【正文】 汽溫度。理論和實踐證明要保證直流鍋爐的過熱汽溫的穩(wěn)定，維持一定的燃水比并且通過控制汽水流程中某一點(通常取分離器出口處)的焓值為負荷的函數(shù)是切實有效的手段。由于該點位于整個汽水流程的前部，因此該點焓值(溫度)對燃水比失調(diào)的反應快，慣性和遲延時間均較小。當給水量或燃燒率擾動時，汽水流程中各點工質(zhì)溫度的動態(tài)特性相似；在鍋爐的燃水比保持不變時(穩(wěn)定工況)，汽水流程中某點工質(zhì)的焓值就保持不變。鍋爐轉(zhuǎn)直流運行穩(wěn)定后，給水控制系統(tǒng)根據(jù)鍋爐主指令和燃水比計算出給水流量定值，它代表不同負荷下對給水流量的要求；微過熱溫度(中間點溫度)控制器輸出給水流量校正系數(shù)(～)及時微調(diào)給水流量，最后給水控制器通過兩汽泵轉(zhuǎn)速控制和電泵勺管控制省煤器入口流量，最終保證中間點溫度具有一定的過熱度，且在允許范圍內(nèi)變化。分離器出口壓力經(jīng)一階慣性環(huán)節(jié)后由 f(x)計算出微過熱溫度定值?？紤]實際工程設計中微過熱溫度定值設計與機組實際運行情況的偏差，特引入一減前后溫差控制器，以22保證減溫水量和給水量的比例。 600MW超臨界機組的給水系統(tǒng)控制方案給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)分給水流量定值形成、給水泵給水流量主調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水調(diào)節(jié)閥給水流量輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)。23圖 31 給水流量24圖 32 給水流量邏輯25圖 33 給水控制一26圖 34 給水控制二27圖 35 給水控制三28圖 36 給水控制四29圖 37 給水控制邏輯一30圖 38 給水控制邏輯二31 給水流量定值形成說明如圖 31 給水流量，圖 33 給水控制一和圖 34 給水控制二所示。在超臨界機組中，沒有汽包這樣的中間介質(zhì)，因此必須使給水流量同鍋爐的蒸汽流量噴水流量的需求相適應。在蒸汽流量和燃料量和給水流量之間的任意一方出現(xiàn)配合不當均會使鍋爐的蒸發(fā)點移動。因此，在給水系統(tǒng)中要控制分離器出口的溫度的過熱度。在給水系統(tǒng)中，正常給水流量定值是通過給煤量和總?cè)剂狭繛榛A的函數(shù)作為基本的給水量需求信號。在此基礎上，加上分離器出口溫度修正、分離器出口溫度微分信號進行修正產(chǎn)生給水流量定值。分離器出口溫度修正即中間點溫度修正，其作用是修正燃水比。其修正原理是：對給定的鍋爐負荷其允許的噴水量和分離器出口溫度有一定的關系。當噴水量與給水量的比例增加時，說明煤與水的比例中煤量增多，煤量的增多反應最快的是分離器出口溫度。正常的分離器出口溫度和分離器出口壓力有一定的函數(shù)關系，噴水量和給水量的比值也是鍋爐負荷的函數(shù)。給水泵控制回路中設計有跟蹤，當給水泵切手動后給水泵手操器跟蹤給水泵位置反饋信號，當再次投自動時能保證無擾切換。如圖 32 給水流量邏輯所示，當省煤器入口給水流量壞質(zhì)量、一級減溫水流量壞質(zhì)量、二級減溫水流量壞質(zhì)量或者再熱減溫水流量壞質(zhì)量則給水流量壞質(zhì)量。如圖 37 給水控制邏輯一所示，當如圖所示邏輯出現(xiàn)時，相應的 PID 調(diào)節(jié)器切手動。 電泵給水流量調(diào)節(jié)說明如圖 35 給水控制三及圖 37 給水控制邏輯一所示。給水流量定值形成后和省煤器入口流量信號比較作為電泵給水流量調(diào)節(jié) PID 的輸入，電泵給水流量調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)電泵勺管，來調(diào)節(jié)省煤器入口流量。電泵程控啟，開勺管到 10％，電泵程控停，關勺管到 10％。電泵停且在備用狀態(tài)，電泵 M/A 站跟蹤電泵指令。汽泵跳閘，聯(lián)啟電泵。 給水旁路閥水位輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理如圖 35 給水控制三及圖 37 給水控制邏輯一所示。35％給水調(diào)節(jié)閥水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是典型的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器接受給水流量偏差信號，經(jīng) PID 運算后，作為調(diào)節(jié)閥開度指令，調(diào)節(jié)給水流量。35％給水調(diào)節(jié)閥水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)只用于上水和低負荷階段，此時電泵在最小轉(zhuǎn)速。正常帶負荷情況下，該調(diào)節(jié)閥關閉，或手動調(diào)節(jié)。 汽泵給水流量調(diào)節(jié)說明如圖 36 給水控制四及圖 38 給水控制邏輯二所示。給水流量定值形成后和省煤器入口流量信號比較作為汽泵給水流量調(diào)節(jié) PID 的輸入，32汽泵給水流量調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)兩臺汽泵的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)省煤器入口流量。汽泵給水流量調(diào)節(jié)器的輸出分別送到 A、B 汽泵 M/A 站。當 A、B 汽泵均自動時，運行人員可以通過汽泵指令偏置，分別調(diào)整 A、B 汽泵的出力。當 A、B 汽泵均手動時，汽泵給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)手動，調(diào)節(jié)器輸出跟蹤 A、 B 汽泵手操器輸出平均值。因此，汽泵給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過 PID 調(diào)節(jié)器跟蹤、 M/A 站偏置跟蹤、定值跟蹤手段，實現(xiàn)了 A、B 汽泵 M/A 站手自動無擾切換。 600MW超臨界機組的儲水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制方案在超臨界機組中，沒有汽包這樣的中間儲水箱水位采用三選中標準邏輯，啟動再循環(huán)流量采用二選均標準邏輯。儲水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)分啟動再循環(huán)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)和高、低容量溢流閥水位輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)。33圖 39 儲水箱水位控制一34圖 310 儲水箱水位控制二35圖 311 儲水箱水位修正36圖 312 儲水箱水位控制邏輯圖37圖 313 循環(huán)泵出口流量38圖 314 汽動給水泵再循環(huán)閥控制39圖 315 汽動給水泵再循環(huán)閥控制邏輯40圖 316 電泵再循環(huán)閥控制41圖 317 汽動給水泵再循環(huán)閥控制邏輯42 儲水箱水位補償說明如圖 311 儲水箱水位修正所示。儲水箱水位測量，采用平衡容器，通過測量差壓來測量水位。在設計壓力下差壓—水位關系確定，即測量值是準確的。由于儲水箱放汽壓力對飽和水、飽和蒸汽密度影較大，當壓力變化時，必須對水位進行儲水箱放汽壓力補償 。 儲水箱水位控制說明 再循環(huán)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)說明如圖 314 汽動給水泵再循環(huán)閥控制和圖 316 電泵再循環(huán)閥控制所示。當給水泵處于低負荷時能保證最低流量，而不至于損壞給水泵，采取再循環(huán)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)使得給水泵處于最低給水流量。隨著負荷的增加再循環(huán)閥開度會逐漸減小這樣就使再循環(huán)閥逐漸關閉，最終當給水量超過最低給水量時，應完全關閉。同時再循環(huán)閥也可由手動操作，當再循環(huán)閥切手動時控制器跟蹤 M/A 手操器輸出跟蹤，切手動條件如圖 315 汽動給水泵再循環(huán)閥控制邏輯與圖 317 電泵再循環(huán)閥控制所示。 高、低容量溢流閥調(diào)節(jié)說明如圖 39 儲水箱水位控制一及如圖 310 儲水箱水位控制二所示。當汽水混合物進入分離器容器，蒸汽流向過熱器，水流向儲水箱。在負荷非常低時，水沒有被蒸發(fā)而全部進入儲水箱，然后利用一臺循環(huán)泵把水打回到省煤器入口。在啟動期間，水膨脹在儲水箱里會造成很高的液位，靠兩個溢流閥的連續(xù)排放，排掉一些水。在循環(huán)泵和再循環(huán)閥正常工作但不能達到儲水箱水位控制的要求時，就由溢流閥的自動和聯(lián)鎖功能來完成。對應于高、低容量溢流閥，其開度定值對應于儲水箱液位。為避免儲水箱壓力高時引起同樣開度下排水量的增加，引入儲水箱壓力對開度定值進行修正，使在高壓力下閥門開度相應的減少，并且加入了動態(tài)濾波環(huán)節(jié)來保證信號的抗擾性。高、低溢流閥是按分段首先打開低容量溢流閥來操作的。為防止高、低容量溢流閥在特定情況下不必要的開啟，設置了限制流量的方式。 本章小結(jié)本章針對目前國內(nèi)普遍在用的 600MW 超臨界機組設計了給水控制方案，并對該方案進行了控制方式的說明。超臨界機組是復雜多變的控制對象，協(xié)調(diào)、給水、汽溫等各個系統(tǒng)交叉相聯(lián)，隨著機組負荷的變化，機組的動態(tài)特性參數(shù)亦隨之大幅度變化，因此系統(tǒng)設計應從全局出發(fā)，統(tǒng)籌考慮。 43結(jié) 論超臨界火電機組是常規(guī)蒸汽動力火電機組的自然發(fā)展和延伸。超臨界直流鍋爐具有發(fā)電效率高、負荷適應性強等特點，是中國未來大型鍋爐的發(fā)展趨勢，深入研究并掌握其動態(tài)特性是十分重要的。本論文介紹了超臨界機組的概況；分析了超臨界鍋爐的靜、動態(tài)特性及控制特點；分析了超臨界鍋爐給水系統(tǒng)的工藝過程；比較分析了亞臨界汽包鍋爐和超臨界直流鍋爐給水系統(tǒng)控制的異同，對超臨界鍋爐給水控制策略進行了研究。同時針對目前國內(nèi)普遍在用的 600MW 超臨界直流鍋爐的給水控制系統(tǒng)進行了設計。繪制了給水系統(tǒng)的 SAMA 圖，并對其進行了說明。超臨界機組是復雜多變的控制對象，協(xié)調(diào)、給水、汽溫等各個系統(tǒng)交叉相聯(lián)，隨著機組負荷的變化，機組的動態(tài)特性參數(shù)亦隨之大幅度變化，因此系統(tǒng)設計應從全局出發(fā)，統(tǒng)籌考慮。總之，超臨界機組與相同容量的亞臨界汽包爐相比，反應速度更快，更難于控制。600MW 超臨界直流鍋爐以其啟停速度快、負荷變化快的特點將逐漸成為我國今后發(fā)展的調(diào)峰主力機組，對該機型的運行特性應更深入的了解，在實際運行中更為合理和精確的控制機組運行。44參考文獻[1] 國家電力監(jiān)管委員會編. 電力監(jiān)管年度報告（2022）2022[2] 國家電力監(jiān)管委員會編. 電力監(jiān)管年度報告（2022）2022[3] 張 磊，[M]. 北京：中國電力出版社. 2022.[4] 馮偉忠. 我國超臨界機組的發(fā)展. 上海電力學院學報. 2022年10月：417~422[5] 鄭澤民，危師讓，楊壽敏. 對我國發(fā)展大容量超臨界火電機組的一些看法[J]． 熱力發(fā)電. 1995，22(5)：2330[6] 劉吉臻. 協(xié)調(diào)控制與給水全程控制[M]. 北京：水利電力出版社，1995.[7] 邊力秀. 熱工控制系統(tǒng)[M]. 北京:中國電力出版社，2022.[8] 林文孚. 單元機組自動控制技術[M]. 北京:中國電力出版社，2022.[9] 梁福余，莊建華．國產(chǎn) 600MW 超臨界機組全程給水控制策略．華電技術，2022 年 7月：64~67[10] 王玉清，董傳敏，鄭亞光，張海萍，苗廣祥．基于中間點焓值校正的超臨界機組給水全程控制．鍋爐技術，2022 年 5 月：11~15[11] 張秋生，岳建華，趙軍，何志永．超臨界機組的給水自動控制策略．華北電力技術，2022 ：26~29[12] 李長青，畢艷洲，段新會．超臨界機組給水控制系研究．華電技術，2022 年 7 月：20~23[13] 朱北恒. 火電廠熱工自動化系統(tǒng)試驗[M]. 北京:中國電力出版社，2022.[14] 何同祥，牛玉廣，王存旭，韓希昌. 采用控制中間點焓值的直流爐給水控制系統(tǒng)[J]. 華東電力. 1999，2：26~28[15] 李衛(wèi)偉，咸有偉，鄧金波，官廣正. 俄制 500MW 超臨界直流鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析[J]. 電力科學與工程. 2022，23(2)：60~63[16] 陳華東，黃紅艷. 600MW超臨界直流鍋爐自動控制系統(tǒng)的特點及控制方案[J].鍋爐技術. 2022，37(2)：26~30[17] 肖大雛. . 2022 [18] :中國電力出版社,2022[19] 于達仁，徐志強．超臨界機組控制技術及發(fā)展[J]．熱能動力工程，2022，16(2)：115~121[20] 肖大雛. 超超臨界機組控制設備及系統(tǒng). 化學工業(yè)出版社. 2022 [21] 朱全利. 超超臨界機組鍋爐設備及系統(tǒng). 化學工業(yè)出版社. 2022 45致 謝經(jīng)過多日的努力，本文終于定稿。由于時間倉促，以及本人才學疏淺，文中難免有錯誤和遺漏之處，懇請老師批評指正。本文是在導師何同祥的悉心指導和嚴格要求下完成的。論文從選題到定稿，無不凝聚著導師的辛勤付出，他淵博的知識，嚴謹?shù)淖黠L給我以深深的感染，使學生終生受益。在此畢業(yè)論文完成之際，謹向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！最后，向多年來一直支持、鼓勵我的父母、朋友表示由衷的感謝我將在以后的工作和學習中加倍努力，來回報他們的厚愛。