锅炉给水控制（36页)ppt课件

1、4 汽包锅炉给水控制给水控制系统义务给水控制对象的动态特性给水控制根本方案锅炉给水全程控制系统实例. 锅炉给水控制系统的义务 义务: 使给水量顺应锅炉蒸发量，并使汽包的水位 坚持在一定范围内，即：1维持汽包水位在一定的范围内。 2坚持稳定的给水量。汽包水位是汽包锅炉运转中的一个重要的监控参数，它反映锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。维持汽包水位在一定范围内是保证锅炉和汽轮机平安运转的必要条件。汽包水位过高会影响汽包内汽水分别安装的任务，呵斥出口蒸汽水分过多，使过热器结垢而烧坏，严重时会导致汽轮机进水；汽包水位过低，会破坏锅炉的水循环，甚至引起爆管。.如今机组都是给水全程控制系统。所谓给水全程

2、控制系统，是指在机组启停过程和正常运转时均能实现自动操作的控制系统。由于随着发电机组容量的增大和参数的不断提高，机组的控制与运转管理变得越来越复杂和困难。尤其是当机组承当变动负荷时，不仅用电负荷猛烈变化，而且机组的启停次数也添加了。机组在启停过程中，需求监视的参数多，而且操作控制的工程也大大添加。这时，运转人员更需求各个自动化系统能发扬作用，用以减轻运转人员的劳动强度，保证机组的平安运转。因此，现代大容量单元机组迫切需求在不同负荷和工况下都能起良好控制造用的自动控制系统，这就产生了全程控制系统。.给水控制对象的动态特性一、对象构造:.二、影响要素： 影响水位的要素主要有: 锅炉蒸发量负荷D 给

3、水量W 炉膛热负荷熄灭率M 汽包压力Pb需求研讨给水量扰动下水位变化的动态特性蒸汽流量扰动下水位的动态特性炉膛热负荷扰动下水位变化的动态特性. 给水量扰动下水位变化的动态特性非沸腾式沸腾式.由于给水温度远低于省煤器的温度，即给水有一定的冷却度，水进入省煤器后，使一部分汽变成了水，特别是沸腾式省煤器，给水减轻了省煤器内的沸腾度，省煤器内的汽泡总容积减少，因此，进入省煤器内的水首先用来填补省煤器中汽泡破灭容积减少而降低的水位，经过一段延迟甚至水位下降后，才干因给水量不断从省煤器进入汽包而使水位上升。在此过程中，负荷还未发生变化，汽包中水依然在蒸发，因此水位也有下降趋势。沸腾式省煤器的延迟时间为10

4、0200s。非沸腾式省煤器的延迟时间为30100s。 . 蒸汽流量扰动下水位的动态特性.留意：“虚伪水位景象缘由是由于负荷添加时，在汽水循环回路中的蒸发强度也将成比例添加，水面下汽泡的容积添加得也很快，此时熄灭率M还来不及添加，汽包中水的体积增大而水位上升，如图中曲线H2(t)所示。在开场的一段时间H2(t)的作用大于H1(t)。当过了一段时间后，即汽泡容积和负荷相顺应而到达稳定后，水位就要反映出物质平衡关系而下降。 . 炉膛热负荷扰动下水位变化的动态特性.熄灭率添加时，锅炉吸收更多的热量，使蒸发强度增大，假设不调理蒸汽阀门，由于锅炉出口汽压提高，蒸汽流量也增大，这时蒸发量大于给水量，水位应下

5、降。但由于在热负荷添加时蒸发强度的提高，使汽水混合物中的汽泡容积添加，而且这种景象必然先于蒸发量添加之前发生，从而使汽包水位先上升，从而引起“虚伪水位景象。当蒸发量与熄灭量相顺应时，水位便会迅速下降，这种“虚伪水位景象比蒸汽量扰动要小一些，但其继续时间长。 . 给水控制根本方案单冲量反响： 小容量/大型超高压接近临界压力锅炉双冲量比值： 1物质平衡给水量耗汽量)：水位开环控制，故不单独 运用 2前馈+反响：未思索给水量对水位的影响，在中、小锅 炉用三冲量 反响+比值 前馈-反响、反响.单冲量给水控制系统-IhIh0.单冲量调理时:汽包水位丈量值与汽包水位设定值的偏向定值减丈量值，以构成调理器输

6、出的反作用进入单冲量PID调理器，PID输出控制单台运转泵的勺管开度；.但是，内扰迟延大和外扰时“虚伪水位明显的水位对象，该系统存在严重的缺乏，简述如下：假设某时辰发生了负荷扰动，蒸汽流量添加，蒸汽流量大于给水流量，正确的控制造用应及时添加给水量。但是由于虚伪水位的存在使水位不是下降，而是上升！调理器输入偏向小于0，阀门开度减小，使本来已有的流量不平衡进一步扩展了。不难想象，虚伪水位后紧接着的是水位急剧下降，这就扩展了动态偏向，延伸了调理过程时间。另一方面，当水位下降后，在控制造用下添加给水流量时.由于给水内扰通道有较大的迟延，调理效果不能及时反映出来。这就是说，即使给水流量添加大于蒸发量，被

7、调量水位并不能马上上升，调理器输入偏向继续大于0。这能够使给水流量反过来远大于蒸汽流量，加剧了系统的振荡，延伸了调理过程时间，甚至不能满足消费过程的要求。所以，对大、中型锅炉，不宜采用单冲量控制系统。.单冲量控制系统构造简单，可用于内扰迟延小，外扰时虚伪水位不严重的小锅炉，也可用于大型机组的低负荷阶段的给水控制中。这是由于在低负荷阶段由于锅炉的疏水和排污等要素的影响，使给水流量和蒸汽流量存在着严重的不平衡，且流量太小，丈量误差较大。同时，因汽包压力低虚伪水位也不严重，不宜采用三冲量控制。.单级三冲量给水控制系统-蒸汽流量汽包水位给水流量.+-+-+ PID控制器接受三个信号：H,D,W.1任务

8、原理: PID控制器接受三个信号：H , D,W D信号主要作用：前馈信号，直接抑制虚伪水位的影响。 W 信号主要作用：是反响信号 抑制因给水阀自发扰动对 H(t)的影响，并坚持W稳定 可以加强调理过程的稳定性使阀门动作不过调 H 信号的主要作用：反响信号, 起校正作用，使汽包水位 为给定值.从图中可以看出，调理器接受三个信号H、W、D，其输出经过执行机构去控制给水量W，其中水位H是主要控制信号，水位高时应减少给水流量，水位低时应添加给水流量。蒸汽流量D和给水流量W的变化是引起水位变化的主要缘由扰动信号，它们分别作为水位控制的前馈信号和反响信号。当D改动时，调理器PI动作。适当地改动给水量W，

9、保证D和W比值不变；而当W自发地改动时，PI也立刻动作使W恢复原来数值，有效地控制水位的变化。.蒸汽流量D是为了抑制虚伪水位引起的调理器误动作。例如，当蒸汽流量D添加时，由于虚伪水位的影响，使水位上升，Ih下降，这就是调理器输入偏向变负，使给水量减少。但与此同时，参与调理器输入端的前馈信号ID也添加了。ID的作用是要添加给水流量。显然，假设ID整定的得当，就可抵消虚伪水位的影响。.给水流量信号IW是为了抑制给水流量的内扰，及时反映控制效果，改善调理质量。例如，当某种缘由引起给水流量添加时，由于内扰通道的迟延，水位不能立刻上升，但IW添加了，这就使调理器的输入偏向变为负值，调理器的输出使阀门开度

10、减小，及时减少了给水流量，这就大大降低了给水流量内扰对水位的影响。这个抑制给水流量内扰的控制过程是在给水流量内回路中进展。内回路动作快，可以迅速消除内扰。.由于汽包水位信号构成的闭合回路是给水控制系统的主回路。无论内扰还是外扰使汽包水位偏离给定值时，改动给水流量，使水位朝着减小和消除被调量偏向的方向变化，并最终使汽包水位等于给定值.与单冲量控制系统相比，该系统引入了用于抑制虚伪水位的蒸汽流量信号ID前馈信号和用于抑制给水内扰的给水流量信号IW部分反响信号，所以称为三冲量系统。当蒸汽流量改动时，经过前馈控制造用，可及时改动给水流量，力图维持进出锅炉内的物质平衡，这有利于抑制虚伪水位景象；当给水流

11、量发生自发性扰动时，经过部分反响控制造用，可抑制这种扰动对给水流量以及汽包水位的影响，有利于减少汽包水位的动摇。因此，三冲量给水控制系统在抑制扰动、维持汽包水位稳定和提高给水控制质量方面优于单冲量给水控制系统。.串级三冲量给水控制系统-主调理器副调理器.串级三冲量给水控制系统由主、副两个调理器和三个冲量汽包水位、蒸汽流量、给水流量构成。与单级三冲量相比，该系统多采用了一个调理器，两个调理器分工明确、串联任务。主调理器为水位调理器，它根据水位偏向产生给水流量给定值。副调理器为给水流量调理器，它根据给水流量偏向来控制给水流量，蒸汽流量信号作为前馈信号用来维持负荷变动时的物质平衡。由此构成一个前馈-

12、反响控制系统。.与单冲量控制系统相比，该系统引入了用于抑制虚伪水位的蒸汽流量信号前馈信号和用于抑制给水内扰的给水流量信号部分反响信号，所以称为三冲量系统。当蒸汽流量改动时，经过前馈控制造用，可及时改动给水流量，力图维持进出锅炉内的物质平衡，这有利于抑制虚伪水位景象；当给水流量发生自发性扰动时，经过部分反响控制造用，可抑制这种扰动对给水流量以及汽包水位的影响，有利于减少汽包水位的动摇。因此，三冲量给水控制系统在抑制扰动、维持汽包水位稳定和提高给水控制质量方面优于单冲量给水控制系统。.与单冲量控制系统相比，该系统引入了用于抑制虚伪水位的蒸汽流量信号前馈信号和用于抑制给水内扰的给水流量信号部分反响信

13、号，所以称为三冲量系统。当蒸汽流量改动时，经过前馈控制造用，可及时改动给水流量，力图维持进出锅炉内的物质平衡，这有利于抑制虚伪水位景象；例如，当蒸汽流量D添加时，由于虚伪水位的影响，使水位上升，这就是调理器输入偏向变负，使给水量减少。但与此同时，参与调理器输入端的前馈信号也添加了, 添加给水流量。显然，假设整定的得当，就可抵消虚伪水位的影响。.内回路是由给水流量变送器、副调理器、执行机构组成的闭合回路，由于内回路不包括迟延较大的水位对象，副调理器的比例积分作用可整定的很强。例如，当某种缘由引起给水流量添加时，由于内扰通道的迟延，水位不能立刻上升，但调理器的输入偏向变为负值，调理器的输出使阀门开

14、度减小，及时减少了给水流量，这就大大降低了给水流量内扰对水位的影响。这个抑制给水流量内扰的控制过程是在给水流量内回路中进展。内回路动作快，可以迅速消除内扰。.三冲量调理时：汽包水位丈量值与汽包水位设定值的偏向定值减丈量值，构成主调的反作用进入三冲量主调理器，其输出叠加上由调理级压力经函数校正后得到的修正后的蒸汽流量，构成副调理器的设定值。副调的设定值与给水流量的偏向定值减丈量值，构成副调的反作用进入副调理器，输出直接控制单台运转泵的勺管开度。即在主调输出提早参与蒸汽流量的变化，提高伐节的快速性。. 锅炉给水全程控制系统实例给水全程自动控制在锅炉给水全过程中都实现自动控制，即能在控制设备正常的条

15、件下，不需求操作人员的干涉，就能坚持汽包水位在允许的范围内。 给水控制有哪些特殊问题 ？.给水控制的特殊问题 1两段调理。2系统的切换问题。3给水流量丈量安装的切换问题；4多种调理机构的无扰切换问题。调理阀门的切换问题；调理阀门的切换伴随着有关截止门的切换；阀门与调速泵间的过渡切换问题。5保证给水泵任务在平安区内。 6给水全程控制必需顺应机组定压运转和滑压运转 工况，必需顺应冷态起动和热态起动情况。 .水位调理系统采用全程给水控制，即传统的三冲量调理方式调理系统采用了汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号和单冲量调理方式调理系统只接纳汽包水位信号。调理系统改动给水泵勺管执行机构的开度。单冲量调理时:汽包