高加水位控制系统

摘要

在当今的火力发电场中，高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。高加水位控制是电厂自动化控制中的重要部分，其控制功能对电厂的实用性、经济性和安全性等都起着重要的作用。高加水位控制系统的稳定运行，可以保证汽轮机机组安全的运行，提高汽轮机的热效率，降低燃料消耗，减轻工作人员的工作量。通过对电厂高加水位控制系统的分析，论述其工作过程。

关键词高加水位控制，经济，汽轮机组

目录

摘要................................................................................................................................................ I 1 引言. (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 高压加热器的介绍 (1)

1.3高加水位控制的意义 (2)

2 高加水位控制系统介绍 (2)

2.1高加水位控制系统任务 (2)

2.2系统分析 (2)

总结 (5)

致谢 (6)

参考文献 (7)

附录 1 高加水位控制系统原理图 (8)

1 引言

1.1 课题背景

随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。而火力发电是电力工业发展中的主力军。

大型火力发电机组在国内外发展很快，我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已经建成单机容量1000MW以上的单元机组。

随着自动化技术与电子技术的发展，高集成度、高可靠性、价格低廉的微型计算机、单板机、单片机、工业专用控制计算机的出现以及广泛的应用，为锅炉控制领域开辟了一片广阔的天地。运用计算机技术的高效率、高可靠性、全自动的微机工业测控系统开始日益得到重视。80年代后期至今，国内外已经陆续出现了各种各样的锅炉微机测控系统，明显的改善了锅炉的运行状况，但还不够完善，并对环境和抗干扰要求比较高。

在当今的火力发电场中，高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。每一次高加系统的解列，在不增加煤量的情况下，导致降低负荷30MW/h左右，同时造成给水温度骤降、引起汽包水位下降锅炉气压不稳定，严重威胁锅炉的安全运行。因此，为了保证高加水位在正常范围内调节，保证高加系统稳定的投入运行，是机组安全稳定运行的前提条件[1]。

1.2 高压加热器的介绍

在回热系统中，一般称除氧器和锅炉之间的回热加热器为高压加热器，高压加热器的水侧压力可达16MPa以上，出口水温可达215~280摄氏度，因而要求加热器内加热水管的金属材料耐热和耐高压，一般采用无缝钢管。高压加热器的形式有螺旋管和U形管两种[2]。

来自给水泵的高压给水首先进入高加水室，因行程隔板的阻挡给水进入占一半管板的进水侧管孔的U形管内，流经U形管而被管外的蒸汽介质所加热，出U形管至水室的出水侧，经出水接管流出体外，然后流向另一台汽侧压力更高的上一级高加。来自汽轮机的抽汽进入高加体内的过热蒸汽冷却段的包壳内，疏水进入疏水冷却段包壳，被冷却后最后流出体外，经疏水调节阀控制流向下级高加或除氧器。

由此可见，热力循环中大部分热能被冷却水带走而损失掉，火电厂的热效率却很低。为了提高循环热效率，减少汽轮机排汽所损失的热量，其途径之一，就是利用在汽轮机内已经做过一部分功的蒸汽，从抽汽口抽出用以加热给水，又回到锅炉中去，它不排入凝汽器，它的热量就不被冷却水带走而由给水回收，这部分蒸汽的热量就几乎全部被利用而无损失[1]。

1.3高加水位控制的意义

高压加热器运行时保持一定的水位，对其安全、经济运行非常重要。水位过低会使蒸汽进入疏水冷却段，使疏水温度升高，影响下一级加热器的抽汽流量，使加热器性能恶化，机组效率下降；另外，水位过低产生二相流体冲蚀加热器疏水冷却段管子和疏水管道，引起振动，严重危及高加安全运行和缩短高加使用寿命。水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。加热器在过高水位运行，可能造成水倒冲到汽缸内，引起水冲击，危及汽轮机运行的安全。

高加疏水水位的正确调整是其在实际运行中的一个重要间题。虽然每台加热器都配备有水位计，但实际上从水位计上得到的水位往往高于加热器的实际水位，造成假水位现象。实际水位的偏低，严重时会造成水封的丧失。所以，必须以招牌上标有的正常水位为起点，并根据负荷、给水温度以及疏水端差等变化情况，进行热态条件下的现场水位调整，找出最佳正常水位，使高压加热器各性能参数尽量达到设计范围，提高其安全、经济运行水平[3]。

2 高加水位控制系统介绍

2.1高加水位控制系统任务

高加水位控制系统是一个单回路调节系统。高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。水位过低产生二相流体冲蚀加热器疏水冷却段管子和疏水管道，引起振动，严重危及高加安全运行和缩短高加使用寿命。水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。

2.2系统分析

图2.1测量信号出入

三路测量信号经过大小选模块得到水位中值

图2.2 PID符号

测量值PV来自水位中值，由控制站得到设定值SP。

当TS=0时，PID处于跟踪状态，输出跟踪TR。

II和DI来自与门。

图2.3 M/A控制站符号

在控制站上可产生一个设定值（SP——S2）并可进行手动／自动切换，在手动控制方式调整控制输出及在自动控制方式调整设定值。

MI对应S18为切换到手动信号的块地址，0 = 不切换 1 = 切换到手动并保持

当发生故障时，经过或门，MI=1，控制站切换到手动状态且保持。

TS对应S5为控制输出跟踪开关TS的块地址，0 = 不跟踪 1 = 跟踪

当TS=1时，M/A处于跟踪状态，输出跟踪值TR[4]。