深入了解余热锅炉汽包液位控制

锅炉汽包液位控制一般的标准说法：
1、由于有虚假液位，液位控制的比例作用不能太强；
2、为了克服蒸汽负荷的大幅度变化，三冲量汽包液位控制是锅炉汽包液位的首选。把这个说法推广到余热锅炉是有问题的！

在化工装置有一些余热锅炉。都是汽包液位控制，余热锅炉的汽包控制需要三冲量吗？虚假液位的影响大吗？余热锅炉的汽包控制不需要三冲量，虚假液位对余热锅炉汽包控制的影响也不大。

余热锅炉的汽包蒸汽压力并不是蒸汽管网压力，而是汽包的蒸汽压力。无论蒸汽负荷如何变化，余热锅炉汽包的蒸汽压力都可以控制的非常稳定。蒸汽负荷变化会影响管网压力，维持蒸汽管网压力的动力锅炉的汽包压力会波动，汽包压力波动则虚假液位会比较严重。下图的余热锅炉汽包液位的响应曲线看，的确被控对象的纯滞后时间并不大。就算是动力锅炉，如果汽包压力能自动控制，虚假液位也不用考虑。



余热锅炉就是有多少热量就生产多少蒸汽，蒸汽的多少是余热决定的，所以前馈不是必要的。动力锅炉则要根据蒸汽负荷的多少，前馈及时调整锅炉给水，而且负荷波动引起蒸汽压力变化进一步引起虚假液位，所以前馈是必要的。

当认识到余热锅炉的特性后，同样的汽包液位控制，可以采用和动力锅炉不同的控制方案。三冲量汽包液位控制没有必要。在两套硫酸装置的余热锅炉汽包液位控制中，一个因为没有给水流量计采用汽包液位单回路控制，一个有给水流量计采用汽包液位串级给水流量的串级控制。一个单冲量，一个双冲量都能稳定控制。锅炉汽包液位不一定要三冲量控制，其实双冲量控制也不一定需要。

当认识到余热锅炉汽包液位，虚假液位并不严重时。增强比例作用有助于改进液位控制品质，而且比例作用强了，积分作用适当增强也不会引起异相位振荡。下图是合成氨装置余热锅炉的汽包液位控制回路的PID参数，比例增益达到了6。在四氯乙烯装置的余热锅炉，汽包液位控制的比例增益不够，抗扰的确也更差一些，比例增益从2最后也增加到了6。这组参数也适用于乙烯裂解炉废热锅炉的汽包液位控制。



不能一说汽包液位控制就形而上学要用三冲量，也不能一说汽包液位就认为一定有虚假液位造成的大纯滞后。精馏塔的塔釜液位常常用塔釜采出控制，但是笔者也用过塔顶采出、侧线采出、回流流量和再沸器流量，控制方案设计要随机应变，不能形而上学。

余热锅炉汽包液位控制的PID参数可以以6/20/0(P/I/D)为参考。P是无量纲的比例增益，I和D分别是积分时间和微分时间，单位都是分钟。

一定不要在不合理的参数附近小幅度调整，因为没有效果。据说也有国外专家在现场这样整定PID参数，很多人还是不理解呀！

设定值变化时，如果担心控制器输出跳变，可以考虑比例微分先行。