4热工自动调节给水汽包炉分析

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给水自动控制系统4.1概述一、给水控制的任务使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内。二、给水控制对象的动态特性指汽包水位的变化与引起水位变化的各种因素之间的动态关系。1、给水流量扰动下水位的动态特性特点：有惯性、无自平衡能力。2、蒸汽流量扰动下的水位的动态特性特点：无自平衡能力，“虚假水位”。3、炉膛热负荷扰动下水位控制对象的动态特性特点：有惯性、有时滞、无自平衡能力燃料量扰动也会导致“虚假水位”现象，只是由于汽压同时增加使

汽泡容积增加比蒸汽流量扰动下

要小，因而虚假水位变化的幅度

和速度相对较小。三、给水流量控制方式优点：控制方法简单、可靠。缺点：节流损失大，增加了泵的消耗功率，并且调节阀门处在很高的压力下工作，容易造成阀门的磨损和损坏，使用制造质量不高的调节阀时就难于保证良好的控制特性。1、节流控制2、变速控制电厂锅炉中使用的调速水泵有两种类型：电动调速泵。原动机是定速电动机，电动机与水泵之间的轴联接采用液力联轴器，改变液力联轴器中的油位高度即实现水泵转速的改变。汽动调速泵。动力是小汽轮机，改变小汽轮机的进汽流量实现给水泵转速的改变。小汽轮机转速由独立的MEH控制。3、组合方式300MW及以上机组，采用节流调节方式和给水泵调速方式相组合的方式调节给水量，即由汽动给水泵、电动调速给水泵及调节阀三者相结合的方法来调节给水量。在低负荷阶段利用电动给水泵保证泵出口与汽包之间的差压（或泵出口压头），由给水调节阀（或给水旁路调节阀）来调节给水流量，进而控制汽包水位；在负荷超过某一值（对应的给水流量需求接近调节阀的最大通流能力）且汽动给水泵尚未启动时，由电动调速给水泵来调节给水流量，进而控制汽包水位；在汽动给水泵启动后，逐步由电动调速给水泵过渡到汽动给水泵来调节给水流量。电动给水泵只在机组启动阶段或汽动给水泵故障时使用。一、单冲量给水控制系统该系统符合单回路反馈控制系统的基本结构形式。被控量为汽包水位，控制手段为调整给水（旁路）阀开度。优点：结构简单、运行可靠，适用于水容量大、飞升速度小、带基本负荷的小容量机组。缺点：抗内扰（给水侧）和外扰（蒸汽侧）的能力较差，对虚假水位无识别能力，系统的动态控制品质较低。4.2给水控制基本方案二、串级三冲量给水控制系统三冲量：水位、给水流量和主蒸汽流量。串级：主副控制器相互串联构成内外两个回路。给水反馈内回路的设计提高了系统抗内扰能力。主蒸汽流量前馈信号的设计，一是提高系统抗外扰的能力，二是克服虚假水位可能造成的反向控制现象，明显提高了控制系统的动态控制品质。特点：系统结构较复杂，但各控制器的任务比较单纯，且该系统不要求稳态时给水流量与蒸汽流量测量信号严格相等，并可保证稳态时汽包水位无静态偏差。4.3给水全程控制系统一、全程控制的概念全程控制系统是指机组在启停过程和正常运行时均能实现自动控制的系统。全程控制包括启停控制和正常运行工况下控制两方面的内容。单元机组全程控制系统由机炉全程控制子系统组成。主要包括锅炉给水全程控制系统，主蒸汽温度全程控制系统，机炉全程协调控制系统等。其中，给水全程控制系统的应用最为广泛。给水全程控制系统指的是在锅炉给水全过程均能实现自动控制的给水控制系统。实现全程控制的难点：常规系统的设计与综合是依据额定工况下受控对象特性进行的。在设备启动、停止以及不同的运行工况下，受控对象特性有着很大的差异，因而本质是非线性和时变的。常规控制系统针对额定工况，近似地作为线性系统进行设计综合。当系统工况严重偏离额定点时，这样的控制系统就难以运行。许多系统在启停过程或不同运行方式下，对控制指标要求也有很大差异。变结构控制控制系统结构能够根据生产工艺流程或运行工况的改变而改变，以适应不同工况条件下对控制的要求，构成全程自动控制。变参数控制当受控对象特性一定范围内变化时，利用自整定技术对控制器参数在线自整定，使控制品质在一定意义上保持最佳。或事先设置好若干组控制器参数，根据运行工况的变化，对不同的控制器参数进行切换。自适应控制自适应控制器能够依据受控过程动态特性的变化以及扰动特性的变化，修正控制器本身的特性。因而，对于解决具有时变和非线性特性受控过程的控制问题十分有效。先进的新控制策略智能控制、模糊控制等实现全程控制的策略包括：二、对给水全程控制系统的要求测量信号能自动地进行压力、温度校正。满足给水量控制的同时，还要保证给水泵工作在安全工作区内。低负荷时，采用单冲量控制系统；高负荷时采用三冲量控制系统。因此，随负荷的变化必须保证这种切换应是双向无扰的。低负荷时采用改变阀门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。适应机组定压运行和滑压运行工况。三、测量信号的自动校正1．汽包水位的校正测量方案：汽包水位测量大多采用三个独立检测回路取中值的方案，在每个测量回路中，对水位变送器的输出都用汽包压力对其进行参数修正。校正公式：2、主蒸汽流量的校正测量方案：通常用标准喷嘴，即用差压法测量。校正公式：中、小机组主蒸汽流量测量大型机组蒸汽流量测量为了避免高温高压节流元件因磨损带来的误差，美国Leeds

&Northrup公司提出了用汽机调速级压力P1代替蒸汽流量信号。测量方案：常以汽轮机第一级压力经过

主蒸汽温度补偿后作为主蒸汽流量信号。忽略背压影响3、给水流量测量的校正测量方案：用节流式差压装置测量主给水流量，并经开方运算及给水温度补偿。给水流量差压测量通常采用三个独立检测回路（三个差压变送器）三取中方案。给水温度测量通常采用二个独立检测回路二取均值方案。校正公式：实际锅炉给水流量信号=省煤器前给水流量信号+各级过热减温水流量信号+再热事故喷水流量信号-锅炉连续排污流量信号四、变速给水泵的安全工作区采用变速泵构成给水全程控制系统时，应包括以下三个子系统：给水泵转速控制系统。根据锅炉负荷要求，控制给水泵转速，改变给水流量。给水泵最小流量控制系统。通过增大水泵再循环流

量的办法来维持水泵流量不低于设计要求的最小流量值，以保证给水泵工作点不落在上限特性曲线的外边。给水泵出口压力控制系统。通过控制给水调节阀，维持给水泵出口压力，保证给水泵工作点不落在最低压力Pmin线下和下限工作特性曲线之外。一、给水热力系统简介4.4给水全程控制系统实例二、给水全程控制系统原理水位信号的校正给水流量信号的测量主蒸汽流量信号的测量给水全程控制原理图三、控制系统工作过程负荷（%MCR）0~14%14

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~25%25

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~35%35

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~50%50

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~100%控制系统单冲量串级三冲量控制手段旁路阀电动泵电/汽动泵并列汽动泵