【導(dǎo)讀】汽包水位是汽包鍋爐非常重要的運(yùn)行參數(shù)，是衡量汽水系統(tǒng)是否平衡的重要標(biāo)志。持汽包水位在允許范圍內(nèi)，是保證機(jī)組安全運(yùn)行的必要條件。本文首先介紹給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)

　　

【正文】 A、 B 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備。就地開(kāi)啟汽泵最小流量再循環(huán)隔離門(mén)。 CCS 將最小流量再循環(huán)調(diào)節(jié)門(mén)投自動(dòng)。打開(kāi)汽泵前置泵進(jìn)口閥，啟動(dòng)前置泵，檢查前置泵電流及出口壓力正常。 如圖 ，給水控制 1 畫(huà)面。 2的 CCS控制畫(huà)面 負(fù)荷升至 120MW 時(shí)，當(dāng)給水量 ＞ 20%(約 180t/h)時(shí)，關(guān)閉鍋爐省煤器再 循環(huán)閥。將鍋爐給水由啟動(dòng)旁路切至主路 (打開(kāi)主給水閥，關(guān)閉啟動(dòng)旁路調(diào)節(jié)閥 )。切換過(guò)程應(yīng)力求平穩(wěn)，減少對(duì)汽包水位的影響。由于主給水閥容量較大，為此切換前應(yīng)適當(dāng)降低電泵轉(zhuǎn)速。切換完成后汽包水位由電泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。給水流量 ＞ 25%時(shí) ， 給水控制自動(dòng)由單沖量切至三沖量 ，此時(shí)應(yīng)注意維持汽包水位 ， 可在 CCS 菜單的給水 2 畫(huà)面中將電泵轉(zhuǎn)速投自動(dòng)。 如圖 所示。 隨后啟動(dòng)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，調(diào)整好電泵與汽泵并列運(yùn)行的負(fù)荷分配，汽泵啟動(dòng)時(shí)注意維持汽包水位。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 2的 CCS控制畫(huà)面 負(fù)荷至 180MW，啟動(dòng)另一臺(tái)汽動(dòng)給 水泵，啟動(dòng)步驟同第一臺(tái)。當(dāng)兩臺(tái)汽泵均交給 CCS調(diào)節(jié)后，逐漸均衡增加兩臺(tái)汽泵轉(zhuǎn)速，同時(shí)降低電泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)電泵出口壓力小于給水母管壓力后，停電泵并投入備用。汽泵、電泵切換過(guò)程注意維持汽包水位，當(dāng)水位穩(wěn)定后，可投入汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。 給水控制系統(tǒng)的邏輯分析 給水控制系統(tǒng)邏輯簡(jiǎn)圖 如圖 所示為給水控制系統(tǒng)的邏輯簡(jiǎn)圖。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路為：當(dāng)鍋爐啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)，由一臺(tái)給水泵供水；高負(fù)荷時(shí)由兩臺(tái)給水泵供水，另外一臺(tái)備用。給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)，采用單沖量水位控制方式 ,由低負(fù)荷調(diào)節(jié)門(mén)給水；高負(fù)荷時(shí)采用 給水串級(jí)三沖量控制方式，由主給水調(diào)節(jié)門(mén)給水。這是因?yàn)榈拓?fù)荷時(shí)用水量很少，水位波動(dòng)較大，如此時(shí)用主給水管道給水，會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，致使汽包水位不穩(wěn)定；高負(fù)荷時(shí)鍋爐用水量大，低負(fù)荷管路給水不能滿足蒸發(fā)量，必須用主給水管道給水。因此，根據(jù)負(fù)荷變化，給水全程控制回路可分為：低負(fù)荷時(shí)單沖量給水控制；高、低負(fù)荷給水切換控制；高負(fù)荷三沖量給水控制三部分。 在機(jī)組負(fù)荷達(dá)到額定負(fù)荷 25%時(shí)，低負(fù)荷調(diào)節(jié)門(mén)切換為主給水調(diào)節(jié)門(mén)工作，一臺(tái)給水泵作定速運(yùn)行，在切換過(guò)程中通過(guò)流量偏差修正功能保證切換時(shí)給水流量不致產(chǎn)生大的擾動(dòng)。具體的方法是 ：當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)門(mén)狀態(tài)均在手動(dòng)時(shí)，不進(jìn)行流量偏差修正；只有一個(gè)調(diào)節(jié)門(mén)狀態(tài)在自動(dòng)時(shí)，才進(jìn)行流量偏差修正；正常使用中不允許兩個(gè)調(diào)節(jié)門(mén)都工作在自動(dòng)狀態(tài)。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 給水控制系統(tǒng)邏輯簡(jiǎn) 給水控制 系統(tǒng)邏輯 分析 1) 啟動(dòng)、沖轉(zhuǎn) 、鍋爐點(diǎn)火 此階段采用單沖量系統(tǒng)通過(guò)控制低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥開(kāi)度來(lái)維持汽包水位在給定范圍內(nèi)，一臺(tái)電動(dòng)給水泵運(yùn)行 ,對(duì)應(yīng) 其 操作器工作在手動(dòng)狀態(tài)， 開(kāi)啟給水旁路調(diào)節(jié)閥前后截止閥。 鍋爐在啟停及低負(fù)荷（小于額定負(fù)荷 30%）運(yùn)行時(shí)，由于蒸汽參數(shù)低，負(fù)荷變化小，虛假水位現(xiàn)象不嚴(yán)重，對(duì)水位控制要求不高，而且低負(fù)荷時(shí)蒸 汽流量與給水流量測(cè)量誤差大。因此，低負(fù)荷時(shí)采用單沖量控制系統(tǒng)。 附錄所附圖 中 ， 單沖量調(diào)節(jié)器 LD_3L_PID 工作 ,其輸入為水位測(cè)量值 LD 和給定值 SET的偏差 ,其輸出 經(jīng) FW_VLV_PID 調(diào)節(jié)器對(duì)旁路閥進(jìn)行調(diào)節(jié) ,同時(shí)可進(jìn)行閥位顯示。串級(jí)三沖量控制系統(tǒng)的副調(diào)節(jié)器 FWF_PID處于自動(dòng)跟蹤狀態(tài) ,主調(diào)節(jié)器 LD_3L_PID的輸出應(yīng)保證加法器 ? 的輸出跟蹤給水流量信號(hào) 。 電 泵勺管通過(guò)其軟操作器的輸出使電動(dòng)泵按要求維持在一定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。軟操作器指令可修改，用于調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速。 2) 升負(fù)荷 至 25%~30%MCR 此階段仍采用單沖量系統(tǒng)，通過(guò)控制主給水調(diào)節(jié)閥來(lái)維持汽包水位，為滿足給水量的要求，可通過(guò)工作泵勺管軟操作器適當(dāng)提高給水泵轉(zhuǎn)速。在負(fù)荷達(dá)到額定負(fù)荷 25%時(shí)，低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥無(wú)擾切換至主給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。切換時(shí)，逐漸開(kāi)大主給水調(diào)節(jié)閥，低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥將自動(dòng)逐漸關(guān)小。切換過(guò)程中因?yàn)閮煞N閥門(mén)流通量不同，通過(guò)流量偏差修正處理，保持系統(tǒng)給水流量基本穩(wěn)定，不至于對(duì)水位產(chǎn)生大的擾動(dòng)。 3) 升至 30%MCR，負(fù)荷達(dá)到 120MW 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 此階段采用串級(jí)三沖量系統(tǒng)控制 ， 啟動(dòng)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，調(diào)整好電泵與汽泵并列運(yùn)行 的負(fù)荷分配，汽泵啟動(dòng)時(shí)注意維持汽包水位 ，主給水調(diào)節(jié)閥基本處于全開(kāi)位置不再關(guān)閉，以減少系統(tǒng)不必要的擾動(dòng)。在高負(fù)荷階段（大于額定負(fù)荷 30%）時(shí)，由于鍋爐汽包水位虛假水位現(xiàn)象嚴(yán)重，為了取得較好的調(diào)節(jié)效果，采用三沖量串級(jí)控制系統(tǒng)。 圖中三沖量調(diào)節(jié)器 LD_3L_PID 及 FWF_PID 工作，三沖量串級(jí)控制系統(tǒng)的副調(diào)節(jié)器FWF_PID 不再跟蹤單沖量調(diào)節(jié)器 LD_1L_PID 的輸出，而是處于自動(dòng)控制狀態(tài)，其輸出經(jīng)分配塊 F(1/n)分配后去工作給水泵勺管軟操作器控制給水泵轉(zhuǎn)速。三沖量主調(diào)節(jié)器LD_3L_PID 接受水位測(cè)量值 LD 和給定值 SET 的偏差 ,其輸出和蒸汽流量 D 的前饋信號(hào)求和作為副調(diào)節(jié)器 FWF_PID 的給定信號(hào)，同時(shí) FWF_PID 還接受給水流量 W 的反饋信號(hào)。 4) 升負(fù)荷至滿負(fù)荷 此階段仍采用串級(jí)三沖量系統(tǒng)，由于負(fù)荷較高，采用控制兩臺(tái)給水泵轉(zhuǎn)速方案，這是控制系統(tǒng)的正常工況。根據(jù)泵的特性及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在負(fù)荷 增大到 180MW 時(shí) ，啟動(dòng)第二臺(tái)泵， 啟動(dòng)步驟同第一臺(tái)， 分擔(dān)前一臺(tái)泵的一半負(fù)荷，使泵工作在安全特性區(qū)內(nèi)。此時(shí)汽包水位由兩臺(tái) 汽 泵調(diào)節(jié)。啟動(dòng)第二臺(tái)泵后，逐漸開(kāi)大相應(yīng)勺管，通過(guò)分配塊 F(1/n)的處理，第一臺(tái)泵的勺管將自動(dòng)逐漸關(guān)小，給水泵轉(zhuǎn)速 將自動(dòng)減小。以此達(dá)到分擔(dān)前一臺(tái)泵的一半負(fù)荷，使泵工作在安全特性區(qū)內(nèi)的目的。 當(dāng)兩臺(tái)汽泵均交給 CCS 調(diào)節(jié)后，逐漸均衡增加兩臺(tái)汽泵轉(zhuǎn)速，同時(shí)降低電泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)電泵出口壓力小于給水母管壓力后，停電泵并投入備用。汽泵、電泵切換過(guò)程注意維持汽包水位，當(dāng)水位穩(wěn)定后，可投入汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)保持給水流量基本穩(wěn)定，不致對(duì)水位產(chǎn)生大的擾動(dòng)。由于三沖量系統(tǒng)抗內(nèi)擾的能力比單沖量系統(tǒng)強(qiáng)得多，故控制質(zhì)量能得到保證 。華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 結(jié)論 本文主要 介紹 全程給水控制系統(tǒng)的基本概念以及涉及的一些知識(shí)，結(jié)合豐城電廠給水控制系統(tǒng)的 SAMA 圖 對(duì)其控制邏輯進(jìn)行詳 細(xì)分析 ，從而更為熟悉國(guó)產(chǎn) 300MW 機(jī)組給水全程控制的運(yùn)行流程及 控制 特點(diǎn)。豐城電廠 300MW 機(jī)組給水控制是典型的汽動(dòng)泵電動(dòng)泵混合型給水系統(tǒng)。共有三臺(tái)主給水泵，其中兩臺(tái)可變速的汽動(dòng)泵在高負(fù)荷時(shí)應(yīng)用，另一臺(tái)是 液力偶合器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電動(dòng)給水 泵 ， 在單元機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)應(yīng)用 。 由于機(jī)組啟動(dòng)階段不能得到穩(wěn)定的 汽 源，先用電動(dòng)泵 通過(guò)控制轉(zhuǎn)速維持給水母管壓力 ，同時(shí)使用給水調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)給水量 。 為了保證泵在低負(fù)荷時(shí)出口有足夠的流量防止汽蝕， 給水泵 安裝了再循環(huán)管路。 雖然給水系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)全程控制，但是還是存在很多問(wèn)題。例如： 在機(jī)組由 低負(fù)荷向高負(fù)荷的過(guò)渡階段，控制系統(tǒng)自動(dòng)從單沖量調(diào)節(jié)方式切換為串級(jí)三沖量控制方式 ， 與此同時(shí)還要進(jìn)行給水調(diào)節(jié)閥的切換。給水調(diào)節(jié)閥的切換現(xiàn)在大多還由手動(dòng)操作完成，其操作效果 直接來(lái)源于人的操作水平，這 也 是全程給水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的一個(gè)盲點(diǎn)。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 參考文獻(xiàn) [1] 呂玉坤，張健，王健，劉玉波，康樂(lè)嘉 . 單元制機(jī)組給水全程控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) [J]. 電站系統(tǒng)工程， 2020， 23(4)： 6264. 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