高加水位控制系统

高加水位控制系统 I 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 沈阳工程学院课程设计 II 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 高加水位控制系统 1 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 沈阳工程学院课程设计 2 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 高加水位控制系统 3 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 沈阳工程学院课程设计 4 图 2 4 三路信号流通路线 三路信号经过与门 在与从脉冲出来的信号取与门 经过切换器 速度限制器送到 TR 高加水位控制系统 5 总结 这一周我的实训题目是高压水位控制系统 我将图纸重新绘制了一遍 并对系统进 行了分析 三路测量信号经过大小选模块得到水位中值 并将此信号送至 PID 的测量值 PV 端 中值信号得到高加水位信号 若有误 则输出高加水位输入故障并报警 中值信号经高 限模块得到高加水位高 II 值 同时中值信号与来自控制站 M A 的设定值相减 经函数发 生器 高低限判断水位调节是否故障 5 在 PID 中 测量值 PV 来自水位中值 由控制站得到设定值 SP 三路信号与 M A 输出 经过与门形成 TS 当 TS 0 时 PID 处于跟踪状态 输出跟踪 TR M A 自动输出到达 TR 给水流量经过函数发生器 与 M A 自动输出相减经高低限 与门分别到达 II DI 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 当四路故障任意一个发生时 MI 1 M A 切换到手动并保持 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 三路信号经过与门 在与从脉冲出来的信号取与门 经过切换器 速度限制器 送到 TR M A 设定值得到高加正常疏水 输出控制高压疏水调阀和位置传感器 ZT 并经高低限模块 或门判断输出是否故障 沈阳工程学院课程设计 6 致谢 在课程设计论文即将完成之际 我们想向曾经给予我帮助和支持的人表示衷心的感 谢 感谢我们的指导老师郭南 本课程设计论文是在郭南老师的关怀和指导下完成的 他严肃的科学态度 严谨的治学精神 精益求精的工作作风 深深地感染和激励着我们 在此谨向郭老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意 我们还要感谢在一起愉快的度过课程设 计论同学们 正是由于你们的帮助和支持 我才能克服一个一个的困难和疑惑 直至本 文的顺利完成 论文的完成 不仅在于最后一段时间的搜集和整理 更主要是在四年中学习知识的 积累 所以我在此首先要重点感谢四年来教授我们每门课程的老师们 正因为他们严谨 的作风和朴实的教学 才能最终让我们走向硕果的终点 在此特别感谢指导老师郭老师 他在我们做课设期间做出了很大的努力 争取让班里的每一位同学精益求精的完成课设 提高答辩质量 这是论文可以顺利完成的最重要的原因 同学们的关心和帮助是我的动 力 在我知识的缺憾点上给予我很大的帮助 使得论文从刚开始的暇迹斑斑到越来越完 善 越来越有内容 最终帮助我完整的写完了整个论文 同时 我们要感谢自动化各位老师 正是由于他们的传道 授业 解惑 让我学到了 专业知识 并从他们身上学到了如何求知治学 如何为人处事 我们愿在未来的学习和 研究过程中 以更加丰厚的成果来答谢曾经关心 帮助和支持过我们的所有老师 同学 高加水位控制系统 7 参考