GB/Z 21193.2-2008礦物燃燒蒸汽發(fā)電站第2部分：汽包水位控制

犐犆犛２５．０４０．４０；２７．１００

犖１８

中華人民共和國國家標準化指導性技術文件

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

礦物燃燒蒸汽發(fā)電站

第２部分：汽包水位控制

犉狅狊狊犻犾犳犻狉犲犱狊狋犲犪犿狆狅狑犲狉狊狋犪狋犻狅狀狊—犘犪狉狋２：犇狉狌犿犾犲狏犲犾犮狅狀狋狉狅犾

（ＩＥＣＴＲ６２１４０２：２００２，ＩＤＴ）

２００８０６１８發(fā)布２００９０１０１實施

中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

書

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

前言

ＧＢ／Ｚ２１１９３《礦物燃燒蒸汽發(fā)電站》分為如下幾部分：

———第１部分：限幅控制；

———第２部分：汽包水位控制；

———第３部分：蒸汽溫度控制。

本指導性技術文件為ＧＢ／Ｚ２１１９３的第２部分。

本指導性技術文件等同采用ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２《礦物燃燒蒸汽發(fā)電站第２部分：汽包水位控

制》（英文版）。

為便于使用，對ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２做了下列編譯性修改：

———“技術報告”一詞改為“指導性技術文件”；

———刪除ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２的前言；

———刪除ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２的引言。

本指導性技術文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。

本指導性技術文件由全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術委員會第二分技術委員會歸口。

本指導性技術文件負責起草單位：西南大學。

本指導性技術文件參加起草單位：機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所、中國四聯(lián)儀器儀表集

團、西安熱工研究院有限公司、北京機械工業(yè)自動化研究所、上海工業(yè)自動化儀表研究所。

本指導性技術文件主要起草人：趙亦欣、潘東波、祝培軍。

本指導性技術文件參加起草人：馮曉升、劉進、周明、謝兵兵、陳詩恩。

Ⅰ

書

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

引言

本指導性技術文件是一個系列指導性技術文件中的一部分，它包含了對礦物燃燒發(fā)電站在控制回

路上的正確設計和運行方面的建議。它們是基于目前所采用的技術解決方案，同時為了正確地理解，本

指導性技術文件也提出了必要的背景信息。

本指導性技術文件提出或包含了特殊的技術解決方案，主要是針對滿足相似的用戶需求功能，形成

一個公認的方法來表示礦物燃燒發(fā)電廠操作人員和供應商功能性需要。

在給出的時間內，本指導性技術文件被嚴格地視同為特定的技術解決方案例子，其目的是為了鼓勵

在該專題上觀點統(tǒng)一而促進討論。

本系列里有兩種類型的指導性技術文件。

第一種類型的指導性技術文件涉及到鍋爐的特殊控制回路，如汽包水位控制或蒸汽溫度控制，以及

它們所處于的正常運行條件。

第二種類型的指導性技術文件指出了在限制條件下確保正常運行的特殊方法，例如在上升和下降

期間，或者在異常運行狀況中，或者它們與機爐主控系統(tǒng)有關，如負荷控制系統(tǒng)或頻率控制系統(tǒng)。這些

指導性技術文件通常把發(fā)電站單元歸為一個整體。

這個系列中的每個指導性技術文件都是相互獨立的，然而，它們的內容很大程度上是相互協(xié)調的。

這個系列是可以補充的。

Ⅱ

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礦物燃燒蒸汽發(fā)電站

第２部分：汽包水位控制

１范圍

本指導性技術文件的主題是自然循環(huán)或強制循環(huán)的礦物燃燒蒸汽發(fā)電站汽包水位控制。

本指導性技術文件首先是被控系統(tǒng)的描述、結構及設計、穩(wěn)態(tài)特性、過渡過程特性和擾動特性，然后

介紹了必要的控制結構，接下來給出了三種已被驗證過的控制回路組態(tài)，并給出了各自的應用現(xiàn)場。本

指導性技術文件的最后是構成控制回路所必須的各種測量元件和執(zhí)行器的必要條件，還要依照特殊的

國家法定要求，如關于汽包水位的監(jiān)視及安全裝置要求，這也是必須要考慮到的。

２被控系統(tǒng)

２．１被控系統(tǒng)描述

給水是以自然循環(huán)或者強制循環(huán)的方式流入鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)，并排出飽和蒸汽和最終的軟水。如

果流入和排出的質量流量之間有差異，循環(huán)系統(tǒng)的容量就發(fā)生變化，因此，容量的變化是質量流量之差

的時間積分。通常，只有循環(huán)系統(tǒng)的上汽包水位可用作鍋爐容量的測量值，在一些鍋爐中有可能存在下

汽包，下汽包通常是完全充滿了水，因此，與本指導性技術文件沒有更多的關系。只要質量流量之間有

偏差，上汽包（以后就稱為汽包）的水位就會發(fā)生變化，因此，汽包水位控制的任務是對應蒸汽流量來調

節(jié)給水流量，以保證汽包水位在某個界限之內。用于對過熱蒸汽減溫的噴水流量旁路了汽包水流量，它

和為了消除雜質的汽包排污水流量，都應被考慮成擾動變量。然而，主擾動變量是由鍋爐產生的蒸汽流

量。另外，其他擾動變量，如蒸汽壓力、給水壓力和爐膛輸出也會間接地產生作用。

２．２結構和設計

被控系統(tǒng)的特性受到下列技術尺寸的影響。

２．２．１汽包的大小

汽包所要求的最小尺寸通常是由從循環(huán)水中分離飽和蒸汽的任務來決定。與鍋爐容量有關的汽包

越小，水位控制變得越困難，這是由于受到控制特性方面水位最大變化率的影響。

２．２．２汽包水位設定點的位置

水位設定點是由汽包設計所決定的。水位設定點應設定在使水位的變化率盡可能小的位置。例

如，水平圓筒型汽包的中心線處。

２．２．３省煤器的大小和位置

進入到汽包中的水的焓值應盡可能接近飽和流體的焓值。

２．３穩(wěn)態(tài)和過渡特性

２．３．１理想控制特性定義

一個簡單的水位被控系統(tǒng)顯示出“積分”特性，可被看作為“非自衡被控制系統(tǒng)”［見圖１ａ）］。它可

以采用積分時間犜１來