汽包锅炉给水自动调系统PPT课件.ppt

第七章汽包锅炉给水自动调节系统TheFeedwaterControlSystem 第一节被调对象的动态特性 第二节给水调节系统的类型 第三节给水调节系统实例 1 第一节被调对象的动态特性TheDynamicCharacteristicsofControlledObject 掌握被调对象的动态特性是设计和整定好自动调节系统的前提 2 给水自动调节系统被调对象的示意图 3 给水量 蒸汽量 锅炉燃烧率 汽包水位 steamdrumlevel 变化原因示意图 被调量 变化的主要原因 4 一 给水量 扰动时的动态特性 给水量 扰动时 汽包水位 的变化过程可以分别从两个角度加以分析 1 仅仅从物质平衡的角度来分析 2 仅仅从热平衡的角度来分析 5 综合上述两种角度分析的结果 对曲线 和曲线 进行线性叠加 得到在给水量 阶跃扰动下 汽包水位 的实际变化曲线 6 式中 迟延时间s 飞升速度 在给水量 扰动下 被调对象具有迟延 惯性和无自平衡能力特性 7 二 蒸汽量 扰动时的动态特性 蒸汽量 扰动时 汽包水位 的变化过程同样可以从两个角度加以分析 1 仅仅从物质平衡的角度来分析2 仅仅从热平衡的角度来分析 综合上述两种角度分析的结果 得到 8 在蒸汽量 阶跃扰动下 汽包水位的实际变化曲线 9 动态特性的数学描述为 式中 k 比例系数 T 时间常数 飞升速度 10 1 蒸汽量扰动主要取决于汽轮机的运行工况 属于外部扰动 锅炉燃烧率扰动其实也是一种间接的外部扰动 很显然这两种物理量是不可能作为调节汽包水位的调节手段的 调节作用量只能选择给水量 2 虚假水位 levelswell 现象主要是来自于蒸汽量的变化 显然蒸汽量是一个不可调节的量 对调节系统而言 但它是一个可测量 所以在系统中引入这些扰动信息来改善调节品质是非常必要的 结论 11 第二节给水调节系统的类型 一 单级三冲量给水自动调节系统 SingleStageThree ElementFeedwaterControlSystem 说明 单级 三个冲量 W D H 12 3 双回路 内 外 13 14 整定的具体步骤和稳定性分析如下 1 内回路 innerloop 的分析与整定 内回路的主要任务是当给水流量侧产生自发性扰动时 必须迅速消除扰动 使被调量 汽包水位H 基本不受到自发性扰动的影响 当内回路外部发生扰动汽包水位H发生变化时 内回路要具有快速随动的特性 使给水流量W尽快地起到调节汽包水位的作用 15 2 外回路 outerloop 的分析与整定 我们把内回路系统的近似方框图代替到图7 10中 并去除不影响调节系统稳定性的前馈信号通道 就得到外回路系统方框图 外回路已可以看作是一个单回路调节系统 所以可以采用整定单回路调节系统的方法来整定外回路 16 4 蒸汽流量侧的选择 17 要使静态偏差为零 静态时必须满足ID IW 即 在正常运行时 可认为D W D W 则有 D W因此 为了克服静态偏差 蒸汽流量侧分流器的分流系数 D必须等于给水流量侧分流器的分流系数 W 18 三 串级三冲量给水自动调节系统 CascadeThree ElementFeedwaterControlSystem 串级系统实现自动调节比单级系统更加灵活 克服静态偏差完全由主调节器实现 分流系数 D取值不必考虑静态偏差的问题 D值可取得大一些 以利于更好地改善调节过程的调节品质 分流系数 W取值影响内回路的稳定性 在外回路中 可通过主调节器的 和Ti来整定 W的影响并不大 从而使内 外回路互不影响 19 20 方框图为 21 串级三冲量给水自动调节系统的整定步骤如下 2 外回路 outerloop 整定 3 蒸汽流量侧 D的选择 1 内回路 innerloop 整定 22 四 采用变速泵的给水调节系统 1 变速泵的类型变速泵有两种类型 1 电动调速泵 2 汽动调速泵 2 变速泵的特性3 采用变速泵的调节系统任务 1 通过改变给水泵的转速改变给水流量 维持汽包水位在允许范围 23 2 通过改变给水调节阀开度 控制给水泵的出口压力 保证给水泵在安全区内工作 3 通过控制再循环水阀门的打开和关闭 保证给水泵流量不低于规定的最小流量 上述三个任务分别由三个给水调节子系统实现 24 第三节给水调节系统实例 一 给水全程调节的基本概念 给水全程自动调节就是在机组运行的全过程 包括起停过程和低负荷运行 都能实现自动的调节 25 二 全程调节要解决的主要问题 1 测量信号的准确性 解决的思路 找出汽包水位 给水流量和蒸汽流量的测量准确性受影响的原因 即 哪些物理量影响测量信号的准确性 并找出它们之间的函数关系 在设计调节系统时引入这些物理量 根据函数关系在调节系统加以校正 从常规的调节过渡到全程调节会遇到许多新的技术问题 主要有 26 在低负荷运行时宜采用单冲量调节系统 在非低负荷工况下 一般取满负荷的25 左右为界 宜采用三冲量调节系统 解决的方法是在调节系统中增加逻辑控制功能 2 调节系统的结构切换 低负荷运行时通常采用改变调节阀门的开度改变给水流量 高负荷运行时采用改变给水泵转速改变给水流量 3 调节机构的切换 27 三 调节系统实例 图7 19是某电厂300MW汽轮发电机组中的给水全程自动调节系统简图 28 29 调节系统接受三个测量信号 汽包水位 给水流量和汽轮机调节级后压力 其中 汽包水位信号的修正和补偿是通过汽包压力信号来实现的 图中含有串级三冲量给水调节系统 1 调节器是主调节器 2 和3 调节器是副调节器 分别控制电动泵 汽动泵以及旁路阀 图中含有两