给水控制系统

供水系统，神华国华宁东(2330MW )，第一章，供水全过程控制系统的概念，1、供水控制系统的重要锅炉供水自动控制任务是将汽包水位保持在设定值。 汽包水位是锅炉运行中的重要监测参数，间接表明了锅炉负荷与供水的平衡关系。 维持汽包水位是保证机械炉安全运行的重要条件。 锅炉汽包水位过高，影响汽包内汽分离装置的正常工作，出口蒸汽中水分过多，结果过热器受热面结果发生结垢，过热器烧损，同时过热蒸汽的温度急剧变化，直接影响机组运行经济性和安全性的汽包水位过低，炉水泵正常运行状况2、供水全过程控制系统的概念：全过程控制系统是指在正常运行、负荷变化和起停过程中能够自动控制的系统。 全过程是指a .包括锅炉点火、升温升压的几个过程在内的b .开始带负荷的c .带小负荷的d .从小负荷运转到大负荷的e .从大负荷再降低到小负荷的f .锅炉灭火后，冷却降温降压。 供水全过程自动控制的任务是在上述过程中，控制锅炉供水量，维持汽缸水位在正常范围内变化，同时对锅炉水循环和节煤器具有保护作用。 维持水位，保护省煤器，实际表现在水位和供水流量两个参数的协调上。 水位是通过调节供水流量来保持的，但是供水流量的变化很大，给省煤器的安全运转带来了威胁。 因此，供水控制的任务实际上是在水位在过程允许范围内变化的条件下，尽量保持供水流量稳定1、锅炉供水系统的过程流程：在热系统中，通常将除氧器输出到锅炉省煤器的供水管道和所属设备称为供水系统。 供水系统的主要设备有除氧器和供水箱、高压加热器、供水前泵和供水泵等。 国华锦能源发电公司600MW机组锅炉给水系统的工艺流程如图所示。 第二章，供水过程控制系统的主要设备是，从除氧器容量为235m3的供水箱1排出的除氧水被供水前泵2升压而进入主供水泵3 (或4 )，被主供水泵升压后的水到达供水水母管，然后分为三路：从供水水母管到三级高压加热器17 在18和19加热升温后，依次输送给供水操作平台(即起动用供水调节阀15和主供水阀16 )，供水流量测定装置20其后输送给煤炭节约器21的旁路供水容量为15%BMCR以上。 从水母管向过热器拉出降温器，提供适当压力的减热器12和13。 供给锅炉循环泵的冷却水(未图示)。 在水母管上引出另一条路进行高压旁路，作为高压旁路使用降温用水11。 供水泵设计了中间抽头，向再热器的降温器供给减温水14。 再热减温水管路从供水泵的中间抽头出来，通过一个母管进入再热器喷水。 该锅炉配置有3台炉水循环泵24，安装在锅炉鼓22与下水鼓25之间的下降管23上。 每台炉水循环泵的容量为50%。 该锅炉设计了由阀门控制的节煤器回收系统，通过回收调节阀从锅炉下水包25中拉出回收管27，与节煤器入口联络箱连接，启动时保护节煤器。 在各泵出口安装了多次循环管，直接与除氧器罐1连接。 其作用是测定前置泵2与主供水泵3 (或4 )之间的供水管道的流量，通过调整再循环调节阀8 (或9 )的开度，保证供水泵出口流量大于最小流量。 通常运转时，50%容量的电动给水泵3台给锅炉省煤器供水，50%容量的电动给水泵1台成为作业给水泵的预备泵。 3台供水泵组均为单轴配置，主泵和前泵位于同一平台上，它们均由1台马达驱动。锅炉供水泵并联运转时，每台泵的流量相等，泵并联运转流量偏差不得超过允许设定范围。 第三章供水泵安全运行的特殊要求，要求采用变速泵的供水全过程控制系统使供水泵在安全工作场所运行。 电动变速泵的速度控制通过液力齿轮接头进行，通过改变液力接头的勺子位置的高低，以控制速度为目的控制工作油量的多少。 运行中，保证泵组安全运行是关键问题。 变速供水泵的安全作业区域如图5-2所示，可以用泵的流量-压力特性曲线表示。 变速泵的安全作业区域由6条曲线包围：最高转速曲线最低转速曲线最高压力曲线最低压力曲线上限特性曲线下限特性曲线。 其中，最高转速曲线和最低转速曲线受到泵组调速装置的限制，工作点不会超出，高性能现代高速供水泵的出口最高压力都高于配管的受压能力，因此，保证供水泵安全运转的措施主要是防止泵的工作点超出上限和下限特性曲线图中阴影所包围的部分为变速泵的安全作业区域。 由图可知，压力高时安全区的范围变宽，压力低时安全区的范围变窄。 图中还显示了锅炉的定压运转和滑动起动过程中的压力-负荷(供水流量)曲线。 恒压运行的压力-负荷曲线是水平的直线，作业点的大部分在安全区域内，只有小的部分在上限特性曲线之外。 如果主供水泵是全容量泵的话，基本上不采取对策，也能确保泵的安全运转。 在滑动压力的起动和运转的单元中，由于锅炉的某个时间内的运转压力低，因此主供水泵的出口压力也低，从图5-2可知，在滑动压力的运转中负荷大时，压力-负荷曲线有可能超过下限特性曲线的情况下，采取了保证供水泵的安全运转的措施。 无论、定压运转、滑动运转、低负荷阶段，供水泵的工作点都在上限特性曲线之外，为了防止这种情况，最有效的措施是在低负荷时增加供水泵的流量，目前在从泵出口到除氧器箱之间设置再循环配管，当泵的流量低于某个设定的最小流量时，再循环门自动随着单元的负荷逐渐增大，供水流量也增大，当流量超过某个设定值时，回收门会自动关闭。 变速泵下限特性曲线决定不同压力下泵的最大负荷能力。 供水流量大时，如果安全作业区域狭小，作业点可能会偏离下限特性曲线，这是不能容许的，因此请采取防止措施。 现在采用的方法如图5-3所示，是提高上水配管阻力的方法，即关闭泵出口流量调节阀，提高泵出口压力，使工作点移动到安全区域内的方法。 滑动运转时，供水泵的工作点为“a”点，泵的转速为“泵出口压力”，供水量为“单元负荷增大，要求供水流量的情况下，泵仍以转速运转，大幅打开供水调节阀增加供水流量时，工作点沿曲线从“a”点移动到“c”点，进行泵安全作业解决问题的方法是关闭小的供水调节阀，在使泵的出口压力上升的同时，增加泵的转速，当供水流量达到负荷要求值时，将工作点从“a”点移动到“b”点，使其不会滑到安全作业区域外，保证供水泵的安全运转。 如上所述，使用变速泵构成全程供水调节系统时，必须考虑设置供水泵转速调节系统这一子系统。 该系统通过根据锅炉的负荷要求调节供水泵的转速来调整供水量的大小。 给水泵最小流量控制系统。通过增大泵的再循环流量，使泵的工作点不会在低负荷时落入上限特性曲线之外，能够将泵流量维持在设计要求的最小流量值以上。 给水泵出口压力调节系统。 该系统的任务是通过调节供水调节阀的开度来维持供水泵出口压力，保证供水泵的工作点不在下限工作特性曲线外及最低压力线下。 上述三个子系统中，第一个是需要设定的第二个子系统，由于现代的大型高速供水泵组自身设置了该控制系统，因此用户不需要再设计第三个子系统，根据所选择的泵类型的特性和系统设计方案第四章一段式供水和二段式供水，1.1单冲量和三冲量的概念鼓水位三冲量供水调节系统a，冲量是调节器接受的被调节量的信号b .鼓水位三冲量供水调节系统包括鼓水位测量筒和发射器、蒸汽流量测量装置和发射器、供水流量测量装置和发射器、调节器、 在由驱动器等构成的c .汽缸水位三冲量供水调节系统中，调节器接收汽缸水位、蒸汽流量和供水流量三个信号，如图所示。 其中，滚筒的水位h是主信号，无论由于什么样的干扰引起的水位变化，使调节器的发送信号变化，使供水流量变化，使水位恢复到规定值的蒸汽流量信号是前馈信号，其作用是防止调节器在假水位上误动作，改善蒸汽流量紊乱时的调节品质供水流量变化时，节流孔前后的压差变化快，对供水流量的变化作出反应，因此将供水流量信号作为介质反馈信号，在水位不变化时调节器根据前馈信号消除干扰，起到稳定调整过程、稳定供水流量的作用。 4、大、中型火电厂锅炉汽包水位变化速度较快，“假水位”现象严重，为了在生产过程中达到汽包水位调节的质量要求，广泛采用了三量汽包水位调节系统。 5、对测量信号进入调节器的极性进行说明：信号值增大时，调节阀增大，该信号显示为“”，相反，信号值减小时，要求关闭调节阀，该信号标注“-”。 在供水调节系统中，蒸汽流量信号增大时，要求打开大调节阀，在该信号中标记为 的供水流量信号增大时，要求关闭小的调节阀，在该信号中标记为-，在滚筒的水位上升时，压差减小，水位测量信号减少，要求关闭调节阀1.2串联三冲量的概念串联三冲量供水控制系统的原理框图如图所示，控制系统由两个闭合回路和前馈调节部分组成。 主回路由调节对象WD1(S )、水位发生器H、主调节器WT1(S )和副回路构成副回路由供水流量g、供水流量发生器G、供水流量信号分流系数nG、副调节器WT2(S )、致动器KZ、调节阀Kf构成供水控制任务由两个调节器完成，主调节器采用比例积分控制规则，保证水位无静态偏差，其输出信号、供水流量信号和蒸汽流量信号均作用于副调节器。 副调节器可采用比例积分或比例调节器以保证副回路的快速性，消除供水流量的自发扰动，在蒸汽负荷变化时快速调节供水流量，保证供水流量与蒸汽流量的平衡。2.1变速泵供水控制系统的基本方案在变速泵供水控制系统中有两个基本方案，分为两级控制方案和一级控制方案，简要介绍这两个方案的工作原理。 2.2.1两段式供水控制系统两段式供水控制方案的工作原理如图所示。在该控制方案中，设置了两个辅助控制系统：汽缸水位控制系统汽缸水位控制系统(图)为串联三冲量供水控制系统。 该系统任务是根据水位偏差的修正信号、蒸汽流量前馈和供水流量反馈这三个信号的综合作用，为了调整供水流量w而控制供水调节阀开度，使滚筒水位维持一定值，调节阀前后差压控制系统调节阀前后差压控制系统(图) 或者是单回路控制系统，通过调节变速泵的转速来将调节阀前后差压维持为一定，由此，能够保证调节阀的调节过程整体的流量特性接近理想流量特性，并且还能够防止在低负载时调节阀承受过大差压。 该系统也称为给水泵出口压力控制系统。 2.2.2一级式供水控制方案汽包水位控制系统(图5-8(a ) )也是一个串联三脉冲供水控制系统，与二级式控制方案的不同之处在于，该系统输出的调节作用控制着变速泵的转速。 通过调整供水泵的转速来调节供水流量的大小，使滚筒水位维持一定。 泵出口压力控制系统由于供水泵的安全作业区域狭窄，在系统中设置泵出口压力调节系统(图5-8(b ) )，通过调节供水调节阀的开度来控制泵出口压力，防止作业点超出下限特性。 第五章根据锦能公司的600MW机组供水控制系统，国华锦能600MW机组配备全过程供水控制系统，该系统是由供水调节阀控制系统构成的变速供水泵转速控制系统(3台泵分别设置1套)供水泵这三个子系统共同完成控制供水全过程的各项任务。 在任何负荷下，都要使滚筒水位稳定在设定值，同时尽量使供水流量稳定，保证必须保护煤炭节约器和供水配管系统的安全运转的供水泵在安全的工作场所工作。 全程供水的运行条件变化较大，所以全程供水控制系统的构成形式要求根据运行条件的变化进行各种切换，而且切换时无障碍。 具体的切换是同一系统中控制偏差信号的切换即单冲程量和三冲程量控制的切换供水泵的切换等。 5.1供水旁通阀控制系统，图为锅炉供水旁通阀控制系统的整体结构图。 该系统由单脉冲单环反馈控制系统和串联三脉冲控制系统组成。 在供水泵起动时或低负荷时，起到将滚筒水位维持在设定值的作用。 5.1.1单脉冲单回路控制信号通过得到的鼓压力校正后的鼓水位测量信号与M/A站设定的鼓水位设定值进行比较，可以得到鼓水位偏差信号。 该水位偏差由1#PID控制器运算得出的输出为单触发环路反馈控制信号。 显然，单脉冲单回路控制信号工作的条件是主蒸汽流量或供水流量的测量信号发生故障或者单元负荷小于设定值这一逻辑条件有效的供水旁路调节是自动方式。 否则，单脉冲单电路控制系统处于跟踪状态，1#PID控制器跟踪供水旁通阀调节指令，5.1.2串行三脉冲控制信号由2#和3#PID控制器构成串行三脉冲控制信号运算电路，如可以从图中看出的。 2#主控制器接收滚筒水位设定值与滚筒水位测定值的偏差，经过PID控制运算，加上完成使滚筒水位测定值随时等于设定值的任务的主蒸汽流量的前馈信号，克服因负载混乱而引起的虚假水位现象，3#子控制器根据主控制器的输出， 接收前馈信号和总供水流量信号的偏差信号，经过PID控制运算，得到串行电平的三冲控制信号。 该串联三冲量控制系统能够自动动作的条件是，满足主蒸汽流量或供水流量测定信号OK与主蒸汽流量或供水流量测定信号OK的逻辑条件即单元负荷大于设定值的供水旁路调节是自动方式。否则，串联三冲控制系统采用跟踪方式，2#主PID控制器跟踪总供水流量信号，3#子PID控制器跟踪供水旁通阀调节指令。 5.3.2.3供水旁通阀调节指令M/A操作站的输出信号为供水旁通阀调节指令。 因此，供水旁通阀的调节指令可以自动形成，也可以设定为可动。 “供水旁通调节投自动”信号有效时，供水旁通阀M/A操作站以自动方式动作。 此时，M/A站接收图5-17中形成的单冲程控制信号或串行三冲程控制信号，作为供水旁通阀开度调节指令输出。 如果满足下列条件之一，供水旁通阀的调节指令为手动设定方式：滚筒水位测