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发布时间:陈兵
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关键词:汽包水位;给水流量;自动调节

1 汽包水位的重要性

火力发电厂汽包水位是锅炉正常运行中一个非常重要的监控参数,也是锅炉安全运行的主要条件之一,保持汽包水位正常是保证锅炉安全运行的必要条件。汽包水位过高,会使蒸汽带水而使过热器结垢,容易造成过热器超温损坏,同时也使过热器壁温产生变化。汽包水位过低,则可能破坏锅炉的水循环系统,造成水冷壁管破裂。无论汽包水位是过高还是过低,都将影响机组的安全运行。

2 给水自动调节的必要性

随着锅炉容量增大和参数的提高,锅炉蒸发受热面的热负荷显著提高,负荷变化时水位的变化速度加快。锅炉工作压力的提高,使给水管道系统相应复杂,因而对控制系统的功能和调节结构的特性要求更高,手动调节对于参数的把握、数值的测算做不到非常的准确。加之调节的延时,反馈的延时,都会给调节过程带来一定的误差。同时,手动调节的工作量非常大,运行人员调整的频率很高,工作强度很大。所以,为了减轻运行人员的劳动强度,保证锅炉的安全运行,实现给水系统的自动控制是非常必要的。

3 给水流量的调节

锅炉采用定速给水泵和变速给水泵两种方式供水。定速给水泵通过调节阀门开度,来实现给水流量的改变,为给水流量的节流调节方式。其特点是,改变阀门开度来调节给水流量,调节方式简便、可靠,但节流损失大,泵的消耗功率相对增大。由于调节阀在高压下工作,容易造成阀门的磨损和损坏。从节约能源和经济效益方面考虑,节流调节方式是不经济的。变速给水泵的优点非常多,具体如下:对给水泵的转速进行无极变速控制,控制范围较宽(25%-100%),并且可实现平滑启动,减少电机的启动功率;给水泵转速传递效率高,维护量小,并且依靠流体的阻尼作用能吸收电动机和水泵的震动和冲击,延长机械寿命;变速结构简单,执行器接受电流信号,控制勺管的位置,便于进行自动控制或远方操作。

4 给水自动调节系统的方案

给水调节系统可以有多种实施方案,其最终方案的确定除考虑热力系统布置,主机和辅机结构特性等因素外,还应确定选用的控制设备。好的控制设备功能完善、运行可靠 、系统组成方便灵活,是实现调节系统正常运行的重要条件。常用给水自动调节系统的方案有三种:

1. 给水调节器接收汽包水位H、蒸汽流量D和给水流量q三个信号,其输出信号用于调节给水流量。系统中汽包水位是被调量,称为主信号。由于引起汽包水位变化的是蒸汽流量和给水流量,所以在系统中引入了蒸汽流量和给水流量信号。其中蒸汽流量信号为前馈信号(用于消除干扰),给水流量信号称为反馈信号(用于消除内扰)。这样组成的系统称为前馈-反馈调节系统。

2. 串级三冲量给水调节系统。我厂目前主要采用了串级三冲量给水调节系统,系统采用了两个调节器。主调节器采用PI调节规律,以保证水位无静态偏差。主调节器输出信号、给水流量、蒸汽流量信号接入副调节器,其中主调节器的输出信号作为副调节器的给定值信号。副调节器一般采用比例调节规律,以保证副回路的快速性。该调节系统由两个闭合回路和前馈组成。副回路是具有近似比例特性的快速随动系统,用来克服因给水压力波动等因素引起的给水流量的自发扰动(内扰),以及当蒸汽负荷改变(外扰)时,迅速调节给水流量和蒸汽流量进行平衡。主回路的任务是校正水位偏差。与单级三冲量给水调节系统相比较,串级三冲量给水调节系统的调节质量较好。

运行中要控制好水位,就首先要做好对水位的监视工作。锅炉正常运行中,汽包水位应以就地水位计为准,参照电接点水位计的指示作为监视手段,通过保持给水流量,减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。值得注意的是:由于表计散热,汽包就地水位计所显示的水位要比汽包中的实际水位低。自然循环汽包炉的就地水位计指示与实际水位的差值约为50-100mm。水位低时偏差小些,水位高时则偏差大些,因而运行中应对就地水位计的水位进行必要的修正。为减少水位计指示的水位与汽包内实际水位的偏差,有的锅炉将汽包就地水位计的水侧下部接至汽包下降管处,使汽包就地水位计内的水能流动,以减少水位计散热后水位指示的误差。在锅炉启停过程中,由于负荷、燃烧工况频繁变动,给水调节一般采用手动调节;锅炉正常运行中应投入三冲量给水自动调节系统,经常监视各表计指示的变化情况。当水位超过正常允许的变化范围,且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。手动调整时幅度不可过大,应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺水、满水事故。

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