锅炉给水控制.ppt

§4 汽包锅炉给水控制; 锅炉给水控制系统的任务;现在机组都是给水全程控制系统。所谓给水全程控制系统，是指在机组启停过程和正常运行时均能实现自动操作的控制系统。因为随着发电机组容量的增大和参数的不断提高，机组的控制与运行管理变得越来越复杂和困难。尤其是当机组承担变动负荷时，不仅用电负荷剧烈变化，而且机组的启停次数也增加了。机组在启停过程中，需要监视的参数多，而且操作控制的项目也大大增加。这时，运行人员更需要各个自动化系统能发挥作用，用以减轻运行人??的劳动强度，保证机组的安全运行。因此，现代大容量单元机组迫切需要在不同负荷和工况下都能起良好控制作用的自动控制系统，这就产生了全程控制系统。;;二、影响因素： 影响水位的因素主要有: ?锅炉蒸发量（负荷D） ? 给水量W ?炉膛热负荷（燃烧率M） ? 汽包压力Pb; 给水量扰动下水位变化的动态特性;因为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，才能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，汽包中水仍然在蒸发，因此水位也有下降趋势。; 蒸汽流量扰动下水位的动态特性;注意：; 炉膛热负荷扰动下水位变化的动态特性;燃烧率增加时，锅炉吸收更多的热量，使蒸发强度增大，如果不调节蒸汽阀门，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，水位应下降。但由于在热负荷增加时蒸发强度的提高，使汽水混合物中的汽泡容积增加，而且这种现象必然先于蒸发量增加之前发生，从而使汽包水位先上升，从而引起“虚假水位”现象。当蒸发量与燃烧量相适应时，水位便会迅速下降，这种“虚假水位”现象比蒸汽量扰动要小一些，但其持续时间长。 ; 给水控制基本方案;单冲量给水控制系统;单冲量调节时:汽包水位测量值与汽包水位设定值的偏差（定值减测量值，以形成调节器输出的反作用）进入单冲量PID调节器，PID输出控制单台运行泵的勺管开度；;但是，内扰迟延大和外扰时“虚假水位”明显的水位对象，该系统存在严重的不足，简述如下：假设某时刻发生了负荷扰动，蒸汽流量增加，蒸汽流量大于给水流量，正确的控制作用应及时增加给水量。但是由于虚假水位的存在使水位不是下降，而是上升！调节器输入偏差小于0，阀门开度减小，使本来已有的流量不平衡进一步扩大了。不难想象，虚假水位后紧接着的是水位急剧下降，这就扩大了动态偏差，延长了调节过程时间。另一方面，当水位下降后，在控制作用下增加给水流量时;由于给水内扰通道有较大的迟延，调节效果不能及时反映出来。这就是说，即使给水流量增加大于蒸发量，被调量水位并不能马上上升，调节器输入偏差持续大于0。这可能使给水流量反过来远大于蒸汽流量，加剧了系统的振荡，延长了调节过程时间，甚至不能满足生产过程的要求。所以，对大、中型锅炉，不宜采用单冲量控制系统。;单冲量控制系统结构简单，可用于内扰迟延小，外扰时虚假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。这是因为在低负荷阶段由于锅炉的疏水和排污等因素的影响，使给水流量和蒸汽流量存在着严重的不平衡，且流量太小，测量误差较大。同时，因汽包压力低虚假水位也不严重，不宜采用三冲量控制。;单级三冲量给水控制系统;;1．工作原理: PID控制器接受三个信号：H , D,W;从图中可以看出，调节器接受三个信号（H、W、D），其输出通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，水位低时应增加给水流量。蒸汽流量D和给水流量W的变化是引起水位变化的主要原因（扰动信号），它们分别作为水位控制的前馈信号和反馈信号。当D改变时，调节器PI动作。适当地改变给水量W，保证D和W比值不变；而当W自发地改变时，PI也立即动作使W恢复原来数值，有效地控制水位的变化。;蒸汽流量D是为了克服虚假水位引起的调节器误动作。例如，当蒸汽流量D增加时，由于虚假水位的影响，使水位上升，Ih下降，这就是调节器输入偏差变负，使给水量减少。但与此同时，加入调节器输入端的前馈信号ID也增加了。ID的作用是要增加给水流量。显然，如果ID整定的得当，就可抵消虚假水位的影响。;给水流量信号IW是为了克服给水流量的内扰，及时反映控制效果，改善调节品质。例如，当某种原因引起给水流量增加时，由于内扰通道的迟延，水位不能立即上升，但IW增加了，这就使调节器的输入偏差变为负值，调节器的输出使阀门开度减小，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。这个克服给水流量内扰的控制过程是在