基于Ovation系统1000MW直流锅炉给水控制系统的分析(图文).docx

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基于Ovation系统1000MW直流锅炉给水控制系统的分析(图文)

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论文导读：火电站直流锅炉给水控制系统主要用来满足机组运行需要，以维持燃烧稳定及保证锅炉经济安全运行。天津北疆发电厂2×1000MW机组锅炉为超超临界直流循环锅炉，给水控制系统设计包括锅炉运行所需燃料所对应的给水以及由中性点温度控制偏置维持锅炉干态运行的控制系统,本文对给水控制系统各部分进行分析论述，并给出控制功能的DCS实现。直流锅炉不同于汽包锅炉，由于带有汽包，主汽温度扰动不大，直流锅炉不带有汽包，煤量与给水偏差过大会直接影响主汽温度变化过大，极大地增加了锅炉爆管的可能性，在锅炉干态运行的条件下，给水控制的任务就是要保持进入分离器的蒸汽具有合适的过热度。

关键词：超超临界，直流锅炉，给水控制

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0引言

火电站直流锅炉给水控制系统主要用来满足机组运行需要，以维持燃烧稳定及保证锅炉经济安全运行。论文参考网。天津北疆发电厂2×1000MW机组锅炉为超超临界直流循环锅炉，给水控制系统设计包括锅炉运行所需燃料所对应的给水以及由中性点温度控制偏置维持锅炉干态运行的控制系统,本文对给水控制系统各部分进行分析论述，并给出控制功能的DCS实现。

1给水控制的特点

直流锅炉不同于汽包锅炉，由于带有汽包，主汽温度扰动不大，直流锅炉不带有汽包，煤量与给水偏差过大会直接影响主汽温度变化过大，极大地增加了锅炉爆管的可能性，在锅炉干态运行的条件下，给水控制的任务就是要保持进入分离器的蒸汽具有合适的过热度。一方面要维持分离器的干态运行，防止其返回湿态；另一方面又要控制好分离器出口蒸汽的过热度，以防止过热器超温。当机组工况发生变化，尤其是给水流量或燃烧率等扰动时，锅炉的蒸发段和过热段受热面将随之发生变化，可能引起蒸汽温度剧烈变化，危及机组安全运行。因此，研究直流锅炉变工况时汽温特性，改善控制策略，对于机组的经济运行提出了更高的要求。

在汽包锅炉中给水流量的变化，仅影响汽包水位，而在燃料量变化时又仅仅改变蒸汽压力和流量，因此锅炉给水量、燃料量、汽温控制等都是相对独立的，亦即：给水→水位；燃料→产汽量及汽压；喷水→汽温。在直流锅炉中，由于没有汽包，蒸发与过热受热面之间没有固定的分界线，当给水量或燃料量变化时都会引起蒸发量、汽温和汽压的同步变化，相互有牵制，关系密切，这样给控制系统的设计和调整增加了灵活性，也增添了复杂性。随着超超临界机组蒸汽压力的升高，直流锅炉中间点汽温（通常取启动分离器出口汽温）和过热器出口汽温控制点的温度变动惯性增加（亦即比热增加），时间常数和延迟时间相应增大，在燃料或给水量扰动时，超超临界锅炉的蒸汽温度变化具有更大惯性。

在超超临界机组起动和低负荷（小于最低直流负荷）运行期间，必须投入启动系统，因此也增加了锅炉启动系统对控制的要求。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值，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）且能平稳自动地切换。

在锅炉点火以前，循环泵启动系统投运；分离器水位由控制锅炉母管给水流量来实现。此时给水旁路调节阀控制分离器水位，循环泵出口调节阀控制给水流量，并有循环泵进出口差压保护回路。锅炉点火后，省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值；当燃料量逐渐增加时，随之产生的蒸汽量也增加，从分离器下降管返回的水量逐渐减小，锅炉给水流量逐渐增加，以保证省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值，分离器入口湿蒸汽的焓值增加。当分离器入口蒸汽逐渐达到饱和状态，蒸汽流入分离器，此时没有水可分离，锅炉给水流量等于省煤器入口的给水流量，但仍保持在某个最小常数值。此时给水调节切换到给水流量控制。随着燃烧率继续增加，在分离器中的蒸汽慢慢地过热。分离器出口实际温度仍低于设定值（由锅炉主控指令经函数发生器产生），温度控制还未起作用。所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽，而是用来提高直流锅炉运行方式所需的蒸汽蓄热。当分离器出口的蒸汽温度达到设定值，进一步增加燃烧率，给水量也相应增加，锅炉开始由定压运行转入滑压运行。汽温信号通过选大器，温度控制系统投入运行，分离器出口的蒸汽温度由“煤水比”控制。当锅炉主蒸汽流量增加至40%BMCR，锅炉转入干态运行。在干态自动方式时，循环泵自动停，随即暖管系统投入运行，启动系统暖管调节阀控制分离器下降管水位。

从以上几点可知，超超临界锅炉给水系统更难于控制，情况更复杂了一些。在规定的运行工况下，必须维持某些比例常数，而在变工况下必须使这些比例按一定规律变化，而在启动和低负荷时，要求更大幅度地改变这些比例，以得到宽范围领域的自动控制。为此，必须设计更完善的给水闭环控制系统，在启动工况更多的采用变