300MW机组给水控制研究 -学兔兔 www.xuetutu.com

300MW机组给水控制研究卢峰，等300MW机组给水控制研究Researchoffeed—watercontrolfor300MWunit卢峰都业尹2段新会。(1．华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003；2．河北大唐国际丰润热电有限责任公司河北唐山063001；3．华北电力大学仿真与控制技术研究所河北保定071003)[摘要]针对汽包炉的给水控制特点，对平凉电厂300MW发电机组的给水控制工作原理及控制策略进行了介绍。基于STAR一90仿真平台，通过仿真试验，验证了该控制策略的合理性，为汽包炉给水控制研究提供了借鉴和参考。[关键词]汽包炉；给水；控制；仿真[中图分类号]TP223．5[文献标识码]A引言汽包炉给水控制是保证锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内。汽包水位是锅炉安全运行的一个重要参数，它反映了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机安全运行的必要条件，汽包水位过高会影响汽水分离装置的工作，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。随着锅炉容量的增大和参数的提高，汽包容积相对缩小，而锅炉蒸发受热面的热负荷提高，加快了负荷变化时水位变化的速度，因此对汽包炉的给水控制提出了更高的要求。平凉电厂300MW发电机组采用的锅炉为亚临界自然循环汽包炉，单炉膛，一次中问再热，平衡通风，岛式布置，BMCR工况下过热蒸汽主要参数为：流量1025T／H，温度541℃，压力17．456Mpa。燃用华亭煤矿煤，采用四角布置切圆燃烧摆动式燃烧器。本文将根据平凉电厂300MW发电机组的给水控制系统的仿真设计，详细介绍滑压运行的汽包炉给水控制的特点和思路。1汽包炉给水控制的特点1)由于给水温度低于汽包内的饱和水温度，在有给水流量扰动时，给水进入汽包后吸收了原有的饱和水中的一部分热量，使锅炉的蒸汽量下降，水面以下的汽泡总体积也就相应减小，从而导致水位下降。2)在汽机蒸汽流量的扰动下，若汽机蒸汽流量突然增加，一方面改变了汽包内的物质平衡状态，使水位下降；另一方面，由于蒸汽流量的增加，锅炉内的汽泡数量增多，同时由于燃料量维持不变，汽包压力下降，使汽包水面下的汽泡膨胀，总体积增大，从而导致汽包水位上升。当后者的影响大于前者时，在负荷增加后的一段时问内水位不但不下降，反而明显上升，这种反常现象就是“虚假水位”现象。3)燃料量的扰动必然引起蒸汽量的变化，因此同样有虚假水位现象。但是由于汽包和水循环系统中有大量水，汽包和水冷壁金属管道也会储存大量的热量，因此有一定热惯性。燃料量的增大只能使蒸汽量缓慢增大，而且汽包压力还慢慢上升，它将使汽泡体积减小。因而，燃料量扰动下的虚假水位比负荷扰动下要和缓得多。由以上分析可知，给水量扰动下水位响应过程具有纯迟延，负荷扰动下水位响应过程具有虚假水位现象，燃料量扰动下也会出现虚假水位现象，这些特性使控制汽包水位的任务变得比较困难和复杂¨j。2汽包炉给水控制系统的工作原理平凉电厂300MW发电机组的给水控制是一个可以进行单、串级切换的控制系统，其设备为两台汽泵及一台电泵。常用的串级调节回路中外同路进行水位调节，内回路进行给水流量调节。内回路的指令分配到各给水泵，并作为各泵的人口流量调节回路的设定值。泵人口流量调节回路的指令通过函数发生器形成各泵转速设定值，最终一11—学兔兔www.xuetutu.com《仪器仪表与分析监测》2011年第4期通过转速调节回路来控制各泵的转速。这样，通过串级回路的内回路响应的快速性迅速作用到各给水泵，使得实际给水流量与设定值匹配，并最终通过外回路对汽包水位的调节，使得给水流量满足负荷要求。平凉电厂300MW发电机组给水控制逻辑如图1所示。串级回路的外回路进行汽包水位的调节，主蒸汽温度其中主蒸汽流量作为该控制器的前馈，提高该控制器动作的快速性。主蒸汽流量根据弗留格尔公式采用汽轮机第一级压力以及主蒸汽温度来进行计算。如果采用标准喷嘴测量蒸汽流量，一方面在高温高压下节流喷嘴容易磨损，检修维护也困难，测量误差较大，另一方面节流损失也大，L大J此一般不采用这种方法。一12一BFPTABFPM图1平凉电厂300MW发电机组控制逻辑给水控制学兔兔www.xuetutu.com300MW机组给水控制研究卢峰，等串级回路的内回路进行给水流量的控制。经过汽轮机第一级压力计算，主蒸汽温度的校正，最终得到主蒸汽流量，其值应加上旁路流量得到最终的蒸汽流量。当蒸汽流量突然增大时，一方面由于虚假水位会暂时升高，它使调节器错误的指挥调节机构减小给水量；另一方面，蒸汽流量的增大也会使得调节机构增加给水量，这样可以克服虚假水位的影响。由主蒸汽流量作为前馈的外回路控制器指令作为内回路的设定值，消弱了虚假水位期间调节机构的误动作。串级控制