水位控制器范文
时间：2023-03-27 02:01:36
导语：如何才能写好一篇水位控制器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1 概述
锅炉的水位控制精度不同对控制器的精度要求也不同，对精度要求不的锅炉用水位检测器和简单限位控制器就行了，而对于控制精度要求高的锅炉需要精度高的控制。控制器的构成有很多种，采用单片机是较常见的控制方式，但是单片机系统构成较为复杂并且抗干扰性能不易提高。也可以用通用的单回路调节器PLC进行控制但是性能价格比不高。本系统采用有FPGA芯片的在线可编程控制器，不仅性能稳定抗干扰能力强而且能够在线配置系统参数，能够保障系统的正常运行。该系统控制器硬件使用VHDL语言设计而成，以便调试维护和系统升级，其控制算法采用PID控制算法使得控制器的精度提高。
2 系统的功能部件介绍
（1）水位检测部件，主要由液位传感器组成，用于测量锅炉中液位的高低，将液位信号转换成电压信号输出。
（2）信号放大部件，由于液位测量器输出的电压信号强度较弱，必须将信号放大后才能进行远距离传递，信号放大部件将其放大并将信号传送到距离锅炉房较远的控制室内的控制器控制器。
（3）控制调节部件，主要由控制器组成，其负责系统的各类控制信号的收集贮存运算并且将处理好的信息流向外输出以控制锅炉中的水位。
（4）人机交互部件，该系统设置有操作员的操作开关，既可以在系统发生故障时通过操作台人为控制系统的正常运行，也可以在系统正常运行时人为的对系统进行在线调试。
（5）驱动执行部件。由于控制器输出的控制信号强度不能直接驱动执行部件必须进行功率放大，本功率放大器主要由可控硅电路构成。执行部件由电控阀门组成，控制阀门的开度就能够控制锅炉的进水量以调节水位。
3 控制逻辑各模块功能的VHPL语言实现
3.1人机交互面板的VHDL语言
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 控制调节器的VHDL语言
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 电控阀门控制的VHDL语言
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 结束语
本系统采用FPGA作控制单元锅炉中水位的控制情度较高，成本低且控制效率高，能够满足大部分锅炉的控制要求。实际应用中，锅炉容积越大则控制参数的贯性越大，用简单的PID控制可能难以满足精度要求，如果超调幅度过大本，系统可以根据现场实际在线调整和增加其它控制算法，本系统可以很方便快捷地调整控制参数以达到精度要求。
参考文献
篇2
【关键词】水位控制；组态；可编程控制器
一、水塔水位控制系统
水塔水位控制系统以PLC作为控制核心，利用水的导电性连续测量水位的变化，把测量到的水位变化参数转换成相应的电信号，上位机应用组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示，使水位保持在适当的液位，维持水压恒定，从而提高供水系统的可靠性。
二、PLC水塔水位控制系统的硬件设计
（一）水塔水位控制系统的设计要求
图1 水塔水位控制装置图 图2部分梯形图
水塔水位控制装置如图1所示。设水塔、水池初始状态都为空，4个液位指示灯全灭。当执行程序，扫描到水池液位低于水池下限液位时，水池下限位指示灯S4亮，水阀打开，开始往水池进水；定时器开始定时，4秒后若S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障；若水池液位已经超过了下限位，系统检测到此信号时，由于水塔液位低于下限，水泵开始工作，向水塔供水；当水池的液位超过上限时，水池上限指示灯S3亮，水阀关闭。但水塔现在还没有装满，此时水塔液位已经超过下限水位，则水塔下限指示灯S2亮，水泵继续工作，在水塔水满时，水塔上限指示灯S1亮。但刚刚给水塔供水时，水泵已把水池的水抽走了，此时水池上限指示灯S3灭，水塔供水完成。
（二）水塔水位控制系统的水位传感器
采用LC-SW1型水位传感器，其由全密封隔离膜充油传感器和内置高性能微处理器构成，可对传感器的非线性、温度漂移等进行全范围内的数字化修正处理，并有HART通信协议输出和模拟输出。具有精度高、稳定性好的特点。
（三）水塔水位控制系统的I/O接口分配
经过对系统控制要求中输入和输出的分析，系统I/O点数为4个输入、2个输出，所以在机型上选用西门子公司的S7-200 CPU 224CN型的PLC，可以满足系统控制的要求。控制系统PLC的输入/输出接口分配如下。1）输入信号：I0.0为水塔高水位传感器S1；I0.1为水塔低水位传感器S2；I0.2为水池高水位传感器S3；I0.3为水池低水位传感器S4。2）输出信号：Q0.0为抽水机M；Q0.1为电磁阀Y。
三、水塔水位控制系统的PLC程序设计
梯形图的设计采用西门子编程软件STEP7 MicroWIN V4.0来实现，水塔水位控制系统的程序包含子程序调用、清零复位、水塔水位控制、信号锁存、超时报警、报警输出、电磁阀工作等程序，部分梯形图如图2所示。
四、水塔水位控制系统的组态设计
（一） PLC与组态王之间的通讯设置。通过对监控系统要求的分析，采用组态王6.53对监控系统进行设计[3]。计算机与CPU模块的通信是用PC/PPI编程电缆实现的。根据计算机使用的串行通信接口，设置相应的通信参数，波特率为9600b/s，偶校验，通信接口为RS232，数据位为8，停止位为1。
（二）数据库的建立。数据库是组态王软件的核心，在工程管理器中，选择“数据库＼数据词典”，双击“新建图标”，弹出“变量属性”对话框，创建仿真水塔水位各个变量数据，这些变量与PLC内部变量一一对应，PLC的输入输出完全由组态王内部变量代替。PLC的实际输入输出状态都反映在组态监控界面上，借助PLC的通信功能，系统的运行就可以实现真正的仿真。
（三）组态画面的设计。组态王采用面向对象的编程技术，能方便建立画面的图形界面。构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果。水塔水位组态设计画面如图3所示。
（四）建立动画连接。动画连接即建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样工业现场的数据如温度、液面等发生变化时，通过I/O 接口将引起实时数据库中变量的变化。在组态王“画面”上创建水塔水位控制系统的示意图，建立各个按钮，并将各个控制按钮、指示灯与所建立相应变量关联，对相关单元进行动画连接。
（五）命令语言。命令语言是一种类似于C语言的程序，利用其书写程序可增强应用程序的灵活性，控制各个变量的变化，使得画面能够正确反映邮件分拣系统的动作过程。水塔水位控制系统的部分命令语言如下所示。
图3 水塔水位组态设计画面
（六）系统组态的运行和调试。启动组态王，运行水塔水位控制仿真系统。将PLC编程编译并下载到PLC主机，并让其为RUN状态，按照水塔水位的控制要求进行模拟调试，观察运行结果。PLC实验板与主机连线如图4所示。此次模拟了水塔和水池分别在上限水位和下限水位的不同情况时，抽水机和电磁阀的对应动作。当水池水位在水位下限位时，电磁阀Y会接通，给水池加水；若4秒后水池水位还是维持在下限位，此时电磁阀会闪烁发出报警，从而实现一个低水位报警的功能。
图4 PLC实验板与主机连线图
五、小结
设计以西门子S7-200 PLC为核心，用PLC程序来控制水塔水位系统，整个系统的控制显得简单易于操作，并使用组态王的设备选择、数据词典、组态画面及其动画连接设置来监控系统的工作状态，使人可以更清楚地监控到系统的运作情况，达到远程可靠的监控效果。
参考文献：
[1] 陈建明.电气控制与PLC应用（第2版）[M].北京：电子工业出版社.2010.
[2] 李全利.运动控制技术应用设计与实践（西门子）[M].北京：机械工业出版社.2009.
篇3
【关键词】蒸汽发生器水位；主给水泵；给水流量调节系统
0 前言
秦山第二核电厂的蒸汽发生器是一个立式的、自然循环式的、产生饱和蒸汽的装置。它由外壳、U形传热管、汽水分离器和套筒等部件组成。反应堆冷却剂在传热管内流动，把热量传递给管外的二回路水，二回路水在蒸汽发生器内自然循环，在它流经传热管外时有一部分水变成饱和蒸汽，供给主汽轮机和辅助设施。作为反应堆的第二道屏障的组成部分，蒸汽发生器在有放射性的一回路系统和无放射性的二回路系统之间提供了屏障。对于一个主控操纵员来说，蒸汽发生器水位的控制是非常重要的，只有对蒸汽发生器水位的各个影响因素了解清楚以及掌握了各因素之间的相互关系后，才能在蒸汽发生器水位发生异常时作出准确而有效的应急措施，从而确保反应堆及汽轮机的安全可靠运行。
主给水流量调节系统（ARE）的功能是向蒸汽发生器供应给水。这水来自凝结水抽取系统（CEX）的凝汽器，并通过给水除氧器系统（ADG）的水箱。水在低压加热器和高压加热器内加热（ABP和AHP），依靠主给水泵供水。蒸汽发生器的供水量由给水流量控制系统进行调节，它将蒸汽发生器二次侧的水位维持在一个随汽轮机负荷变化所预定的基准值上。
本文将从蒸汽发生器水位控制入手，分析影响SG水位的相关系统，并对机组运行以来发生的一些SG水位瞬态变化的事件加以简要分析。
1 蒸汽发生器水位控制原理
设置蒸汽发生器水位调节系统的目的，就是为了维持蒸汽发生器二次侧的水位在需求的整定值上。
水位不能过高，否则将造成出口蒸汽含水量超标，加剧汽轮机的冲蚀现象，影响机组的寿命甚至使汽轮机损环。而且，水位过高还会使得蒸汽发生器内水的质量装量增加，在蒸汽管道破裂的事故工况下，对堆芯产生过大的冷却而导致反应性事故的发生。如果破裂事故发生在安全壳内，大量的蒸汽将会导致安全壳的压力、温度快速上升，危害安全壳的密封性。同样，水位也不能过低，否则，将会导致U型管顶部，甚至可能导致给水管线出现水锤现象。这样，堆芯余热的导出功能将恶化。
为此，蒸汽发生器水位整定值设计成随负荷而变化的。这里所说的负荷是由两部分组成的，即进入汽机的蒸汽流量与排向凝汽器的蒸汽流量之和。在低负荷时，蒸汽发生器的蒸汽压力高（出口蒸汽压力在零负荷时为7.6MPa），水的密度大，确定较低的水位定值是为了保持蒸汽发生器中的水装量较少，以防止在主蒸汽管道破裂时，向安全壳释放更多的能量，造成安全壳破坏。
在20%负荷以下，水位定值随负荷增加而提高。这是因为在负荷减小时，由于蒸汽发生器中汽泡数目减少，使蒸汽发生器中水的密度增加（降低比容），为了使水位不至于下降到低水位保护动作，水位随负荷增加而线性增加。
在20%―100%负荷时，水位定值维持在51.6%水位不变。因为随着负荷的增加，蒸汽发生器中汽泡的数目和尺寸都增加，这就降低了蒸汽发生器中水的密度，提高了比容。这时如果不减少蒸汽发生器中的水的质量，其水位将会升高到淹没二级汽水分离器，达到不可接受的程度。所以为了保持蒸汽发生器出口的干度，在20%―100%负荷时，水位控制系统将水位维持在51.6%恒定。
同时，蒸汽发生器水位也参与保护动作，水位定值情况如图1所示。
1.1 主给水泵系统（APA）
1.1.1 系统功能
1）在各种工况下，本系统能通过高压给水系统，从除氧器连续地向蒸汽发生器输送除氧水。
2）系统设有三台电动主给水泵，正常运行期间，两台运行，一台备用，三台泵可以任意切换。
3）当两台运行的电动主给水泵组中一台脱扣时，处于备用状态下的电动主给水泵快速启动。
4）具有变速功能，能在反应堆整个热功率范围内，满足蒸汽发生器给水流量调节系统（ARE）控制给水的流量要求。
1.1.2 主给水泵转速调节原理
每台蒸汽发生器都有各自独立的水位调节系统，通过改变调节阀门的开度以改变给水流量从而达到控制水位的目的。但是，二台蒸汽发生器的给水母管是共用的，如果只是单独采用水位调节方式，当一台蒸汽发生器的水位偏离整定值而需要改变给水调节阀的开度以改变给水流量时，将会引起给水母管压力的改变，而此时另外一台蒸汽发生器的给水调节阀开度并没有改变，因而其给水流量因给水母管压力的变化而产生变化，这样，在这台蒸汽发生器内将出现汽―水流量不平衡状况，从而也会发生了水位的波动。为了避免这种相互间的不良影响，避免给水调节阀的频繁动作，改善水位调节系统的工作环境，引入了给水泵转速调节系统，通过调节给水泵的转速使得给水阀的压降在正常的负荷变化范围内（0～100%FP）维持近似恒定，从而优化给水调节阀的工作条件。
主给水泵系统维持给水母管与蒸汽母管之间的压差随负荷变化，从而保证调节阀的压降保持近似不变，从而消除了两台蒸汽发生器之间的耦合影响。给水母管与蒸汽母管之间的压差随负荷变化而呈抛物线变化，作为近似，可以用一条折线来表示，如图2所示：
图中：给水母管和蒸汽母管的总压降P由四部分组成：
P=P1+P2+P3+P4
式中：P1――给水泵出口与蒸汽发生器给水进口之间的位差，是恒定值；
P2――调节阀压降，应保持恒定；
P3――蒸汽发生器二次侧的压降，随负荷而变；
P4――蒸汽管线和给水管线内的压降，随负荷而变。
通过调节给水泵的转速，我们能保证泵的出口压头和流量都随负荷变化而变化。这样不仅能维持给水阀的压降不变，而且能使压头与图2所示的总压降曲线相吻合，从而消除了两台蒸汽发生器之间单独的流量调节之间的不良耦合。
主给水泵转速调节原理如图3所示，主给水泵转速控制原理（见下页模拟简图）：实测的“汽水母管压差”信号与根据蒸汽总流量整定的“汽水母管压差”实测值进行比较后，经PID输出，与“液力耦合器控制信号的平均值”比较后，经一积分环节送出每台主给水泵的“液力耦合器控制”信号，经过每台主给水泵的“手自动控制站”，转换为4～20毫安电流信号后送入液力耦合器伺服机构PLC控制器，同时伺服机构的“液力耦合器反馈”信号也送入该PLC，两者进行比较，达到整定的差值后送出开关量信号，启动伺服电机正转或反转，以调整勺管位置，达到调节转速的目的。
1.1.3 主给水泵连锁跳泵逻辑的修改
二期设计为两条6kV母线为三台电动主给水泵供电，A、B泵各占一条母线，C泵挂在两条母线上，接线如图4。
1）正常运行时A、B泵运行，LGA6和LGB4放备用
2）A泵的备用启动命令有三个：B＼LGA6＼LGB4泵跳
3）B泵的启动命令将达到三个A＼LGA6＼LGB4泵跳
4）LGA6的启动命令为A泵跳
5）LGB4的启动命令为B泵跳
1.2 蒸汽发生器水位控制原理
我们厂的蒸发器水位调节系统是一个利用水位偏差（要求值与实测值的偏差）、蒸汽流量和给水流量的三冲量串级调节系统，通过调节主给水系统的主给水调节阀和旁路调节阀来改变主给水流量，从而达到维持蒸汽发生器水位在程序整定水位。两台蒸汽发生器分别用两套控制回路来调节液位。对于每台蒸汽发生器而言，其水位的调节是通过控制进入该蒸汽发生器的给水流量来完成的。每台蒸汽发生器的正常给水回路设置有两条并列的管线：主管线上的主给水调节阀用于高负荷运行工况下的水位调节，旁路管线上的旁路调节阀则是应用于低负荷及启、停阶段的运行工况。其调节原理如图5所示。
给水主调节阀可保证1854t/h的受控流量（名义流量的95%），旁路调节阀可保证的受控流量为293t/h（设计流量），实际上旁路调节阀可保证360t/h的流量（名义流量的19%）。流量控制由两个互补的通道来保证：
1）两参量（蒸发器水位-负荷）控制通道，它在低负荷（小于18.5%FP）时运行，使旁路调节阀（ARE242、243VL）动作；此时主调节阀保持全关状态。
2）三参量（蒸发器水位-给水流量-蒸汽流量）控制通道，它在高负荷（从18.5%FP到100%FP）时运行，使给水主调节阀（ARE031、032VL）动作。在这种情况下旁路调节阀保持全开状态。
1.2.1 旁路给水调节阀调节原理
1）旁路调节阀设计是调节大约19%的额定流量，用于启动和低负荷工况。因为在低负荷时，测量流量的节流装置两端的压差太小，流量测量不精确，信噪比也变得较差。此外，在低负荷时，如果采用主给水调节阀，它在较小的开度下频繁调节，会带来阀座过度磨损，并且在较小开度下，其调节性能很差。因此在负荷低于18.5%时，主给水调节阀保持关闭，只使用旁路调节阀调节。
2）用于旁路调节的信号有水位调节器给出的给水流量需求信号和低负荷下蒸汽总量信号。蒸汽发生器的实测水位与根据蒸汽负荷得出的程序水位定值比较后，给出水位偏差信号，经过给水温度补偿，再通过水位调节器给出给水流量需求信号。
3）温度补偿：每台蒸汽发生器装有一台给水温度传感器，经高选后的给水温度输入变增益函数发生器（变增益环节），如图6。控制系统将水位偏差信号乘以一个随温度升高而增大的系数。其作用是在低负荷时，给水温度低，增益系数小，使调节过程稳定，避免调节机构的频繁动作。在高负荷时，给水温度高，增益系数大，使调节过程更为灵敏。
4）水位滤波器：它是一种延迟滤波器，其作用是避开在负荷变化初期水位变化的过渡过程中各有关参数瞬态变化的干扰，消除蒸汽发生器“水位膨胀”和“水位收缩”现象对调节系统的不利影响。
5）低负荷下蒸汽总量信号由二部分组成：汽机的冲动级压力（窄量程）；旁路排放的蒸汽流量。给水流量需求信号与低负荷下蒸汽总量信号相减后，进入流量调节器将流量信号转换为旁路给水调节阀的开度信号，调节旁路阀ARE242/243VL。在主控室也可以通过手操器直接操作旁路调节阀。低负荷下，往往GCT-C会有开度，因此GCT-C阀门开度的变化会引起蒸汽发生器水位的变化，如果GCT-C阀门快关，造成SG压力升高，气泡压缩，可能导致蒸汽发生器低低水位而停堆。因此，在低负荷下，特别是刚并上网时，一定严密注意GCT-C的开度，尽量不要出现大的扰动。
6）当出现P4，且Tavg
1.2.2 主给水调节阀调节
1）主给水调节阀调节是一个三冲量串级调节系统（水位误差、主蒸汽流量、主给水流量）。这里主蒸汽流量信号在进入调节回路前有一个滤波器，其作用是在孤岛运行或大幅度甩负荷时，为了延迟蒸汽流量快速、剧烈地下降，减小蒸汽发生器水位调节过渡过程中的水位振荡峰值。实测的主给水流量与经过校正后的蒸汽流量相比较，给出汽/水失配信号，这里采用汽/水失配信号反映水位变化的趋势比水位偏差信号灵敏，作为一种前馈信号，它的引入增加了给水流量的调节速度。汽/水失配信号与水位调节器的输出信号之间的偏差送到流量调节器，流量调节器将偏差信号转换为主给水调节阀的开度信号。在主控室也可以通过手操器直接操作主给水调节阀。
2）主给水调节阀调节回路中引入了一个（6.5%Qn）偏置信号，其作用是确保在低于18.5%Pn的功率水平下主给水调节阀保持关闭状态，避免主给水调节阀和旁路调节阀同时工作，增加调节系统的稳定性。
总之，蒸汽发生器水位控制系统是先靠主给水流量调节阀调节。水位降低引起调节阀开大时，水流侧压差（P）将下降，同时由于蒸汽流量的增加而引起压差整定值增加，这将造成主给水泵转速增加，使压头增加，流量增加。再通过水位控制系统重新校正给水流量（即调节阀开度），以保持蒸汽发生器水位。
2 蒸汽发生器水位影响因素简要分析
首先，如果两台蒸汽发生器水位同时产生变化，出现异常。我们就要考虑主给水泵调节系统是不是出现故障了。每台APA泵转速是不是出现异常，APA调节系统的四个RC是不是出现故障，这是我们要检查的重点。如果发现异常，就立即把手操器放到手动，并调整到正常范围以内，调整SG水位到正常水位。当然，产生给水母管与蒸汽母管压差的两块仪表：ARE002MP与VVP004MP也是我们怀疑的对象。同样道理，在低负荷及冲转并网前时，由于GCT-C往往会有一定的开度，这个时候，排往凝汽器的蒸汽流量的变化以及GCT-C阀门开度的剧烈变化也会对两台蒸汽发生器水位产生不小影响。此时，VVP024/025MP发生变化则会对GCT-C阀门开度产生很大影响。特别是在冲转并网前，当参与控制的压力表发生高漂时，会导致GCT-C的阀门关闭，从而导致蒸汽压力上升，SG内气泡迅速减少，而由于虚假水位导致停堆。因此，在冲转并网前，一定要确保VVP024/025MP的正常性。GRE023/024MP会对蒸汽发生器水位定值产生影响，也是同时导致两台SG水位产生波动的因素。
其次，如果只是一台蒸汽发生器水位产生瞬态变化，则要考虑单台SG水位调节系统中的影响因素了。第一，水位计的变化产生的影响。如果参与控制的水位计发生变化（高漂或低漂），将直接影响到SG水位的变化，水位计的变化将导致产生水位偏差，从而导致给水流量的变化，进而使SG水位产生进一步的变化。如果发生故障的水位计不参与控制，那么只会产生报警，并和其他信号符合产生保护动作，而对于SG水位控制并不会产生很大影响。第二，给水流量或蒸汽流量的故障变化，二者之一的变化会迅速作用在汽水失配环节，由于微分作用的结果，会迅速改变给水调节阀门的开度，进而影响SG水位。第三，VVP压力表的变化（仅对于VVP010/013MP及VVP011/014MP而言）也会对SG水位产生影响。由于主蒸汽管道蒸汽流量需要压力的校正，因此压力变化也会导致蒸汽流量发生变化，进而影响到SG水位产生变化。在这里，特别提到的是，VVP010MP及VVP011MP，这两块压力表不仅对蒸汽流量进行校正，而且还参与GCT-A的阀门开度控制，因此，如果这两块压力表产生故障，不仅给SG水位带来瞬态变化，而且有可能使GCT-A的阀门开启，使一回路发生过冷。
3 结束语
经过几年的运行，随着运行经验的不断增加，我们对蒸汽发生器水位控制相关系统和因素的认识越来越深入，对蒸汽发生器水位控制也积累了不少经验，对其中一些不尽合理的相关因素作了改造。现在蒸汽发生器水位控制各系统能够相互协调工作，同时运行经验的不断增加也保证了机组安全稳定运行。
【参考文献】
[1]胡文勇.主给水泵系统手册 FC-16-APA-11，2005.5：2.1-5.1[Z].
篇4
【关键词】汽包水位 三冲量控制 PID
锅炉中的汽包水位是工业中锅炉安全运行的一个比较重要的参数。汽包水位的高低直接影响到锅炉的稳定性。
1 系统设计背景
我们通常认为锅炉是一个比较复杂的控制系统。因为在对锅炉进行控制中，待控因素较多，同时还存在很多扰动因素。
2 系统的动态特性
2.1 给水流量扰动下的动态特性
当把汽包水循环系统看成一个单容水槽，给水流量W的变化影响汽包水位H的高低。当给水流量发生阶跃变化时，水位产生相应的变化。当考虑到给水的温度与汽包中的饱和水的温度相差较大，当给水进入汽包后会吸收热量从而使得汽包中的水蒸气产量下降，汽包中原有的气泡体积也会相应的减小，从而导致汽包水位下降。所以汽包水位的变化相当于一个惯性环节和一个积分环节的叠加。可用下式表示：，，传递函数： 。
2.2 水蒸汽流量扰动下的动态特性
当汽轮机负载大小发生变化时，所供应的水蒸气流量也会相应的发生变化，当水蒸气流量D发生阶跃变化时，首先会改变汽包中的水和蒸汽量的平衡，使得汽包水位下降，其次水蒸气流量增大时迫使锅炉中的气泡量也相应的增多，当燃料供应量不变时，汽包压力下降使得气泡的总体积变大，从而使得汽包水位上升。所以汽包水位变化 相当于一个惯性环节和积分环节的叠加。可用下式表示 ，，传递函数： 。当水蒸汽流量发生阶跃变化时，汽包水位发生不下降反而增加的现象，我们把这种现象称作“假水位”现象，这种随着时间的推移，汽包水位的变化趋于正常。
3 系统控制方案设计
我们将水蒸汽流量作为前馈信号，将给水量作为反馈信号，将汽包水位作为被控对象。这样便形成了汽包水位为被控对象，水蒸汽流量为前馈信号，给水流量为反馈信号的前馈-反馈-串级控制方案以控制35t/h、汽包压力0.5MPa 锅炉为例，汽包水位通常稳定在300 ±30mm。选用水位传感器的测量范围为100-500mm，将1-5V电压信号作为传感器的输出信号。选用给水流量传感器的流量检测范围为3-50m3/h，将1-5V电压信号作为传感器的输出信号。选用水蒸汽流量传感器的流量检测范围为8-80m3/h，将1-5V电压信号作为传感器的输出信号。蒸汽流量传感器反馈系数 ，给水流量传感器反馈系数 ，水位传感器反馈系数 ，取W=35，D=13，H=300。
3.1 给水流量控制回路参数整定
设定控制信号为20ma电流，给水流量为35m?/h，时间常数为0.3s。传递函数为：，经过调试当调节器的增益为20时，回路趋于稳定。如图1。
3.2 水位控制回路参数整定
锅炉汽包属于无自平衡受控对象，其传递函数为： ，根据Ziegler-Nichols响应曲线法得KP=1.96，TD=72，T1=72，PID调节器的比例系数K=KP/11.7≈0.17。则PID调节器的传递函数为 。经过多次的参数整定调整，最终波形趋于稳定。
参考文献
[1]陈学俊，陈听宽.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，199121-44.
[2]陈哲.现代控制理论基础[M].北京：冶金工业出版社，1987：165-180.
作者简介
尤阳阳（1982-），男，陕西省咸阳市人。长安大学硕士研究生。现为陕西能源职业技术学院机电工程系助教，主要研究方向为电气工程技术。
王晓华（1983-），女， 陕西省咸阳市人。西北农林科技大学硕士研究生。咸阳师范学院数学系助教 ，主要从事教学管理工作。
作者单位
篇5
摘要：本文提出了一种基于压力自适应的除氧器水位控制的节能优化策略。凝结水流量调节阀三冲量调节除氧器水位，凝结水泵变频控制凝结水母管压力，凝结水流量调节阀的阀位通过PID运算自动修正凝结水压力目标值，使凝结水流量调节阀始终处于最佳开度，同时在中高负荷段通过全开除氧器副调节阀，尽量减小调节阀的节流损失和管道阻力，达到最佳的节能效果。
关键词：压力自适应；除氧器水位；节能
0.引言
近年来随着国家对节能环保越来越重视，各电厂都开始在节能降耗上下功夫。目前，凝结水泵已有不少机组改造为变频泵，凝泵变频在各新建电厂也成了主流配置。怎样能够控制除氧器水位在各种工况下的稳定，同时尽量减小凝结水压力和管道阻力，充分发挥变频泵的节能效果，是近年来一直在研究的问题。本文提出的基于压力自适应的除氧器水位控制的节能优化策略，通过与常规的变频控制方案对比，优化了除氧器水位控制及凝泵变频控制策略，进一步降低了管道阻力，进一步挖掘了凝泵变频的优势，达到了最佳的节能效果。
1.常规的除氧器水位控制策略
600MW超临界直流机组一般配有两台100%变频泵，正常运行时一用一备。凝结水流量调节阀设计有主副两个调节阀，主阀100%流量调节，副阀30%流量调节。30%负荷以下时副调节阀单冲量调节除氧器水位，凝结水泵变频调节凝结水母管压力。30%负荷以上时切换至凝结水泵三冲量（除氧器水位、主给水流量、凝结水流量）调节除氧器水位，凝结水流量主调节阀通过PID闭环调节凝结水压力，副调节阀慢慢关闭。上述控制方案可以满足除氧器水位调节的要求，同时通过凝结水流量主调节阀的调节作用，可以有效地减小凝结水压力，降低凝结水泵电流，达到一定的节能效果。其中存在的问题是，压力设定值的整定一般是通过各个负荷段的试验得出，并不是最佳值，当凝结水用户用水量发生变化时，调门开度也随之变化。在实际运行过程中发现，凝结水流量调节阀开度通常在一定范围内（50%~100%）变化，仍然存在一定的节流损失，不能达到最佳的节能效果，存在优化的空间。
2.基于压力自适应的除氧器水位控制策略
2.1凝结水流量调节阀的控制
在低负荷段，仍然采用凝结水流量副调节阀单冲量调节除氧器水位，凝结水泵变频调节凝结水母管压力。升负荷到30%后，凝结水流量副调节阀慢慢关闭，凝结水流量主调节阀进入串级三冲量调节。主调节器保证水位的无静态偏差调节，主调节器的输出和给水流量、凝结水流量共同作为副调节器的输入，副调节器的作用主要是通过内回路进行给水流量和凝结水流量的比值调节，并快速消除来自给水侧的扰动。在工艺上凝结水流量调节阀比凝结水泵更靠近除氧器，因此用凝结水流量调节阀控制除氧器水位能够更加快速地对除氧器水位变化做出响应，对除氧器水位控制的精度更高。
2.2凝结水泵的压力自适应控制
凝结水泵闭环调节凝结水母管压力，其中凝结水流量主副调节阀开度的函数作为凝结水泵转速的前馈信号，加快凝泵的响应速度。凝结水母管压力设定值为负荷对应的函数，该函数可通过试验或查询历史曲线得出。在压力设定值回路中加入了一路压力修正回路，压力修正回路通过一个闭环的PID调节器实现。通过凝结水主调节阀的阀位与设定的最佳阀位比较，自动计算出压力修正值，使凝结水母管压力自动适应工况的变化，最终控制凝结水主调节阀的开度稳定在最佳开度附近。经试验，汕尾电厂2号机组凝结水主调节阀最佳开度约为88%。即当凝结水主调节阀开度小于88%时，压力修正值减小，凝结水母管压力降低，为了维持除氧器水位，凝结水主调节阀开大；当凝结水主调节阀开度大于88%时，压力修正值增大，凝结水母管压力升高，为了维持除氧器水位，凝结水主调节阀减小。调节阀的阀位始终控制在目标值88%附近。由于凝结水流量调节阀开度、凝结水母管压力、除氧器水位相互影响，为了防止调节作用相互耦合发生振荡，压力修正回路的PID调节作用要尽量减弱。由于压力设定值可以根据调节阀开度自动修正，因此压力设定值函数不需要整定得太精确，减小了函数整定的难度。此外，在压力修正值回路中引入了凝结水主调节阀开度的函数作为前馈信号，当凝结水主调节阀开度大于95%时迅速提高凝结水母管压力，弥补凝结水主调节阀接近全开时调节裕量不足的缺陷。当高加退出、凝结水用量突然增大等异常工况时，该前馈信号可以迅速提高凝结水母管压力，维持除氧器水位不发生大的波动。
3.除氧器副调节阀的有效利用
在原控制策略中，30%负荷以上时，除氧器副调节阀全关，完全由除氧器主调门调整除氧器水位。经过试验调整发现在机组高负荷运行时，开大除氧器副调阀能有效降低除氧器调节阀节流损失，降低管道阻力，从而降低凝泵电耗。根据试验情况，当机组负荷450MW以上时，同样的一台凝泵，电流能降低10A以上，节能效果非常明显。在保证机组安全稳定运行的前提下，初步设定机组大于60%负荷时，开启除氧器副调节阀，具体逻辑条件如下：（1）各机组凝泵变频投入运行，机组负荷大于450MW、除氧器主调门开度大于80%且凝泵出口压力大于1.6MPa时，除氧器副调阀自动缓慢开启至全开。（2）凝泵工频运行时该项节能措施不起作用，所以有任一凝结水泵工频运行、凝泵工频试运、凝泵定期切换时需要自动关闭除氧器副调阀。（3）机组负荷小于400MW、除氧器主调门开度小于60%或凝泵出口压力低于1.6MPa时，除氧器副调阀自动缓慢关闭。（4）除氧器副调阀开关速率根据运行人员要求，可由热控人员设定调节速率。（5）优化后除氧器副调阀不影响除氧器主调和变频自动控制，不影响机组低负荷时（约120MW）除氧器主副调控制自动切换。
4.实际应用效果上述控制策略
在汕尾电厂1、2号机组进行了实际应用。在升负荷过程中，凝结水流量调节阀迅速全开，凝结水母管压力在负荷函数及调节阀函数的双重作用下快速增大，整个过程中除氧器水位波动不超过20mm。变负荷结束后，在凝结水压力设定值修正回路PID的调节作用下，经过一段时间调整，凝结水母管压力自动调整到最佳的目标值，凝结水流量调节阀逐渐稳定在设定值88%附近。与常规控制策略相比，该方案既能满足机组在各种工况下除氧器水位、凝结水母管压力的稳定调节，同时由于凝结水流量调节阀始终处于最佳开度，凝结水母管压力在各个负荷段可降低0.2MPa~0.5MPa，单台凝结水泵电流降低20A~40A，进一步挖掘了凝泵变频的节能效果。结语本文提出了一种基于压力自适应的除氧器水位控制节能优化策略，当负荷大于30%时，凝结水流量调节阀的串级三冲量调节保证了除氧器水位控制的稳定，凝结水压力的自适应控制使调节阀处于最佳开度，实现了最佳的节能效果，同时调节阀对压力设定值的前馈作用满足了在高加退出、凝结水用量突然增大等异常工况下的控制要求。并且，在60%负荷以上时，通过全开除氧器副调节阀，有效降低管道阻力，进一步降低凝泵电流10A左右。综上所述，采用该技术实现了除氧器水位的稳定调节和凝结水泵最佳的节能效果。
参考文献
篇6
关键词：锅炉；自动化控制；三种控制；三种动态特性
中图分类号：TK22 文献标识码：A
在锅炉系统中，保证汽包的水位在一定的范围内非常重要，因为汽包水位的实际高度，直接影响汽包的分离速度和水蒸气的形成质量。只有汽包水位在一个安全的区间范围内，才能保障生产的安全性，才能保证成产的连续性，持续性。因此锅炉汽包水位的自动化控制就显得尤为重要。为了准确研究锅炉的汽包水位的自动化控制，首先要了解和掌握锅炉汽包水位的动态和静态的特性，这种特性可以经过试验和科学公式分析出来。为了能更直接的反应这种动态和静态的特性，本文用图样曲线的形式表示其动态的分析结果。如图1所示。
从图1可以得出结论：水流量增大的情况下，锅炉汽包的容积会变少，锅炉水位也会随之下降，但当水流量发生阶跃跳动变化的时候，锅炉汽包水位，不会和刚才得出结论一样的结果，相反锅炉的汽包水位不是立即急速增加，而是形成一种可连续的变化，此变化曲线类似于抛物线曲线。这一特性，在锅炉汽包水位的自动化控制中，可以供一种思路，让分析汽包水位的自动化控制得以横向展开；从图2可以得出结论，当蒸汽的流量迅速增加时，锅炉汽包水位也随之迅速下降。但是当蒸汽流量在外界干扰的情况下，进行阶跃跳动变化时，锅炉汽包水位只是短短的一瞬间随着蒸汽流量的变化而变化，但之后却发生与之相反的反应，即随着蒸汽流量的减少，锅炉内的汽包水位会发生增加，上升的变化，其实际变化曲线，也为一条抛物线曲线。根据这一特性，在锅炉的汽包水位自动化控制中，同样也可以提供一种思路，让分析汽包水位的自动化控制得以纵向展开。
实质上锅炉的汽包水位不只是随着给水流量和蒸汽流量的变化而变化，锅炉的汽包水位还会随着燃料量的变化而变化。当在锅炉内进行锅炉静态下分析的时候，由于这时给水的流量和蒸汽的流量都在一种相对静止的状态下，所以锅炉内汽包水位也会随之控制在一个相对静止的水位上，即锅炉内汽包水位的变化量为0。锅炉内的汽包水位的自动化控制主要还是根据其汽包水位的动态化分析来进行，根据锅炉制造和使用的多年积累，现行的锅炉内汽包水位自动化控制系统，一共分为三种，一种是单冲量形式的汽包水位自动调节控制，一种是双冲量形式的汽包水位自动调节控制，第三种是三冲量形式的汽包水位自动调节控制。下面来简单的讲述一下这三种控制的原理及缺点。
一、单冲量形式的汽包水位自动调节控制
单冲量形式的汽包水位自动调节控制是一种相对简单的水位控制，单冲量等同于汽包水位，它要求锅炉内汽包中的水要在锅炉汽包内保持一定水位且一定长的时间，在水位产生的稳定水负载下，同时配合安全装置，就可以进行单冲量形式的汽包水位自动调节控制。这种控制在汽包水流或气流停留时间过短时，则不能正常进行水位的自动调节功能。其最大的缺点是容易造成水位的虚假形成，这样单冲量的调节形式就会产生控制反应过慢，甚至是停止锅炉内汽包水位的控制。
二、双冲量形式的汽包水位自动调节控制
双冲量形式的汽包水位自动调节控制实质上是对单冲量形式的汽包水位自动调节控制的一种补偿控制调节。单冲量形式的汽包水位自动调节控制主要是对锅炉内自身气流产生的压力的控制调节，双冲量形式的汽包水位自动调节控制就是引进了蒸汽的流量负压，对单冲量形式的自动控制容易产生的水位虚假形式给予一定的补偿，使其控制系统在水位调节过程中反应迅速。但双冲量的锅炉汽包水位控制系统，也存在不足之处。不足之处在于他的工作曲线不是线性曲线，而是抛物线曲线，控制是很难准确无误的进行补偿控制，这样就会产生和单冲量形式的控制形式类似的问题，不能很好的控制锅炉内的汽包水位。
三、冲量形式的汽包水位自动调节控制
三冲量形式的汽包水位自动调节控制，本质上是在单冲量形式的汽包水位自动调节控制和双冲量形式的汽包水位自动调节控制的基础上，将水量的流量负压加入到锅炉的水位控制系统中，使三种形式的控制同时在锅炉内发生作用。但是这种控制系统也存在缺点，即要求锅炉内的物料保持一种相对的平衡，否则，在三种负压产生变化时，其控制的汽包水位也会有偏差，但总体来讲比上述两种锅炉汽包水位系统精确，抗外界干扰能力也更强。
锅炉内汽包水位会通过仪表的显示，让我们掌握及控制，所以在锅炉显示仪表的选择和使用上，也要注意一些问题。例如，锅炉所使用的测量仪表建议全部采用WC系列的数字显示仪表表头。而变压器的安装形式，第一选择应该为垂直仪表头面安装，这样起到了节省空间的效果。
结语
通过上述的关于锅炉内汽包水位的分析及控制系统的介绍，我们会得出结论，在锅炉内汽包水位的自动化控制研究中，还是要把主方向定在三冲量形式的汽包水位自动调节控制上，通过研究三冲量形式的汽包水位自动调节控制的特点及缺点，我们能更好的改进和完善现有的三冲量形式的汽包水位自动调节控制，让它在锅炉的制作及使用中发挥水位控制的更大作用。
参考文献
[1]孔国权.电厂锅炉汽包水位控制的调节信号与系统[J].硅谷，2009.
篇7
摘要： 本文结合实际提出一种小型中央空调用“制冷、制热、卫生热水”型空气源热泵系统，能够利用空调部分冷凝热提供生活用卫生热水。该系统可与家用中央热水系统连接。本文也论述了系统各部件的设计修正，并对该系统进行了全年运行分析。
关键词： 小型中央空调 热泵 热水 热回收 0 前言 1 系统 1.1 不带热回收的风冷冷热水机组制冷循环
1.2.1 本热回收机组的装置示意图:
篇8
关键词：环卫工人；污染认知；防护水平
中图分类号：R122.7 文献标识码：B DOI：10.3969/j.issn.1671-3141.2016.12.133
引言
漫步于卫生城徐州市，优美的环境与环卫工人的辛勤劳动息息相关。但是由于环境卫生的工作性质与预防措施缺乏等因素，使得环卫工人的健康得不到应有的保护。本研究于2015年7月至8月份对徐州市区环卫工人空气污染的认知与防护进行现状调查，剖析了目前存在的问题，为相关部门改善环卫工人的职业现况提供了数据的支持和理论依据。
1对象与方法
1.1研究对象。采用多阶段随机抽样的方法，根据徐州市区的区域划分现况选取5个区（鼓楼区、云龙区、贾汪区、泉山区、铜山区），从每个区中分别抽取100位环卫工人，共500名环卫工人为调查对象。
1.2研究方法。采用现况调查的方法，用自主设计问卷（其主要内容包括一般情况、对于空气污染的认知、预防防护水平等），在环卫工人知情同意的前提下，进行现场面对面的询问方式调查，实施简单的体格检查与现病史、体征相结合，判断身体健康与否。
2数据处理和分析
对所有问卷进行核查编码后，使用epidata3.0建立数据库，SPSS16.0进行数据处理与分析。
3研究结果
3.1一般情况。调查500名工人，收回500份调查问卷，准确率100%。接受调查的环卫工人中，男性261人(占52.2％)，女性239人(占47.8％)。总体年龄最小为35岁，最大为72岁，平均年龄（58.9±6.9）岁。身体健康人数为144人（占28.8%）。文化程度以小学及以下为主，有447人(占89.4％)；其次是初中有54人（占10.5%）。平均工资为1387元。环卫工人对于国家政策了解程度完全不知道的占41.4%，单位开展卫生健康讲座情况中仅有8.8%的环卫工人接受了定期的健康教育。
3.2环卫工人对空气污染的认知。受调查的环卫工人对于空气污染构成的知晓率为31.2%。对不同文化程度和不同健康状况的环卫工人进行空气污染物构成知晓率比较，差异有统计学意义（χ2文化程度=45.3，χ2健康程度=20.2，P<0.01）。关于环保方式和雾霾空气质量的问题调查，知晓率分别为70.2%和46.6%，环卫工人对于空气污染来源知晓率较高，达84.0%。对污染物造成的健康危害以及危害程度认识仍不足，总知晓率为58.0%。对污染物引发的疾病知晓率为58.0%，知晓率的高低与文化程度和自身身体健康程度有关，差异有统计学意义(χ2文化程度=13.1，χ2健康程度=10.9，P<0.01)。详见表2。
3.3环卫工人预防防护水平。调查显示，在徐州市区环卫工人中，52.6%人知道戴口罩隔除粉尘和微生物，27.2%人知道合理饮食可提高机体抵抗力，降低空气污染对健康的危害，19.4%的工人知道口服预防药物可以减轻空气污染对健康的危害，详见表3。
3.4环卫工人预防防护措施使用情况。在受调查的环卫工人中，由于穿荧光工作服是所属单位的强制要求，所以使用率最高（99.8%），戴口罩率是26.0%，工作时戴手套的有38.4%，口服预防药物的仅有0.4%。
4讨论
4.1改善环卫工人基本情况。环卫工人由于工作性质与社会地位的缺陷，导致从业人员多为文化水平低的中老年人。一方面，由于工作的特殊性，暴露于各种致病危险因素之中，且保护措施不健全，严重威胁他们的健康。环卫工人也是现代社会殊的弱势群体[1]。其次，环卫工人工作待遇差、劳动权益得不到有效保障等现象普遍多发，继而造成此类现况。相关职能部门应适当提高环卫工人的待遇水平，加强福利制度建设，以此保障环卫工人的合法权益。
4.2提高环卫工人的认知水平。基于环卫工人文化水平较低、自我保护意识薄弱的现状，相应部门应重视对于环卫工人的健康知识与岗前培训，对环卫工人的职业防护意识进行培养。并且讲座与培训不但成本低廉，具有及时性、可及性、广泛性和无副作用的优点[2]，对于宣传起到极大的推动作用。而对于环卫工人来说，对污染的认知水平与自身的健康也息息相关。广泛利用多种媒体进行宣传，让环卫工人充分了解享有的权利，熟悉工作中存在的健康隐患，真正做到事先防患于未然。
4.3提高环卫工人预防防护水平。由于环卫工人工作环境因素多变，长期受到不良因素的影响。为尽可能减少影响，需要在知识普及的前提下，针对环卫工人的工作特性，配备荧光工作服、口罩、手套等基本防护设备，做到拥有且使用。《中华人民共和国职业病防治法》中规定，用人单位必须采用有效的职业病防护措施，并为劳动者提供个人使用的职业病防护用品。但是在调查过程中发现防护设备皆由工人自行购买，与相应的法规规定违背。有关单位需依法加大资金投入，为环卫工人配备防护设备，并且提高道路机械化作业率[3]。当代社会由于知识谬论的横行以及环卫工人生活质量原因，导致其对于饮食与药物等有效防护措施的认知产生误区，需进行合理的宣传，以此达到环卫工人的健康防护作用。
4.4加强环保意识与调查研究。环卫工人所处的社会环境需提高公众的环保意识，在加大宣传教育力度与舆论压力的同时，应不断提升总体市民综合素质，树立环保观念。环卫工人是现代社会殊的一个群体，应该提高社会对环卫人员的认识，关心和爱护他们，尊重他们的辛苦劳动[4]。将他们融入社会的大群体中，共同构建一流的和谐人居环境。
参考文献
[1]余金聪,张晓畅,殷香雪,等.武汉市城区环卫工人职业防护状况调查[J].中国社会医学杂志,2010,27(3):182-183.
[2]杨吉星,汤显,杨芸,等.上海市虹口区外来环卫工人卫生服务现状调查[J].中国初级卫生保健,2014,(2):17-18.
[3]杨卫军.郑州市环卫工人生存和保障状况调查与分析[J].河南农业,2014(8):59-60.
篇9
【关键词】围堰；防渗墙；施工
1.工程概况
梅州凯达水电站是一座以发电为主，兼顾灌溉的低水头径流式水电站枢纽工程。二期导流主要任务是在2008年1月至2009年2月期间，完成主厂房、右岸4孔拦河水闸交通桥以下部位所有砼浇筑及右岸土坝等项目施工。因此防渗墙的成功与否直接影响到整个二期工程能否按期完工的关键。
二期围堰地下连续墙为二期施工上、下游围堰的防渗措施，其中上、下游连续墙的长度分别约为280m和260m，墙厚为800mm，上游顶高程21.21m，底高程按地质情况走向，最底处为-2.14m，平均墙深约22m，下游防渗墙顶高程19.60m底高程按地质情况走向，最底处为-2.14m，平均墙深约20.5m，设计要求墙体进入不透水层1m，墙体采用水下C25素混凝土构成。为方便施工，我部拟将连续墙进行分段分序施工，按5m一个槽段进行划分，上游53个槽段，下游53个槽段，共106个槽段，连续墙总长540m。
2.施工技术方案
2.1 施工流程
本工程的地下连续墙的施工工艺流程如图所示。
2.2 成槽
（1）成槽的顺序：本工程槽段形式均为一字形。施工时采用跳段开挖的方法，先施工1、3、5……槽段（称为一期槽段），后施工2、4、6……槽段（称为二期槽段）。
（2）成槽的方法：
①成槽采用“抓冲结合”的方法。根据本工程地层地质结构特点，土层、砂层、强风化层采用液压抓斗成槽；部分强风化岩、全风化岩、二期槽段接头管位置及较大卵石、孤石采用冲桩机成槽。
②导向孔施工。为保证一期槽段位置的准确和成槽垂直度，在使用液压抓斗成槽前先在槽段两端各施工一个直径为800mm的导向孔。
③达到设计深度后，再用特制方锤在槽内上下来回多次切削修整，使槽壁垂直平整。成槽过程中根据不同地层变化及时提取岩样。
（3）成槽的检验：槽段开挖完毕，清槽结束，经现场技术人员验收合格后，方可吊放接头管、浇注水下砼。
（4）单元槽段内抓斗开挖的顺序为：
2.3 槽段接头处清刷
本工序为针对二期槽段施工。清刷混凝土接头面的工作应在清槽换浆前进行，用特制的钢丝刷紧靠接头面上下移动清刷，直到钢丝刷不带泥屑为止。由于接头面是保证连续墙接头质量的关键，需配专人监督实行。
2.4 清槽
第一阶段：成槽过程中清渣
（1）在成槽过程中清渣，用泥浆循环法，将输浆管通向孔底泵进新泥浆，使已冲开的泥渣上浮；
（2）在成槽过程中，对于含砂率大，沉渣厚的槽孔需采用空气吸泥法进行清底，从皮管内压入空气通向槽底的吸泥装置，泥砂吸上，并同时补充新鲜泥浆，保持所要求泥浆液面标高的相对稳定和槽壁稳定；
第二阶段：最终清孔
最后清孔时，采用空气吸泥反循环清槽，与第一阶段（2）相同，确保清槽后槽底沉渣厚度满足要求。空气吸泥法是用4寸管从管下压入6-8kg/cm2空气，使管内产生真空差吸取泥渣。操作是沿槽段管口在槽底缓慢移动，抽吸槽底沉渣，而在面上不间断地补充新泥浆，控制槽内的泥浆液面不低于导墙顶的0.5m，清槽后，泥浆符合控制指标，才能安放接头管。
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处的泥浆比重应小于1.2，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。
2.5 灌注水下混凝土
浇注水下砼是连续墙施工控制质量的一道关键工序。地下连续墙混凝土按水下混凝土的要求配制以及浇注。浇注混凝土前须清孔，置换泥浆和清除沉渣，并应将接缝面的泥土杂物清刷干净。
（1）按照混凝土的设计指标及施工工艺的要求进行混凝土的配合比试验，确定混凝土的配合比，塌落度控制在18～22cm。
（2）接头管吊装位后，经现场技术人员对该槽段进行隐蔽工程验收，然后报监理工程师进行最终验收，验收合格后及时灌注水下混凝土。
（3）一个槽段内一般同时使用两根导管灌注，其间距不大于3m，导管距槽段接头端不大于1.5m。两根导管同时开塞灌注混凝土，并保证两导管处的混凝土表面高差不大于0.3m。浇注导管埋入混凝土深度宜为1.5～6m。
（4）每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及集料斗内应准备好足够的预备混凝土，以便确保开塞后能达到0.3～0.5m的埋管深度，并连续浇灌。
（5）隔水栓用预制混凝土塞，开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近泥浆面，导管底端到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为准，一般为0.3～0.5m。
2.6 槽段接头施工
圆弧形砼接头是本工程连续墙的连接方式，即通过在一期槽段施工时形成凹弧接口面。接头管在吊装之前上黄油，接头管安装时使用吊机吊放，吊放时应紧贴槽壁对准位置垂直、缓慢沉放，不得碰撞槽壁和强行入槽。起拔时使用吊机和拔管器。
本连续墙墙体无配筋要求，接头管不能借助钢筋网来稳定，当接头管放置符合要求后，接头管与导墙上设置的型钢架固定。
一期单元槽段清槽完成后于槽段的端部用起重机放入接头管。在开始灌注的混凝土初凝后（3～4小时），开始拔提接头管。此后约每隔20～30min提拔一次，每次上拔50mm-100mm左右。接头管不宜停在初凝的混凝土内0.5h以上，应在混凝土浇筑结束后4～5小时以内将接头管全部拔出。其施工过程如图所示。
3.技术措施
3.1 连续墙的成孔和清孔应符合的要求
a、导墙中心与槽段中心的偏差不得超出规范的要求，保证成槽位置的准确。
b、制作护壁和排碴用的泥浆：循环泥浆比重应控制在1.1～1.3；施工过程中应经常测定泥浆比重和粘度。
c、成槽的垂直度：施工时要经常检查抓斗的垂直度，并随时调整，尤其是地面至地下10m左右的初始挖槽精度，对以后的整个槽壁精度影响很大，必须慢速均匀掘进。保证成槽垂直度满足要求。
3.2 防止槽壁坍方的措施
根据土质选择泥浆配合比，保证泥浆在安全液位以上并无地下水流动，在施工期间如发现有漏浆或跑浆现象，应及时堵漏和补浆；减少地面荷载；防止附近的车辆和机械对地层产生振动。
当挖槽出现坍塌迹象时，迅速补浆以提高泥浆液面和回填黄泥，待所填的回填土稳定后再重新开挖。
3.3 混凝土浇注
a、 水下混凝土必须具有良好的和易性，其配合比应通过试验确定，坍落度宜为18～22cm（以孔口检验的指标为准）。
b、 水下混凝土的浇灌：接头管安放完毕后，应及时灌注水下混凝土，其间歇时间不得超过4小时，灌注前应复测沉碴厚度。导管的埋管深度保持1.5～6m，不得大于6m，并不得小于1m，严禁将导管底端提出混凝土面；监理人员及施工技术人员随时监测检查砼浇灌量及拨管高度的情况，如发现有提管过快立即叫停，重新插管到1m以下，然后才重新浇灌。每槽段的留置试块不得少于一组。
c、在灌注混凝土过程中，若发现导管漏水、堵塞或混凝土内混入泥浆，应立即停灌并进行处理。
4.质量控制
（1） 质检人员应对槽孔建造、泥浆配制及使用、清孔换浆、混凝土浇筑等质量进行检查与控制。监理人员对每个槽段终孔验收后，进行泥浆比重及粘度的抽检，发现不符合设计要求，则不同意其开仓浇灌砼。立即调整泥浆各参数，达到设计要求后才开仓。
（2） 槽孔的终孔验收包括下列内容：
a.孔位、孔深、孔斜、槽宽；
b.基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度；刚入岩时测量一次槽孔深度，最终按超抓20cm（1200cm）来控制终孔深度；
c.一、二期槽孔间接头的套接厚度。
（3） 槽孔的清孔验收包括下列内容：
a.孔内泥浆性能；
b.孔底淤积厚度；
c.接头孔壁刷洗质量。
（4） 混凝土浇筑验收包括下列内容：
a.导管间距；
b.浇筑混凝土面的上升速度及导管埋深；
c.混凝土的终浇高程；
d.混凝土原材料的检验。
（5）塌孔处理
12月5日上游防渗墙5#1序槽段发生塌陷事件，经现场分析此次塌方有两个原因：
A、此处正是交通要道旁，所有砼灌车都是从此处2米远的路上经过，成孔是有较大的振动；
B、泥浆比重不够、粘性也没达到要求，上游水位由于上游电站放水造成水位较高，造成水压较大，也是造成此处塌孔的原因。
事后，立即采取措施在泥浆池增加膨润土，增加泥浆比重等措施，防止再出来塌孔。以后基本每个槽段的泥浆都加入适量的膨润土来增加泥浆的粘性。
5.总施工工期
连续墙施工从施工准备2007年11月22日到整个施工结束2008年1月31日历时70天。
篇10
[关键词]膨胀水箱；定压；汽化；冒水
中图分类号：TU822+.2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）07
膨胀水箱是空调系统的重要组成部件，在中小型系统中应用比较普遍。膨胀水箱具有以下功能：（1）充当系统的水容量调节器。系统升温时，水箱从系统吸纳因热膨胀而多余的水；系统降温和渗漏时，向系统补充水。（2）在系统中起定压作用，水箱与系统的连接点称为定压点或恒压点。（3）在某些系统中兼起排气作用，充当空气分离器和排气器。
在空调系统中，可将膨胀水箱定压点的位置分为四类：1）靠近循环水泵吸入口；2）靠近循环水泵出口；3）供水立管顶部；4）回水立管顶部。通过水压图分别得出不同定压位置系统的压力分布情况，进而分析系统是否出现负压汽化及冒水现象。
1.定压点位置靠近循环水泵吸入口
1.1 系统压力分布分析
假设系统已经处于稳定状况，不再发生变化。因此，在循环水泵运行的时候，膨胀水箱的水位是不变的，O’点为O的测压管水头，O点的压力就等于HOO’。由于循环水泵驱动水在系统中循环流动，A点的测压管水头必然高于O点的测压管水头，其差值为管段OA的压力损失值。因此，在水压图上可以绘制出A’点的位置。根据系统水力计算结果或者运行时的实际压力损失，同理可以确定B、C、D、E个点的测压管水头高度。
测压管水头为水的总势能，因此A点的压力为A与A’之间的高差，即HAA’，同理，B点的压力为HBB’， C点的压力为HCC’， D点的压力为HDD’， E点的压力为HEE’。根据各点压力绘制出表压图，可以看出系统压力最高点出现在E点，HEE’ =水泵扬程+系统定压值。
1.2 系统负压汽化分析
膨胀管接在靠近循环水泵吸入口处：膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度，此时膨胀水箱的膨胀管连接在靠近循环水泵入口，通过水压图可以看出所有点的测压管水头都高于系统定压值，可以保证整个系统无论在运行或停止的时候，各点的压力都超过大气压力，这样，系统就不会出现负压，保证系统可靠的运行。
1.3 系统膨胀水箱冒水分析
膨胀管接在靠近循环水泵吸入口处：O点的压力为HOO’，在O点处的循环水泵剩余动力为O点至水泵吸口段管路的压力损失，由于这段管路很短，损失很小，小于O点的压力，因此水箱不会冒水。
2.定压点位置靠近循环水泵出口
2.1 系统压力分布分析
将膨胀管连接在E点，此时E点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、C’、D’、O’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，膨胀管的接管位置的改变使得整个系统各点的压力都降低了，系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值。
2.2 系统负压汽化分析
膨胀管接在靠近循环水泵出口处：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，EB段的压力损失为h2，BC段的压力损失为h3，CD段的压力损失为h4，当h2 +h3+h4>h1时，顶部干管上压力低于大气压力，出现负压，会吸入空气或者发生水的气化，影响系统的正常运行。当h2 +h3+h4
2.3 系统膨胀水箱冒水分析
膨胀管接在水泵出口处：E点的压力为HEE’，在E点出循环水泵的动力就是水泵的扬程h，当h>HEE’时，水箱会发生冒水的现象；当h
3.定压点位置在供水立管顶部
3.1 系统压力分布分析
将膨胀管连接在C点，此时C点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、 D’、O’、E’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，这种接管方式系统各点的压力高于（2）低于（1），系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值+EB段压力损失+BC段压力损失。
3.2 系统负压汽化分析
膨胀管接在供水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，CD段的压力损失为h2，当h2>h1时，顶部干管上压力低于大气压力，出现负压，会吸入空气或者发生水的气化，影响系统的正常运行。当h2
3.3 系统膨胀水箱冒水分析
膨胀管接在供水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，CD段的压力损失为h2，DA段的压力损失为h3，AO段的压力损失为h4，当h2 +h3+h4>h1时，水箱在水泵开启后会发生冒水的现象，反之不会。
4.定压点位置在回水立管顶部
4.1 系统压力分布分析
将膨胀管连接在D点，此时D点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、 C’、O’、E’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，这种接管方式系统各点的压力高于（2）、（3），低于（1），系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值+EB段压力损失+BC段压力损失+CD段压力损失。
系统停止工作的时候，整个系统的水压曲线呈一条水平的直线，各点的测压管水头都相等，均为系统定压值。
4.2 系统负压汽化分析
膨胀管接在回水立管顶部：一般情况下不会出现负压，出现负压的可能性只会出现在OD段，即系统高度较低，而OD段阻力过大，此时水泵吸口处为负压。
4.3 系统膨胀水箱冒水分析
膨胀水箱接在回水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，DA段的压力损失为h2，AO段的压力损失为h3，当h2 +h3>h1时，水箱在水泵开启后会发生冒水的现象，反之不会。
5.结论与建议
通过以上膨胀水箱四个不同定压位置的分析，选择定压点靠近循环水泵吸入口时，系统每个点都是正压，同时系统不会出现冒水现象；而选择另外三个位置作为定压点时，系统有可能出现负压和冒水现象，此时，建议设计人员画出系统压力分布图，并分析系统负压及冒水现象。
参考文献
[1] 刘国升.热水供暖系统膨胀水箱出现冒水的原因[J].建筑工人，2001，（5）：25
[2] 李海芸.浅谈膨胀水箱的膨胀管连接位置对系统压力的影响[J].煤炭工程，2004，（10）：40-41.