給水系統(tǒng)ppt課件

1、一滴水的力量火力發(fā)電廠給水系統(tǒng).目錄目錄1.1 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)的主要工藝流程和主要控制點 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理 1.3 維護和連鎖實現(xiàn)的技術(shù)手段 1.4 簡單容器的自動調(diào)理系統(tǒng)1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)1.1 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)的主要工藝流程和主要控制點我廠200MW機組的主工藝系統(tǒng)圖汽水循環(huán)工藝圖 1.1 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)的主要工藝流程和主要控制點 汽包為蒸汽和水的分界點，這里應(yīng)該闡明一點，如今的高參數(shù)發(fā)電機組沒有汽包這樣的設(shè)備，但是工藝原理沒有區(qū)別。無論是什么機組，汽水轉(zhuǎn)化的過程是能量保送的過程，也是電力消費的中心工藝過程。1.1 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)的主要工藝流程和主要

2、控制點 汽輪汽機獲得的機械能帶動發(fā)電機，完成了機械能到電能的轉(zhuǎn)化。電能經(jīng)過輸變電系統(tǒng)送到用戶手中。由于輸變電控制的特殊性，普經(jīng)過程控制專業(yè)不把這部分作為重點方向，教學(xué)上有電力自動化專業(yè)專門研討這部分內(nèi)容。1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理1凝汽器 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理2高加和低加 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理A.高加水側(cè)設(shè)計最大任務(wù)壓力B.高加汽測水位高低極限C.高加汽測水位自動調(diào)理D.高加蒸汽凝結(jié)水的回收E.高加換熱效率監(jiān)視F.蒸汽側(cè)監(jiān)控和控制是高加監(jiān)控的重點G.高加水位維護和聯(lián)動2高加和低加 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理3高壓脫氧器 A.高

3、脫和凝汽器和鍋爐汽包構(gòu)成了串聯(lián)方式的簡單容器系統(tǒng)。B.凝汽器水位自動調(diào)理系統(tǒng)經(jīng)過改動“雙蝶閥的開度來調(diào)理出水量實現(xiàn)凝汽器水位任務(wù)在合理位置，但是高脫水量就會發(fā)上變化。C.如何實現(xiàn)鍋爐給水和凝汽器之間的物質(zhì)平衡問題。經(jīng)過高脫水位自動調(diào)理系統(tǒng)，來控制補水量，保證物質(zhì)平衡關(guān)系。D.高脫溫度控制系統(tǒng)。E.高脫聯(lián)動和維護正常封鎖放水、高I報警、高II開放水門 。 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理4給水泵 A.給水泵的作用B.給水泵正常任務(wù)條件的保證C.調(diào)速方式1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理5鍋爐汽包 1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理6總結(jié) 系統(tǒng)中出現(xiàn)了5個重要的容器類對象。 A

4、.高加和低加是簡單的容器對象 。 B.凝汽器、高脫、汽包串聯(lián)的簡單容器構(gòu)成了相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)。*該系統(tǒng)和實踐系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系。*該系統(tǒng)中的主要的自動調(diào)理系統(tǒng)，各自動調(diào)理系統(tǒng)目的量被調(diào)參數(shù)和執(zhí)行機構(gòu)。*該系統(tǒng)如何實現(xiàn)物質(zhì)水平衡關(guān)系。*系統(tǒng)中設(shè)計的主要維護和連鎖，主要功能是什么？1.2 水系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的作用和任務(wù)原理C.高加和凝汽器、高壓脫氧器、汽包也是串聯(lián)關(guān)系，為什么高加和它們沒有構(gòu)成串聯(lián)關(guān)系？ D.由于汽包的任務(wù)溫度、壓力的特殊性，汽包是系統(tǒng)最復(fù)雜單容器對象。 1.3 維護和連鎖實現(xiàn)的技術(shù)手段 為了防止鍋爐“干鍋，或者鍋爐“滿水事故發(fā)生，重要的自動調(diào)理對象都設(shè)計相應(yīng)的自動維護系統(tǒng)。鍋爐水位維護系

5、統(tǒng)的作用就是在水位不能維持在平安范圍時，采用停爐措施來保證平安消費。那么這些功能如何經(jīng)過技術(shù)手段來實現(xiàn)，就是熱工專業(yè)研討的詳細技術(shù)問題。 維護和連鎖關(guān)系的某個物理量的極限值，因此我們把這些極限的物理量看作邏輯量來處置。也就我們說的“是、“否，“0、“1，也就工程上常說的開關(guān)量。例如一個簡單容器的控制對象如圖。水位開關(guān)量取出主要有三種方式：直接接電輸出電節(jié)點液位計模擬量丈量： A計算機判別輸出 B動圈表節(jié)點輸出 這些開關(guān)量信號經(jīng)過熱工的邏輯處置后，送到D1或者D2去聯(lián)動設(shè)備，這樣就起到了維護作用。1.3 維護和連鎖實現(xiàn)的技術(shù)手段 這是一個最簡單的聯(lián)動維護的例子。往往是幾個系統(tǒng)要復(fù)雜的多。丈量儀表

6、丈量數(shù)據(jù)要經(jīng)過多次處置邏輯處置或者經(jīng)計算處置才可以輸出到下一個設(shè)備，進展正確的動作。1.3 維護和連鎖實現(xiàn)的技術(shù)手段A.高加的水位自動調(diào)理和水位維護系統(tǒng)汽測如圖： 1.4 簡單容器的自動調(diào)理系統(tǒng)1.4 簡單容器的自動調(diào)理系統(tǒng)以下圖是高壓加熱器主要熱工維護和自動調(diào)理系統(tǒng) *高加水位自動調(diào)理系統(tǒng)的被調(diào)對象是什么？ *高加水位自動調(diào)理系統(tǒng)調(diào)理執(zhí)行機構(gòu)是什么？主要調(diào)理手段是什么？ *我廠高加安裝了幾套水位丈量安裝？主要任務(wù)原理和用途是什么？ *影響機組和高加平安運轉(zhuǎn)的主要參數(shù)有哪些？采取的維護手段是什么？1.4 簡單容器的自動調(diào)理系統(tǒng) B.汽包水位丈量。 汽包水位丈量是經(jīng)過在汽包上安裝單室平衡容器，取

7、出汽包液位差壓信號。在DCS系統(tǒng)中，經(jīng)過壓力和溫度進展全補償獲得準(zhǔn)確的水位信號。PID調(diào)理器計算后輸出到水流量調(diào)理系統(tǒng)。 1.4 簡單容器的自動調(diào)理系統(tǒng)1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng) 汽包鍋爐是經(jīng)過熄滅的手段，完成化學(xué)能到熱能的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過水蒸氣的傳輸向汽輪機提供能源，并保證發(fā)電量和鍋爐釋放的化學(xué)能之間的平衡關(guān)系。 鍋爐最重要的三個相對獨立的控制系統(tǒng) 給水自動控制系統(tǒng) (主要引見) 熄滅控制系統(tǒng) 汽溫控制系統(tǒng) 汽包給水控制系統(tǒng)的義務(wù)是經(jīng)過控制給水的上水量來保證與蒸發(fā)量的平衡，并保證汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)1.鍋爐給水系統(tǒng)的動態(tài)特性分析損害過熱器 危及汽輪機水冷壁溫度高

8、 損壞鍋爐汽包水位過高過低 汽包水位主要受鍋爐容積和鍋爐內(nèi)介質(zhì)體積所決議。留意 “介質(zhì)這個詞而沒有用“水這個詞，是由于汽包以下的介質(zhì)不是單一的水，鍋爐在蒸發(fā)過程中水面以下是飽和蒸汽和水的混合物，因此水位受壓力動搖的影響比較大。因此這個系統(tǒng)除了要控制給水和蒸氣的平衡外，還要對其過渡過程可以快速反響。 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)汽包鍋爐給水系統(tǒng)的工藝流程圖 三個主要擾動：給水流量擾動W蒸汽擾動D鍋爐熱負荷擾動Q 雖然鍋爐比較復(fù)雜，但是還是可以看作一個簡單容器的動態(tài)特性，也就是輸入和輸出之間呈線性的特點。而且該簡單容器水位不能實現(xiàn)自平衡，給水量的階躍變化將會被積分呈現(xiàn)線性增長。 1.5 汽包鍋爐水

9、位控制系統(tǒng)給水量階躍擾動下的水位呼應(yīng) 1給水流量階躍擾動下的水位呼應(yīng)動態(tài)特性 單純溫度擾動下的水位特性 單純給水階躍擾動下的水位特性 蒸汽量階躍變化，這種擾動主要在汽輪機調(diào)門大幅度開關(guān)的情況發(fā)生，相當(dāng)于簡單容器流出介質(zhì)流量階躍變化，假設(shè)其它過程都沒有變化，它將呈現(xiàn)繼續(xù)水位下降的積分效應(yīng)，和給水?dāng)_動正好相反。但是蒸汽量忽然添加會導(dǎo)致汽包壓力忽然下降，壓力下降會導(dǎo)致蒸發(fā)過程加劇，1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)2蒸汽量階躍擾動下的水位呼應(yīng)動態(tài)特性蒸汽流量階躍擾動下的水位呼應(yīng)動態(tài)曲線 汽水混合物中飽和蒸汽體積忽然變大。這樣，汽包水位就會由于忽然的蒸汽流量增大，出現(xiàn)水位不降反增的景象，這個景象稱為“虛偽水

10、位。呼應(yīng)曲線如右圖。 鍋爐燃料量忽然添加導(dǎo)致鍋爐蒸發(fā)量上升，在汽輪機調(diào)門開度不變的情況下，蒸汽壓力和蒸汽流量會上升，在給水流量不變的情況下水位應(yīng)該急劇下降。但是，由于鍋爐內(nèi)汽水的溫度會先于輸出蒸汽的流量和壓力上升，因此首先表現(xiàn)為鍋爐汽包水面下汽泡受熱膨脹，出現(xiàn)水位短時1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)3熄滅階躍擾動下的水位呼應(yīng)動態(tài)特性熄滅階躍擾動下的水位呼應(yīng)動態(tài)曲線 間上升的“虛偽水位景象，然后由于供水水量和蒸汽量失去平衡導(dǎo)致的水位繼續(xù)下降。這里的“虛偽水位由于汽壓的抑制造用，沒有蒸汽流量擾動那么明顯。曲線如右圖。1當(dāng)給水量發(fā)生擾動時，由于水位變化有明顯的滯后，控制系統(tǒng)只需思索這種滯后控制質(zhì)量就能得

11、到保證。需求思索的問題是：不同負荷下延遲是不一樣的。2當(dāng)蒸汽流量發(fā)生變化同時會引起蒸汽壓力和鍋爐汽水系統(tǒng)壓力發(fā)生快速變化，產(chǎn)生“虛偽水位景象。假設(shè)僅僅依托水位信號作為被調(diào)量，就會產(chǎn)生問題。為了抑制這樣問題，供水自動調(diào)理系統(tǒng)經(jīng)常進入蒸汽流量作為前饋信號，以改善調(diào)理質(zhì)量。 3單容對象水位自動調(diào)理根本原理就是保證輸入介質(zhì)和輸出介質(zhì)之間物質(zhì)的平衡，雖然發(fā)電廠鍋爐非常復(fù)雜，但是它還是歸結(jié)為單容器對象。發(fā)電廠鍋爐自動調(diào)理系統(tǒng)由于其對象高參數(shù)就要求自動調(diào)理系統(tǒng)不但保證輸入水量和輸出蒸汽之間的物質(zhì)平衡關(guān)系，而且還要具備處置虛偽過渡過程的才干。這就是為什么高參數(shù)鍋爐給水自動調(diào)理系統(tǒng)引入了汽包水位、給水流量和蒸汽

12、流量這三個沖量的緣由。 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)2.汽包鍋爐給水系統(tǒng)動態(tài)特性總結(jié)1給水流量丈量。 經(jīng)過安裝在主給水管路上的孔板和差壓變送器，丈量由于給水流量變化產(chǎn)生的差壓，同時丈量給水溫度，把這兩個信號送入DCS系統(tǒng)，按照溫度補償?shù)挠嬎惴椒y得給水流量信號。 2汽包水位丈量。 汽包水位丈量是經(jīng)過在汽包上安裝單室平衡容器，取出汽包液位差壓信號。在DCS系統(tǒng)中，經(jīng)過壓力和溫度進展全補償獲得準(zhǔn)確的水位信號。3主汽流量。 經(jīng)過安裝在蒸汽管道上的噴嘴獲得差壓信號，同主汽壓力和主汽溫度一同送到DCS系統(tǒng)進展補償，得到主汽流量信號。1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)3.給水自動調(diào)理系統(tǒng)的參數(shù)丈量1.5 汽包鍋

13、爐水位控制系統(tǒng)節(jié)流控制方式 4.給水自動調(diào)理系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)電機定速水泵調(diào)速的方式 另外大容量機組普通采用小型汽輪機驅(qū)動的給水泵，由于汽輪機調(diào)速經(jīng)過調(diào)理進氣量就能實現(xiàn)，但蒸汽泵的動力來源于主蒸汽的抽汽，機組啟動初期和停機的時候，蒸汽不能滿足給水泵的要求，大機組會采用電動調(diào)速泵和蒸汽給水泵混合的方式，就是汽泵設(shè)計100%給水負荷，電泵普通可以承當(dāng)50%負荷。1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng) 新建立300MW以上大容量機組普通都是用電動給水泵、汽動給水泵、給水調(diào)整門三種方式混合運用，在不同工況下運用不同調(diào)理方式，或者混合運用。這主要為了滿足全程給水自動投入的要求。1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)5.汽包鍋爐給

14、水自動調(diào)理系統(tǒng)控制戰(zhàn)略 單沖量給水自動調(diào)理系統(tǒng)控制構(gòu)造圖 1)單沖量給水控制系統(tǒng) 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)單級三沖量系統(tǒng)控制構(gòu)造圖 2)單級三沖量自動調(diào)理系統(tǒng) 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)2)單級三沖量自動調(diào)理系統(tǒng) 自動調(diào)理框圖 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)串級三沖量系統(tǒng)控制構(gòu)造圖 3)串級三沖量自動調(diào)理系統(tǒng) 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)3)串級三沖量自動調(diào)理系統(tǒng) 串級三沖量汽包水位自動調(diào)理框圖 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)全程給水系統(tǒng)是指鍋爐啟動和停頓及正常運轉(zhuǎn)中都可以投入的給水自動調(diào)理系統(tǒng)。非全程給水自動調(diào)理系統(tǒng)是在鍋爐定參數(shù)后才干投入給水自動。 6.汽包鍋爐全程給水自動調(diào)理系統(tǒng) 全程

15、給水自動調(diào)理系統(tǒng)主要思索問題 1、丈量精度問題 4、系統(tǒng)和鍋爐水位平安維護問題 2、自動調(diào)理算法切換問題 3、執(zhí)行機構(gòu)的切換問題 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)7.有必要解釋的概念-前饋 前饋控制是一種按干擾進展控制的開環(huán)控制方法，當(dāng)干擾出現(xiàn)以后，被控變量還未變化時，前饋控制器也稱前饋補償安裝就根據(jù)干擾的幅值和變化趨勢對支配變量進展控制，來補償干擾對被控變量的影響，所以相對于反響控制，前饋控制是比較及時的。在邏輯上講系統(tǒng)某個參數(shù)發(fā)生變化后，輸出還沒有發(fā)生呼應(yīng)，經(jīng)過離線分析，該參數(shù)變化對輸出的影響是可預(yù)知的，那么就可以經(jīng)過前饋先于系統(tǒng)輸出而動作，改善調(diào)理質(zhì)量?？梢钥闯銎仩t蒸汽量變化對水位的影響

16、符合這樣要求，因此，可以運用前饋，普通前饋的控制參數(shù)都是經(jīng)過閱歷和試湊的方式獲得。1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)8.鍋爐汽包水位自動維護系統(tǒng) 為了防止鍋爐“干鍋，或者鍋爐“滿水事故發(fā)生，重要的自動調(diào)理對象都設(shè)計相應(yīng)的自動維護系統(tǒng)。鍋爐水位維護系統(tǒng)的作用就是在水位不能維持在平安范圍時，采用停爐措施來保證平安消費。 鍋爐水位維護最中心問題是水位的準(zhǔn)確丈量問題。汽包水位維護的被維護對象在火力發(fā)電消費中相當(dāng)重要，結(jié)合國家電網(wǎng)公司中關(guān)于“防止鍋爐汽包滿水和缺水事故的要求，引見這些要求如何在技術(shù)上實現(xiàn)的。 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)1)基于差壓原理的延續(xù)水位丈量 延續(xù)水位丈量原理圖 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)2)基于連通器原理的電節(jié)點液位丈量系統(tǒng)汽包內(nèi)部飽和水的溫度和連通器取出水的溫度： 溫度有差別 溫度無差別 1.5 汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)3)對于鍋爐汽包水位維護系統(tǒng)的水位丈量方式國際上不斷 有兩個流派，一個流派以為自動調(diào)理和維護全運用差壓式丈量方式，配置兩套完全一樣的系統(tǒng)，經(jīng)過全補償，一套送DCS系統(tǒng)作為調(diào)理信號，另外