汽包三冲量液位调节系统参数整定实例分析VIP免费

��收稿日期:2009-1-26(修改稿)。作者简介:韩�平(1956�),男,河北衡水人,现任中海石油建滔化工有限公司电仪技术监督,从事化工自动化仪表设备的运行维护与故障检修工作。汽包三冲量液位调节系统参数整定实例分析韩�平(中海石油建滔化工有限公司,海南东方�572600)��摘要:针对大容量高压蒸汽汽包液位控制系统所面临的调节滞后和波动量大的问题,在传统三冲量控制策略基础上设置了由4个调节器和相应功能块共同组成的增强型高压汽包液位调节方案,使并联的两个锅炉给水阀按不同方式一起作用,这样不但增强了系统的调节能力,而且大大提高了被调参数的稳定性。着重介绍了该复杂调节系统的原理及参数整定过程,分析了实际运行中发生异常波动的原因,叙述了修改PID参数的方法与效果,并提供有历史趋势记录图表加以说明。对于相类似的三冲量复杂调节系统的功能扩充和调整操作,具有一定的借鉴和参考作用。关键词:液位控制;参数整定;可变增益;积分;微分中图分类号:TP273����文献标志码:B����文章编号:1007-7324(2009)03-0080-041�引�言随着化工生产装置规模的不断扩大,锅炉汽包都向着大容量、高参数的方向发展。一般说来,汽包容量越大,其相对容水量就越小,允许波动的变化量也更少,对汽包液位控制的要求会更高。因此,在传统三冲量液位控制方案中引入变增益等先进控制策略,利用DCS强大的软件支持,使用多个调节器和功能块相结合来扩展控制作用和加强调节效果,进而获得汽包液位控制系统优良的调节品质和可靠的操作稳定性,使之与工艺不断发展的需求相匹配。以下介绍的增强型控制系统在投用和参数整定方面与传统三冲量液位调节有所不同,并且在调试和运行中也出现了一些新情况。2�控制系统构成图1是以天然气为原料的600kt/a甲醇生产装置中高压汽包液位控制系统的原理图,该系统由4个调节器和多个功能块共同组合而成。2.1�调节器的作用[1]LC005A:用于三冲量控制的液位调节器,组态为标准的PID控制算法,反作用动作方式;LC005B:用于单参数控制的液位调节器,组态为标准的PID控制算法,反作用动作方式;FC126A:给水流量调节器,将送给小阀的信号作测量值,输出驱动大口径调节阀,又称为大阀调节器。组态为可变增益的PID控制算法,正作用动作方式;FC126B:给水流量调节器,与LC005A经加法器连接成三冲量调节系统,输出驱动小口径调节阀。组态为标准的PID控制算法,反作用动作方式。图1�控制回路原理2.2�功能块的作用求和块:用于计算给水流量的设定值,算法为:Y=FI509.PV-FI010510.PV-FI126.PV)+LC005A.MV式中�FI509.PV���汽包出口蒸汽流量;FI510.PV���进入过热高压蒸汽中的降温水流量;FI126.PV���高压汽包给水流量;LC005A.MV���汽包液位调节器的操作输出值。过程控制实施技术��������������������石�油�化�工�自�动�化,2009,3�80AUTOMATIONINPETRO-CHEMICALINDUSTRY过充保护:用于当发生高限液位状况时按照预定变化速率关闭给水阀;操作模式选择器:用于三种操作模式之间的切换,操作指令由工艺操作员按需要发出。2.3�给水阀性能FV126A(简称大阀),DN150,最大流量270t/h,等百分比流量特性;FV126B(简称小阀),DN50,最大流量45t/h,等百分比流量特性。与分程控制不同,此给水流量调节中设计了大小两个调节阀始终并联运行。而且特别为大阀配置了调节器FC126A,将送至小阀的输出作其测量值(PV)与给定值(SV)进行比较,经PID运算后去控制大阀开度。实际上,大阀调节器的设定值就是希望小阀在稳态时所保持的阀位。例如等百分比流量特性的控制阀,阀位开度在70%时基本上是可调流量范围的中点。而选择稳定在这一点,有利于提高系统的调节品质。这种组态模式对于容量大的汽包液位调节是必要的,因为容量越大,其需要的补水变化量也就越大,使用分程控制先开小阀、再开大阀的方式难以适应。3�三种操作模式3.1�单参数液位控制LC005B置�自动�控制液位,输出直接送小阀定位器,并通过FC126A�自动�方式将LC005B的输出与设定值进行比较,将偏差经运算后控制大阀开度。3.2�单参数流量控制FC126B置�自动�控制流量,输出直接送小阀定位器,并通过FC126A�自动�把FC126B的输出与设定值进行比较,将...