：接頭管安放完畢后，應及時灌注水下混凝土，其間歇時間不得超過4小時，灌注前應復測沉碴厚度。導管的埋管深度保持1.5～6m，不得大于6m，并不得小于1m，嚴禁將導管底端提出混凝土面；監(jiān)理人員及施工技術人員隨時監(jiān)測檢查砼澆灌量及撥管高度的情況，如發(fā)現(xiàn)有提管過快立即叫停，重新插管到1m以下，然后才重新澆灌。每槽段的留置試塊不得少于一組。

c、在灌注混凝土過程中，若發(fā)現(xiàn)導管漏水、堵塞或混凝土內(nèi)混入泥漿，應立即停灌并進行處理。

4.質(zhì)量控制

（1） 質(zhì)檢人員應對槽孔建造、泥漿配制及使用、清孔換漿、混凝土澆筑等質(zhì)量進行檢查與控制。監(jiān)理人員對每個槽段終孔驗收后，進行泥漿比重及粘度的抽檢，發(fā)現(xiàn)不符合設計要求，則不同意其開倉澆灌砼。立即調(diào)整泥漿各參數(shù)，達到設計要求后才開倉。

（2） 槽孔的終孔驗收包括下列內(nèi)容：

a.孔位、孔深、孔斜、槽寬；

b.基巖巖樣與槽孔嵌入基巖深度；剛入巖時測量一次槽孔深度，最終按超抓20cm（1200cm）來控制終孔深度；

c.一、二期槽孔間接頭的套接厚度。

（3） 槽孔的清孔驗收包括下列內(nèi)容：

a.孔內(nèi)泥漿性能；

b.孔底淤積厚度；

c.接頭孔壁刷洗質(zhì)量。

（4） 混凝土澆筑驗收包括下列內(nèi)容：

a.導管間距；

b.澆筑混凝土面的上升速度及導管埋深；

c.混凝土的終澆高程；

d.混凝土原材料的檢驗。

（5）塌孔處理

12月5日上游防滲墻5#1序槽段發(fā)生塌陷事件，經(jīng)現(xiàn)場分析此次塌方有兩個原因：

A、此處正是交通要道旁，所有砼灌車都是從此處2米遠的路上經(jīng)過，成孔是有較大的振動；

B、泥漿比重不夠、粘性也沒達到要求，上游水位由于上游電站放水造成水位較高，造成水壓較大，也是造成此處塌孔的原因。

事后，立即采取措施在泥漿池增加膨潤土，增加泥漿比重等措施，防止再出來塌孔。以后基本每個槽段的泥漿都加入適量的膨潤土來增加泥漿的粘性。

5.總施工工期

連續(xù)墻施工從施工準備2007年11月22日到整個施工結束2008年1月31日歷時70天。

篇10

[關鍵詞]膨脹水箱；定壓；汽化；冒水

中圖分類號：TU822+.2 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2013）07

膨脹水箱是空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部件，在中小型系統(tǒng)中應用比較普遍。膨脹水箱具有以下功能：（1）充當系統(tǒng)的水容量調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)升溫時，水箱從系統(tǒng)吸納因熱膨脹而多余的水；系統(tǒng)降溫和滲漏時，向系統(tǒng)補充水。（2）在系統(tǒng)中起定壓作用，水箱與系統(tǒng)的連接點稱為定壓點或恒壓點。（3）在某些系統(tǒng)中兼起排氣作用，充當空氣分離器和排氣器。

在空調(diào)系統(tǒng)中，可將膨脹水箱定壓點的位置分為四類：1）靠近循環(huán)水泵吸入口；2）靠近循環(huán)水泵出口；3）供水立管頂部；4）回水立管頂部。通過水壓圖分別得出不同定壓位置系統(tǒng)的壓力分布情況，進而分析系統(tǒng)是否出現(xiàn)負壓汽化及冒水現(xiàn)象。

1.定壓點位置靠近循環(huán)水泵吸入口

1.1 系統(tǒng)壓力分布分析

假設系統(tǒng)已經(jīng)處于穩(wěn)定狀況，不再發(fā)生變化。因此，在循環(huán)水泵運行的時候，膨脹水箱的水位是不變的，O’點為O的測壓管水頭，O點的壓力就等于HOO’。由于循環(huán)水泵驅(qū)動水在系統(tǒng)中循環(huán)流動，A點的測壓管水頭必然高于O點的測壓管水頭，其差值為管段OA的壓力損失值。因此，在水壓圖上可以繪制出A’點的位置。根據(jù)系統(tǒng)水力計算結果或者運行時的實際壓力損失，同理可以確定B、C、D、E個點的測壓管水頭高度。

測壓管水頭為水的總勢能，因此A點的壓力為A與A’之間的高差，即HAA’，同理，B點的壓力為HBB’， C點的壓力為HCC’， D點的壓力為HDD’， E點的壓力為HEE’。根據(jù)各點壓力繪制出表壓圖，可以看出系統(tǒng)壓力最高點出現(xiàn)在E點，HEE’ =水泵揚程+系統(tǒng)定壓值。

1.2 系統(tǒng)負壓汽化分析

膨脹管接在靠近循環(huán)水泵吸入口處：膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度，此時膨脹水箱的膨脹管連接在靠近循環(huán)水泵入口，通過水壓圖可以看出所有點的測壓管水頭都高于系統(tǒng)定壓值，可以保證整個系統(tǒng)無論在運行或停止的時候，各點的壓力都超過大氣壓力，這樣，系統(tǒng)就不會出現(xiàn)負壓，保證系統(tǒng)可靠的運行。

1.3 系統(tǒng)膨脹水箱冒水分析

膨脹管接在靠近循環(huán)水泵吸入口處：O點的壓力為HOO’，在O點處的循環(huán)水泵剩余動力為O點至水泵吸口段管路的壓力損失，由于這段管路很短，損失很小，小于O點的壓力，因此水箱不會冒水。

2.定壓點位置靠近循環(huán)水泵出口

2.1 系統(tǒng)壓力分布分析

將膨脹管連接在E點，此時E點為系統(tǒng)定壓點，根據(jù)各管段損失找出A’、B’、C’、D’、O’點的位置，繪制出水壓圖，根據(jù)水壓圖可看出，膨脹管的接管位置的改變使得整個系統(tǒng)各點的壓力都降低了，系統(tǒng)壓力最高點出現(xiàn)在E點，HEE’ =系統(tǒng)定壓值。

2.2 系統(tǒng)負壓汽化分析

膨脹管接在靠近循環(huán)水泵出口處：假設膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度為h1，EB段的壓力損失為h2，BC段的壓力損失為h3，CD段的壓力損失為h4，當h2 +h3+h4>h1時，頂部干管上壓力低于大氣壓力，出現(xiàn)負壓，會吸入空氣或者發(fā)生水的氣化，影響系統(tǒng)的正常運行。當h2 +h3+h4

2.3 系統(tǒng)膨脹水箱冒水分析

膨脹管接在水泵出口處：E點的壓力為HEE’，在E點出循環(huán)水泵的動力就是水泵的揚程h，當h>HEE’時，水箱會發(fā)生冒水的現(xiàn)象；當h

3.定壓點位置在供水立管頂部

3.1 系統(tǒng)壓力分布分析

將膨脹管連接在C點，此時C點為系統(tǒng)定壓點，根據(jù)各管段損失找出A’、B’、 D’、O’、E’點的位置，繪制出水壓圖，根據(jù)水壓圖可看出，這種接管方式系統(tǒng)各點的壓力高于（2）低于（1），系統(tǒng)壓力最高點出現(xiàn)在E點，HEE’ =系統(tǒng)定壓值+EB段壓力損失+BC段壓力損失。

3.2 系統(tǒng)負壓汽化分析

膨脹管接在供水立管頂部：假設膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度為h1，CD段的壓力損失為h2，當h2>h1時，頂部干管上壓力低于大氣壓力，出現(xiàn)負壓，會吸入空氣或者發(fā)生水的氣化，影響系統(tǒng)的正常運行。當h2

3.3 系統(tǒng)膨脹水箱冒水分析

膨脹管接在供水立管頂部：假設膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度為h1，CD段的壓力損失為h2，DA段的壓力損失為h3，AO段的壓力損失為h4，當h2 +h3+h4>h1時，水箱在水泵開啟后會發(fā)生冒水的現(xiàn)象，反之不會。

4.定壓點位置在回水立管頂部

4.1 系統(tǒng)壓力分布分析

將膨脹管連接在D點，此時D點為系統(tǒng)定壓點，根據(jù)各管段損失找出A’、B’、 C’、O’、E’點的位置，繪制出水壓圖，根據(jù)水壓圖可看出，這種接管方式系統(tǒng)各點的壓力高于（2）、（3），低于（1），系統(tǒng)壓力最高點出現(xiàn)在E點，HEE’ =系統(tǒng)定壓值+EB段壓力損失+BC段壓力損失+CD段壓力損失。

系統(tǒng)停止工作的時候，整個系統(tǒng)的水壓曲線呈一條水平的直線，各點的測壓管水頭都相等，均為系統(tǒng)定壓值。

4.2 系統(tǒng)負壓汽化分析

膨脹管接在回水立管頂部：一般情況下不會出現(xiàn)負壓，出現(xiàn)負壓的可能性只會出現(xiàn)在OD段，即系統(tǒng)高度較低，而OD段阻力過大，此時水泵吸口處為負壓。

4.3 系統(tǒng)膨脹水箱冒水分析

膨脹水箱接在回水立管頂部：假設膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度為h1，DA段的壓力損失為h2，AO段的壓力損失為h3，當h2 +h3>h1時，水箱在水泵開啟后會發(fā)生冒水的現(xiàn)象，反之不會。

5.結論與建議

通過以上膨脹水箱四個不同定壓位置的分析，選擇定壓點靠近循環(huán)水泵吸入口時，系統(tǒng)每個點都是正壓，同時系統(tǒng)不會出現(xiàn)冒水現(xiàn)象；而選擇另外三個位置作為定壓點時，系統(tǒng)有可能出現(xiàn)負壓和冒水現(xiàn)象，此時，建議設計人員畫出系統(tǒng)壓力分布圖，并分析系統(tǒng)負壓及冒水現(xiàn)象。

參考文獻

[1] 劉國升.熱水供暖系統(tǒng)膨脹水箱出現(xiàn)冒水的原因[J].建筑工人，2001，（5）：25

[2] 李海蕓.淺談膨脹水箱的膨脹管連接位置對系統(tǒng)壓力的影響[J].煤炭工程，2004，（10）：40-41.