除氧器是锅炉-汽轮机单元机组主要辅助设备,它的主要作用是.doc

1000MW机组干湿态转换中360、361阀控制技术研究张红福（广州粤能电力科技开发有限公司，广州 510600 ）摘 要：在锅炉启停过程中360、361阀控制是保证机组启停过程中储水罐水位稳定的关键控制点之一，本文研究了东方-日立1000MW超超临界机组锅炉的启动系统，并就在APS实现干、湿态转换中360、361阀的控制技术进行了详细的分析，对APS设计和调试具有重要的参考价值。关键词：超超临界机组；启动系统；干湿态；机组自启停系统（APS）Research of 360 and 361 Valve Control in Wet-Dry State Transition of 1000MW Ultra Supercritical UnitZHANG Hongfu(Guangzhou Yueneng Electric Power Technology Development Co., Ltd, Guangzhou 510600)Abstract: In the process of boiler start and stop, control of 360 and 361 value is the key point to ensure the stabilization of water level in steam separator. In this paper, the boiler start-up system of Dongfang -HITACHI 1000MW ultra supercritical unit is stuied. The control strategy of 360 and 361 valve in wet-dry state transition is analysed in detail. It is valuable to the design of APS system and DCS debugging.Keywords: Ultra supercritical unit, boiler startup system, wet and dry state, automatic power plant startup and dhutdown system (APS)1 引 言超(超)临界火电机组以其经济性、可靠性和环保特性成为当前国内火电建设的优先选择，超(超)临界火电机组直流锅炉干、湿态转换是开停机过程中必须经过的一个较为特殊的阶段，这个阶段是一个工质循环流动和一次强制流动相互转换的阶段，转换过程中主蒸汽压力、主蒸汽温度、过热度、储水罐水位及燃料量等参数均会变化。如果干、湿态转换控制较好，则以上参数均会平稳变化，进而顺利完成干、湿态转换；否则，会造成诸如储水罐水位剧烈波动等不稳定工况，严重时会造成干、湿态的交替转换，延误开停机时间，威胁机组安全1。在锅炉启停过程中360、361阀控制是保证机组启停过程中储水罐水位稳定的关键控制点，360、361阀控制策略的选择成为核心问题之一。2 东方-日立1000MW超超临界机组锅炉启动系统东方-日立1000MW超超临界机组的启动系统是采用带炉水循环泵的内置式启动分离器系统，由启动分离器、储水罐、炉水循环泵(BCP)、炉水循环泵流量调节阀(360阀)、储水罐水位控制阀(361阀)、疏水扩容器、冷凝水箱、疏水泵等组成。在锅炉启动和低负荷运行时，分离器处于湿态运行，此时适当控制分离器储水罐水位，通过循环回收合格工质；当锅炉进入直流运行阶段，分离器处于干态运行，成为过热蒸汽通道。华能海门电厂机组配备有2台5O%BMCR汽动给水泵和1台3O%BMCR的电动给水泵，在省煤器进口给水管路上设有电动阀门，并设有不小于15%BMCR容量的启动旁路，在旁路管道上装有调节阀。再循环系统由再循环泵、锅炉再循环流量调节阀(360阀)和管道组成。从锅炉冷态清洗阶段建立循环清洗，在锅炉起动的整个过程直至25%BMCR工况，来自分离器储水罐的饱和水全部或部分通过锅炉再循环泵回流到省煤器入口。再循环泵采用潜水式泵，设有冷却水管路。此外，为了改善再循环泵的调节特性，设置了再循环泵最小流量回流管路；为了防止快速降负荷时再循环泵进口循环水发生闪蒸，设置了过冷管路；为了防止再循环泵受到热冲击，设置了再循环泵的加热管路等。带循环泵的内置式分离器启动系统如图1所示。图1 锅炉启动系统图Fig.1 Schematic diagram of boiler start-up system 3 360、361阀的控制技术3.1 360阀的自动控制策略3.1.1 预设值如果给水泵启动时，炉水循环泵运行，在随后的8分钟内监视分离器水位，如果水位剧变超过一定值（一分钟内液位变化超过2.2m），通过内部控制逻辑置360阀控制指令为18。当汽机挂闸、给水泵运行超过12分钟、给水泵运行8分钟后分离器液位稳定超过50秒时则复位360阀控制指令。若锅炉再循环泵停运，强关360阀。3.1.2 流量控制在低负荷最小给水流量得到保证的情况下，本控制策略通过BCP泵使汽水分离器来的水循环流过省煤器的入口，并且水冷壁管得到保护，在启动时，通过减少给水泵到省煤器的给水流量来实现热回收。为了保护BCP，必须根据汽水分离器储水箱水位来调整锅炉的循环水流量，根据汽水分离器储水箱的水位来设定锅炉的循环水流量，根据所测流量的偏差来进行PI控制。为了启动时迅速提高省煤器入口给水的温度，通常通过增加BCP设定值偏置，然后设定值和经温度补偿的锅炉循环水流量之间的偏差经过PI调节器运算控制锅炉循环水控制阀。当等离子模式下A给煤机的指令大于一定值或非等离子模式下油枪投运数量大于一定值时退出此功能。热态冲洗时再循环流量设定值自动增加-300T/H的偏置，减少锅炉再循环流量，增大361至凝汽器的排放流量。热态冲洗完毕后逐渐将偏置恢复到0。当目标负荷290MW、锅炉主控输出260MW、360阀全关（位置280MW时，通过内部控制逻辑强行给出-10%的偏差，保持360阀全关。当负荷260MW、分离器入口温度过热度3时复位上述功能。3.1.3 360阀上限设定值和变化速率为了防止汽水分离器储水箱水位的突然下降，用微分控制器来监视储水箱水位的变化，根据变化来限制开度上限的变化率。在BCP启动时，为了防止汽水分离器储水箱水位的突然下降，锅炉循环水流量控制阀必须逐渐打开（通过PID调节逐渐打开的），打开的上限设在30%的位置，当在循环水流量达到30t/h时，将按预定设定率上升到100%的上限。在锅炉冷却停止模式下，按预先确定的变化率0.005%/s=0.3%/min设定预定开度上限25%。锅炉清洗时，按预先确定的变化率0.6%/s=36%/min设定预定开度上限40%。3.2 361阀的自动控制策略控制的目的是当分离器储水箱水位超过设定值时，向疏扩箱排水以防止过热器进水，主要用于锅炉上水、清洗和起动阶段。用分离器储水箱水位来完成程序控制，即361阀开度指令由储水罐水位产生。在分离器储水箱水位测量信号上加入了重力的补偿，产生361阀开度指令。因为361阀开度随流经阀门的流体体积而变化，通过流体压力获得361阀开度的补偿。当分离器储水箱水位错误上升时，仅采用比例控制有可能引起储水箱满水，因此当储水箱水位超过了设定值，一个更大的361阀开度指令将被用于控制水位的错误上升。当分离器储水箱水位从高位开始下降时，负偏置被加到水位信号上，提前切换到低水位控制程序，以防止水位变化过大。即水位开始下降时361阀的开启速度将减缓。同时，为了防止361阀的快速开启操作引起水位的突然变化，在开启速度上加以限制。为了减少在小开度时的开关次数，需要监视开度指令，在5%或者更大的开度指令时进行步进开，在1%或者更小的开度指令时，进行步进关。4 结束语华能海门电厂1、2号机组APS系统中实现了干湿态转换的自动控制，大大提高了整台机组的自动化水平，特别是360、361阀配合干湿态转换的完成，起到了关键的作用，对机组的安全运行起到了重要的作用。参考文献：1 梁刚. 超超临界直流锅炉干、湿态转换控制策略浅析J. 华电技术, 2008,4:13-18.2 程蔚萍,吴光明. 超超临界直流锅炉启动系统及储水罐水位控制J. 安徽电气工程职业技术学院学报, 2007, 9:77-80.3 崔立波,杨冬. 超超临界锅炉启动系统设计特点及分析J. 锅炉制造, 2009,4:6-9.4 张 伟,宁献武,王 磊. 1 000 MW 超超临界机组干、湿态转换过程及风险控制J. 东北电力技术, 2009,7:19-21.5 吴延宾. 1