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1、第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 第四章第四章 直流锅炉给水控制系统直流锅炉给水控制系统 4. 4.1 1 概概 述述 4.4.2 2 锅炉循环泵启动系统基本控制锅炉循环泵启动系统基本控制 4.34.3 锅炉给水控制系统实例分析锅炉给水控制系统实例分析 1 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power U
2、niversity 4-1 概 述 2 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 一、控制原理一、控制原理 直流锅炉给水控制系统不同的设计，采用不同直流锅炉给水控制系统不同的设计，采用不同 的控制策略。的控制策略。600600MWMW机组苏尔寿锅炉采用给水量调机组苏尔寿锅炉采用给水量调 节过热器中间点的温度。节过热器中间点的温度。CECE锅炉采用控制给水流量锅炉采用控制给水流量 来响应锅炉负荷的变化，下图为来响应锅炉负荷的变化，下图为CEC
3、E直流锅炉给水控直流锅炉给水控 制系统原理图。制系统原理图。 二、系统分析二、系统分析 1. 1. 该该给水控制系统的主控部分为给水流量与锅炉给水控制系统的主控部分为给水流量与锅炉 负荷指令之间偏差的负荷指令之间偏差的 PIDPID调节加上前馈控制调节加上前馈控制，该前馈，该前馈 信号由三部分相加组成：锅炉负荷指令的比例微分（信号由三部分相加组成：锅炉负荷指令的比例微分（ PDPD），），给水泵再循环阀门位置信号的函数，给水旁路给水泵再循环阀门位置信号的函数，给水旁路 阀门位置信号的函数。阀门位置信号的函数。 3 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Elec
4、tric Power UniversityNorth China Electric Power University 图图. . CECE直流锅炉给水直流锅炉给水 控制系统原理图控制系统原理图 4 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 2. 2. 由两台汽动给水泵的转速控制来实现给水由两台汽动给水泵的转速控制来实现给水 流量的控制。流量的控制。在启、停和低负荷时，用给水旁路在启、停和低负荷时，用给水旁路 阀来控制给水流量，为给水流量和锅
5、炉负荷指令阀来控制给水流量，为给水流量和锅炉负荷指令 之间偏差的之间偏差的PIDPID调节加上锅炉负荷指令的前馈信号调节加上锅炉负荷指令的前馈信号 （PD)PD)。当给水流量增加到一定值后，主给水阀开当给水流量增加到一定值后，主给水阀开 启，给水旁路阀关闭，系统切换到汽泵转速控制启，给水旁路阀关闭，系统切换到汽泵转速控制 的正常运行方式。的正常运行方式。 5 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (1) (1) 给水泵转速控制给水泵转速
6、控制 在给水泵控制系统中，给水主控发出的给水需求在给水泵控制系统中，给水主控发出的给水需求 指令，被送到给水泵转速控制器，通过改变给水泵转指令，被送到给水泵转速控制器，通过改变给水泵转 速来维持给水流量。速来维持给水流量。 (2) (2) 给水调节门的控制给水调节门的控制 给水调节门不直接调节给水流量，调节门仅控制给水调节门不直接调节给水流量，调节门仅控制 给水母管压力。当给水母管压力发生偏差时，通过给给水母管压力。当给水母管压力发生偏差时，通过给 水调节门的调节来维持给水母管压力，以保证对过热水调节门的调节来维持给水母管压力，以保证对过热 器的喷水压力。器的喷水压力。 6 第四章第四章 锅炉
7、给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (3) (3) 给水泵最小流量控制系统给水泵最小流量控制系统 电动给水泵和汽动给水泵都设计有最小流量控制电动给水泵和汽动给水泵都设计有最小流量控制 系统，通过给水再循环，保证给水泵出口流量不低于系统，通过给水再循环，保证给水泵出口流量不低于 最小流量设定值，以保证最小流量设定值，以保证给水泵设备的安全给水泵设备的安全。给水泵。给水泵 最小流量控制系统通常为单回路调节系统，流量测量最小流量控制系统通常为单回路调节系统，
8、流量测量 一般采用二取一。给水泵最小流量控制系统仅一般采用二取一。给水泵最小流量控制系统仅工作在工作在 给水泵启动和低负荷阶段给水泵启动和低负荷阶段；锅炉给水流量只要大于最；锅炉给水流量只要大于最 小流量定值，给水再循环调节阀门就关闭。最小流量小流量定值，给水再循环调节阀门就关闭。最小流量 给水再循环调节阀通常设计为反方向动作，即控制系给水再循环调节阀通常设计为反方向动作，即控制系 统输出为统输出为0 0时，阀门全开；输出为时，阀门全开；输出为100100时，阀门全关时，阀门全关 。这样在失电或失去气源时，阀门全开，可保证设备。这样在失电或失去气源时，阀门全开，可保证设备 的安全。的安全。 7
9、 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (4) 给水需求信号的产生给水需求信号的产生 超临界直流炉的给水控制与汽包炉不同，给水的超临界直流炉的给水控制与汽包炉不同，给水的 需求信号主要根据总燃料量来决定。需求信号主要根据总燃料量来决定。 以与锅炉给煤量及总燃料量为基础发出给水量需以与锅炉给煤量及总燃料量为基础发出给水量需 求信号。在这以后，再加上燃烧器摆角修正、分离器求信号。在这以后，再加上燃烧器摆角修正、分离器 出口温度修正、分离器出
10、口温度微分信号就产生了给出口温度修正、分离器出口温度微分信号就产生了给 水需求信号。在机组启动状态中，或水需求信号。在机组启动状态中，或UAMUAM工作于工作于 AUTOAUTO方式，则给水需求信号由方式，则给水需求信号由UAMUAM发生，原理图如发生，原理图如 下图所示。下图所示。 8 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 图图. . 给水需求信号原理给水需求信号原理 9 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North C
11、hina Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (5) (5) 分离器出口温度修正分离器出口温度修正 分离器出口温度修正的作用是修正燃水比，有时分离器出口温度修正的作用是修正燃水比，有时 又被称为中间点温度修正。其修正原理是：对给定的又被称为中间点温度修正。其修正原理是：对给定的 锅炉热负荷，其允许的喷水量应与分离器温度有一定锅炉热负荷，其允许的喷水量应与分离器温度有一定 的关系。或者这样说：当喷水量与给水量的比例增加的关系。或者这样说：当喷水量与给水量的比例增加 时，说明煤与水的比例中煤多了一些，而煤量一
12、多，时，说明煤与水的比例中煤多了一些，而煤量一多， 反应最快的是分离器出口温度。正常的分离器出口温反应最快的是分离器出口温度。正常的分离器出口温 度是分离器压力的函数。而喷水量与给水量的比值又度是分离器压力的函数。而喷水量与给水量的比值又 是锅炉热负荷的函数。分离器出口温度修正原理如下是锅炉热负荷的函数。分离器出口温度修正原理如下 图所示。图所示。 10 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 图图. . 分离器出口温度修正原理分离器出口
13、温度修正原理 11 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (6) (6) 分离器水位控制分离器水位控制 在机组启动阶段，分离器的疏水经在机组启动阶段，分离器的疏水经AAAA、ANAN、ANBANB 三只调节阀被排至大气扩容箱或除氧器。这三只疏水阀三只调节阀被排至大气扩容箱或除氧器。这三只疏水阀 的动作与分离器水位的关系见下图。的动作与分离器水位的关系见下图。 需要说明的是，为保证除氧器的安全，当除氧器压需要说明的是，为保证除氧器的安全，
14、当除氧器压 力高于设定值时，力高于设定值时，ANBANB阀被强迫全关。阀被强迫全关。 图图. . 疏水阀与分离器水位关系疏水阀与分离器水位关系 12 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 4-2 锅炉循环泵启动系 统基本控制 13 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 1 1、启
15、动系统运行方式、启动系统运行方式 左图：由锅炉给左图：由锅炉给 水自动控制分离器水自动控制分离器 水位（水位（1 1BS-LT-BS-LT- 50lA50lA502A502A，1BS-1BS- LT-50lBLT-50lB502B502B） ， 负荷逐渐增加，一负荷逐渐增加，一 直到纯直流负荷方直到纯直流负荷方 式后切换到温度自式后切换到温度自 动控制方式。动控制方式。 14 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University (1) (1) 机组启
16、动机组启动 从水位控制到温度控制的切换过程从水位控制到温度控制的切换过程 对于直流炉来讲，为了确保水冷壁在低负荷时对于直流炉来讲，为了确保水冷壁在低负荷时 有效的冷却，通过水冷壁的流量不能小于某个有效的冷却，通过水冷壁的流量不能小于某个 值（值（3030BMCRBMCR暂定），即最低直流负荷。当机组暂定），即最低直流负荷。当机组 启动和停炉时，启动系统投入使用，由于启动启动和停炉时，启动系统投入使用，由于启动 系统要经历不同的运行状态（湿态和干态），故须系统要经历不同的运行状态（湿态和干态），故须 采用不同的控制方式（湿态和干态）且能平稳采用不同的控制方式（湿态和干态）且能平稳 自动地切换。自动地切换。 15 第四章第四章 锅炉给水控制系统锅炉给水控制系统 North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University 在在I I阶段以前，按
