给水全程控制系统设计
单级及串级三冲量给水控制系统的设计及仿真研究
引言汽包锅炉给水控制的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，并使汽包中的水位保持在一定范围内，具体要求有以下两个方面：1．维持汽包水位在一定范围内。
汽包水位是影响锅炉安全运行的重要因素。
如果锅炉汽包水位锅炉汽包水位过高，会降低汽水分离装置的汽水分离效果，造成汽包出口饱和蒸汽中含水过多，使含盐浓度增大，易使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏；同时还会引起过热汽温急剧变化。
过热蒸汽中含盐量增多会使汽轮机叶片结垢，使汽轮机出力降低和轴向推力增大。
如果汽包水位过低，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：±15mm异常情况：±200mm事故情况：＞±350mm2．保持稳定的给水量。
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。
由此可见，在电厂热工生产过程中更好的控制锅炉汽包水位显得尤为重要。
随着锅炉参数的提高和容量的扩大，对给水控制提出了更高的要求。
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）。
由此设计出了多种给水控制系统，但随着锅炉的大型化，调节质量的不断提高，单冲量给水控制系统、双冲量给水控制系统逐渐被三冲量给水控制系统所取代。
其中三冲量给水控制系统中串级结构的更是成为目前大型机组锅炉给水控制的基本方案。
科学的不断发展，锅炉给水控制系统也在不断的完善中，目前采用单回路可编程控制器的给水自动控制系统和采用变速泵的全程给水控制系统逐渐增多。
第一章概论随着科学技术的不断发展，生产过程自动化水平也有了飞速发展，已广泛应用于工农业生产、交通运输和国防建设。
自动化水平的不断提高，保证了生产的稳定，同时降低了成本，改善了劳动条件，从而促进了文明生产，保证了生产的安全和提高了生产能力。
1.1热工自动控制系统的发展、现状及内容在科学技术高度发达的二十世纪，在工程和科学发展中，自动控制技术的发展起着极为重要的作用。
所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制设备使被控对象或生产过程自动地按照预定的规律运行。
给水系统分析
沈阳工程学院课程设计设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13 学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授副教授起止日期：2014年06月23日起——至2014年06月29日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授、副教授课程设计进行地点：教学楼F座619室任务下达时间：2014 年06 月23日起止日期2014年06月23日起——至2014年06月29日止自动化系主任2014年06月20日批准1.设计主要内容及要求；（1）给水控制对象动态特性分析；（2）给水控制系统控制方案设计与原理分析；（3）控制系统组态图分析；（4）CAD制图。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；沈阳工程学院热工过程控制系统课程设计成绩评定表学院（系）：自动化学院班级：自动化B13 学生姓名：摘要火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国的重点能源工业之一。
大型火力发电机组具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展很快。
给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。
给水全程控制系统
给水全程控制系统(一)概述太原第一热电厂五期锅炉为低倍率循环锅炉。
在低倍率循环锅炉中，由于再循环泵的容积流量与锅炉的负荷无关，因此在低负荷下，水冷壁中仍有较高的工质流速，这可有效地防止工质在水冷壁发生停滞和倒流的现象，但是在运行中必须防止工质在再循环泵汽化。
为了防止在再循环泵的汽化，运行中必须保持分离器内有一定的水位。
当分离器内的压力降低时，再循环泵入口压力降低，会造成工质在再循环泵入口发生汽化。
另外，当给水量减小时，循环流量增加，这样使得再循环泵入口温度有所增加，必将导致再循环泵入口的工质汽化。
而锅炉分离器水位过高，会影响分离器水位内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽中水分过多，结果使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温产生急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；分离器水位过低，则可能使锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁供水不足而烧坏。
因此，在运行中，分离器应维持正常水位，给水热力系统见图2-38。
汽水分离器水位自动有如下作用。
(1)在启动和负荷低于35％时，用旁路给水阀R1C02控制汽水分离器水位；用给水泵来控制泵出口压力与要求值相等，保证泵工作在安全特性区内。
(2)负荷大于35％时，用给水泵勺管控制汽水分离器水位。
(3)在启动停止过程中或在事故情况下，用WR阀(高压放水阀)和ZR阀(低压放水阀)来维持汽水分离器的正常水位。
(二)控制系统分析1．启动及负荷小于35%的阶段启动及负荷小于35%的阶段主要依靠启动时最小流量控制R1C02和给水压力控制R1C03两系统共同实现。
(1)启动时最小流量控制RlC02。
1)控制任务。
a．在锅炉进水时，保证以250t／h左右的连续给水量向锅炉注水。
b．在锅炉启动的第一阶段，保证以50t／h左右的连续给水量向锅炉注水。
c．保持分离器水位到负荷小于35％阶段。
2)控制原理见图2-39。
锅炉刚上水时，定值模块A010×647设定为250t／h，此时锅炉未点火，故饱和蒸汽流量T10AC102为零。
汽包锅炉串级三冲量给水全程控制系统设计
…
ｒ
ｓ
ｆ Ｉ （ Ｐ ｈ ） ； Ｇ一
－
㈤
￣ｐ
＿
一 （ １ － ２ ）
Ｃ
ｐ Ｄ 所 以上式可以写为 ｈ： Ｚ —（ Ｊ＿ ＿
Ｇ（ ） Ｓ（ ２ ）蒸 汽流量扰动下水位 的动态性
按照上式可以设计出水位压力 自 动校正线路。 ②过热蒸汽流量信 号压力 、温度校正 过热蒸汽流量测量通常采用标准喷嘴。 这种喷嘴基本上是按 定压运 行额定工况参数设计 ， 在该参数下运行时 ， 测量精度是较高的。但在 全
时， 锅炉吸收更多的热量 ， 蒸发强度增 加。 如果汽机的进 汽量不加调节 ，
我厂全程给水控制采用两 台给水泵控制 ， 在一台给水泵故障后 ， 机 组将Ｒ Ｂ ，这就为全程给水控制 系统提 出更高的要求 ， 我们应该充分考 虑一台给水泵停 运后对控制系统 的影响 。同时我厂采用循环流化床锅 炉 ，通过循 环灰 量、风煤配 比等手段来控制床温 ， 实现８ ５ ０～９ ５ ０ ℃左右
（ 二 ）串级三 冲量给水控 制系统参数校正 （ １ ） 测量信号的 自动校正 锅炉从启动到正常运行或是从正常运行到停炉的过程中， 蒸汽参数 和负荷在很大 的范 围内变化 ， 这就使水位 、 给水流量和蒸汽流量测量信 号的准确性受到影响 。 为 了实现全程 自动控制 ， 要求这些测量信号能够
包压力 Ｐ ｂ 的函数 ，即
—
水 位在给水扰动下 的传递 函数可表示为 ：
均为汽
旦 ： 三 一
： 兰
APS控制技术方案
APS控制技术新华控制工程有限公司APS是机组启停管理系统，是机组启停调度、信息管理与指令控制中心。
APS根据机组启停曲线、按规定好的程序发出各个系统、子系统、设备的启停指令，从而实现单元机组的自动启动或停止。
APS上层管理控制各个功能组级，每个功能组级下有子组级的控制，最终控制终端设备。
APS管理下层控制逻辑以实现单元机组协调控制系统（CCS）、汽机电液调节系统（DEH）、锅炉燃烧管理系统（BMS）和锅炉、汽机及相应辅机顺序控制系统（SCS）等常规控制系统。
CCS、DEH、BMS、SCS等常规控制系统是目前大多数电厂DCS系统实现的控制功能，它们中的子组级控制是靠运行人员手动启停，没有达到由计算机自动控制的水平，如在不同的工况下，设备的启停条件不允许而误操作，会带来设备的损坏或引发运行事故，或没有分析当前运行最佳模式随机运行，机组的运行效率就会降低。
APS系统就是根据这些需求，实现机组最高级自动控制技术，具有高度的复杂性，是DCS控制系统中所有常规子系统的统领。
要实现APS，必然要求机炉侧SCS、MCS、 DEH、MEH、FSSS、CCS、BYPASS，以及电气侧ECS等所有子系统的正确与完善，对系统设备提出更高的要求，对系统的重要测点如汽包水位信号要求全程可靠、测量正确，确保启用APS满足机组安全运行的要求。
实现机组APS功能在提高机组自动化控制水平的同时，全面提高机组的运行水平，需要解决的技术问题如下：a. 需求APS控制计算单元DPU。
b. 进一步完善联锁保护逻辑，定义不同控制接口的优先级别，提高机组长期安全运行水平；c. 提高自动调节品质，实现主要调节回路的全程控制，提高机组长期经济运行水平；d. 全程旁路控制，缩短启停时间，适应机组运行。
e. 分析运行工况，操作规范，最佳模式运行。
f. 技术仿真测试，提高APS系统投运成功率。
1 APS控制DPUAPS控制DPU并列于DCS系统常规控制DPU，硬件配置与其它DPU相同。
给排水工程设计概况
1.1.1给排水工程设计概况序号系统设计主要内容1.1生活冷水给水1.市政给水压力O.20MPa,各区供水详见第5,6,7,8条。
2.要求所有小商铺及卫生间内户内水表均采用远传水表。
3.接空调专业热水机房，锅炉房以及屋面太阳能热水罐的给水管,冷却塔补水管均需安装倒流防止器。
4.地下车库内冲洗地面的给水龙头需安装真空破坏器。
屋面预留的冲洗地面及绿化给水龙头需安装真空破坏器。
5.地下车库除超市以外部分的给水由市政管网直接供应。
6.超市位于建筑地下一层，由于超市水压要求为0.25~0.40MPa,故超市给水均由设于地下一层超市生活水泵房的变频给水泵供给。
7.商业分区如下：1）地上一，二层及地上一层由市政压力直接供给，二层及以上由商业水泵房加压供给。
2）商业生活水泵房位于地下二层，地下二层生活水池容积250用3,分为两格,设有生活变频水泵一组;3）商业冷却循环水总量2861m3∕h,冷却塔可提供的冷却水为3291m3∕h,冷却塔补水量35m3∕h;8.公寓式酒店（出售）分区如下：1）5层〜23层均为变频加压供水供给。
加压一区：5〜11层，加压二区：12〜17层，加压三区：18~23层。
2）变频加压供水均由地下二层的公寓式酒店的生活水泵房内加压设备及生活水箱供给。
住户一共324户，最高日用水量：145.8m3,生活水箱有效容积30m3.9.屋面预留的冲洗地面及绿化给水龙头需安装真空破坏器。
10.管材见表格一11.阀门：生活给水管DNW50mm者采用铜截止阀，DN>50mm者采用软密封闸阀（不锈钢）。
其工作压力按其所在位置的管道工作压力Pt确定，Pt=O.4-0.6MPa,阀门工作压力采用LOMPa；Pt=O.67〜L2MPa,阀门工作压力采用1.6MPa.12.试压：市政供水部分的给水试验压力为0.6MPa,需增压供水的冷热水部分，试验压力为水泵扬程的L5倍。
序号系统设计主要内容1.2污水废水1.本工程采用污水、雨水分流管道系统，建筑物内采用生活污水与废水合流管道系统。
300MW火电机组给水控制系统的设计.
目录1选题背景 (2)1.1引言 (2)1.2设计目的及要求 (2)2方案论证 (3)2.1方案一 (3)2.2方案二 (4)3过程论述 (5)3.1总体设计 (5)3.2详细设计 (6)3.2.1信号的测量部分 (6)3.2.2单冲量控制方式 (10)3.2.3串级三冲量控制方式 (11)3.3信号监测 (12)3.3.1给水旁路调节阀控制强制切到手动 (12)3.3.2电动给水泵强制切到手动 (13)3.3.3汽动给水泵强制切到手动 (13)3.4工作方式 (13)3.5切换与跟踪 (13)3.5.1切换 (13)3.5.2跟踪 (14)3.6控制器选型 (14)4结论 (14)5课程设计心得体会 (15)6参考文献 (15)1选题背景：1.1引言火电厂在我国电力工业中占有主要地位，大型火力发电机组具有效率高，投资省，自动化水平高等优点，在国内外发展很快，如今随着科技的进步，大型火力发电厂地位显得尤为重要。
但由于其内部设备组成很多，工艺流程的复杂，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性。
大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。
锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。
其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。
给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。
1.2设计目的及要求本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300 MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。
过程控制给水课程设计
目录摘要： (2)关键词： (2)1选题背景 (3)1.1系统的任务 (3)1.2相关的技术要求 (4)2设计理念 (4)3设计过程的详细分析 (5)3.1给水控制对象的动态特性 (5)3.2给水自动控制系统的基本方案 (7)3.3三冲量给水自动控制系统 (8)3.3.1单级三冲量给水自动控制系统 (8)3.3.2串级三冲量给水自动控制系统 (9)3.4变速泵的给水控制 (10)3.5信号的测量及校正 (10)3.5.1汽包水位信号 (10)3.5.2给水流量信号 (12)3.5.3主蒸汽流量信号 (13)3.6各种工况之间的互相切换与跟踪 (13)3.6.1工况之间的切换 (13)3.6.2 工况之间的跟踪 (14)3.7给水泵最小流量控制系统 (15)3.8锅炉给水全程控制方案 (15)3.9 300MW火电机组给水热力系统简图 (16)4 设计系统的控制分析 (16)4.1总控制原理图 (16)4.1.1单冲量控制方式 (16)4.1.2三冲量控制方式 (17)4.2逻辑框图 (18)4.3系统的组成 (18)5设计系统总结 (19)6心得体会 (19)7参考文献 (20)300MW火电机组给水控制的设计摘要：随着发电机组容量的增加和参数的不断提高，机组的控制与运行管理变得越来越复杂和困难。
为了减轻运行人员的劳动强度，保证机组的安全运行，要求实现更为先进，适合范围更宽，功能更为完备的自动控制系统。
这就产生了全程控制系统。
所谓全程控制系统是指在启停和正常运行时均能实现自动控制的系统。
给水控制系统是火力发电厂非常重要的控制子系统，稳定的汽包水位是汽包锅炉安全运行的重要指标。
火电厂给水系统构成复杂，汽包水位受到机组负荷，汽包压力、温度，给水量等多项参数的影响；不同负荷阶段，给水设备不同，又需要采取不同的控制方式。
关键词：全程控制系统无扰切换单级三冲量串级三冲量300 MW thermal power unit water control designAbstract：Along with the increase of generating unit capacity and parameter unceasing enhancement, the unit control and operation management become more and more complex and difficult. In order to reduce the operational personnel Labour intensity, guarantee the unit operation, demanding more advanced, suitable for a wider, function and more complete automatic control system. This creates the whole control system. So-called process control system refers to the start-stop and normal operation are to achieve automatic control system. Water control system is the coal-fired power plant very important control subsystem, stable drum drum water level is an important index of the safe operation of the boiler. Thermal water system structure is complex, the drum water level by the unit loads, steam pressure, temperature, water etc. Several parameters influence; Different load stage, water supply equipment, and the need to adopt different different control modes.Key words：Process control system Undisturbed switch Single grade three impulse Cascade three impulse1选题背景火电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点的能源工业之一。
全厂地下管道给排水方案
全厂地下管道给排水方案清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在办公室的角落，我坐在桌前，手握一支笔，开始构思这个全厂地下管道给排水方案。
这对我来说，是个再熟悉不过的课题，十年的经验让我对这个领域有了深刻的理解。
我们得明确这个方案的目标：确保全厂给排水系统的正常运行，提高用水效率，降低排水污染。
那么，就是具体方案的内容了。
一、给水系统设计1.水源选择考虑到水源的稳定性和水质，我们选择地下水作为主要水源。
在水源地附近设置水源井，通过水泵将水输送至全厂。
2.给水管道布局给水管道采用枝状布局，从水源地向各用水点延伸。
管道直径根据用水量及输送距离来确定，确保输送效率。
3.给水设施在用水点附近设置给水设施，包括水龙头、阀门等。
为防止水压波动，设置减压阀和水泵变频控制系统。
二、排水系统设计1.排水管道布局排水管道采用重力流和压力流相结合的方式，将污水输送至污水处理设施。
管道直径根据排水量及输送距离来确定。
2.排水设施在排水点附近设置排水设施，包括检查井、雨水井等。
为防止污水倒灌，设置检查井内的止回阀。
3.污水处理全厂产生的污水经过预处理、生化处理、深度处理等环节，达到排放标准后排放。
三、系统运行与维护1.给水系统运行与维护（1）定期检查水泵、阀门等设备，确保正常运行。
（2）定期检测水源水质，确保水质达标。
（3）定期清洗给水管道，防止管道内壁结垢。
2.排水系统运行与维护（1）定期检查排水管道，发现问题及时处理。
（2）定期清理检查井、雨水井，防止堵塞。
（3）定期检测污水处理设施，确保处理效果。
四、节能环保措施1.给水系统节能措施（1）采用高效节能水泵，降低能耗。
（2）合理布局管道，减少水头损失。
2.排水系统节能措施（1）采用重力流排水，减少泵送能耗。
（2）优化污水处理工艺，降低能耗。
3.环保措施（1）提高用水效率，减少水资源浪费。
（2）加强污水处理，减少污染物排放。
五、方案实施与监督1.实施步骤（1）制定详细的施工方案，明确施工顺序和工艺。
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。
锅炉给水调节系统
锅炉给水调节系统汽包锅炉给水自动调节系统第一节给水调节任务与给水调节对象动态特性一、给水调节的任务汽包锅炉给水调节的任务是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。
汽包水位反映了汽包锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，是锅炉运行中一个非常重要的监控参数，保持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。
汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离器的正常工作，造成出口蒸汽湿度过大（蒸汽带水）而使过热器管壁结垢，容易导致过热器烧坏。
同时，汽包出口蒸汽湿度过大（蒸汽带水）也会使过热汽温产生急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性。
汽包水位过低，则可能破坏锅炉水循环，造成水冷壁管烧坏而破裂。
二、给水调节对象动态特性汽包水位是由汽包中的储水量和水面下的气泡容积所决定的，因此凡是引起汽包中储水量变化和水面下的气泡容积变化的各种因素都是给水调节的扰动。
（1）给水流量扰动。
这个扰动来自给水调节门的开度变化、省煤器可动喷嘴开关动作、给水压力变化、给水泵转速波动等引起锅炉给水量改变的一切因素。
（2）蒸汽负荷扰动。
这个扰动是指汽轮机负荷变化而引起的蒸汽流量的改变，它使水位发生变化。
（3）锅炉炉膛热负荷扰动。
这个扰动主要是由锅炉燃烧率的变化改变了蒸发强度而引起的，它影响锅炉的输出蒸汽流量和汽水容积中的气泡体积。
给水调节对象的动态特性是指由上述引起水位变化的扰动与汽包水位间的动态关系。
当给水流量扰动时，水位调节对象的动态特性表现为有惯性的无自平衡能力特征，也就是说，当给水流量改变后水位并不会立即变化。
给水流量增加，一方面使进入锅炉汽包的给水量增加；另一方面使温度较低的给水进入省煤器、汽包及水循环系统，吸收了原有饱和水中的一部分热量，致使水面下气泡体积减小。
当蒸汽流量扰动时，汽包水位将出现“虚假水位” 现象。
原因是在蒸汽负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量小于蒸发量，但开始阶段的水位不仅不下降，反而迅速上升（反之，当负荷突然减少时，水位反而先下降）。
锅炉给水控制系统 ppt课件
ppt课件
26
1．测量系统
（1）汽包水位测量 （2）主蒸汽流量测量 （3）主给水流量测量
H f (p, pb )
D f ( p1 , Ts )
W f (p, TW )
WT W
W
i 1
n
i
ppt课件
27
2．汽包水位控制系统
汽包压力pb 泵出口压力 汽包水位 蒸汽流量 f(x ) ∑ A △ PID3 A △ PID4
ppt课件
23
四、给水泵运行问题
保证泵的安全工作区是首先要考虑的问题。
图20 给水泵的安全工作区
ppt课件 24
因此，采用变速泵构成给水全程控制系 统时，一般会有：
（1）给水泵转速控制系统：根据锅炉负荷要求， 调节给水泵转速，改变给水流量； （2）给水泵最小流量控制系统：低负荷时，通过 水泵再循环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； （3）流量增加闭锁回路（或给水泵出口压力控制 系统），保证给水泵工作点不落在最低压力线下 和下限工作特性曲线之外。
ppt课件 29
3. 给水泵最小流量控制系统
泵最小流量 给定值 A 泵入口流量
－
△ PID
T 流量小于某定值 N Y
A
T1
流量大于某定值 N T2 f(x) 循环回路调节阀 Y
A A
100% 0%
图11-22 给水泵最小流量控制系统原理图
ppt课件
30
5 给水全程控制实例
一、给水热力系统及调节机构
f1(× K MEDIAN SELECT 汽包水位H
× K
H k ( f1 ( pb ) p) f 2 ( pb )
一段式全程给水控制系统的应用研究
该 系 统 以 控 制 给 水 母 管 压 力 为 基 础 ， 锅 炉 启 动 上 水 阶 在 段 维 持 一 定 的 给 水 流 量 ， 足 锅 炉 上 水 的 要 求 ； 锅 炉 点 火 满 在
到 ３ ％ 负 荷 以 下 阶 段 ， 受 给 水 压 力 偏 差 及 汽 包 水 位 偏 差 ５ 接 的 微 分 前 馈 信 号 ，与 给 水 泵 转 速 控 制 系 统 配 合 ， 持 给 水 母 维
运行 。
采 用 变 速 给 水 泵 、 程 给 水 控 制 系 统 实 现 锅 炉 各 种 运 行 工 况 全
的 给 水 控 制 ，以 保 证 锅 炉 的 安 全 、稳 定 运 行 ，减 轻 运 行 人 员
的 劳 动 强 度 ，提 高 机 组 效 率 ，降 低 辅 机 的 损 耗 ，但 由 于 各 种
给 水 泵 最 小 流 量 采 用 调 节 阀 闭 环 控 制 ， 是 阳 城 电 厂 给 水 控 制 系 统 与 其 它 机 组 相 比 的 一 个 突 出 特 点 ， 根 据 给 水 泵 的 上 限 特 性 曲 线 控 制 给 水 流 量 ， 不 仅 保 证 了 给 水 泵 工 作 区 内 安 全 运 行 ， 防 止 汽 蚀 ， 时 极 大 限 度 地 提 高 了给 水 泵 的 工 同 作效率。
为 一 个 整 体 来 考 虑 ， 有 利 于 提 高 机 组 的 效 率 和 给 水 泵 的 安 更
全 、 效 运 行 ， 采 用 该 方 案 关 键 在 于 克 服 两 个 系 统 之 间 的 高 但
Ｍｗ 机 组 的 锅 炉 给 水 系 统 由 ２台 各
中图 分类 号 ： ＴＫ３ ２
文献 标 识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ １０ ２ （ ０ ２ 增 刊 １０ ３ —３ １７—３０ ２０ ） — ０ ００
热工新题库(问答)
1、给水全程自动调节系统的任务是什么？答:给水全程自动调节系统的任务是在锅炉启动、停炉和正常运行过程中控制锅炉的给水量，以保证汽包水位允许的范围内变化，对锅炉的水循环和省煤器起保护作用。
2、300MW汽轮机TSI包括哪些参数的测量？答:转速、轴向位移、汽缸热膨胀、胀差、轴弯曲、轴承温度、推力瓦温度、轴振动、轴承振动等监视3、热电偶的误差来源主要有哪几个方面?答：热电偶的误差来源主要有下面四个方面：(1)分度误差：由于热电偶材料成分不符合要求和材料的均匀性差等原因，使热电偶的热电性质与统一的分度表之间产生分度误差。
(2)补偿导线所致误差：由于补偿导线和热电偶材料在100℃以下的热电性质不同将产生误差。
(3)参比端温度变化引起的误差：在利用补偿电桥法进行参比端温度补偿时，由于不能完全补偿而产生误差。
(4)由于热电偶变质，使热电性质变化而产生误差。
4、汽轮机交流润滑油泵连锁启动条件？答: 1）汽机转速低于2850r/min2）主油泵出口油压低于3）润滑油压低于5、汽轮机直流润滑油泵连锁启动条件？答: 1) 润滑油压低于2）润滑油压低于，且交流润滑油泵未联启6、对于测量蒸汽流量的节流装置，在取压口装设冷凝器的作用是什么？答:使节流件与差压计之间的导压管中的被测蒸汽冷凝，并使正负导压管中的冷凝液面有相等的恒定高度。
7、常用的计量方法有哪些？答:直接计量法、间接计量法、微差计量法、补偿计量法、静态计量法、动态计量法8、PID自动调节器有哪些整定参数？答:比例带、积分时间、微分时间9、什么是调节对象？答:被控的生产设备或生产过程称为调节对象10、为什么在实际使用中不单独使用积分调节器？答:因为采用积分调节器的调节系统，其过渡过程进行的相当缓慢，而且被调量的波动幅度较大，因此，一般不单独使用积分调节器，而只是把它作为一种辅助的调节器来使用。
11、根据25项反措规定，当汽包水位测点出现故障，汽包水位导致MFT是如何判断的？答: 根据25项反措的要求我厂汽包水位保护测点为三取二原则，当有一点发生坏质量时自动改为二取一原则，当有两点发生坏质量时自动改为一取一原则。
室外给排水设计标准(全)
室外给排水设计标准（全）一、设计原则1. 安全性：室外给排水设计应确保供水安全、可靠，防止水质污染，保障人民群众身体健康。
2. 合理性：根据地形、地貌、水源及用水需求，合理规划给排水系统，实现水资源的高效利用。
3. 经济性：在满足使用功能的前提下，降低工程造价，提高投资效益。
4. 可持续发展：充分考虑水资源保护、节水减排等因素，实现给排水系统的可持续发展。
5. 规范性：遵循国家及地方相关法规、标准和规范，确保设计质量。
二、给水设计标准1. 给水水源：选用符合国家饮用水标准的自来水、地下水或再生水作为给水水源。
2. 给水系统：分为生活给水、生产给水、消防给水等系统，应根据实际需求进行设计。
3. 给水方式：采用重力给水、压力给水或混合给水方式，确保供水稳定。
4. 给水管道：管道材质、规格及敷设方式应符合国家相关标准，确保供水安全。
5. 给水设备：选用高效、节能、环保的给水设备，降低运行成本。
三、排水设计标准1. 排水体制：分为分流制和合流制，应根据地区实际情况选择排水体制。
2. 排水系统：包括生活污水、生产废水、雨水等排水系统，应合理规划布局。
3. 排水管道：管道材质、规格及敷设方式应符合国家相关标准，确保排水畅通。
4. 雨水收集与利用：充分收集和利用雨水资源，降低水资源的浪费。
5. 污水处理与排放：污水处理设施应符合国家环保要求，确保排放水质达标。
四、配套设施设计标准1. 水表：安装位置应便于查表、检修，水表精度应符合国家规定。
2. 阀门：选用质量可靠、性能稳定的阀门，确保系统正常运行。
3. 检查井：设置间距合理，便于检修和维护。
4. 泵房：布局合理，设备选型符合实际需求，确保泵房安全、高效运行。
5. 防洪设施：根据地区防洪标准，设置相应的防洪设施，确保排水系统安全。
五、节水与节能设计标准1. 节水措施：采用节水型卫生器具、合理设计用水定额，推广节水新技术、新工艺，降低水耗。
2. 节能措施：优化给水系统设计，减少泵站扬程，选用高效节能水泵，降低能耗。
给排水管网系统课件
排水管网的分类与布局
分类
根据不同的分类标准，排水管网可分为合流制和分流制、重力流和压力流等多 种类型。
布局
排水管网的布局应遵循整体规划、因地制宜、远近结合的原则，根据地形、地 质、水文等条件进行合理布置，确保排水顺畅。
排水管网的材料与附件
材料
常见的排水管网材料有铸铁管、钢管、混凝土管等，不同材料具有不同的优缺点 ，应根据实际情况选择。
施工方法与技术
沟槽开挖
根据设计要求和地质条件，采用适当 的开挖方法，确保沟槽的尺寸、坡度 和深度符合标准。
管材选择与连接
根据设计要求和工程需要，选择合适 的管材和连接方式，确保管道的强度、 耐久性和密封性。
管道安装与铺设
按照设计图纸和规范要求，进行管道 的安装和铺设，确保管道的位置、标 高、坡度等参数符合标准。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
方案设计
根据需求分析结果，制定初步 设计方案。
详细设计
对管网系统进行详细设计，包 括管道材料、管径、埋深等。
施工图设计
完成施工图纸设计，为施工提 供依据。
优化设计与实践
优化设计
根据实际情况，对设计方案进行优化调整。
实践经验
总结实际运行中的经验教训，不断完善设计理念 和方法。
技术创新
关注新技术、新材料的研发和应用，提高管网系 统性能。
05
给排水管网系统施工
施工准备与规划
现场勘查
对施工区域进行实地勘察，了解 地形、地质、水文等条件，为后
续规划提供依据。
施工组织设计
根据工程规模、要求和现场条件， 制定合理的施工组织设计方案，包 括施工队伍、材料、设备、进度等 方面的安排。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《给水全程控制系统》设计专业：自动化班级：B120410学号：B12041014姓名：陈修鹤本文在讨论给水调节系统的被控对象动态特性、热工测量信号、调节机构特性的基础上，分析了三冲量给水控制系统的结构及工作原理，提出了实现单元制给水全程控制系统应考虑的问题及控制方案。
随着锅炉朝大容量、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完善的。
针对目前发电厂给水系统的现状及其存在的问题，结合发电厂300MW 机组配置,发电厂300MW 机组给水全程调节系统的构成原理和控制功能，分析了系统的总体结构、工作原理、控制过程、系统切换方式、控制逻辑、调试及参数整定原则。
关键词：给水全程，给水控制，控制系统，汽包水位，自动调节摘要 (I)第一章汽包水位全程控制的介绍 (1)第二章给水控制对象的动态特性 (2)2.1 给水流量扰动下水位的动态特性 (2)2.1.1 给水流量扰动下水位的动态特性 (2)2.1.2 蒸汽流量扰动下水位的动态特性 (2)2.1.3 炉膛热负荷扰动下水位的动态特性 (3)第三章热工测量信号 (5)3.1 水位信号 (5)3.2 蒸汽流量信号 (6)3.3 给水流量信号 (6)第四章调节阀和调速泵的特性 (7)4.1调节阀门的静特性 (7)4.2调速泵的安全特性 (7)第五章控制过程分析 (9)5.1水位调节主回路及电动给水泵跟随系统 (9)5.2汽动给水泵副回路控制系统 (9)5.3锅炉单冲量三冲量无扰切换和汽泵转速控制系统 (10)5.4流量测量信号 (11)5.5旁路辅助及保护回路 (12)5.6汽包水位自动失灵切手动保护 (13)结论 (15)参考文献 (16)第一章汽包水位全程控制的介绍目前，大型火电单元机组都采用机、炉的联合启动的方式，锅炉、汽轮机按照启动曲线要求进行滑参数启动。
具有中间再热的单元机组多采用定压法进行滑参数启动。
随着机组容量的增大、参数的提高，在启动和停机过程中需要监视和操作的项目增多，操作的频率也增高，采用人工调节已不适应生产要求，而必须在启、停过程中也实现自动控制。
所谓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。
全程控制是相对常规控制系统而言的，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。
常规控制系统一般只适用于机组带大负荷工况下运行，在启停过程或低负荷工况下，一般要用手动进行控制，而全程控制系统能使机组在启动、停机、不同负荷工况下自动运行。
以给水控制系统为例，常规串级三冲量给水系统只能在负荷达到额定负荷70%时，才能投入自动，在此以前全部为手动操作，而全程给水系统从锅炉点火启动开始便可以投入自动。
第二章给水控制对象的动态特性2.1 给水流量扰动下水位的动态特性汽包水位是由汽包中的储水量和水面下的汽泡容积决定的，因此凡是引起汽包中储水量变化和水面下的汽泡容积变化的各种因素都是给水控制对象的扰动。
其中主要的扰动有：给水流量W、锅炉蒸发量D、汽包压力Pb、炉膛热负荷等。
给水控制对象的动态特性是指上述引起水位变化的各种扰动与汽包水位间的动态关系。
汽包水位动态特性较为复杂，一是对汽包水位扰动有四个来源，二是“虚假水位”问题的存在，特别是后一个问题使得人们设计出“三冲量”给水控制系统。
了解、掌握汽包水位动态特性是保证给水自动控制系统顺利投入的基本要求。
2.1.1 给水流量扰动下水位的动态特性给水流量是调节机构所改变的控制量，给水流量扰动是来自控制侧的扰动，又称内扰。
给水流量扰动下水位的阶跃响应曲线如图2.1 所示。
当给水流量阶跃增加ΔW 后，水位H 的变化如图中曲线H 所示。
水位控制对象的动态特性表现为有惯性的无自平衡能力的特点。
当给水流量突然增加后，给水流量虽然大于蒸汽流量，但由于给水温度低于汽包内饱和水的温度，给水吸收了原有饱和水中的部分热量使水面下汽泡容积减少，实际水位响应曲线可视为由H1 和H2 两条曲线叠加而成，所以扰动初期水位不会立即升高。
当水面下汽泡容积的变化过程逐渐平衡，水位就反应出由于汽包中储水量的增加而逐渐上升的趋势，最后当水面下汽泡容积不再变化时，由于进、出工质流量不平衡，水位将以一定的速度直线上升。
图2.1 给水流量阶跃扰动下水位响应曲线2.1.2 蒸汽流量扰动下水位的动态特性蒸汽流量扰动主要来自汽轮发电机组的负荷变化，属外部扰动。
在蒸汽流量D 扰动下水位变化的阶跃响应曲线如图2.2 所示。
当蒸汽流量突然阶跃增大时，由于汽包水位对象是无自平衡能力的，这时水位应下降，如图2.2 中H1 曲线所示。
但当锅炉蒸发量突然增加时，汽包水下面的汽泡容积也迅速增大，即锅炉的蒸发强度增加，从而使水位升高，因蒸发强度的增加是有一定限度的，故汽泡容积增大而引起的水位变化可用惯性环节特性来描述，如图2.2 中H2 曲线所示。
实际的水位变化曲线H 则为H1 和H2 的合成。
由图2.2 可以看出，当锅炉蒸汽负荷变化时，汽包水位的变化具有特殊的形式：在负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量小于蒸发量，但开始阶段的水位不仅不下降，反而迅速上升（反之，在负荷突然减少时，水位反而先下降），这种现象称为“虚假水位”现象。
这是因为在负荷变化的初期阶段，水面下汽泡的体积变化很快，它对水位的变化起主要影响作用的缘故，因此水位随汽泡体积增大而上升。
只有当汽泡体积与负荷适应而不再变化时，水位的变化就仅由物质平衡关系来决定，这时水位就随负荷增大而下降，呈无自平衡特性。
虚假水位现象与锅炉参数及蒸汽负荷变化大小有关，对于100～670t/h 中、高压锅炉，当负荷阶跃变化10%时，虚假水位可达30～40mm。
图2.2 蒸气流量阶跃扰动下水位响应曲线2.1.3 炉膛热负荷扰动下水位的动态特性当燃料量扰动时，例如燃料量增加使炉膛热负荷增强，从而使锅炉蒸发强度增大。
若此时汽轮机负荷未增加，则汽轮机侧调节阀开度不变。
随着炉膛热负荷的增大，锅炉出口压力提高，蒸汽流量也相应增加，这样蒸汽流量大于给水流量，水位应该下降。
但是蒸发强度增大同样也使水面下汽泡容积增大，因此也会出现虚假水位现象。
燃料量扰动下的水位阶跃响应曲线如图2.3 所示，由图可以看出，这种扰动下的“虚假水位”现象不太严重，这是因为蒸汽流量增加的同时汽压也增大了，因而使汽泡体积的增加比蒸汽流量扰动时要小，从而使水位上升幅度较小。
另外，由于蒸发量随燃料量的增加有惯性和时滞，如图2.3 虚线所示，这就导致迟延时间τ较长。
对汽包水位的第四种扰动是汽包压力的变化，汽包压力对汽包水位的影响是通过汽包内部汽水系统在压力升高时“自凝结过程”和压力降低时的“自蒸发”过程起作用的。
图2.3 燃烧量阶跃扰动下水位响应曲线上述四种扰动在锅炉运行中都可能经常发生，给水流量扰动作为内部扰动，汽包水位对其响应的动态参数（τ、ε）是给水控制系统调节器参数整定的依据。
蒸汽流量D、燃料量B 和汽包压力Pb 扰动作为外部扰动，会造成水位波动。
蒸汽流量D 和燃料量B 的变化是产生“虚假水位”的根源。
所以在给水控制系统里常常引入D、B 信号作为前馈信号，以改善外部扰动时的控制品质，而这也是目前大型锅炉给水控制系统采用三冲量或多冲量的根本原因。
第三章热工测量信号锅炉从启动到正常运行的过程中，蒸汽参数和负荷在很大范围内变化，这就使水位、给水流量和蒸汽流量测量的准确性受到影响。
为了实现给水全程自动控制，必须对这些测量信号自动进行压力、温度校正（补偿）。
在实际应用时，补偿公式中一些参数的确定要依据理论计算及现场调试综合求取，通过动态补偿回路确保上述信号在负荷变化时的精度。
3.1 水位信号由于汽包中饱和水和饱和蒸汽的密度随压力变化，因而影响水位测量的准确性。
这里拟考虑采用电气校正回路进行压力校正，即在差压变送器后引入校正回路。
图3.1燃烧量阶跃扰动下水位响应曲线式子中：△P为平衡容器输出的差压，ρc，ρw，ρs分别是平衡容器内水的密度，汽包内饱和水的密度，汽包内饱和蒸汽的密度。
当L、A 一定时，水位h 是差压和汽、水密度的函数。
密度c . 与环境温度有关，一般可取60℃时水的密度。
在锅炉启动过程中，水温稍有增加，但同时由于压力也升高，两种因素对c . 的影响基本上可抵消，即可近似地认为c . 是恒值。
而饱和水和饱和蒸汽的密度w . 和s . 均为汽包压力的函数。
根据上式，即可实现水位的压力自动校正功能。
3.2 蒸汽流量信号过热蒸汽流量测量通常采用标准喷嘴，这种喷嘴基本上是按定压运行额定工况的参数设计，在该参数下运行时，测量精度是较高的。
但在全程控制时，运行工况不能基本固定。
当被测过热蒸汽的压力和温度偏离设计值时，蒸汽的密度变化很大，这就会给流量测量造成误差，所以要进行压力和温度的校正。
一般可以按下列经验公式进行校正：式子中，D-过热蒸汽的流量，P-过热蒸汽的压力，T-过热蒸汽的温度，△P-节流件差压，K-流量系数。
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节级压力P1 的温度补偿信号来代替蒸汽流量信号，如图3.2 所示。
实验证明，这种方法是准确和行之有效的。
3.3 给水流量信号计算和试验结果表明：当给水温度为100℃不变，压力在0.196～19.6MPa 范围变化时，给水流量的测量误差为0.47%；若给水压力为19.6MPa 不变，给水温度在100～290℃范围内变化时，给水流量的测量误差为13%。
所以，对给水流量测量信号可以只采用温度校正，如图3.2所示。
若给水温度变化不大，则可不必对给水流量测量信号进行校正。
图3.2 用P1代替蒸汽流量信号及给水流量温度矫正第四章调节阀和调速泵的特性当机组容量很大时,用调节门的开度控制给水流量时,因给水调节门的节流而造成的能量损耗也随之增大。
而且高压水流对调节阀的冲击也不可忽视。
为了降低损耗提高机组的效率，延长设备的使用寿命，往往采用调节给水泵的转速的方法来控制给水流量。
或者低负荷时用调节门控制给水量，高负荷时用泵的速度控制。
因此有必要对调节阀门的静特性和调速泵的安全特性进行了解。
4.1调节阀门的静特性调节阀静特性的好坏直接影响到控制系统的调节品质。
一般控制系统对阀门静特性的要求主要体现在以下六个方面[23]。
在条件允许的情况下应进行调节阀静特性试验，以保证控制系统能正常投入运行。
⑴最大流量：在调节阀门全开时，其流量应满足额定负荷的要求，并应具有10%～30%的裕量；⑵漏流量：调节阀门全关时，其漏流量一般应要求小于调节门最大流量的10%；⑶线性工作段：一般要求调节阀门特性曲线的线性工作段应大于全行程的70%；⑷线性比：在调节阀开度为15%～85%的范围内，最大斜率与最小斜率之比不超过2；⑸回程误差：一般应小于最大流量的3%；⑹饱和区：流量变化的饱和区应出现在开度85%以上的范围内。