超临界机组给水控制方法了解

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超临界机组与亚临界机组显著的区别是锅炉采用直流炉，直流锅炉的显著特点是没有汽包。直流锅炉是一个多输入、多输出的控制对象，为满足直流锅炉动态响应快、惯性小的特性，锅炉侧控制采用并行前馈小偏差调整的控制策略。即锅炉主控的输出并行送到各燃料、风量、给水各子调节系统，在此基础上进行偏差调整，保证锅炉稳态时的无偏差调节。给水控制是超超临界锅炉主要控制难点，与亚临界有很大区别。给水控制系统的控制任务是在低负荷时保持给水流量不低于锅炉最低要求给水流量，在锅炉进入直流运行方式时，保持适当的燃水比。下面以华电国际邹县电厂四期工程2台1000Mw超超临界燃煤汽轮发电机组为例，介绍超临界给水控制系统。

一、给水控制对象锅炉给水系统配置有2台50%容量的汽动变速给水泵，1台25%BMCR（锅炉最大连续蒸发量）容量的变速电动给水泵作为备用。汽动给水泵设计有高低压两路汽源，自动切换，其中高压汽源为冷再热蒸汽，低压汽源为四段抽汽，厂用辅汽作为启动和调试汽源，小机排汽至主机凝汽器。给水泵控制采用DCS和西门子WOODWARD505控制器联合进行控制，505控制器接收DCS送来的遥控转速信号，控制高低压调门开度，调节小机转速，满足系统给水要求。给水流量的闭环控制在DCS内实现，WOODWARD505控制器实现水泵转速的闭环控制。WOODWARD505控制器采用单505运行方式，并将505操作面板的部分运行人员的操作功能在DCS中做专门操作画面，实现远方操作，信号传输采用硬接线和通信2种方式。505输出控制高、低压汽源的2个调门。机组正常运行时使用四抽来汽，当低压调门全开，四抽汽源不能满足小机运行需要时，高压调门开启，引入冷再热蒸汽。高压调门在系统布置上位于小机主汽门前面。在主汽门前高、低压气源混合再经过低压调门进入汽机。电动给水泵通过调整液力偶合器的勺管位置从而改变给水泵的转速来改变泵的性能曲线，使工作点移动，从而达到调节水泵流量的目的。转速控制单元勺管调速机构采用电液伺服机构。勺管根据控制信号动作，通过曲柄和连杆带动扇形齿轮轴旋转，扇形齿轮与加工在勺管上的齿条啮合，带动勺管在工作腔内作垂直方向运动，改变液力偶合器内的冲油量，实现输出转速的无级调节。勺管操作方式采用电液伺服机构，电液伺服系统由1个电磁执行器、1个双作用液压缸和1个位置检测器组成。电磁执行器接收4－2OmA的控制信号，并由此信号控制执行器的位置，电液伺服系统的位置由1个内部定位器电磁阀控制。信号触发磁力控制器动作。电磁力是通过控制多向液压阀的活塞来进行控制的。位置检测器能检测位置差，并将信号反馈到定位器，使系统能够精确而迅速地进行操作。这样就可使偶合器进行"软启动"。

二、控制方案现代大型单元机组都采用变速泵来控制给水流量，邹电四期超超临界1000MW机组采用2台汽动变速泵做为主给水泵，1台电动给水泵作为启动给水泵，并作为系统的备用泵使用。各种类型的变速泵都有自己的安全工作区，为防止泵的汽蚀和提高泵的工作效率，在控制变速泵时要通过改变转速压力和流量时，要保证泵工作在安全工作区内。泵的安全工作区与压力有关，当压力高时，安全区范围较宽，压力低时安全区的范围变窄。为确保泵工作在工作区，采取措施为:①在低负荷时，当泵的流量低于最小流量时，再循环门自动开启，增加泵体内的流量，从而使低负荷阶段的给水泵工作点也在上限特性曲线内。②当流量高于某一值时，再循环门将自动关闭。量较大时，若安全工作区较窄，则工作点可能下限特性区之外。为防止该现象的发生，采用的方法是提高上水管道的阻力，即关小泵出口的流量控制阀门，以提高泵的出口压力，使工作点重新移入安全区内。采用变速给水泵的给水系统主要有2种基本方氛案，即两段式控制和一段式方案，本工程采用的为一段式方案。低负荷时，使用给水旁路调节阀调节给水流量，电泵将以恒速运行，随着负荷的增加，旁路阀达到全开状态，系统由控制阀门的开度而平稳地转换为控制泵的转速。此时要进行阀门转换，将旁路阀关闭，打开主给水控制阀，以尽量减少节流损失，系统进入完全调泵状态。

三、给水控制系统的主要控制回路

（1）给水流量总指令设定回路:由锅炉主控输出相应的函数对应值，并经油煤混燃比例进行修正后，再经过与燃料晕的交叉限制产生。同时要确保好最小流量。在启动时，当给水控制系统在手动时，最小给水流量设定值跟踪实际给水流量;当给水控制系统在自动时，最小给水流量设定值将按预定比率升到锅炉最小给水流量（25霷）。当检测到给水流量大于锅炉最小给水流量时，给水量不再增加。（2）给水主控增益补偿回路:给水泵的给水指令由实际给水流量和此指令的偏差产生，并行送到运行的给水泵控制回路。信号分配随着给水泵自动操作数量而变化，通过自动增益平衡模块实现自动调整，使回路增益不变。（3）防止省煤器沸腾回路:因为这台锅炉为变压运行单元，当减负荷时压力从全压（临界压力）状态快速下降，省煤器流体温度超过此压力下的饱和温度时冶煤器里的流体有可能蒸发。如果省煤器出口温度高于"分离器储水箱压力下的饱和温度边际值（10℃）"，为了防止沸腾，需要增加给水流量来降低省煤器流体温度。另外，省煤器沸腾防止操作时，为了避免，博况恶化，负荷减少闭锁。（4）分离器储水箱液位补偿给水回路:在锅炉循环操作（湿态方式）下，锅炉循环水流量的快速下降将对给水流量控制产生扰动，给水流量有可能低于最小给水流量。因为锅炉循环水流量是根据汽水分离器储水箱水位来程控的，可以通过检测汽水分离器储水箱水位的变化来防止给水流量的下降，给水流量指令增加补偿。（5）电泵的控制回路:在低负荷时（负荷小于22OMW或给水流量控制调节阀开度小于78%时），电泵在恒速运转，为确保泵的安全性，通过给水旁路调节阀调节给水压力，确保泵出口和省煤器入口差压在一定范围内。当负荷大于22OMW或给水流量控制调节阀开度大于78%时，进行给水阀切换，主给水阀全开，给水旁路调节阀关闭，切换到流量控制，通过调节泵转速来调节给水流量以满足运行工况的需要。

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