给水全程控制
热工新题库(问答)
四、问答题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1.7MPa3)润滑油压低于0.069MPa5、汽轮机直流润滑油泵连锁启动条件?答: 1) 润滑油压低于0.059MPa2)润滑油压低于0.069MPa,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。
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
…
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f I ( P h ) ; G一
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一 ( 1 - 2 )
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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
给水控制系统
c:前馈通道
-
按完全补偿原则确定 αD ,则:
1 D D WOW ( s ) WOD ( s ) 0 w w w w WOD ( s ) D ( s ) D WOW ( s )
实践证明,前馈环节只要取用比例特性,就能使在负 荷变化时的水位保持在允许范围内,通常都用蒸汽流量信
制系统的位置有关。
Y ( s ) WB ( s)WT ( s )WO ( s) WO ( s ) 0 ( s) 1 WO ( s)WT ( s )
WO ( s) WB ( s) WT ( s)WO ( s)
(3)前馈控制对系统的稳定性无影响。
2、前馈-反馈控制系统的整定
号和给水流量信号静态配合的原则选择αD 。如果要求在 不同负荷时,水位的稳定值不变,则 αDγD=αWγW
如果γW =γD ,则αD =αW
。
3、串级三冲量给水控制系统
1)系统结构和工作原理
主、副调分工明确
副调的作用:快速消除给水流量的 自发性扰动以及当蒸汽负荷改变时 迅速调节给水流量,以保证W与D平 衡。 主调的作用:校正水位偏差,保证 水位等于给定值。 前馈控制作用:有效地克服或减小 虚假水位所引起的调节器误动作
令 Km=1 ,Wμ(s)=1
Y ( s) WO ( s ) WB ( s )WO ( s ) ( s)
完全补偿条件: 负号表示控制作用 方向与干扰作用相 反
Y ( s) WO ( s ) WB ( s )WO ( s ) 0 (s)
WO ( s ) WB ( s ) WO ( s )
D D O H T2 t
•虚假水位现象
•H1(t):仅从物质平衡观点看的水位变化曲线 •H2(t):仅考虑汽泡容积变化的水位变化曲线
火电厂热工自动控制技术及应用知识点总结
自动控制系统基础概论热工对象动态特性常规控制规律PID控制的特点比例控制(P控制)积分控制(I控制)微分控制(D控制)控制规律的选择:单回路控制概述被控对象特性对控制质量的影响:测量元件和变送器特性对控制质量的影响调节机构特性对控制质量的影响单回路系统参数整定串级控制串级控制系统的组成(要求会画控制结构图)串级控制系统的特点串级控制系统的应用范围串级控制系统的设计原则:前馈-反馈控制概述静态前馈,动态前馈前馈-反馈控制前馈-串级控制比值控制分程控制大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制预估补偿控制多变量控制系统耦合程度描述解耦控制系统设计火电厂热工控制系统汽包锅炉蒸汽温度控制系统过热蒸汽温度控制再热蒸汽温度一般控制方案汽包锅炉给水控制系统概述给水流量调节方式给水控制基本方案:给水全程控制:600MW机组给水全程控制实例锅炉燃烧过程控制系统概述被控对象动态特性燃烧过程控制基本方案燃烧控制中的几个问题单元机组协调控制系统概述负荷指令处理回路正常情况下负荷指令处理异常工况下的负荷指令处理负荷指令处理回路原则性方框图机炉主控制器机炉分别控制方式机炉协调控制方式直流锅炉控制系统直流锅炉特点直流锅炉动态特性直流锅炉基本控制方案直流锅炉给水控制系统直流锅炉过热汽温控制系统自动控制系统基础概论1. 控制系统的组成与分类1. 控制系统的组成及术语控制系统的四个组成部分: 被控对象,检测变送单元,控制单元,调节机构.2. 控制系统的分类:按结构分: 单变量控制系统, 多变量控制系统按工艺参数分: 过热汽温控制系统, 主蒸汽压力控制系统按任务分: 比值控制系统, 前馈控制系统按装置分: 常规过程控制系统, 计算机控制系统按闭环分: 开环控制系统, 闭环控制系统按定值的不同分: 定值控制系统, 随动控制系统, 程序控制系统3. 过渡过程: 从扰动发生,经过调节,直到系统重新建立平衡.即系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程,即为控制系统的过渡过程.2. 控制系统的性能指标1. 衰减比和衰减率: 衡量稳定性2. 最大偏差和超调量: 衡量准确性3. 调节时间: 衡量快速性4. 余差(静态偏差): 衡量静态特性热工对象动态特性1. 有自平衡能力对象1. 一阶惯性环节:2. 一阶惯性环节加纯迟延:3. 高阶惯性环节:4. 高阶惯性环节加纯迟延:2. 无自平衡能力对象1. 积分环节:2. 积分环节加纯迟延:3. 有积分的高阶惯性环节:4. 有纯迟延和积分的高阶惯性环节:常规控制规律PID控制的特点1. 原理简单,使用方便2. 适应性强3. 鲁棒性强比例控制(P控制)1. 控制规律: ; :比例增益:比例带,工程上用来描述控制作用的强弱.比例带越大,偏差越大.2. 控制特点:动作快有差控制积分控制(I控制)1. 控制规律:; :积分时间2. 控制特点:动作不及时无差控制3. PI控制: I控制响应慢,工程上很少有单独使用,一般都是PI控制控制规律:; P控制看作粗调,I控制看作细调.控制作用具有: 比例及时作用和积分作用消除偏差的优点.4. 积分饱和及其措施:积分饱和: 积分过量,在单方面偏差信号长时间作用下,其输出达到上下限时,其执行机构无法再增大.措施: 积分分离手段: 当偏差较大时,在控制过程的开始阶段,取消积分作用,控制器按比例动作,等到被调量快要接近给定值时,才能产生积分作用,依靠积分作用消除静态偏差.微分控制(D控制)1. 控制规律: ;2. 控制特点:超前控制3. 实际微分: 为什么采用实际微分控制:理想微分物理上不可能实现避免动作频繁,影响调节元件寿命4. PD控制: 控制规律: ;扰动进入系统的位置离输出(被调量)越远,对系统工作的影响就越小.控制通道的时间常数和迟延时间对控制质量的影响前馈-串级控制的应用场景:分程控制扩大调节阀的可调比大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制1. 微分先行控制方案2. 中间反馈控制方案前馈解耦导前温度: 刚通过减温器之后的蒸汽温度以导前蒸汽温度为副参数,过热蒸汽温度为主参数的串级控制系统3. 过热蒸汽温度分段控制系统:1. 过热蒸汽温度分段控制系统:缺点: 当机组负荷大范围变化时,由于过热器吸热方式不同.一级减温器出口蒸汽温度降低,为保持不变,必须减少一级减温器喷水量;二级减温器出口蒸汽温度升高,因此要增加二级减温器喷水量.造成负荷变化时两级减温器喷水量相差很大,使整个过热器喷水不均匀,恶化二级喷水减温调控能力,导致二级过热器出口温度超温.2. 按温差控制的分段控制系统:与第一种方案的差别在于: 这里以二级减温器前后的温差(-)作为第一段控制系统的被调量信号送入第一段串级的主调节器PI3.当负荷增大时,主调节器PI3的设定值随之减小,这样有(-)>T0,PI3入口偏差值增大,这意味着必须增大一级喷水量才能使下降,从而使温差(-)减小.这样平衡了负荷增加时一级喷水量和二级喷水量.该方案为串级+前馈控制策略. 后屏出口过热器出口蒸汽温度设定值由两部分组成,第一部分由蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出基本设定值,第二部分是运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值的基础上手动进行设置.虽然系统是控制后屏过热器出口温度蒸汽,用蒸汽温度信号经过比例器乘以常数K后代表后屏过热器出口蒸汽温度,其原因是蒸汽温度与蒸汽温度变化方向一致;且蒸汽温度信号比蒸汽温度信号动态响应快,能提前反映扰动对蒸汽温度的影响,有利于控制系统快速消除干扰.主调节器PID1的输出与总风量,燃烧器摆角前馈信号组合构成副调节器PID2的设定值,副调节器的测量值为一级减温器出口温度.PID2输出控制一级其控制原理如下:正常情况下即当再热蒸汽温度处于设定值附近变化时,由调节器PID1改变烟气挡板开度来消除再热蒸汽温度的偏差,蒸汽流量D作为负荷前馈信号通过函数模块去直接控制烟气挡板.当的参数整定合适时,能使负荷变化时的再热蒸汽温度保持基本不变或变化很小.反向器-K用以使过热挡板与再热挡板反向动作.喷水减温调节器PID2也是以再热蒸汽温度作为被调信号,但此信号通过比例偏置器±Δ被叠加了一个负偏置信号(它的大小相当于再热蒸汽温度允许的超温限值).这样,当再热蒸汽温度正常时,调节器PID2的入口端始终只有一个负偏差信号,它使喷水阀全关.只有当再热蒸汽温度超过规定的限值时,调节器的入口偏差才会变为正,从而发出喷水减温阀开的指令,这样可防止喷水门过分频繁的动作而降低机组热经济性.2. 采用烟气再循环调节手段的再热蒸汽温度控制系统其控制原理如下:再热蒸汽温度T 在比较器Δ内与设定值(由A 产生)比较,当蒸汽温度低时,偏差值为正信号,此信号进入调节器PID1,其输出经执行器去调节烟气挡板开度,增大烟气再循环量,以控制再热蒸汽温度.在加法器2中引入了送风量信号V 作为前馈控制信号和烟气热量(烟温×烟气流量)修正信号,送风量V 反映了锅炉负荷大小,同时能提前反映蒸汽温度的变化.当V 增加时,蒸汽温度升高,相应的烟气再循环量应减少,故V 按负向送入调节器.函数模块是用来修正风量和再循环烟气量的关系的.通过乘法器由烟温信号调整再循环烟气流量.当再热蒸汽超温时,比较器输出为负值,PID1输出负信号直至关闭烟气再循环挡板,烟气再循环失去调温作用.同时,比较器的输出通过反相器- K 1,比例偏置器±Δ去喷水调节器PID2,开动喷水调节阀去控制再热蒸汽温度,蒸汽温度负偏差信号经反相器-K2去偏差报警器,实现超温报警,同时继电器打开热风门,用热风将循环烟道堵住,防止因高温炉烟倒流入再循环烟道而烧坏设备.当再热蒸汽温度恢复到设定值时,比较器输出为零,PID2关闭喷水门,偏差报警信号通过继电器关闭热风门,烟气再循环系统重新投入工作.3. 采用摆动燃烧器调节手段的再热蒸汽温度控制系统燃烧器上倾可以提高炉膛出口烟气温度,燃烧器下倾可以降低炉膛出口烟气温度.燃烧器控制系统是一个加前馈的单回路控制系统,再热蒸汽温度设定值是主蒸汽流量经函数发生器,再加操作员可调整的偏置量A构成.PID1调节器根据再热器出口蒸汽温度T与再热蒸汽温度设定值偏差来调整燃烧器摆角.为了抑制负荷扰动引起的再热蒸汽温度变化,系统引入了送风量前馈信号,该信号能反映负荷和烟气侧的变化.送风量前馈信号和反馈控制信号经加法器4共同控制燃烧器摆角.A侧再热器出口蒸汽温度和B侧再热器出口蒸汽温度各有两个测量信号,正常情况下选择A,B两侧的平均值作为燃烧器摆角控制的被调量.燃烧器摆角控制为单回路的前馈-反馈控制系统,再热器出口蒸汽温度设定值由运行人员手动给出.再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的偏差经PID调节器后加上前馈信号分别作为燃烧器摆角的控制指令.前馈信号由蒸汽流量经函数发生器后给出.当再热蒸汽温度偏低时,燃烧器摆角向上动作;当再热蒸汽温度偏高时,燃烧器摆角向下动作. 2. 再热蒸汽温度喷水减温控制系统汽包锅炉给水控制系统给水控制任务: 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,同时保持稳定的给水流量.对象特性: 给水流量扰动的三个体现方面:4. 虚假水位现象: 当锅炉蒸发量突然增加时,汽包水下面的气泡容积也迅速增大,即锅炉的蒸发强度增强,从而使水位升高.给水控制基本方案:1. 单冲量给水控制系统: 汽包水位和水位给定值调节的反馈控制系统某600MW发电机组给水热力系统示意图,机组配三台给水泵,其中一台容量为额定容量30%的电动给水泵,两台容量各为额定容量50%的汽动给水泵.电动给水泵一般是作为启动泵和备用泵,正常运行时用两台汽动给水泵,两台汽动给水泵由小汽轮机驱动,其转速控制由独立的小汽轮机电液控制系统(micro-electro hydraulic control system,MEH)完成,MEH系统的转速给定值是由给水控制系统设置,MEH 系统只相当于给水控制系统的执行机构.在高压加热器与省煤器之间有主给水电动截止阀、给水旁路截止阀和约15%容量的给水旁路调节阀.2. 给水控制系统1. 水位控制系统汽包水位控制系统如图所示,它是单冲量和串级三冲量两套控制系统构成,汽包水位设定值由运行人员在操作台面上手动设定.当锅炉启动或负荷小于15%额定负荷阶段,控制系统是通过调节器PID1调节给水旁路的调节阀开度来控制给水量以维持汽包水位,而此时切换器T2接Y端,通过调节器PID5调节电动给水泵的转速来维持给水泵出口母管压力与汽包压力之差.当旁路调节阀开到80%时,由SCS (Sequence control system, 顺序控制系统)完成开主给水电动阀,关旁路截止阀.当负荷在15%额定负荷以上,但小于30%额定负荷时,切换器T1接Y端,切换器T2接N端,这时汽包水位设定值的偏差经调节器PID2,并经调节器PID6控制给水泵转速来调节给水流量达到维持汽包水位目的.同时当机组负荷升至20%额定负荷时,第一台给水泵开始冲转升速.当负荷大于30%额定负荷,切换器T1接N端,给水控制切换为三冲量给水控制.汽包水位控制指令由两个串级调节器PID3和PID4根据汽包水位偏差、主给水流量和主蒸汽流量三个信号形成.水位设定值与汽包水位偏差经调节器PID3 后,加主蒸汽流量信号作为副回路PID4的设定值,副回路副参数为主给水流量,经PID运算后作为给水泵控制的设定值.当负荷大于30%额定负荷时,第一台汽动给水泵并入给水系统.当负荷达40%额定负荷时,第二台汽动给水泵开始冲转升速.当负荷达60%额定负荷时,第二台汽动给水泵并入给水系统,撤出电动给水泵,将其投入热备用.机组正常时,是通过改变两台汽动给水泵的转速来调节给水量.由于给水泵的工作特性不完全相同,为稳定各台给水泵的并列运行特性,避免发生负荷不平衡现象,设计了各给水泵出口流量调节回路,将各给水泵的出口流量和转速指令的偏差送入各给水泵调节器(PID6、 PID7 和PID8)的入口,以实现多台给水泵的输出同步功能.GAIN CHANGER & BALANCER作用是根据给水泵投入自动的数量,调整控制信号的大小.拇入自动数目越大,控制信号越小.2. 给水泵最小流量控制汽机跟随控制方式:控制特点: 锅炉侧调负荷,汽机侧调汽压. 在保证主蒸汽压力稳定的情况下,汽轮机跟随锅炉而动作.优点: 在运行中主蒸汽压力相对稳定,有利于发电机组的安全经济运行.机炉协调控制方式控制特点: 在负荷调节动态过程中,机炉协调控制可以使汽压在允许的范围内波动,这样可以充分利用锅炉蓄热,使单元机组较快适应负荷变化,同时主蒸汽压力p T的变动范围也不大,因而机组的运行工况比较稳定.调节燃料量M控制主蒸汽压力p T(或机组负荷) 调节送风量V控制过剩空气系数(烟气含氧量) 调节引风量V控制炉膛压力p汽轮机控制系统为工频电液控制系统时:另一种送风控制系统方案. 锅炉指令BD经过函数发生器f2(x)后形成一个风量指令,氧量调节器输出σ对锅炉指令BD进行修正.3. 引风控制系统: 引风控制系统的任务是保证一定的炉膛压力. 由引风量改变到炉膛压力变化其动态响应快,测量也容易,因此一般采用单回路即可.3. 燃烧控制系统基本方案锅炉指令BD作为给定值送到燃料控制系统和送风控制系统,使燃料量和送风量同时改变,使燃烧率与机组要求的燃烧率相适应,保证风量与燃料量比例变化; 同时送风量作为前馈信号通过引到引风调节器PI4,改变引风量以平衡送风量的变化,使炉膛压力p s不变或变化很小.由于所有调节器都采用PI控制规律,因此,调节过程结束时,主蒸汽压力P T,燃烧经济性指标O2和炉膛压力p s,都稳定在给定值上;而锅炉的燃料量M,送风量V和引风量V都改变到与要求的燃烧率相适应的新数值上.总燃料量(总发热量)的构成形式为其中: O为燃油量,k o为燃油发热系数,M c为总煤量,k MQ为煤发热系数.当M c不变,而煤种变化造成发热量增加时,刚开始M也不变,但随着炉膛发热量的增加,D Q增大,D Q>M,由积分器正向积分增大k MQ,使M增大,直至M=D Q3. 增益自动调整乘法器为燃料调节对象的一部分,选择合适的函数,则可以做到不管给煤机投入的台数如何,都可以保持燃料调节对象增益不变,这样就不必调整燃料调节器的控制参数了.增益调整与平衡器,就是完成该功能.4. 风煤交叉限制在机组增减负荷动态过程中,为了使燃料得到充分燃烧,需要保持一定的过量空气系数. 因此,在机组增负荷时,就要求先加风后加煤;在机组减负荷时,就要求先减煤后减风.这样就存在一个风煤交叉限制.锅炉指令BD经函数器f1(x)后转换为所需的风量,风量经函数器f2(x)转换为相应风量下的最大燃料量,燃料量经函数器后转换为该燃料量下的最小风量.当增加负荷时,锅炉指令BD增大,在原风量未变化前,低值选择器输出为原风量下的最大燃料量指令,即仍为原来锅炉指令BD.在风量侧,锅炉指令BD增大,则其对应的风量指令增大,大于原燃料量所需最小风量,经高值选择后作为给定值送至送风控制系统以增大风量.只有待风量增加后,锅炉燃料的给定值才随之增加,直到与锅炉指令BD一致.由此可见,由于高值选择器的作用,风量控制系统先于燃料控制系统动作.由于低值选择器的作用,使燃料给定值受到风量的限制,燃料控制系统要等风量增加后再增加燃料量.同理,减负荷时,由于低值选择器的作用,燃料给定值先减少.由于高值选择器的作用,使风量给定值受到燃料量限制,风量控制系统要等待燃料量降低后再减少风量.上图为煤粉锅炉燃料系统的一般控制方案.其中虚框1的功能是完成总燃料量(发热量)的测量与修正.虚框2的功能是燃料侧的风煤交叉限制.5. 风机调节本节下略单元机组协调控制系统概述1. 单元机组协调控制系统的基本组成2. 机组负荷控制系统被控对象动态特性3. 机组负荷控制系统被控对象动态特性1. 单元机组动态特性:当汽轮机调门开度动作时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.当锅炉燃烧率改变时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.2. 负荷控制系统被控对象动态特性1. 机组主机,主要辅机或设备的故障原因有两类跳闸或切除,这类故障的来源是明确的,可根据切投状况加以确定工作异常,其故障来源是不明确的,无法直接确定,只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定.2. 对机组实际负荷指令的处理方法有四种: 负荷返回RB, 快速负荷切断FCB, 负荷闭锁增/减BI/BD, 负荷迫升/迫降RU/RD. 其中,负荷返回RB和快速负荷切断FCB是处理第一类故障的;负荷闭锁增/减BI/BD 和负荷迫升/迫降RU/RD是处理第二类故障的.1. 负荷返回RB负荷返回回路具有两个主要功能: 计算机组的最大可能出力值;规定机组的负荷返回速率.发电机组负荷返回回路的设计方案: 该机组主要选择送风机,引风机,一次风机,汽动给水泵,电动给水泵及空气预热器为负荷返回监测设备.当其中设备因故跳闸,则发出负荷返回请求,同时计算出负荷返回速率.RB目标值和RB返回速率送到如图13-9所示的负荷指令处理回路中去.2. 负荷快速切断FCB当机组突然与电网解列,或发电机,汽轮机跳闸时,快速切断负荷指令,实现机组快速甩负荷.主机跳闸的负荷快速切断通常考虑两种情况: 一种是送电负荷跳闸,机组仍维持厂用电运行,即不停机不停炉; 另一种是发电机跳闸,汽轮机跳闸,由旁路系统维持锅炉继续运行,即停机不停炉.负荷指令应快速切到0(锅炉仍维持最小负荷运行).负荷快速切断回路的功能与实现和负荷返回回路相似.只不过减负荷的速率要大得多.3. 负荷闭锁增/减BI/BD当机组在运行过程中,如果出现下述任一种情况:任一主要辅机已工作在极限状态,比如给风机等工作在最大极限状态燃料量,空气量,给水流量等任一运行参数与其给定值的偏差已超出规定限值.认为设备工作异常,出现故障.该回路就对实际负荷指令加以限制,即不让机组实际负荷指令朝着超越工作极限或扩大偏差的方向进一步变化,直至偏差回到规定限值内才解除闭锁.4. 负荷迫升/迫降RU/RD对于第二类故障,采取负荷闭锁增/减BI/BD措施是机组安全运行的第一道防线.当采用BI/BD措施后,监测的燃料量,空气量,给水流量等运行参数中的任一参数依然偏差增大,这样需采取进一步措施,使负荷实际负荷指令减小/增大,直到偏差回到允许范围内.从而达到缩小故障危害的目的.这就是实际负荷指令的迫升/迫降RU/RD,负荷迫升/迫降是机组安全运行的第二道防线.负荷指令处理回路原则性方框图该负荷指令处理回路功能的1原则性框图,是在正常工况下符合指令处理原则性方案上,添加了异常工况下相应负荷指令处理功能.锅炉跟随方式在大型单元机组负荷控制中只是作为一种辅助运行方式.一般当锅炉侧正常,机组输出电功率因汽轮机侧的原因而受到限制时,如汽轮机侧的主、辅机或控制系统故障,汽轮机控制系统处2. 汽轮机跟随方式机组负荷响应速度慢,不利于带变动负荷和参加电网调频.这种负荷控制方式适用于带基本负荷的单为了克服正反馈,应以汽轮机的能量需求信号而不是实际的消耗能量信号作为对锅炉的能量要求信号,即应以蒸汽流量的需求(称为目标蒸汽流量)而不是实际蒸汽流量作为锅炉的前馈控制信号.为此必须对p1进行修正,以形成目标蒸汽流量信号.直流锅炉控制系统上面两种控制方案均没有考虑过热汽温对燃料量和给水流量的动态响应时间差异,,会造成燃水比的动态不匹配,使得过热汽温波动大.为此提出一种燃料-给水控制原则性方案:可以选择锅炉受热面中间位置某点蒸汽温度(又称为中间点温度或微过热温度)作为燃水比是否适当的信号.这是一个前馈-串级调节系统,副调节器PID2输出为给水流量控制指令,通过控制给水泵的转速使得锅炉总给水流量等于给水给定值,以保持合适的燃水比.主调节器PID1以中间点温度为被调量,其输出按锅炉指令BD形成的给水流量基本指令进行校正,以控制锅炉中间点汽温在适当范围内.控制系统可分同负荷下的分离器出口焓值给定值.焓值给定值加上PID1输出的校正信号构成给定值SP2,由分离器出口压力和温度经焓值计算模块算出分离器出口焓值,该出口焓值与给定值SP2的偏差经调节器PID2 进行PID运算后,作为校正信号,对给水基本指令进行燃水比校正. 调节器PID3的给定值SP3是由,锅炉指令BD指令给出的给水流量基本指令加上调节器PID2输出的校正信号构成.调节器PID3根据锅炉总给水流最与流量给定值SP3的偏差进行PID运算,输出作为给水流量控制指令调节给水泵转速来满足机组负荷变化对锅炉总给水流量的需求.3. 采用焓增信号的给水控制方案在上图所示的给水控制系统中,由调节器PID3根据给定值SP3与省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)的偏差向给水泵控制回路发出给水流量控制指令,在给水泵控制回路中,通过调节给水泵转速来实现调节给水流量的要求.在此重点分析给水流量给定值SP3的形成.当锅炉负荷在35%~ 100%MCR范围内,没有循环水流量和省煤器入口最小流量限制时,省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)给定值SP3为水吸收的热量焓增焓增修正其中的水吸收的热量和焓增如图所示给出.。
给水自动控制(精)
2、给水全程控制系统的概念:
所谓全程控制系统,是指机组在正常运行、负荷变化和 启停过程中均能进行自动控制的系统。所谓全程包括以 下几个过程:A.锅炉点火、升温升压;B.开始带负荷; C.带小负荷;D.由小负荷到大负荷运行;E.由大负荷又 降到小荷负;F.锅炉灭火后冷却降温降压。 给水全程自动控制的任务是:在上述过程中,控制锅炉 的进水量,以保持汽包水位在正常范围内变化,同时对 锅炉的水循环和省煤器要有保护作用。保持水位和保护 省煤器实际体现在水位和给水流量两个参数的协调。水 位是靠调节给水流量来保持的,而给水流量变化得过分 剧烈,将会对省煤器的安全运行带来威胁。所以,给水 控制的任务实际上包括两方面的内容:即在保持水位在 工艺允许的范围内变化的条件下,尽量保持给水流量稳 定
+
pP
D
+ +
W
_
max
pmin
+
PIΒιβλιοθήκη M2PI min高速限制
M3
max
低速限制
Z
勺管(泵转速)
给水调节阀
(a)水位调节系统
(b)给水泵出口压力调节系统
图5-8
变速泵一段式给水调节方案
第五章 600MW机组给水控制系统介绍
我厂给水系统由以下几个子控制系统构成,即: · 给水旁路调节阀控制系统; · 变速给水泵转速控制系统(三台泵各自设置一套); · 给水泵最小流量控制系统(三台泵各自设置一套)。 这三个子系统共同完成给水全程控制的各项任务。在任何负荷下都要维持汽 包水位稳定在设定值,同时要尽可能使给水流量相对稳定,以保护省煤器和 给水管道系统的安全运行;还要保证给水泵工作在安全工作区内。 因全程给水的运行条件变化较大,要求全程给水控制系统的结构形式随运行 条件的变化进行各种切换,且要求切换时无扰。具体的切换有: · 同一系统中控制偏差信号的切换; · 单冲量与三冲量控制系统之间的切换; · 给水泵之间的切换等。
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。
汽包锅炉给水控制系统(大学文档)
Δp 省 煤 器
αD
PID
αW
给 水 流 量 W
Kz
Δp
图12 单级三冲量给水控制系统
三. 串级三冲量给水控制系统
过热器 蒸汽流量D
D
汽包
Δp
αD
γD GHD(s)
Δp 省 煤 器 PID1
αD
HS + - Gc1(s)
+ + -
W Gc2(s) KZ Kμ GHW(s)
H
αW
γW γH
PID2 αW
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
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。
图14 串级三冲量給水控制系统原理框图
给 水 流 量 W
Kz Δp 图13 串级三冲量给水控制系统
ΔW
+ -
Gc2(s)
KZ
Kμ
W
αW
γW 图15 内回路方框图
+ -
Gc1(s)
1/αWγW
W GHW(s)
H
γH 图16 主回路等效方框图
Gc1 ( s )
1
1
w W 1
(1
1 ) Ti1 s
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
汽包锅炉水位的自动控制。
1选题背景影响水位的因素主要有锅炉蒸发量、给水量、炉膛热负荷及汽包压力,除此之外,还有给水压力、汽轮机调节汽门开度、二次风分配等。
汽包锅炉给水控制系统的任务是使给水量适应锅炉蒸发量,并使汽包中水位保持在一定的范围内。
保证水位控制在给定的范围内,对提高蒸汽品质、减少设备损耗、运行损耗和确保整个网络安全运行都具有重要意义。
因此,汽包水位是影响整个机组安全经济运行的重要因素,需要有一整套较好的控制方案,来实现汽包锅炉水位的自动控制。
2方案论证实现给水全程控制可以采用改变调节门开度,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改变给水泵转速来实现给水控制,在给水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工作区内。
这就需要有两套给水控制系统来完成,即单冲量给水控制系统和三冲量给水控制系统。
该系统具有以下特点:两个调节器任务不同,参数整定相对独立。
副调节器的任务是当给水扰动时,迅速动作使给水量保持不变;当蒸汽量扰动时,副调节器迅速改变给水量,保持给水和蒸汽量平衡。
主调节器的作用是校正水位,这比单级三冲量给水控制系统的工作更为合理,故串级系统的调解质量比单级系统要好一些。
在负荷变化时,水位静态值是靠主调节器来维持的,并不要求进入副调节器的蒸汽流量信号的作用强度按所谓“静态对比”来进行整定。
恰巧相反,在这里可以根据对象在外扰下虚假水位的严重程度来适当加强蒸汽流量信号的作用强度,以便在负荷变化时,使蒸汽流量信号能更好地补偿虚假水位的影响,从而改变蒸汽负荷扰动下的水位控制质量。
对于虚假水位现象较严重的被控对象,这一点就显得更有意义。
当给水流量信号和蒸汽流量信号两个信号中由于变送器故障而失去一个信号,或变送器特性发生变化,和平衡关系失去时,主调节器由于积分作用可补偿失去平衡的电流,使系统暂时维持工作;而单级系统当,或因产生故障而失去时,则无法控制水位在额定值,因此,串级系统的安全性较好。
电厂全程给水控制方案
云南华电镇雄电厂600MW超临界直流锅炉机组给水全程控制方案云南华电镇雄发电有限公司2012.1.20设计:审核:会审生产单位:建设单位:组态厂家:批准:一、现用给水控制方案及其问题概述镇雄电厂#1、#2机组现给水控制方案分两段控制:湿态采用给水旁路调门进行单冲量的储水箱水位调节;炉水循环泵出口调门调节省煤器给水流量大于给水本生流量(30%BMCR);干态控制小汽机进行串级给水自动控制,内回路调节给水流量与锅炉指令形成的燃水比匹配,主回路调节锅炉中间点温度在设定值。
锅炉厂家说明书要求的湿态给水控制方式为:湿态采用给水旁路调门调节省煤器流量大于锅炉给水本生流量,炉水循环泵出口调门调节再循环流量为储水箱水位的比例折线函数值。
现用控制方案存在的问题:一是现给水控制方式与锅炉厂设计要求不一致;二是无给水主路与旁路自动切换逻辑,切换时需人工操作完成,在给水非自动调节状态下易发生给水流量失控突变,造成汽温的大幅波动;三是转态负荷点提高后,在30%BMCR~50%额定负荷间形成给水调节的自动盲区;四是无锅炉干/湿态转换控制逻辑,转换时需运行人员切除给水自动调节回路进行人工转换控制,操作风险较大。
因此,现给水控制方式按锅炉厂说明书要求的控制方式进行修改。
在现给水控制方案中,需设计增加锅炉干/湿态切换、给水主路与旁路切换的自动控制逻辑,相应的修改完善原给水调节回路,适应锅炉及其给水系统状态的变化转换给水调节方式,实现给水全程自动控制。
本方案先在#2机组态、调试投用,应用成功后,待#1机组停机检修时再移植投用。
二、给水全程自动控制方案1.给水全程自动控制原则:全过程在给水自动调节的状态下完成状态切换逻辑控制。
以机组负荷(蒸汽流量)为锅炉干/湿态、给水旁路/主路的切换负荷点判断,控制逻辑在相关条件达到且在给水自动调节的状态下时,监控画面(给水控制及锅炉运行方式专用)显示相关切换条件的状态(允许/禁止),允许状态经运行人员确认后进行自动切换控制。
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
300MW火电机组给水控制的设计
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。
给水控制系统
神华国华宁东(2×330MW) 330MW) 神华国华宁东(
第一章、 第一章、给水全程控制系统的概念
1、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。维持汽包水位是保证机炉安全 运行的重要条件。锅炉汽包水位过高,影响汽包内汽水分离装 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;汽包水位过低,则可能 使炉水循环泵正常运行工况破坏,造成供水设备损坏或水冷壁 管因供水不足而烧坏。
第四章 一段式给水与两段式给水
1.1单冲量和三冲量的概念 1.1单冲量和三冲量的概念
汽包水位三冲量给水调节系统 A、所谓冲量,是指调节器接受的被调量的信号; B、汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量筒及变 送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置 及变送器、调节器、执行器等组成; C、在汽包水位三冲量给水调节系统中,调节器接受汽包 水位、蒸汽流量和给水流量三个信号,如图所示。其中, 汽包水位H 汽包水位H是主信号,任何扰动引起的水位变化,都会 使调节器输信号发生变化,改变给水流量,使水位恢复 到给定值;蒸汽流量信号是前馈信号,其作用是防止由 于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作,改善蒸汽 虚假水位” 流量扰动时的调节质量;蒸汽流量和给水流量两个信号 配合,可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时,测 量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化, 所以给水流量信号作为介质反馈信号,使调节器在水位 还未变化时就可根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳 定,起到稳定给水流量的作用。
Q
水位控制系统
讲师:
主要任务
锅炉给水控制系统是协调控制系统的主要 系统之一。锅炉给水控制的主要任务是使 锅炉的给水量与锅炉的蒸发量保持相对一 致,保证锅炉进出的物质平衡和正常运行 所需的工质。对于300MW火电机组普遍采 用的汽包锅炉来说,就是维持汽包水位在 允许范围内变化。所以,锅炉给水控制又 称“锅炉水位控制”
•
。
• 论采用何种控制手段,
对于汽包锅炉给水控 制系统来说,不外乎 采用以下三种基本结 构
(二)单级三冲量控制系统
• 单级三冲量给水控制系统 的基本结构如图所示,该 系统采用一个 PI 调节器, 并根据汽包水位、蒸汽流 量和给水流量三个信号的 变化去控制给水量。三冲 量给水控制系统在克服扰 动、维持汽包水位稳定、 提高给水控制质量方面优 于单冲量给水控制系统。
i 1 n
1-2、旁路阀单冲量控制回路
• 机组在启动或地负荷(0到X范围)时,由 一台电动给水泵向锅炉给水。控制回路特 点: • 单回路:之所以没有选择三冲量是因为, 小负荷时汽包虚假水位不太严重,另外小 负荷时流量测量误差很大。当然首先是单 回路在小负荷时已经能够很好的控制水位。
• 旁路阀:旁路阀原本是在开启大的给水阀 门之前开启的一种小流量阀们,目的是减
• 蒸汽流量信号作为前馈信号用 来维持负荷变动时的物质平衡, 由此构成的是一个前馈——反 馈双回路控制系统
二、给水全程控制系统
• 所谓给水全程控制,是指机组从启动到带
满负荷的全过程所实现的给水控制。目前, 大型火电机组,特别是300MW及以上的机 组,其汽包锅炉的给水控制系统大都采用 给水全程控制系统。这种系统并不是某种 单一的单冲量或三冲量控制系统,而是单 冲量和三冲量控制系统有机结合所构成的 给水控制系统,且具有完善的控制方式自 动切换和联锁逻辑。
俄罗斯特罗伊茨克1×660MW超临界机组给水的全程控制策略
中间点温度的给定值由三部分组成:
(1)汽水分离器压力信号经函数发生器后给出分离器温度给定值的基本部分。其中为消除汽水分离器压力信号的高频波动需要设置滤波环节。当机组负荷小于100MW时,函数器的输出为分离器压力对应的饱和温度;当机组负荷大于100MW后,函数器的输出为分离器压力对应的饱和温度,并加上适当的过热度。
关键词:660MW超临界;直流锅炉;给水控制策略
超临界机组给水控制系统是机组协调控制的基础,也是控制汽温的基本手段[1】,并且给水控制对直流锅炉的负荷、压力、温度等机组重要参数都有着较大的影响。本文介绍了在机组运行的整个过程中给水控制系统的控制策略,
俄罗斯特罗伊茨克1×660MW超临界机组采用哈尔滨锅炉厂有限公司生产的直流锅炉,每台机组配置2台50%BMCR(锅炉最大连续出力)汽动给水泵,并配1台35%BMCR的电动给水泵。本文以该660MW超临界机组为例,介绍全程给水控制系统的设计思想和控制策略。给水系统配置如下:2台汽动给水泵和一台电动给水泵及其再循环调门;1台40%BMCR容量的锅炉再循环泵及出口调门、再循环调门和过冷水调门;1个省煤器进口主电动门和1个旁路调门;2个储水箱疏水调门。
俄罗斯特罗伊茨克1×660MW超临界机组给水的全程控制策略
浅谈给水全程自动控制的策略及方法
3 实现 全程 给 水 自动控 制 要求 系统具 备 的功 能
( 1 )要求 既可 以通过 改变旁路调节 门开度来改变给
2 . 2 1 3 5 机 组 常用给水 系统 的几种 配置组 成
( 1 )3 0 %负荷 的旁路给水 系统 , 旁路为调节 门控 制 , 主 回路 为 电动 门控 制 , 给水 泵 采用 液耦调 节 , 这种 系统 可 以实 现给水 自动 控制但 很难 实现 给水全 程 自动 控制 。 ( 2 )3 0 % 负荷 的旁路 给水 系统 , 旁路为调 节 门控制 , 主 回路也 为调 节 门控制 , 给水 泵 采用液 耦调 节 , 这 种 系 统可 以实现 给水 全 程控 制 。 ( 3 )7 0 % 负荷 的旁路 给水 系统 , 旁路为调 节 门控 制 , 主 回路为 电动 门控 制 , 给水泵 采 用液耦 调 节 , 这种 系 统
流量 时 , 延 时几秒 , 给水泵跳 闸 , 所 以 再 循 环 门 就 要 设 定
路和 主 回路 的无 扰切 换 需要 完善 的控 制 逻辑 、 准确 的 信 号 测量 、还 需要 运行 人 员有 专业 的操 作技 术 。
( 3 ) 在高 、低 负荷的不 同情 况下 , 给水流量相 差较
水位 和最小 流量 , 并且 根据 给水泵 特性 曲线 , 利用 函数 关系 作 出最小 流量 装 置 的调节 定值 。
的控 制 方案 ; ( 4 ) 具有 良好的 线性度 、最小 的漏 流量 、
灵 活 的调 节性 的调 节机构 ; ( 5 ) 也需要运 行 人员 良好 的
操作技术。
行 业 应 用 与 交 流
n du s t r i a l Ap p l i c a t i o n s a nd Comm u ni c at l 0 n s
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1
H
H
其中k2 k1,
T2 T1
单元机组给水全程自动控制
三、控制系统结构设计与分析 1. 单冲量控制
D
H0 +
H
H
Gc(s) 控制系统原理图 GW(s)
W
特点:结构简单,但虚假水位将导致系统
振荡加剧。
单元机组给水全程自动控制
2. 双冲量比值控制
D
D
H
K1
+
流量调节
调节机构 K2
W
控制系统原理图
单元机组给水全程自动控制 由于给水泵有最低转速nmin的 要求,在给水泵已接近nmin时就不 能以继续降低转速的方式来调节给 水量。这就需要用改变上水通道阻 力,即设置给水调节阀的方式,使 泵工作在安全区内。由于兼用改变 泵转速和上水通道阻力两种方式调 节给水量,增加了全程给水自动控 制系统的复杂性。在锅炉负荷升到 一定程度,即泵流量较大时,为了 不使泵在下限特性右边区域工作, 也需适当提高上水通道阻力,以使 泵出口压力提高,这样给水调节门 又保证了泵在下限特性左边安全区
工作。如图泵工作点由a 2移至b2。
单元机组给水全程自动控制
3. 对给水全程自动控制系统提出以下要求
(1)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 还要保证变速给水泵工作在安全工作区内。这往往需要有两 套控制系统来完成,即所谓两段调节。 (2)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。即随着负荷的变化,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,并且必须有两套系统相互无扰切换的 控制线路。
单元机组给水全程自动控制
(4)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。高低负荷需用不同的调节阀门,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。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。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工 作区内。 (5)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 须适应冷态启动和热态启动情况。
Kr Hr - KH Hr KW - KD D0
上两式相减得:
KW - K D Hr H D D0 KH
单元机组给水全程自动控制
KW - K D Hr H D D0 KH
讨论:
(1)若KW=KD (2)若KW>KD (3)若KW<KD
H Hr D0 D
r
+
控制系统原理图
∑ Δ PI
μ
控制系统结构图
单元机组给水全程自动控制
四、 汽包炉单元机组给水控制系统 1. 给水热力系统
单元机组给水全程自动控制
给水热力系统示意图二
单元机组给水全程自动控制
2 . 给水泵安全工作特性要求
给水泵的安全工作区如图所示。 图中阴影区由泵的上、下限特性、 最高转速nmax和最低转速nmin,泵出 口最高压力Pmax和最低压力Pmin, 泵出口最高压力Pmax和最低低压力 Pmin围成。给水泵不允许在安全工 作区以外工作。为了满足上限特性 要求,在锅炉负荷很低时,必须打 开再循环门,以增加通过泵的流量。 这样,在所需的相同的泵出口压力 条件下,可使泵进入上限特性右边 的安全区工作,泵工作点由a1移到 b1点
特点:具有单冲量和双冲量控制的优点,但对比值参
数要求严格。
单元机组给水全程自动控制
4. 串级三冲量控制
D
D
Gff(s)
Δw Kv Gp(s)
Gd(s) H
r
H
+
-
Gc1(s)
ห้องสมุดไป่ตู้
Gc2(s)
W
特点:具有单冲量和双冲量控制的优点,比值参数的
误差可通过主调节器校正。
单元机组给水全程自动控制
D Gff(s) Δw Gd(s) H Gc1(s) Gc2 Kv (s) Gp(s) H H0 Δ PI D W
W
特点:可有效克服虚假水位,长时间D与W的偏
差将导致水位大偏差
单元机组给水全程自动控制
3. 单级三冲量控制 调节结束时,调节器输入为零
即 : I r - I H I D - IW 0
控制系统原理图
给水系统稳定时W=D ,因此有:
Kr Hr - KH H KW - KD D
假定在额定负荷(D=D0)时,有H=Hr
单元机组给水全程自动控制
(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;再如,在锅炉启停过程中, 汽压变化很大,汽包水位不仅与平衡容器式水位计测得的差压 有关,同时还是主汽压力的函数,因此需要设计用主汽压力对 水位差压进行校正的线路。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。
单元机组给水全程自动控制
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自动地进行压力、温度校正。测量 信号自动校正的基本方法是,先推导出被测参数随温度、压力 变化的数学模型,然后利用各种元件构成运算电路进行运算, 便可实现自动校正。按参数变化范围和要求的校正精度不同,
二、动态特性分析
w
D B
非沸腾式省煤器炉
H
H
H
1. 非自衡,虚假水位(气泡体积变化产生虚假水位) 2. W 对H的影响惯性大,虚假水位小;D对H的影响惯 性小,虚假水位大; B对H的影响惯性最大,虚假水位 小。
单元机组给水全程自动控制
3. 给水对象传递函数:
k1 Gw ( s ) s 1 T1s k2 1 GD ( s) 1 T2 s s
单元机组给水全程自动控制
锅炉给水控制系统
一、 汽包炉给水控制的任务
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。具体要求:
(1)维持汽包水位在规定的范围内。 正常:⊿H<±30~50mm;异常:⊿ H<±200mm 故障: ⊿ H<±350mm (2)保持稳定的给水流量。
单元机组给水全程自动控制