第07章汽包鍋爐給水自動調節(jié)系統(tǒng)

1、第一節(jié)第一節(jié) 被調對象的動態(tài)特性被調對象的動態(tài)特性第二節(jié)第二節(jié) 給水調節(jié)系統(tǒng)的類型給水調節(jié)系統(tǒng)的類型第三節(jié)第三節(jié) 給水調節(jié)系統(tǒng)實例給水調節(jié)系統(tǒng)實例 給水自動調節(jié)系統(tǒng)被調對象的示意圖給水自動調節(jié)系統(tǒng)被調對象的示意圖: : （）給水量；（）給水量； （）蒸汽量；（）蒸汽量； （）鍋爐燃燒率。（）鍋爐燃燒率。汽包水位汽包水位(steam drum level)變化原因示意圖變化原因示意圖 被調量變化的主要原因：被調量變化的主要原因： 綜合上述兩種角度分析的結果，對曲線和曲線進行線性疊綜合上述兩種角度分析的結果，對曲線和曲線進行線性疊加，得到在給水量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線：加，得到在給水量

2、階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線：式中式中：遲延時間遲延時間 s； 飛升速度飛升速度 ；1)s(s(s)G01 在給水量擾動下，被調對象具有遲延、慣性和無自平衡在給水量擾動下，被調對象具有遲延、慣性和無自平衡 能力特性。能力特性。在蒸汽量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線。在蒸汽量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線。動態(tài)特性的數(shù)學描述為：動態(tài)特性的數(shù)學描述為：s1Tsk(s)G02 1 k式中：式中： k比例系數(shù)比例系數(shù) ， T時間常數(shù)時間常數(shù) 飛升速度飛升速度1 1蒸汽量擾動主要取決于汽輪機的運行工況，屬于外部擾動，蒸汽量擾動主要取決于汽輪機的運行工況，屬于外部擾動，鍋爐燃 燒 率 擾 動

3、 其實也是一種間接的外部擾動。很顯鍋爐燃 燒 率 擾 動 其實也是一種間接的外部擾動。很顯 然這兩種物理量是不可能作為調節(jié)汽包水位的調節(jié)手段的，調然這兩種物理量是不可能作為調節(jié)汽包水位的調節(jié)手段的，調節(jié)作用量只能選擇給水量。節(jié)作用量只能選擇給水量。2 2“虛假水位虛假水位” ” (level swell)現(xiàn)象主要是來自于蒸汽量的變化，現(xiàn)象主要是來自于蒸汽量的變化，顯然蒸汽量是一個不可調節(jié)的量（對調節(jié)系統(tǒng)而言），但它是顯然蒸汽量是一個不可調節(jié)的量（對調節(jié)系統(tǒng)而言），但它是一個可測量，所以在系統(tǒng)中引入這些擾動信息來改善調節(jié)品質一個可測量，所以在系統(tǒng)中引入這些擾動信息來改善調節(jié)品質是非常必要的。是非

4、常必要的。 結論：結論：說明：說明： 單級單級 三個沖量：三個沖量：W、D、H 3. 3. 雙回路：內、外雙回路：內、外 整定的具體步驟和穩(wěn)定性分析如下：整定的具體步驟和穩(wěn)定性分析如下： 1 1內回路內回路(inner loop)的分析與整定的分析與整定 內回路的主要任務是當給水流量側產生自發(fā)性擾動時，內回路的主要任務是當給水流量側產生自發(fā)性擾動時，必須迅速消除擾動，使被調量（汽包水位必須迅速消除擾動，使被調量（汽包水位H H）基本不受到）基本不受到自發(fā)性擾動的影響；當內回路外部發(fā)生擾動汽包水位自發(fā)性擾動的影響；當內回路外部發(fā)生擾動汽包水位H H 發(fā)發(fā)生變化時，內回路要具有快速隨動的特性，使給

5、水流量生變化時，內回路要具有快速隨動的特性，使給水流量W W盡快地起到調節(jié)汽包水位的作用。盡快地起到調節(jié)汽包水位的作用。2 2外回路外回路(outer loop)的分析與整定的分析與整定 我們把內回路系統(tǒng)的近似方框圖代替到圖我們把內回路系統(tǒng)的近似方框圖代替到圖7-107-10中，并中，并去除不影響調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的前饋信號通道，就得到外去除不影響調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的前饋信號通道，就得到外回路系統(tǒng)方框圖?；芈废到y(tǒng)方框圖。外回路已可以看作是一個單回路調節(jié)系統(tǒng)，所以可以采外回路已可以看作是一個單回路調節(jié)系統(tǒng)，所以可以采用整定單回路調節(jié)系統(tǒng)的方法來整定外回路。用整定單回路調節(jié)系統(tǒng)的方法來整定外回路。 4.

6、蒸汽流量側蒸汽流量側 的選擇的選擇 D 要使靜態(tài)偏差為零，靜態(tài)時必須滿足要使靜態(tài)偏差為零，靜態(tài)時必須滿足ID=IW，即即：wwDDWD 在正常運行時，可認為在正常運行時，可認為D=W，D=W，則有則有 D=W 因此，為了克服靜態(tài)偏差，蒸汽流量側分流器的分流系因此，為了克服靜態(tài)偏差，蒸汽流量側分流器的分流系數(shù)數(shù)D必須等于給水流量側分流器的分流系數(shù)必須等于給水流量側分流器的分流系數(shù)W。 3 3蒸汽流量側蒸汽流量側D的選擇的選擇 1 1內回路內回路(inner loop)整定整定2 2變速泵的特性變速泵的特性 3 3采用變速泵的調節(jié)系統(tǒng)任務采用變速泵的調節(jié)系統(tǒng)任務 （1 1）通過改變給水泵的轉速改變

7、給水流量，維持汽）通過改變給水泵的轉速改變給水流量，維持汽 包水位在允許范圍；包水位在允許范圍；（2 2）通過改變給水調節(jié)閥開度，控制給水泵的出口壓）通過改變給水調節(jié)閥開度，控制給水泵的出口壓 力，保證給水泵在安全區(qū)內工作；力，保證給水泵在安全區(qū)內工作；（3 3）通過控制再循環(huán)水閥門的打開和關閉，保證給水）通過控制再循環(huán)水閥門的打開和關閉，保證給水 泵流量不低于規(guī)定的最小流量；泵流量不低于規(guī)定的最小流量；上述三個任務分別由三個給水調節(jié)子系統(tǒng)實現(xiàn)。上述三個任務分別由三個給水調節(jié)子系統(tǒng)實現(xiàn)。 給水全程自動調節(jié)就是在機組運行的給水全程自動調節(jié)就是在機組運行的 全過程（包括起停過程和低負荷運行）都全過

8、程（包括起停過程和低負荷運行）都 能實現(xiàn)自動的調節(jié)。能實現(xiàn)自動的調節(jié)。從常規(guī)的調節(jié)過渡到全程調節(jié)會遇到許多新的技從常規(guī)的調節(jié)過渡到全程調節(jié)會遇到許多新的技 術問題術問題, ,主要有：主要有： 在低負荷運行時宜采用單沖量調節(jié)系統(tǒng)，在非低負荷工況在低負荷運行時宜采用單沖量調節(jié)系統(tǒng)，在非低負荷工況下（一般取滿負荷的下（一般取滿負荷的25%25%左右為界）宜采用三沖量調節(jié)系統(tǒng)。左右為界）宜采用三沖量調節(jié)系統(tǒng)。解決的方法是在調節(jié)系統(tǒng)中增加邏輯控制功能。解決的方法是在調節(jié)系統(tǒng)中增加邏輯控制功能。2調節(jié)系統(tǒng)的結構切換。調節(jié)系統(tǒng)的結構切換。 低負荷運行時通常采用改變調節(jié)閥門的開度改變給水流量；低負荷運行時通常

9、采用改變調節(jié)閥門的開度改變給水流量；高負荷運行時采用改變給水泵轉速改變給水流量。高負荷運行時采用改變給水泵轉速改變給水流量。3. 調節(jié)機構的切換。調節(jié)機構的切換。三調節(jié)系統(tǒng)實例三調節(jié)系統(tǒng)實例圖圖7-19是某電廠是某電廠300MW汽輪發(fā)電機組中的給水全程自動調汽輪發(fā)電機組中的給水全程自動調節(jié)系統(tǒng)簡圖。節(jié)系統(tǒng)簡圖。 調節(jié)系統(tǒng)接受三個測量信號：汽包水位、給水流量和汽調節(jié)系統(tǒng)接受三個測量信號：汽包水位、給水流量和汽輪機調節(jié)級后壓力。其中，汽包水位信號的修正和補償是通輪機調節(jié)級后壓力。其中，汽包水位信號的修正和補償是通過汽包壓力信號來實現(xiàn)的。過汽包壓力信號來實現(xiàn)的。 圖中含有串級三沖量給水調節(jié)系統(tǒng)，圖中含有串級三沖量給水調節(jié)系統(tǒng)，1# #調節(jié)器是主調調節(jié)器是主調節(jié)器，節(jié)器，2# #和和3# #調節(jié)器是副調節(jié)器，分別控制電動泵、汽動泵調節(jié)器是副調節(jié)器，分別控制電動泵、汽動泵以及旁路閥。圖中含有兩個單沖量調節(jié)系統(tǒng)，也分別控制電以及旁路閥。圖中含有兩個單沖量調節(jié)系統(tǒng)，也分別控制電動泵、汽動泵和旁路閥，其中動泵、汽動泵和旁路閥，其中4 4# #調節(jié)器控制電動泵與旁路閥，調節(jié)器控制電動泵與