當(dāng)蒸汽輸出到集管和相關(guān)的過(guò)程設(shè)備中時(shí)，必須對(duì)鍋爐鼓筒進(jìn)行液位控制，以將水注入鍋爐。對(duì)于給定數(shù)量的蒸汽和排空的蒸汽，應(yīng)將等量的水補(bǔ)充到鍋爐中。鼓液位控制有三個(gè)主要控制選項(xiàng)，單元素控制，兩元素控制和三元素控制。
鍋爐脹縮效果
下游過(guò)程控制鍋爐的蒸汽流量。
蒸汽流量的突然增加或減少需求將改變蒸汽鼓和鍋爐管道中的壓力。汽包壓力的變化將引起蒸汽和水的密度和沸點(diǎn)的變化。
鍋爐脹縮效果
鍋爐脹縮效果
突然的蒸汽需求增加，蒸汽氣泡在水面下膨脹，從而增加了蒸汽和水的密度和沸點(diǎn)。因此，即使沒(méi)有補(bǔ)給水，也會(huì)導(dǎo)致汽包液位增加。與蒸汽流量增加和汽包壓力降低成正比的水位升高稱(chēng)為膨脹效應(yīng)。
換句話說(shuō)，隨著蒸汽負(fù)荷的減少，蒸汽和水混合物中的蒸汽氣泡密度減小。因此，導(dǎo)致水桶水位不變，而水桶和水蒸氣的質(zhì)量沒(méi)有改變。這稱(chēng)為收縮效應(yīng)。
這種不穩(wěn)定的壓力變化會(huì)導(dǎo)致相同的溶脹和收縮反應(yīng)，從而使蒸汽鼓液位的控制極為困難。
什么是單元素控件？
鍋爐單元素控制
單元素控制僅將感光鼓液位信號(hào)用作控制過(guò)程變量。對(duì)與設(shè)定點(diǎn)的水位偏差進(jìn)行比例（P）和積分（I）計(jì)算后，控制器的輸出將傳遞到鍋爐給水閥，該閥再控制進(jìn)入鍋爐鼓的給水流量。而單元素控制可能由于膨脹效果而無(wú)效控制選項(xiàng)。
建議在水量較大且負(fù)載穩(wěn)定的小型鍋爐上使用單元素控制。
什么是兩元素控制？
鍋爐二元控制
二元控制由液位元件和蒸汽流量元件組成。
液位元件：鼓液位變送器，作為過(guò)程變量（PV）。將該信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，得出的結(jié)果是偏差值。該信號(hào)由控制器作用，該控制器以比例值的形式產(chǎn)生校正作用。
蒸汽流量元素：通過(guò)使用蒸汽流量控制給水流量，以響應(yīng)負(fù)載變化即時(shí)修正給水需求。蒸汽流量充當(dāng)前饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)更快的液位控制。
建議在蒸汽需求適度變化的中小型鍋爐上使用兩元素控制。
什么是三元素控制？
鍋爐三元控制 三要素控制是通過(guò)在汽包水位控制器和給水控制器之間形成級(jí)聯(lián)，并增加蒸汽流量作為前饋信號(hào)。蒸汽流量信號(hào)被添加到滾筒液位控制器的輸出中。這將在控制器中創(chuàng)建兩個(gè)控制回路，即液位控制回路和給水控制回路。
三元素配置的原理是控制蒸汽鼓的質(zhì)量平衡。如果從鍋爐回路中除去蒸汽，則必須用等質(zhì)量的給水代替蒸汽的損失。這樣可以防止水位迅速下降。反應(yīng)緩慢的液位控制回路通常以中等比例帶設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。
單到三元素?zé)o擾移
與單元素配置不同，由于蒸汽流量不可靠，因此三元素不適合在啟動(dòng)時(shí)使用。啟動(dòng)后達(dá)到足夠的蒸汽壓力并保持穩(wěn)定的蒸汽流量時(shí)，可以將單元件滾筒液位控制切換為三元件。三元素和單元素都利用相同的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)電平控制的無(wú)擾動(dòng)轉(zhuǎn)移。
