华北电力大学过程控制课程设计 炉系统引入的其他扰动使得给水量和蒸汽量并非准确的比值关系而保持水位恒定。由于水位对于二者的偏差是积分关系，微小的偏差长时间积累也会形成很大的水位差，因此不宜采用随动控制系统。

如果把以上所述两种方案结合起来，就构成了汽包水位双冲量控制系统如图3.5所示，其结构框图如图3.6所示。双冲量指的是同时引入两个测量信号：汽包水位和蒸汽流量。这个系统对以上所分析的两种方案取长补短，可以极大的提高汽包水位的控制质量。当汽轮机耗汽量出现阶跃增大时，一方面由于“假水位现象”汽包水位会暂时有所升高，将使调节机构做出误动作错误的减少给水量；另一方面汽轮机耗汽量的增大又通过比值控制系统指挥调节机构增大给水量，实际给水量的增减情况要根据实际情况通过参数整定来确定。当假水位现象消失后水位和蒸汽信号都能正确的指挥调节机构动作。只要参数整定合适，给水量必然等于蒸汽量从而保证水位恒定。

汽包变频器省煤器过热器水冷壁FC∑HCHTFCFT

图3.5汽包水位双冲量控制系统

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华北电力大学过程控制课程设计 蒸汽流量 蒸汽流量变送器 蒸汽管道 前馈调节器 给定液位 液位调节器 给水流量调节器 变频器 电机 汽包 液位 液位变送器 图3.6汽包水位双冲量控制系统框图

3.4三冲量控制系统

三冲量控制方案之一: 如图3.7、3.8所示，该方案实质上是前馈（蒸汽流量）加反馈控制系统。这种三冲量控制方案结构简单，只需要一台多通道调节器，整个系统亦可看作三冲量的综合信号为被控变量的单回路控制系统，所以投运和整定与单回路一样，但是如果系统设置不能确保物料平衡，当负荷变化时，水位将有余差。

图3.7汽包水位三冲量控制系统（方案一）

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华北电力大学过程控制课程设计 蒸汽流量 蒸汽流量变送器 蒸汽管道 给水流量 给定液位 给水流量调节器 给水流量变送器 液位变送器 变频器 电机 汽包 液位 图3.8汽包水位三冲量控制系统框图（方案一）

三冲量控制方案二: 如图3.9、3.10所示，该方案与方案一相类似，仅是加法器位置从调节器前移至调节器后。该方案相当于前馈--串级控制系统，而副回路的调节器比例度为100%，该方案当负荷变化时，液位可以保持无差。

图3.9汽包水位三冲量控制系统（方案二）

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华北电力大学过程控制课程设计 蒸汽流量 蒸汽流量变送器 蒸汽管道 给水流量 液位 液位调节器 给定液位 给水流量调节器 给水流量变送器 液位变送器 变频器 电机 汽包

图3.10汽包水位三冲量控制系统框图（方案二）

三冲量控制方案三: 考虑蒸汽流量的扰动造成“虚假水位”的影响，可以在方案二的基础上在蒸汽扰动上引入前馈微分补偿环节。微分作用具有预测的功能，所以蒸汽流量信号引入微分后，这样动态补偿可以获得较好的效果。如图3.11所示的三冲量控制系统。即前馈—反馈—串级复合控制系统。系统框图为图3.12。该三冲量控制系统包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路以及一个蒸汽流量前馈通道，实质上是蒸汽流量前馈与水位－流量串级系统组成的复合控制系统。串级控制系统的主参数是汽包水位，副参数是给水流量，主调节器是液位流量调节器，副调节器是给水流量调节器。

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华北电力大学过程控制课程设计 汽包变频器省煤器FCFT过热器水冷壁∑HCHTFCFT 图3.11汽包水位三冲量控制系统（方案三）

蒸汽流量 蒸汽流 量变送器 蒸汽管道 前 馈 调节 器 给水流量 液位 液 位 调节 器 给定液位 给 水 流量 变 送器 给 水 流 量 调 节 器 变 频 器 电 机 汽 包 液 位 变送 器 图3.12汽包水位三冲量控制系统框图（方案三）

三冲量控制方案三,一方面可以克服给水扰动，使给水流量自行调节，另一方面可以有效地抑制“假水位现象”。 微分作用使其动态补偿可以获得较好的效果。当蒸汽流量发生变化时，锅炉汽包水位控制系统中的给水流量控制回路可迅速改变进水量的大小以完成粗调，然后再由汽包水位调节器完成水位的细调维持汽包水位的稳定。该方案适用于大容量高压锅炉，而且要求水位控制严格的场合。因

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