1000MW机组给水控制策略

给水控制策略和调整注意事项 一、简介 直流锅炉其受热区、蒸发区和过热区之间无固定的界限，给水经加热、蒸发和变成过热蒸汽是一次性连续完成的，锅炉的蒸发量不仅决定于燃料量，同时也决定于给水流量。直流锅炉的协调系统、汽温自动、燃烧自动、给水自动相互关联，而给水自动则是其中的核心。 我厂给水控制的策略是：基于中间点焓值(汽水分离器出口焓值)校正、控制动态燃水比值的给水自动控制系统，控制逻辑由前馈和反馈调节二部分组成，给水指令的前馈又由静态前馈和动态前馈二部分组成，静态前馈是给水指令的主要部分，由锅炉的负荷指令(总燃料量)经F(x)函数折算出锅炉需要的给水总量，再扣除减温水量后，作为给水的基本指令，该部分保证了稳态的燃水比。 动态前馈是为了加快变负荷时给水的响应速度，从而提高机组的负荷响应速度。 给水指令的反馈部分则是确保分离器出口(过热器进口)的焓值等于给定值，即采用中间点焓值(汽水分离器出口焓值)进行校正，最终使分离器出口的焓值等于给定值。通过给水自动的前馈与反馈调节，使得燃料量、给水量、蒸发量等成比例的调节，协调一致，确保了机组的安全。 我厂以内置式汽水分离器出口作为中间点，以该点的焓值来校正动态燃水比。采用这种控制策略的优点有以下几条： 在燃料量或给水流量扰动下，汽水分离器出口的微过热汽温变化的迟延远小于过热汽温，能提前反映过热汽温变化。同时，微过热点前包括有各种类型的受热面，工质在该点前的焓增占过热蒸汽总焓增的3／4左右，当燃水比及其他工况发生较大变化时，该3／4的比例变化不大。因此控制汽水分离器出口的微过热蒸汽的焓值等于给定值，等于间接地控制了过热蒸汽。 过热蒸汽的焓值代表了过热蒸汽的做功能力，控制汽水分离器出口(微过热蒸汽)的焓值其实是控制了过热入口蒸汽的初始做功能力，利于负荷的控制。 焓值是温度和压力的二元函数，这对于滑压运行的直流锅炉而言，控制焓值更能反映机组当时做功能力。当工质参数变化时，焓值变化的灵敏度高，具有较好的代表性，尤其是在接近饱和温度时，焓值／温度斜率增大，能快速地反映燃水比失调，有利于及时修正给水。 给水控制主要有2个阶段，点火后湿态带部分负荷阶段及纯直流阶段； 点火后湿态带部分负荷阶段是指燃烧率低于30％BMCR，分离器处于湿态运行，此时的给水自动用于控制分离器水位，类似汽包炉的水位控制；纯直流阶段，此时的给水自动是基于中间点焓值校正的控制动态燃水比值给水自动；湿态时的给水控制，在机组燃烧率低于30％BMCR，锅炉处于非直流运行方式，焓值校正控制器处于跟踪状态，给水控制保持30％BMCR流量指令，由于分离器处于湿态运行，此时，主要控制分离器储水箱中的水位。 湿干态切换时的给水控制，先增加锅炉的燃烧率，然后再增加给水量。在最小水冷壁流量下，燃烧率的增加使饱和蒸汽量增加而饱和水量减小，当汽水分离器的工质变为干饱和蒸汽时，分离器的水位控制阀关闭。随着燃烧率的进一步增加，流进汽水分离器的工质逐步变为过热蒸汽，当过热蒸汽的过热度超过设定的微过热度后，焓值修正回路将工作，同时负荷．给水的前馈也要求加水，从而就实现了由湿态的水位控制到直流下的给水控制的平稳转换。 纯直流阶段给水自动，是整个超超临界直流机组控制的核心部分，其基本控制逻辑是：总燃料量(负荷指令)通过相应的函数F(x)计算出理想的给水流量要求值(见燃水曲线)，同时考虑到水冷壁进口给水的焓值偏差对过热蒸汽焓值的影响，对给水流量给定值进行省煤器进口给水与分离器出口的焓差修正，进行动态补偿，形成给水流量基本指令，而后再叠加焓值控制器输出，再经过煤、水交叉限制，最终生成给水流量指令，送至两台给水泵流量控制子回路。 二、给水控制系统的控制简述 给水控制主要有2个阶段，点火后湿态带部分负荷阶段及纯直流阶段（干态）；干湿态逻辑判断为： 湿态：给水流量设定小于1020T/H且过热器入口焓值小于焓值设定（2700左右）且分离器液位大于设定值 干态：给水流量设定大于1020T/H且过热器入口焓值大于焓值设定（2700左右）且锅炉主控大于270MW 湿态带部分负荷阶段控制： 1．点火后给水流量设定为最小400T/H，由给水旁路门控制给水流量，给泵控制主给水压力与省煤器入口压力的差压，差压设定值根据给煤量但不超过3Mpa。如发生炉水循环泵跳闸，给水旁路门控制给水流量为1020T/H，随着燃料加大，蒸汽不断产生，给水量加大，给水旁路门开大，当给水旁路门大于40%时，主给水隔离阀自动开启，给水旁路门强切手动，给水流量改由给水泵转速控制，然后运行可手动关闭给水泵出口调节旁路。 2．湿态的给水流量调节的重点如上图所示，炉循泵的出口调门维持锅炉最小通流量1050t/h，随着煤量的上升，主蒸汽流量逐渐产生，使得湿态所需的给水流量增大，在维持锅炉最小通流量1050t/h不变的前提下所需的炉循泵流量则不断减少，使得炉循泵的出口调门逐渐关闭，另外当储水箱水位明显下降，低于5米时，再循环泵保护动作。当回水量小于循环泵的最小流量时，并接在循环泵进出口的再循环回路的调节阀开始工作，以保护循环泵的安全，当锅炉过渡到直流状态时，循环泵可以停运。 3．湿态的给水流量维持分离器水位15m，分离器疏水阀A、B为溢流阀，水位设定分别为16.5m与18.5m，运行可加偏置改变水位设定。 4．当启动过程中机组突然跳闸，储水箱压力大于200bar，设定值为过热器入口焓的设定值上限，水位的设定值经变增益调节后，与过热器入口焓值偏差进行大选，维持储水箱水位为15米 直流工况下的给水控制 1．给水流量基本指令的形成回路 总燃料量(负荷指令)通过相应的函数F(x)计算出理想的给水流量要求值，考虑到水冷壁进口给水的焓值偏差对过热蒸汽焓值的影响，对给水量要求值进行进口给水焓差修正，然后通过动态补偿形成给水流量基本指令，与焓控制器输出一道组成给水流量指令，送至两台给水泵流量控制子回路。 正常时焓控的设定值生成回路 储水箱压力(分离器)经一阶惯性环节后，(时间常数为蒸汽储存的响应时间)，分别经过三个FX函数发生器，得出最大、最小、目标焓值；(储水箱压力代表负荷) 储水箱压力与储水箱压力经一阶惯性环节后的值进行大选，分别经过2个FX函数发生器，得出TmaxSPl、TmaxSP2两个值，其中TmaxSPl减去分离器出口最高温度，经系数修正后，与由“锅炉指令反馈算出的总的减温水流量与实际的减温水流量的差值”进行小选，而后送到焓值修正的PI调节器，该调节器的输出值即为焓控的设定值的修正值。在限值TmaxSPl的控制回路中，当水冷壁管出口温度中的最高值大于限值TmaxSPl时，经过焓设定积分器将焓设定值逐步减少，相应增加给水流量指令，达到降低水冷壁管温度的目的；如果限值TmaxSPl功能没有得到有效控制，水冷壁温度超过限值TmaxSP2，限值TmaxSP2设定的控制回路将焓设定值迅速切至最低限Hmin，通过快速增加给水流量指令，强制抑制水冷壁管温度上升。随后通过动态环节，逐步将焓设定值恢复至正常。(见异常工况的焓控的设定值)目标焓值和“焓控的设定值的修正值”相叠加后，得到正常时焓控设定值 2．焓设定值的形成回路 分离器出口焓设定值应该是实际负荷(用储水箱压力代表负荷)的函数，在直流、滑压运行方式下分离器储水箱压力可以代表负荷值作为焓值设定函数F(x)输入，函数F(x)的设置应考虑不同负荷对分离器出口焓的要求，以保证分离器出口有一定的过热度， 3．过热器减温水流量校正回路 直流锅炉的给水流量控制与减温水总量的控制之间有着必然的联系。直流锅炉给水控制的一个主要任务就是维持汽温稳定，一方面严格控制燃水比完成过热汽温粗调，另一方面又要确保后级减温在可调范围内。根据设计在不同的负荷下，给水流量和减温水流量有相对应比值，如果实际减温水流量发生偏差时，焓设定积分器就会校正焓定值，改变给水流量指令，使减温水量逐步消除偏差。 4．水冷壁管出口温度越限回路 直流锅炉的水冷壁出口温度超过其对应负荷下的温度保护定值，则发生MFT，这是直流锅炉为防止水冷壁管超温而设置的一个重要保护，为此在给水控制系统中增设限值，TmaxSPl、限值TmaxSP2二个控制超温回路。在限值TmaxSPl 设定的控制回路中，当水冷壁管出口温度中的最高值大于限值TmaxSPl时，经过焓设定积分器将焓设定值逐步减少，相应增加给水流量指令，达到降低水冷壁管温度的目的；如果限值TmaxSPl功能没有得到有效控制，水冷壁温度超过限值TmaxSP2，限值TmaxSP2设定的控制回路将焓设定值迅速切至最低限，通过快速增加给水流量指令，强制抑制水冷壁管温度上升。随后通过动态环节，逐步将焓设定值恢复至正常。 异常工况时的焓控设定值 2．1当满足水冷壁出口温度超过其对应负荷下的温度保护定值 T MAX2条件时，焓控的设定值切到最小的焓值，从而迅速增加给水。强制抑制水冷壁管温度上升。随后通过动态环节，逐步将焓设定值恢复至正常。焓控的设定值与过热器入口焓相减后，得到偏差信号，送到焓控PI调节器。 注意事项 1．由于给水量低于400t/h时，给水流量测量晃动大，不建议投给水旁路阀自动 2．给水系统自动投运顺序：分离器疏水阀A、B-炉循泵的出口调门-给水旁路门-给泵 3．炉循泵的出口调门自动时，手动通过给水旁路门或给泵增加给水时，炉循泵的流量设定会自动下降，但能保障省煤器入口流量为1050t/h 4．给水主控未投自动时，给水实际未在自动，只不过为人工给定流量的自动，给水主控投自动后，应尽量保证偏置为0，偏置只为紧急时备用。