汽包鍋爐給水控制系統(tǒng).ppt

汽包鍋爐給水控制系統(tǒng) 概述 蒸汽流量計 一 給水控制任務 使鍋爐的給水量適應鍋爐的蒸發(fā)量 以維持汽包水位在規(guī)定的范圍內 同時保持穩(wěn)定的給水流量 汽包水位是一個重要的監(jiān)控參數(shù) 反映了鍋爐蒸汽負荷與給水量之間的平衡關系 水位高 水位過低 一 給水流量擾動下水位的動態(tài)特性 圖2給水流量階躍擾動下的水位響應曲線 圖3給水流量擾動下汽包水位的方框圖 二 蒸汽流量擾動下的水位動態(tài)特性 圖4蒸汽流量階躍擾動下的水位響應曲線 圖5蒸汽流量對水位影響的方框圖 三 爐膛熱負荷擾動下水位控制對象的動態(tài)特性 圖6燃料量擾動下的水位特性 2給水流量調節(jié)方式 一 節(jié)流方式優(yōu)點 簡單 可靠缺點 節(jié)流損失大 圖7節(jié)流調節(jié)系統(tǒng)示意圖 圖8節(jié)流調節(jié)原理 二 給水泵調速方式 調速泵有 1 電動調速泵 原動機是定速電動機 電動機與水泵之間的軸聯(lián)接采用液力聯(lián)軸器 改變液力聯(lián)軸器中的油位高度即實現(xiàn)水泵轉速的改變 2 汽動調速泵 動力是小汽輪機 改變小汽輪機的進汽流量實現(xiàn)給水泵轉速的改變 小汽輪機轉速由獨立的MEH控制 圖9水泵變速調節(jié)系統(tǒng)示意圖 圖10水泵變速調節(jié)原理 三 組合方式 300MW及以上機組 采用節(jié)流調節(jié)方式和給水泵調速方式相組合的方式調節(jié)給水量 即由汽動給水泵 電動調速給水泵及調節(jié)閥三者相結合的方法來調節(jié)給水量 在低負荷階段利用電動給水泵保證泵出口與汽包之間的差壓 或泵出口壓頭 由給水調節(jié)閥 或給水旁路調節(jié)閥 來調節(jié)給水流量 進而控制汽包水位 在負荷超過某一值 對應的給水流量需求接近調節(jié)閥的最大通流能力 且汽動給水泵尚未啟動時 由電動調速給水泵來調節(jié)給水流量 進而控制汽包水位 在汽動給水泵啟動后 逐步由電動調速給水泵過渡到汽動給水泵來調節(jié)給水流量 電動給水泵只在機組啟動階段或汽動給水泵故障時使用 3給水控制基本方案 一 單沖量給水控制系統(tǒng)但存在三個問題 1 當負荷變化產生虛假水位時 將使控制器反向錯誤動作 2 對蒸汽流量擾動不靈敏 3 對給水自發(fā)性干擾不能有效及時克服 二 單級三沖量給水控制系統(tǒng) 三 串級三沖量給水控制系統(tǒng) 等效主調節(jié)器仍然是比例積分調節(jié)器 但等效的比例帶為 蒸汽流量前饋系數(shù) D的選擇 4給水全程控制 一 全程控制概述全程控制系統(tǒng)是指機組在啟停過程和正常運行時均能實現(xiàn)自動控制的系統(tǒng) 全程控制包括啟?？刂坪驼＿\行工況下控制兩方面的內容 二 對給水全程控制系統(tǒng)的要求 給水全程自動控制系統(tǒng)有一些特殊要求 1 鍋爐負荷變化范圍很大 須對水位 給水流量和蒸汽流量測量信號進行壓力 溫度校正 2 給水量變化范圍很大 保證給水泵工作在安全工作區(qū)內 3 控制系統(tǒng)和調節(jié)機構切換時 須保證這種切換應是無擾的 三 信號測量校正 1 汽包水位測量 圖17單室平衡容器水位測量示意圖 平衡容器輸出差壓 p為 由于汽包中心水位線與聯(lián)通管下部開孔中心垂直距離為Bmm 因此 汽包中相對于中心水位線的水位為 a為修正值 圖18密度與汽包壓力關系 圖19差壓汽包水位測量原理圖 2 給水流量測量 每臺給水泵入口設有流量孔板 測量單臺給水泵流量 在主給水管道 上設有給水流量噴嘴 測量進入鍋爐的主給水流量 只考慮溫度修正 3 蒸汽流量測量 弗留格流量計算公式是目前應用于蒸汽流量計算中較為普遍的方法 1 在所考慮的變動工況范圍內 當級組內的各級隔板噴嘴和動葉柵中的汽流均未達到臨界狀態(tài)時 且有背壓的汽輪機組 則 式中D0 參考工況下級組內的蒸汽流量 kg h p01 參考工況下級組前的蒸汽壓力 MPa T01 參考工況下級組前的蒸汽溫度 K P02 參考工況下級組后的蒸汽壓力 MPa D 變動工況下級組內的蒸汽流量 kg h P1 變動工況下級組前的蒸汽壓力 MPa T1 變動工況下級組前的蒸汽溫度 K P2 變動工況下級組后的蒸汽壓力 MPa 2 而當在所考慮的變動工況范圍內 當級組內始終有一列或一列以上的噴嘴或動葉柵中的汽流處在臨界狀態(tài)或超臨界狀態(tài)時 由于級組后的蒸汽壓力的變化不可能對級組前的蒸汽壓力狀態(tài)產生影響 且背壓為真空的機組 這時 某300MW機組的蒸汽流量計算公式為 D 主蒸汽流量 t h D0 額定工況下的主蒸汽流量 為985t h p1 調速級壓力 為13 16MPa p01 額定工況下的調速級壓力 MPa t1 調速級溫度 t01 額定工況下的調速級溫度 540 6 以上關系式確定成立的首要前提是 汽機通流部分的結構特征保持不變 當汽機通流部分由于葉片表面結垢 破損 變形或動靜部分間隙發(fā)生變化而導致汽道面積改變時 應用上述公式計算所得的數(shù)值中會附帶有相應的誤差 所以要以汽機運行及其性能試驗中實測的數(shù)據為準 汽輪機第一級壓力通常采用三個獨立檢測回路 三個壓力變送器 取中值 再經主蒸汽溫度補償 此外 由汽機調節(jié)級壓力信號經函數(shù)運算形成主蒸汽流量信號之外 還應加上旁通蒸汽流量信號 四 給水泵運行問題 保證泵的安全工作區(qū)是首先要考慮的問題 圖20給水泵的安全工作區(qū) 因此 采用變速泵構成給水全程控制系統(tǒng)時 一般會有 1 給水泵轉速控制系統(tǒng) 根據鍋爐負荷要求 調節(jié)給水泵轉速 改變給水流量 2 給水泵最小流量控制系統(tǒng) 低負荷時 通過水泵再循環(huán)辦法來維持水泵流量不低于設計要求的最小流量值 以保證給水泵工作點不落在上限特性曲線的外邊 3 流量增加閉鎖回路 或給水泵出口壓力控制系統(tǒng) 保證給水泵工作點不落在最低壓力線下和下限工作特性曲線之外 五 全程給水一般控制方案 300MW以上機組通常配置3臺給水泵 1 電動給水泵1臺 容量為額定容量的25 或30 一般是作為啟動泵和備用泵 2 汽動給水泵兩臺 容量各為額定容量50 正常運行時用 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)包括汽包水位控制系統(tǒng)和給水泵 電動和汽動給水泵 最小流量控制系統(tǒng) 為適應機組的各種運行方式 汽包水位控制系統(tǒng)設計為多回路變結構控制系統(tǒng) 1 測量系統(tǒng) 1 汽包水位測量 2 主蒸汽流量測量 3 主給水流量測量 2 汽包水位控制系統(tǒng) 1 旁路閥單沖量控制回路在啟動和低負荷時 由電動給水泵向鍋爐供水 給水控制系統(tǒng)按單沖量調節(jié)方式工作 由PID1去改變給水旁路閥的開度 調節(jié)給水流量以保持汽包水位 旁路閥開度一般運行在0 80 90 之間 PID2調節(jié)電動給水泵的轉速來控制給水壓力 以保證給水泵出口與汽包之間的差壓 2 電動給水泵轉速單沖量控制回路當旁路閥開度達到某一定值 80 90 時 切換到電動給水泵轉速控制汽包水位 由PID3去改變給水泵轉速調節(jié)給水流量 當鍋爐負荷達到一定值 例如25 時 SCS打開主給水管路上主給水閥 但仍為單沖量調節(jié)方式 3 給水泵轉速三沖量控制回路當負荷升高到電動給水泵額定負荷值時 啟動一臺汽動給水泵 當負荷進一步升高到某預先整定值 例如35 時 切換到串級三沖量調節(jié)方式 在正常運行時 兩臺汽動給水泵運行 汽包水位由汽動給水泵轉速控制 為三沖量調節(jié)方式 3 給水泵最小流量控制系統(tǒng) 5給水全程控制實例 一 給水熱力系統(tǒng)及調節(jié)機構 二 給水控制系統(tǒng) 圖24汽包水位測量回路 當出現(xiàn)下列情況之一時 給水旁路調節(jié)閥控制強制切到手動 1 汽包水位設定值與實際值偏差大 2 汽包水位信號故障 3 汽包壓力信號故障 4 給水旁路調節(jié)閥控制指令與反饋偏差大 5 選擇電泵控制水位信號 6 給水旁路調節(jié)閥前截止閥關閉 7 給水旁路調節(jié)閥后截止閥關閉 當出現(xiàn)下列情況之一時 電動給水泵強制切到手動 1 汽包