直流锅炉给水控制系统.ppt
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1、1,第四章 直流锅炉给水控制系统,4.1 概 述 4.2 锅炉循环泵启动系统基本控制 4.3 锅炉给水控制系统实例分析,2,4-1 概 述,3,一、控制原理 直流锅炉给水控制系统不同的设计,采用不同的控制策略。600MW机组苏尔寿锅炉采用给水量调节过热器中间点的温度。CE锅炉采用控制给水流量来响应锅炉负荷的变化,下图为CE直流锅炉给水控制系统原理图。,二、系统分析 1. 该给水控制系统的主控部分为给水流量与锅炉负荷指令之间偏差的 PID调节加上前馈控制,该前馈信号由三部分相加组成:锅炉负荷指令的比例微分(PD),给水泵再循环阀门位置信号的函数,给水旁路阀门位置信号的函数。,4,图. CE直流锅
2、炉给水控制系统原理图,5,2. 由两台汽动给水泵的转速控制来实现给水流量的控制。在启、停和低负荷时,用给水旁路阀来控制给水流量,为给水流量和锅炉负荷指令之间偏差的PID调节加上锅炉负荷指令的前馈信号(PD)。当给水流量增加到一定值后,主给水阀开启,给水旁路阀关闭,系统切换到汽泵转速控制的正常运行方式。,6,(1) 给水泵转速控制 在给水泵控制系统中,给水主控发出的给水需求指令,被送到给水泵转速控制器,通过改变给水泵转速来维持给水流量。 (2) 给水调节门的控制 给水调节门不直接调节给水流量,调节门仅控制给水母管压力。当给水母管压力发生偏差时,通过给水调节门的调节来维持给水母管压力,以保证对过热
3、器的喷水压力。,7,(3) 给水泵最小流量控制系统 电动给水泵和汽动给水泵都设计有最小流量控制系统,通过给水再循环,保证给水泵出口流量不低于最小流量设定值,以保证给水泵设备的安全。给水泵最小流量控制系统通常为单回路调节系统,流量测量一般采用二取一。给水泵最小流量控制系统仅工作在给水泵启动和低负荷阶段;锅炉给水流量只要大于最小流量定值,给水再循环调节阀门就关闭。最小流量给水再循环调节阀通常设计为反方向动作,即控制系统输出为0时,阀门全开;输出为100时,阀门全关。这样在失电或失去气源时,阀门全开,可保证设备的安全。,8,(4) 给水需求信号的产生 超临界直流炉的给水控制与汽包炉不同,给水的需求信
4、号主要根据总燃料量来决定。 以与锅炉给煤量及总燃料量为基础发出给水量需求信号。在这以后,再加上燃烧器摆角修正、分离器出口温度修正、分离器出口温度微分信号就产生了给水需求信号。在机组启动状态中,或UAM工作于AUTO方式,则给水需求信号由UAM发生,原理图如下图所示。,9,图. 给水需求信号原理,10,(5) 分离器出口温度修正 分离器出口温度修正的作用是修正燃水比,有时又被称为中间点温度修正。其修正原理是:对给定的锅炉热负荷,其允许的喷水量应与分离器温度有一定的关系。或者这样说:当喷水量与给水量的比例增加时,说明煤与水的比例中煤多了一些,而煤量一多,反应最快的是分离器出口温度。正常的分离器出口
5、温度是分离器压力的函数。而喷水量与给水量的比值又是锅炉热负荷的函数。分离器出口温度修正原理如下图所示。,11,图. 分离器出口温度修正原理,12,(6) 分离器水位控制 在机组启动阶段,分离器的疏水经AA、AN、ANB三只调节阀被排至大气扩容箱或除氧器。这三只疏水阀的动作与分离器水位的关系见下图。 需要说明的是,为保证除氧器的安全,当除氧器压力高于设定值时,ANB阀被强迫全关。,图. 疏水阀与分离器水位关系,13,4-2 锅炉循环泵启动系统基本控制,14,1、启动系统运行方式,左图:由锅炉给水自动控制分离器水位(1BS-LT-50lA502A,1BS-LT-50lB502B),负荷逐渐增加,一
6、直到纯直流负荷方式后切换到温度自动控制方式。,15,(1) 机组启动 从水位控制到温度控制的切换过程 对于直流炉来讲,为了确保水冷壁在低负荷时有效的冷却,通过水冷壁的流量不能小于某个值(30BMCR暂定),即最低直流负荷。当机组启动和停炉时,启动系统投入使用,由于启动系统要经历不同的运行状态(湿态和干态),故须采用不同的控制方式(湿态和干态)且能平稳自动地切换。,16,在I阶段以前,按照冷态、温态及热态(含极热态)启动方式,顺序启动锅炉及相关的锅炉辅机,循环泵启动系统投运;分离器水位(1BSLT-501A/502A, 1BS-LT-501B/502B)由控制锅炉母管给水流量(1BS-FT090
7、ABC)来实现。 I阶段:省煤器入口的给水流量(1BSFT-090A/BC)保持在某个最小常数值(30BMCR暂定);当燃料量逐渐增加时,随之产生的蒸汽量也增加,从分离器下降管返回的水量逐渐减小,锅炉给水流量(1BS-FT-090ABC)逐渐增加,以保证省煤器入口的给水流量( 1BSFT090ABC )保持在某个最小常数值,分离器入口湿蒸汽的焓值增加。,17,点:分离器入口蒸汽干度达到I,饱和蒸汽流入分离器,此时没有水可分离,锅炉给水流量等于省煤器入口的给水流量,但仍保持在某个最小常数值(30BMCR暂定)。 II阶段:给水流量仍不变,燃烧率继续增加,在分离器中的蒸汽慢慢地过热。分离器出口实际
8、温度( 1BSTE-601ABCD)仍低于设定值,温度控制还未起作用。所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽,而是用来提高直流锅炉运行方式所需的蒸汽蓄热。,18,点:分离器出口的蒸汽温度达到设定值,进一步增加燃烧率,使温度超过设定值。 III阶段:进一步增加燃烧率,给水量也相应增加,锅炉开始由定压运行转入滑压运行。汽温信号通过选大器,温度控制系统投入运行,分离器出口的蒸汽温度由“煤水比”控制。当锅炉主蒸汽流量增加至40BMCR(暂定),锅炉正式转入干态运行。 在干态自动方式时,循环泵自动停,循环泵停运后,电动阀(V503)自动关闭。随即暖管系统投入运行,电动阀(VSISV52) 开启,水位(
9、IBSLT503N503B)由调节阀(V522)自动控制在设定值附近。,19,(2) 停炉 温度控制到水位控制的切换 图612表明,负荷降低,从纯直流锅炉方式后切换到启动运行方式,由温度控制切换到水位控制的过程。 I阶段:锅炉负荷指令同时减少燃烧率和给水流量,汽温控制系统白动;当锅炉主蒸汽流量降至40BMCR(暂定)以下,干态信号消失,湿态信号还没有满足(注:满足条件为炉膛有火且给水母管给水量小于30BMCR暂定)。 点:给水流量达到最低直流负荷流量(30BMCR暂定)。,20,II阶段:给水流量仍不变,燃烧率继续减小,在分离器中的蒸汽过热度降低,开始有水分离出。 点:蒸汽过热度完全消失,流入
10、分离器的蒸汽呈饱和状态。,21,III阶段:进一步减小燃烧率,给水流量不变,分离器入口蒸汽湿度增加,分离器中开始积水,当分离器水位上升到一定高度,循环泵启动条件满足,手动或顺控启动循环泵。当给水母管流量小于30BMCR(暂定)时,能自动切换为湿态运行,则电动阀(V503)会自动开启;当V504V508在全开位且分离器水位大于二米,循环泵自动启动,水位控制开始动作,水位由锅炉给水自动调节。 III阶段以后,随着负荷的降低,蒸汽量减少,母管给水量也减少,当母管给水量减少到5BMCR时,保持该值不变。,22,随着蒸汽量减少,分离器水位会上升,当分离器水位上升到一定高度,调节阀(HWL-1HWL-2)
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