第四章-汽包锅炉给水控制系统.ppt

§4-5 锅炉全程给水控制系统 给水全程自动控制： 在锅炉给水全过程中都是自动控制的，即能在控制设备正常的条件下，不需要操作人员的干涉，就能保持汽包水位在允许的范围内。 这比常规给水控制要对给水全程自动控制系统提出以下要求： （1）实现给水全程控制可以采用改变调门开度即改变给水管路阻力的方法来改变给水量，也可以采用改变给水泵转速即改变给水压力的方法来改变给水量。 前一种方法(改变调门开度)节流损失大，给水泵的消耗功率多，不经济，故在一般单元机组的大型锅炉中都采用后一种方法(改变给水泵转速)。 两段调节: 在给水全程控制系统中不仅要满足给水量调节的要求，同时还要保证给水泵工作在安全区。这往往需要有两套控制系统来完成，即所谓两段调节。 （2）系统的切换问题。由于机组在高、低负荷下呈现不同的对象特性，要求控制系统能适应这样的特性。即随着负荷的增加和下降，系统要从单冲量过渡到三冲量系统，或从三冲量过渡到单冲量系统，由此产生了系统的切换问题。 （3）由于全程控制系统的工作范围较宽，对各个信号的准确测量提出了更严格的要求。例如，在高低负荷不同工况下，给水流量的数值相差很大，必须采用不同的孔板进行测量，这样就产生了给水流量测量装置的切换问题；同样，主汽温度和压力在全过程中变化也很大，需要对主蒸汽流量进行校正。 （4）给水全程控制还必须适应机组定压运行和滑压运行工况，必须适应冷态起动和热态起动情况。 （5）在多种调节机构的复杂切换过程中，给水全程控制系统都必须保证无干扰。 阀门的切换: 高低负荷需要用不同的调节阀门，必须解决切换问题，调节阀门的切换伴随着有关截止门的切换，而截止门的切换过程需要一定的时间，导致了水位保持的困难。 阀门与调速泵间切换:在低负荷时采用改变阀门的开度来保持泵的出口压力，高负荷时用改变调速泵的转速保持水位，这又产生了阀门与调速泵间的过渡切换问题。 调节方式: 点火后，在升温升压过程中，由于锅炉没有输出蒸汽量，给水量及其变化量都很小，此时单冲量调节系统也不十分理想，就需要用开启阀门的方法（双位调节方式）进行水位调节。在这些切换中，系统都必须有相应的安全可靠的系统，保证给水泵工作在安全区内。 汽泵控制系统 一、给水控制系统结构 1. 汽泵控制系统 2.电泵和旁路阀控制 旁路阀及电泵控制 * 第四章 汽包锅炉给水控制系统 North China Electric Power University 第四章 汽包锅炉给水控制系统 §4.1 锅炉给水控制系统的任务 §4.2 给水控制对象的动态特性 §4.3 给水控制的基本方案 §4.4 锅炉全程给水控制系统 §4.5 锅炉给水控制系统实例 §4-1 锅炉给水控制系统的任务 汽包锅炉给水控制的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，并使汽包的水位保持在一定范围内： （1）维持汽包水位在一定的范围内 汽包水位是影响锅炉安全的重要因素。水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，从而增加在过热器管壁上和汽轮机叶片上的结垢，甚至使汽轮机发生水冲击而毁坏叶片；水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁的破裂。 正常运行时水位波动范围：±（30～50）mm 异常情况: ±200 mm 事故情况：超出（±350 mm） （2）保持稳定的给水量 稳定工况下，给水量不应该时大时小地剧烈波动，否则，将对省煤器和给水管道的安全运行不利。 §4-2 给水控制对象的动态特性 汽包炉给水控制对象结构如下图: 图. 汽包炉给水控制的结构系统 影响水位的因素主要有： 锅炉蒸发量（负荷D） 给水量W 炉膛热负荷（燃烧率M） 汽包压力Pb 一、给水量扰动下水位变化的动态特性 水位在给水扰动下的传递函数可表示为 左图中曲线1为沸腾式省煤器时水位的动态特性。曲线2则是非沸腾式省煤器时的水位动态特性。 图. 给水量扰动时水位阶跃响应曲线 水位对象可近似认为是一个积分环节和一个惯性环节并联的形式： 2．蒸汽流量扰动下水位的动态特性 “虚拟水位” ：由于负荷增加时，在汽水循环回路中的蒸发强度也将成比例增加，水面下汽泡的容积增加得也很快，此时燃烧率M还来不及增加，汽包中水的体积增大而水位上升。 传递函数 3．炉膛热负荷扰动下水位变化的动态特性 图. 燃