直流锅炉给水控制系统

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给水控制系统逻辑

课程实验总结报告实验名称:给水控制系统逻辑课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计及实现（2）1 前言 21.1 汽包炉和直流炉的区别 (2)1.2 给水控制系统的重要性 (2)2 给水控制系统 (2)2.1 给水流量控制方案 (3)2.1.1 控制方式 (3)2.1.2 控制方案 (4)2.1.3 控制原理 (5)2.2 给水流量计算 (6)2.2.1 相关图纸 (6)2.2.2 逻辑分析 (6)2.3 给水流量设定值控制（给水控制一） (7)2.3.1 相关图纸 (7)2.3.2 控制系统原理 (7)2.3.3 控制系统结构 (7)2.3.4 控制逻辑分析 (8)2.3.4.1 中间点温度（焓值）的设定值校正 (8)2.3.4.2 给水流量设定值计算 (9)2.3.5 小结 (10)2.4 给水泵控制（给水控制二） (11)2.4.1 相关图纸 (11)2.4.2 控制系统原理 (11)2.4.3 控制系统结构 (11)2.4.4 控制逻辑分析 (12)2.4.4.1 电泵控制 (12)2.4.4.2 汽泵与给水旁路阀控制 (14)2.4.5 小结 (16)1 前言1.1 汽包炉和直流炉的区别汽包锅炉和直流锅炉的最大区别在于有无汽包了，而因为有无汽包的关系又决定了他们的另一个不同之处就是：有无循环水泵。

有汽包锅炉为低压锅炉，依靠汽水密度差产生的上升力使从汽包下降的水和汽再回到汽包进行分离，合格的蒸汽进入过热器内加热、控温；而直流锅炉多数应用在压力大于19.2MPa的条件下，在这样高的压力下汽水密度差几近为零，汽水密度差的上升力也就为零，因此需要在下降管中串联循环水泵将工质直接打到过热器中加入，一次性完成预热、汽化和过热，故这种锅炉也称强制循环锅炉。

1.2 给水控制系统的重要性汽包锅炉给水自动控制的任务是维持汽包水位在设定值。

汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数，它间接地表示了锅炉负荷和给水的平衡关系。

直流锅炉控制

摘要锅炉超大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。

对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和比较完善的。

直流锅炉将是国家未来的发展方向，给水系统是其中的重要环节。

随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停过程中需要监视的参数及控制的项目越来越多，超临界机组锅炉给水控制系统是超临界机组控制系统中的重点和难点。

近些年来，研究超临界机组给水的文献相应增多，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。

本文介绍了直流锅炉的给水控制策略，包括对直流锅炉的发展历程、应用、结构特点、启动系统、给水控制系统的工作任务；同时还介绍了直流锅炉给水系统的控制原理,介绍了前馈、反馈、串级控制的特点和应用；主要通过对直流锅炉给水控制系统分析与研究，介绍了直流锅炉的给水控制系统的工艺流程，重点介绍了给水控制系统的控制回路，给水信号回路的测量，给水流量的控制回路，以及给水控制回路的指令形成和控制方法，还包括一些辅助回路的控制策略。

最后简略的介绍了直流锅炉给水控制的技术发展。

关键词: 超临界直流锅炉；给水控制系统；前馈-串级控制；给水泵AbstractThe boiler faces, the high parameter development large capacity, uses the automatic control system for the aqueous system is essential, It may reduce the movement personnel's labor intensity, guarantees boiler's safe operation. Regarding the large capacity high parameter boiler, it gives the aqueous system is very complex and perfect. The once-through boiler will be the national future development direction, for the aqueous system is important link. Along with thermal power unit capacity enhancement and parameter increase, unit, in opens stops the parameter which and the control project in the process needs to monitor are getting more and more, the supercritical unit boiler gives the water control system is in the supercritical unit control system's key point and the difficulty. Recent year, studies the supercritical unit to increase correspondingly for the water literature, the thermal power unitis bigger, its equipment structure is more complex, the automation also requests to be higher.This article introduced once-through boiler for the water control policy, including to once-through boiler's development process, applies, the unique feature, the initialize the system, to give the water control system's work mission; Simultaneously also introduced the once-through boiler for aqueous system's control principle, introduced the forward feed, the feedback, the cascade control characteristic and the application; Mainly through to the once-through boiler for the water control system analysis and the research, introduced the once-through boiler gives the water control system's technical process, Introduced with emphasis for the water control system's control loop, for the water signal channel's survey, for the discharge of water control loop, as well as forms for the water control loop's instruction with the control method, but also includes some subsidiary loop's control policy. Finally brief introduction once-through boiler to water control technological development.Key word: Supercritical once-through boiler; Water control system; Forward feed-cascade control; Feed pump目录引言 10.1 论文研究的背景和意义 10.2 国内外研究动态及相关文献综述 20.3 论文的主要工作及难点 30.3.1 论文的主要工作 30.3.2 论文的难点 3第一章超临界机组系统简介 51.1 超临界直流炉特性简介 51.1.1 超临界机组的概况 51.1.2 超临界机组的发展历程 51.1.3 超临界机组在我国的应用 61.1.4 超临界机组的结构特点 71.1.5 超临界机组控制中存在的问题71.2 超临界直流锅炉给水全程控制系统 81.3 超临界直流锅炉给水系统的组成及运行 81.3.1 超临界直流锅炉给水系统的组成 81.3.2 超临界机组锅炉给水系统的运行 91.4 直流锅炉给水控制系统的工作任务 11第二章前馈串级调节系统122.1 前馈控制系统122.1.1 前馈控制概述 122.1.2 前馈控制的特点及结构形式 122.1.3 前馈控制原理 132.2 前馈—反馈控制系统 152.2.1 前馈-反馈控制系统原理152.2.2 前馈-反馈控制的设计原则162.3 串级控制系统172.3.1 PID控制概述172.3.2 串级PID控制 19第三章直流锅炉给水控制系统的分析与研究 233.1 火电厂直流给水系统介绍 233.1.1 直流锅炉给水控制系统介绍 233.1.2 直流锅炉给水控制系统的工艺流程243.1.3 给水系统信号回路的测量243.2 给水流量控制回路253.3 给水流量指令形成回路263.3.1 过热度的控制 263.3.2 主调节器温度给定值的设定 263.4 给水泵控制回路 283.4.1 给水泵的汽蚀及其解决措施 283.4.2 给水泵公用指令形成回路293.4.3 给水泵控制回路303.4.4 电动给水泵流量控制回路323.4.5 给水控制回路总结 323.5 给水阀控制回路 323.5.1 锅炉给水旁路调节阀控制343.5.2 给水泵最小流量再循环阀控制35第四章超临界直流锅炉给水控制技术发展374.1 四回路给水调节控制系统 374.1.1 四回路给水调节控制系统374.1.2 用蒸发器吸热及其焓增控制燃水比384.1.3 采用汽水分离器出口焓值校正燃水比失调 38 4.1.4 结论 394.2 直流炉的给水控制新思路 394.2.1 直流方式下给水的控制思路 394.2.2 直流方式下给水指令的分析 404.2.3 直流方式下的给水控制的投用414.3 基于中间点焓值校正的给水自动控制结构41 4.3.1 蒸发器理论吸热量计算 424.3.2 焓值控制回路 434.3.3 一级减温器前后温差控制回路434.3.4 基于中间点温度校正的给水自动控制结构 43 4.3.5 给水流量自动的超驰控制44结论45参考文献46谢辞48引言随着我国国民经济的高速发展，工农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，得到了迅速的发展。

直流锅炉启动系统控制介绍

直流锅炉启动控制系统介绍2016.51带循环泵的启动系统1.1系统介绍对于配置带循环泵的启动锅炉，在锅炉的启动及低负荷运行阶段，炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。

当锅护负荷大于最低直流负荷时，一次通过的炉膛水冷壁质量流速能够对水冷壁进行足够的冷却。

启动系统主要由除氧器、给水泵、大气式扩容器、集水箱、启动循环泵、启动分离器等组成，具体流程图见图3在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉启动循环泵的人口，通过泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀(V-507)的压降，水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的，即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。

炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的循环泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量，在启动过程中，并不需要像简单疏水扩容器系统那样往扩容器进行连续地排水。

循环泵的设计必须提供足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。

从控制阀出来的水通过省煤器，再进人炉膛水冷壁，总体流程如图2所示，在循环中，有部分的水蒸气产生，然后此汽水混合物进人分离器，分离器布置靠近炉顶，这样可以提供循环泵在任何工况下(包括冷态启动和热态再启动)所需要的净吸压头，分离器的较高的位置同样也提供了在锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。

在图3所示启动系统图中，循环泵和给水泵是申联布置，这样的布且具有以下优点:(1)进人循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来; 这样的布置使得在各个启动过程中，总是有水流过循环泵，泵的流量恒定，无须设置任何最小流盆的泵循环回路及其必须的控制设备;(2)锅炉给水的欠熔可增加循环泵的净吸压头;当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为0，但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量，可保证分离器平滑地从干态转向湿态，无须在此时进行循环泵的关停操作。

直流锅炉燃烧及给水调整

直流锅炉燃烧及给水调整一、直流锅炉给水控制的特点与给水控制对象动态特性1、锅炉启动阶段（湿态运行），为了水冷壁的安全，启动一开始就必须以最小安全流量向锅炉连续上水，同时维持储水罐水位正常，以保证机组的安全运行。

2、转干态以后，蒸发量不仅决定于燃烧率同时也决定于给水流量，给水调节的任务是满足机组负荷的需要同时维持中间点温度有合适的过热度，防止返回湿态和水冷壁及过热器超温，对过主汽温进行粗调。

给水投自动后，锅炉负荷经动态延迟函数器、函数器得出相应锅炉负荷下需要的给水流量再加上经中间点温度修正的信号（机组负荷大于55%时中间点温度给定值被喷水比修正）作为给水流量最终给定值，给水流量测量值（经给水温度修正后）与其给定值的偏差经PID计算后作为给水控制信号送给给水泵转速控制系统。

3、给水流量扰动下的动态特性：给水流量阶跃增加时，蒸发量、汽温、汽压的变化都存在迟延，运行时要注意分析总结了解其动态特性，尤其是对主汽温的延迟较大，这对正常调整和异常工况的处理很有帮助。

二、过热汽温的调节1、蒸汽流量扰动下过热汽温对象的动态特性：燃烧率增加对流式过热器出口的汽温升高，辐射式过热器出口的汽温降低，最终末级过热器出口的汽温仍随着负荷的增加/减少而升高/降低。

当蒸汽流量扰动时，由于过热器上各点的汽温几乎同时变化，因此过热器出口汽温变化的延迟很小，如果蒸汽流量的增加是汽机侧引起的，则在锅炉燃烧率调整之前，过热汽温是随着蒸汽流量的上升而下降，这就是为什么超温的时候开大汽机调门能快速把主汽温度降下来的道理（严重超温时可利用锅炉的蓄热适当加负荷：CCS或TF方式下将滑压开关退出，适当将主汽压力给定值设小，让汽机开调门）。

2、烟气传热量扰动下过热汽温对象的动态特性：沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，其动态特性较好，但作为调温手段较困难。

3、减温水量扰动下过热汽温对象的动态延迟和惯性较大，手动操作时不要大起大落。

关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析

关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析伴随国内经济水平的快速提升，电力生产已然是重中之重的一个环节。

早期生产因为技术条件不足，普遍选用参数较低、能耗较大且污染严重的燃煤系统。

经过不断发展，当前国内逐步利用效率更高且污染较轻的系统取代传统燃煤机组。

随着电力领域的持续前行，超临界直流锅炉也出现在实际生产之中，不同种类的锅炉设备所适用的场合有所差异，同时内部给水控制架构也不尽相同，所以在实际应用过程中始终存在不足之处。

本文就针对目前超临界直流锅炉的发展进行研究，对内部控制系统存在的问题提出对应的优化方案。

[关键词]超临界;直流锅炉;给水控制系统;汽温调节Nie Xin-yang[Abstract]With the rapid improvement of domestic economic level，electric power production has become one of the most important links. Due to the lack of technical conditions in early production，coal-fired systems with low parameters，large energy consumption and serious pollution were generally selected. After continuous development，the current domestic use of higher efficiency and less pollution system to replace the traditional coal-fired units. With the continuous development of the electric power field，supercritical once through boiler also appears in the actual production. Different types of boiler equipment are suitable for different occasions，and the internal water supply controlstructure is also different，so there are always deficiencies in the actual application process. In this paper，the development of supercritical once through boiler is studied，and the corresponding optimization scheme is proposed for the problems existing in the internal control system.[Keywords]supercritical; once through boiler; feed water control system; steam temperature regulation超臨界直流锅炉相较于原有的燃煤系统来说，不管是容量、效率还是环保等方面都有着质的飞跃。

直流锅炉汽水流程

直流锅炉汽水流程
直流锅炉是一种常见的锅炉类型，其汽水流程对于锅炉的正常运行至关重要。

在直流锅炉中，汽水流程包括供水、循环、蒸发、过热和再热等环节，每个环节都有其特定的作用和重要性。

首先，供水环节是直流锅炉汽水流程的起点。

在供水系统中，水经过处理后被送入锅炉，这一环节的主要作用是保证锅炉内部水位的稳定和充足。

供水系统需要具备自动控制功能，以确保水位在安全范围内波动。

接下来是循环环节。

在循环系统中，锅炉内的水被加热并产生蒸汽，然后通过循环泵被送往汽轮机进行功率转换。

循环系统的设计需要考虑到水的流动速度、流量和压力等参数，以确保蒸汽能够顺利地被输送到汽轮机。

蒸发环节是直流锅炉汽水流程中的核心环节。

在蒸发器中，水被加热并转化为蒸汽，这一过程需要消耗大量的热能。

蒸发器的设计需要考虑到传热效率、防止结垢和腐蚀等问题，以确保蒸汽的质量和产量。

过热环节是为了提高蒸汽的温度和热能利用效率而设置的。

在
过热器中，蒸汽被再次加热至高温状态，以满足汽轮机对高温高压
蒸汽的需求。

过热器的设计需要考虑到热能的传递和控制，以确保
蒸汽的温度和压力符合要求。

最后是再热环节。

在再热器中，部分蒸汽被再次加热至高温状态，以提高汽轮机的热能利用效率。

再热器的设计需要考虑到热能
的再次利用和控制，以确保蒸汽的温度和压力得到有效的提升。

总的来说，直流锅炉汽水流程是一个复杂而又密切相关的系统，其中的每个环节都有其特定的作用和重要性。

合理设计和运行这一
流程，对于保证锅炉的安全稳定运行和提高能源利用效率具有重要
的意义。

直流锅炉控制

电厂660 MW 机组锅炉为DG2000/26.15-Ⅱ型超超临界参数变压直流型锅炉
减温水流量锅炉指令BD 中间点汽温负荷指令
f(t)
f(t)
f(x)
∑
PI
× 燃料量M 给水指令燃料率指令原控制方案
主汽温度在锅炉运行稳定的情况下波动达到15℃左右，变负荷过程中，有时汽温波动达到30℃。
改进（1）协调控制协调，汽机控制加压力限制；避免汽轮机调门动作对锅炉的储能过度的释放，导致汽温骤然下降。
第三节直流锅炉控制方案
一、直流锅炉的控制任务
直流锅炉的控制任务和汽包锅炉基本相同；（1）使锅炉的蒸发量迅速适应负荷的需要；（2）保持蒸汽压力和温度在一定范围内；（3）保持燃烧的经济性；（4）保持炉膛负压在一定范围内。直流锅炉的控制系统也包括给水、燃料、送风、炉膛压力和汽温等控制系统。在给水控制、过热汽温控制、直流锅炉特有的启动过程控制（或燃料控制）上有所不同，而送风、炉膛压力和再热汽温等控制系统与汽包锅炉相同。
燃水比改变后，汽水流程中各点工质焓值和温度都随着改变，可选择锅炉受热面中间位置某点蒸汽温度作为燃水比是否适当的信号。中间点温度不仅变化趋势与过热汽温一致，而且滞后时间比过热汽温滞后时间要小得多。中间点温度过热度越小，滞后越小，也就是越靠近汽水行程的入口，温度变化的惯性和滞后越小。超临界机组一般取汽水分离器出口蒸汽温度作为中间点温度来反映燃水比。
（1）调整给水量（以燃料为基础控制）
锅炉指令BD
燃料量M
给水流量W
f (t )
f (x ) 基本给水指令 × 分离器出口温度修正减温器进出口温差修正以及其它修正
燃料调节器
给水调节器

第三章直流锅炉给水控制系统

下限特性
＋电动给水泵C运行
T3
＜
PID
给水旁路调节阀指令给水泵出口压力控制
3、循环流量与储水箱水位控制
储水箱水位循环流量调节阀开度（％） f (x) 偏置 80 ∑ SP PID 40 20 V≯
A
100
小溢流阀
大溢流阀
60
6500
7000
7500
8000
8500
储水箱水位/mm
循环调节阀调节指令
燃水比例失调会引起汽温变化，仅依靠调节减温水流量来控制汽温会使减温水流量大范围变化，超出减温水流量的可调范围。利用减温水流量与锅炉总给水流量的比值（喷水比）来对燃水比进行校正。喷水比校正燃水比原则：确定不同工况机组负荷下的喷水比，当实际喷水比偏离给定值时，说明是由于燃水比例失调而使过热汽温过高或过低，因此这时不能仅依靠调节减温水流量来控制汽温，而是要利用喷水比偏差来修改锅炉总给水流量，也就是进行燃水比校正，进而通过改变给水流量W来调节汽温。
＋
∑7
∑8
∑9
T1
A
T2
A
T3
A
汽泵 A 转速指令 nA
汽泵 B 转速指令 nB
电泵 C 转速指令 nC
图 14－11 采用中间点温度的给水控制方案
二、采用焓值信号的给水控制
当给水量或燃料量扰动时，焓值变化方向与其变化方向一致，所以可采用焓值来反映燃水比变化。采用分离器出口过热蒸汽的焓值信号，其原因（1）能快速反应燃水比；（2）出口过热蒸汽为微过热蒸汽，微过热蒸汽焓值比分离器出口微过热蒸汽温度在反应燃水比的灵敏度和线性度方面具有明显的优势。
PID1
D

第六讲直流炉给水控制系统(12页)

第四章直流炉给水控制系统直流锅炉给水调节系统具有多重控制任务：（1）维持中间点温度等于定值；（2）快速跟随燃料量，保证燃水比，共同满足负荷要求；（3）调整中间点温度，实现过热汽温粗调。

第一节直流炉给水系统的特点一、汽包炉给水系统特点在汽包锅炉中，汽包把整个锅炉的汽水流程分隔成三部分，即加热段（省煤器）、蒸发段（水冷壁）和过热段（过热器）。

这三段受热面面积的大小是固定不变的。

汽包除作为汽水的分离装置外，其中的存水和空间容积还作为燃水比失调的缓冲器。

当燃水比（给水跟踪燃料流量的比例关系）失调后，在一段相当长的时间里（非事故的范围内），并不改变原来那三段受热面面积的大小。

例如，增加给水流量，给水量的变化就破坏了原来的平衡状态，汽包水位升高了；但由于燃料流量没有变化，所以蒸发段的吸热量及其产生的蒸汽量可近似认为不变。

因为过热段的受热面是固定的，因此出口汽压、汽温都不会有什么变化，如同燃水比未失调一样。

如果燃料方面的变化破坏了原来的平衡状态，比如燃料量增加，蒸发段就会产生较多的蒸汽，但同时过热段也吸收了较多的热量，所以可使汽温变化不大，然而此时出口蒸汽压力和流量却都增加了。

由于给水流量没有改变，汽包中的部分水变成了多蒸发的那部分蒸汽，所以汽包水位降低了。

从以上所述可以看出，在汽包锅炉中，水位是燃水比是否失调的标志。

用给水流量调节水位，实质上起到了间接保持燃水比不变的作用。

二、直流炉给水系统特点直流炉的汽水流程中既没有汽包，又没有炉水小循环回路。

直流炉是由受热面以及连接这些受热面的管道所组成，图4-1是直流炉汽水流程示意图．给水泵图4-1直流炉汽水流程示意图给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性流过加热段、蒸发段和过热段，然后去汽轮机。

它的循环倍率始终为1，与负荷无关。

给水泵出口水压通过上述三段受热面里的工质，直接影响出口汽压，所以直流炉的汽压是由给水压力、燃料流量和汽轮机调节汽门共同决定的。

直流炉汽水流程中的三段受热面没有固定的分界线。

《热工过程自动控制》课程设计

《热⼯过程⾃动控制》课程设计（注意：保持清洁，设计结束后装订在设计说明书正⽂的第1页）《热⼯过程⾃动控制》课程设计任务书专业⽅向：热能与动⼒⼯程班级：学⽣姓名：指导教师：周数：1学分：1⼀、设计题⽬600MW单元机组直流锅炉给⽔控制系统的组态设计⼆、原始资料1. 控制对象600MW超临界机组直流锅炉给⽔控制系统采⽤两台分别带50%负荷的汽动给⽔泵作为正常负荷下的供⽔，设置⼀台可带50%负荷的电动给⽔泵，作为启动及带低负荷或两台汽动泵中有⼀台故障时作备⽤泵使⽤。

2. 控制要求直流锅炉必须使燃烧率和给⽔量随时保持适当的⽐例。

（1）给⽔流量控制回路仅当锅炉运⾏在纯直流⼯况下，才能对锅炉出⼝的主蒸汽温度起到粗调的作⽤。

为保证锅炉本⾝的安全运⾏，要求任何⼯况下省煤器⼊⼝给⽔流量不低于35%MCR；（2）给⽔泵串级控制回路的副调节器根据给⽔流量偏差输出给⽔泵控制指令，调节各台泵的转速以满⾜机组负荷变化的需要；（3）为保证给⽔泵的运⾏安全，给⽔流量调节阀控制回路通过调节给⽔阀门的开度维持泵出⼝母管的压⼒在适当范围内；（4）汽动给⽔泵再循环阀调节回路需保证通过每台汽泵的流量不低于最⼩允许流量。

三、设计任务1、了解⼤型单元机组控制系统概貌和集散控制系统概貌及其组态原理；2、了解ABB贝利公司Symphony集散控制设备及其重要功能模块的作⽤；3、掌握控制对象（包括⼯艺流程）及控制任务；4、根据控制系统原理进⾏相应集散控制系统的组态设计；给⽔控制系统包括三个部分：（1）给⽔流量指令形成回路（2）汽动给⽔泵转速控制回路（3）给⽔流量调节阀控制回路，可任选其中两部分做组态设计。

5、对所设计的部分进⾏组态分析。

四、建议时间安排课程设计时间安排序号内容时间1 收集资料，学习相关理论知识1天2.5天2 进⾏集散控制系统的组态设计并绘制组态图3 整理报告1天4 答辩0.5天5 合计5天五、成果要求1、课程设计报告（1）字数约5000左右，统⼀⽤A4纸⼿⼯书写，字迹⼯整。

第二章+锅炉自动控制系统

串级三冲量给水控制系统图
燃烧率阶跃扰动下的水位响应曲线
在燃烧率Q阶跃变化时，水位的响应曲线如图2-8所示。水位变化的动态特性用下列传递函数表示：
GHQ ( s)
——为迟延时间（s）。
H (s) K [ ]e s Q( s ) (1 Ts)2 s
上式与蒸汽流量的扰动影响下的传递函数相类似，但增加了一个纯迟延环节。
(4) 根据运行中汽包“虚假水位”现象的情况。设定蒸汽流量信号强度系数 D 。如“虚假水位”现象严重，可适当加强蒸汽流量信号，例如可使蒸汽流量信号强度为给水流量信号强度的1～3倍。但若因此需要减小给水流量信号强度，则需要重新修正主、副调节器的整定参数。 (5) 进行机组负荷扰动试验，要求同单级三冲量系统。
1）串级三冲量给水控制系统的组成为： (1) 给水流量W、给水流量变送器 rw 和给水流量反馈装置 aw 、副调节器PI2、执行机构 K Z 、调节阀 K 组成的内回路（或称副回路）。
(2) 由水位控制对象 W01 s 、水位变送器 rH 、主调节器PI1和内回路组成的外回路（或称主回路）。 (3) 由蒸汽流量信号D及蒸汽流量测量装置 rD 、蒸汽流量前馈装置
本章主要学习模拟量控制系统中锅炉部分的各主要子控制系统：给水控制系统、气温控制系统和燃烧控制系统。
一、模拟量闭环控制系统（MCS）
主要包括以下子系统： 1．锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统是调节锅炉的给水量以适应机组负荷（蒸汽量）的变化，保持汽包水位稳定（对于汽包锅炉）或保持在不同锅炉负荷下的最佳燃水比（对于直流锅炉） 2．汽温控制系统汽温控制的质量直接影响到机组的安全与经济运行。它包括主蒸汽温度控制和再热蒸汽温度控制（过热气温调节：喷减温水；再热气温调节：烟气挡板位置）

直流锅炉的调节原理

直流锅炉的调节原理
直流锅炉是一种以直流电供电的电热锅炉，其调节原理主要包括温度控制、功率控制和水位控制。

1. 温度控制：直流锅炉的温度控制是通过不断监测锅炉内的水温，并通过调节加热器的电流来控制水温的变化。

当锅炉温度低于设定温度时，控制系统会增加加热器的电流，以提高水温；当锅炉温度高于设定温度时，控制系统会减小加热器的电流，以降低水温。

2. 功率控制：直流锅炉的功率控制是通过调节加热器的电流来控制锅炉的功率输出。

加热器的电流可通过调节器件（如可控硅）的导通角来控制，导通角越大，电流越大，功率输出越大；导通角越小，电流越小，功率输出越小。

通过控制加热器电流的大小，可以实现对锅炉功率的精确控制。

3. 水位控制：直流锅炉的水位控制是通过水位传感器来监测锅炉内的水位情况，并通过控制进水阀的开启和关闭来控制水位的变化。

当水位过低时，控制系统会打开进水阀，补充水分；当水位过高时，控制系统会关闭进水阀，减少水分进入。

通过精确控制进水阀的开启和关闭，可以确保锅炉内的水位保持在合适的范围内。

总之，直流锅炉的调节原理通过对温度、功率和水位进行监测和控制，实现对锅炉的稳定运行和性能调节。

600MW超临界直流锅炉两种给水控制系统分析

负荷的变化而变化。调节中间点温度（或焓值）
式中：Ｑ为煤低位发热量；为锅炉效率，ｈ。，
的方法有两种：一种是使给水量基本不变而调节燃料量；另一种是保持燃料量不变而调节给水量。前者称为以燃料为主的调节方法；后者称为以水为主的调节方法。本文两例均采用以水为
器和再热器长期在超温１Ｏ～２０℃ 下运行，其寿命直流阶段，给水依靠给水泵的压头一次通过预热、缩短一半，且汽温波动过大，会导致汽机胀差变蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽，各受热面之化和振动加剧，危及机组安全 …。因此，维持超问无固定的界限，在锅炉负荷和工况变化时，各
第２９卷第４期
２０１３年４月
电
力
科
学与工程ＶｏＬ２９．Ｎｏ．４
Ａｐｒ．，２０１３
ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
６００ＭＷ超临界直流锅炉两种给水控制系统分析
某电厂６００ＭＷ超临界直流炉，带有炉水循环
泵内置式启动系统，其汽水分离器在低负荷（本生
于汽包锅炉，给水流量的变化主要影响的是汽水分

超高压直流锅炉给水控制与汽温调节

超高压直流锅炉给水控制与汽温调节由于超高压直流锅炉与汽包锅炉在结构设计上有一定的区别，因此机组在调节的时候应用的方法也会有所不同。

故而从锅炉的实际运行特点方面，分析介绍了此类型锅炉的给水控制和汽温调节的特性和方法。

标签：超高压直流锅炉；给水控制；汽温调节中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：16723198（2012）10017901直流锅炉的主要特点是汽水系统没有汽包，工质一次通过省煤器、水冷壁、过热器（即循环倍率等于1），即水在蒸发受热面中一次全部转变为蒸汽。

工质在整个行程中的流动阻力均由给水泵来克服，因此，其运行调节特性和汽包炉有着很大的差别。

下面从集控运行操作方面，做一下简要分析。

1 超高压直流锅炉的给水控制和汽温调节方法超高压直流锅炉的运行过程可分为锅炉启动及低负荷运行（循环方式）和直流运行（本生方式）两个阶段。

每个阶段的调节方法和侧重点都有所不同。

1.1 锅炉启动及低负荷运行阶段（循环方式）不同容量的直流锅炉，其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在25%~35%BMCR（锅炉最大连续蒸发量）之间。

本单位的锅炉是35%BMCR。

在循环方式下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的，汽水分离器及其水箱相当于汽包，只是因为两者的容积相差甚远，汽水分离器的水位变化速度也就更快。

此时，由炉水循环泵将汽水分离器水箱的水升压后送到省煤器入口，并与给水共同构成锅炉给水流量。

此阶段汽温的调节主要是通过控制燃烧率的大小和调节一、二级减温水量来完成。

在此阶段，汽水分离器的水位控制调节阀应投自动，根据锅炉水质进行循环清洗，调节给水流量，控制汽水分离器水位。

当扰动较大时，水位会产生较大的波动，必要时将水位调节阀解除自动，用手动控制。

根据实际运行经验，炉水循环泵出口调节阀一般不投自动，防止循环流量大幅变化，造成汽水分离器水位变化较大。

在启动时保持一定的给水流量，缓慢增加燃料量，保持适当的升温升压率，逐渐减小炉循环泵出口流量至出口调门关闭，在此过程中汽水分离器水位调节阀也逐渐关小直至关闭，机组即进入直流运行状态，这是一个自然而然的过程。

直流锅炉

燃烧器区域的过量空气系数是随锅炉负荷变化的，并受投运磨煤机数量的影响。燃烧器区域的风量是指经过燃烧器进入锅炉的风量，包括运行燃烧器的一次风，二次风，未运行燃烧器的漏风/冷却风和所有燃烧器的中心风。停运燃烧器的漏风/冷却风量约为BMCR负荷下该风室二次风量的12%。停运燃烧器的漏风量是由二次风挡板最小位置决定的，并随着该负荷下热二次风道与炉膛负压之间的压差而变化。根据氧量信号操纵燃烧器风室风量和燃烬风量两者的比例，使燃烬风系统旋转趋势最小。
当再热汽温升高时过热器烟道挡板将开启。在过热器烟道挡板开度低于72%时，再热器烟道挡板维持在原来位置。当过热器烟道挡板开度超过72%时，两套挡板将同时操作。如果再热器汽温继续升高，那么过热器烟道挡板完全开启，再热器挡板向关闭方向动作。这将减少再热器烟道的烟气量，使再热器温升减小。过热器烟道挡板在再热器烟道挡板开度超过72%之前在原位置不动。推荐在分隔烟道挡板失去控制信号或电源时挡板固定不动。
三、结语
600MW超临界直流锅炉以其启停速度快、负荷变化快的特点已逐步发展成为我国调峰主力机组，对该机型的运行特性应更深入的了解，在实际运行中更为合理和精确的控制机组运行。
参考文献[1]汪祖鑫.超临界压力600MW机组的启动和运行[M].北京：中国电力出版社，1996.
作者简介：李伯伙(1981-)，男，广东清远人，广东火电工程总公司助理工程师，研究方向：热能动力工程。
(11)汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水分界面，随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。
(12)水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。

直流锅炉的控制和调节

600MW超临界机组的投产标志着我国火电机组的运行水平步入新境界，而直流锅炉也是大容量锅炉的发展方向之一。

众所周知，蒸汽温度过高可能导致受热面超温爆管，而蒸汽温度过低将使机组的经济性降低，严重时可能使汽轮机产生水冲击。

而这些现象在许多电厂均有发生，因此过热蒸汽温度与再热蒸汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。

超临界直流锅炉的运行调节特性有别于汽包炉，煤水控制与汽温、汽压调节的配合更为密切。

下面针对襄樊电厂#5、#6机组所采用的SG1913/25.40-M957型号的锅炉，就机组启动至低负荷运行阶段，煤水控制与蒸汽参数调节浅谈一下自己的看法。

机组启动阶段：根据锅炉的型号不同，不同容量的锅炉其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在25%～35% BMCR 之间，我厂为210MW左右负荷开始转干态，在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的。

汽水分离器及集水箱就相当于汽包，但是两者容积相差甚远，集水箱的水位变化速度也就更快。

由锅炉启动疏水泵将集水箱的水打至凝汽器,与给水共同构成最小循环流量。

其控制方式较之其它超临界直流锅炉有较大不同，控制更困难。

给水主要用于控制启动分离器水位，锅炉启动及负荷低于35%BMCR时，且分离器水位在6.2~7.2m之间时，由给水泵出口旁路调门和给水泵的转速共同来控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量574t/h，保证锅炉安全运行。

锅炉启动阶段汽温的调节主要依赖于燃烧主要控制，由旁路系统协助控制，通过投退油枪的数量及层次、调节炉前油压、减温水、高低旁的开度等手段来调节主再热蒸汽温度。

此阶段启动分离器水位控制已可投自动，但是大多数锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。

此阶段要注意尽量避免太大的扰动，扰动过大及早解除自动，手动控制，以免造成顶棚过热器进入水。

锅炉启动初期需要掌握好的几个关键点： 1 工质膨胀：工质膨胀产生于启动初期，水冷壁中的水开始受热初次达到饱和温度产生蒸汽阶段，此时蒸汽会携带大量的水进入分离器，造成贮水罐水位快速升高，锅炉有较大排放量，此过程较短一般在几十秒之内，具体数值及产生时间与锅炉点火前压力、温度、水温度、投入油枪的数量等有关。

直流锅炉给水控制系统

给水控制系统逻辑

直流锅炉控制

直流锅炉启动系统控制介绍

直流锅炉燃烧及给水调整

关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析

直流锅炉汽水流程

直流锅炉控制

第三章 直流锅炉给水控制系统

第六讲 直流炉给水控制系统(12页)

《热工过程自动控制》课程设计

第二章+锅炉自动控制系统

直流锅炉的调节原理

600MW超临界直流锅炉两种给水控制系统分析

超高压直流锅炉给水控制与汽温调节

直流锅炉

直流锅炉的控制和调节

第三章直流锅炉给水控制系统

第六讲直流炉给水控制系统(12页)