華北電力大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班 熱控第六章 除氧器控制系統(tǒng)

1、6.1 除氧器概述 6.2 除氧器壓力控制系統(tǒng)(kn zh x tn)6.3 除氧器水位控制系統(tǒng)6.4 除氧器相關(guān)控制系統(tǒng)第六章 除氧器控制系統(tǒng)(kn zh x tn)1共二十八頁6-1 概 述 2共二十八頁一、除氧器的主要用途 用汽輪機(jī)的抽汽加熱給水使其達(dá)到該壓力下的飽和溫度，并除去溶于水中的氧（以及其它氣體）。 除氧器還作為汽輪機(jī)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中的一級(jí)混合式加熱器，同時(shí)擔(dān)負(fù)匯集各種疏水、鍋爐補(bǔ)充水的任務(wù)。除氧器水箱須保證鍋爐所需給水的儲(chǔ)備量。 鑒于(jiny)除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器壓力應(yīng)進(jìn)行控制。3共二十八頁 二除氧器的除氧原理 鍋爐給水中若含氧量較大，就會(huì)使管道及鍋爐受熱面遭

2、到深度針孔腐蝕，給水含有其它氣體也會(huì)妨礙熱交換而降低傳熱效果，因此要對(duì)鍋爐給水進(jìn)行除氧及去除其它氣體。 由亨利定理知，在一定壓力下，水的溫度越高氣體的溶解度越小；反之，水的溫度越低則氣體的溶解度越高。此外，某種氣體的溶解度還與水面該氣體的分壓力有關(guān)，因此，當(dāng)鍋爐給水被加熱到沸點(diǎn)時(shí)，水面上的蒸汽壓力就接近全壓力，而其它氣體的分壓力則接近零。這樣，溶解于水中的氣體（包括氧氣）就被分解出來(ch li)并及時(shí)地隨部分蒸汽排走，除氧器正是根據(jù)這一原理來工作的。4共二十八頁6-2 除氧器壓力(yl)控制系統(tǒng) 5共二十八頁 要使除氧器除氧效果好，就應(yīng)該將水加熱到沸點(diǎn)溫度。由于溫度測(cè)量存在較大的延遲(ync

3、h)，而飽和壓力和飽和溫度間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以一般采用控制除氧器蒸汽空間的壓力來達(dá)到控制給水加熱至飽和溫度的目的。 當(dāng)除氧器壓力超過原先的飽和壓力時(shí)，開始由于除氧器水箱的熱容量大，水的溫度不會(huì)上升，從而使水進(jìn)入未飽和狀態(tài)，水中的含氧量相應(yīng)地增加；隨后由于除氧器排汽口閥門開度是根據(jù)額定壓力調(diào)整試驗(yàn)確定的，運(yùn)行中不再調(diào)整，在壓力長(zhǎng)時(shí)間高于額定壓力時(shí)，排汽量必然很大，這就造成額外的汽水損失和熱損失。如果除氧器壓力偏低，說明加熱蒸汽不足，故給水達(dá)不到飽和溫度而具有較高的含氧量。 6共二十八頁 除氧器壓力對(duì)象可作為一階慣性環(huán)節(jié)來處理，在除氧器加熱蒸汽閥開度作階躍變化時(shí)，由于連接管路很短，所以除氧器內(nèi)部

4、壓力立即隨之變化，只是除氧器體積較大，其壓力變化過程將是緩慢的。 目前，除氧器系統(tǒng)有單臺(tái)運(yùn)行和多臺(tái)并列運(yùn)行兩種。對(duì)并列運(yùn)行的各臺(tái)除氧器，采用平衡(pnghng)管將蒸汽空間相連接，飽和水空間也由水平衡(pnghng)管連接。對(duì)于壓力控制則以平衡(pnghng)管壓力為被調(diào)量，設(shè)計(jì)與單臺(tái)除氧器獨(dú)立運(yùn)行一樣的單回路控制系統(tǒng)。7共二十八頁左圖是單臺(tái)除氧器獨(dú)立運(yùn)行的壓力控制系統(tǒng)原理方框圖。 除氧器的壓力信號(hào)p與其給定值R比較后，差值E經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)器運(yùn)算，其結(jié)果作為控制信號(hào)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變(gibin)進(jìn)入除氧器的蒸汽量，以維持壓力滿足除氧器運(yùn)行要求。 除氧器采用滑壓運(yùn)行方式，可減小定壓運(yùn)行時(shí)抽汽壓力

5、的節(jié)流損失，尤其是在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用定壓運(yùn)行方式就要切換至高一級(jí)壓力的抽汽，從而導(dǎo)致更大的節(jié)流損失。8共二十八頁 滑壓運(yùn)行(ynxng)方式：就是將除氧器加熱蒸汽閥開足，除氧器壓力接近抽汽壓力（只差管路壓力損失），這樣除氧器壓力就隨汽輪機(jī)負(fù)荷變化而變化。 采用滑壓運(yùn)行方式要解決以下兩個(gè)問題： (1) 在汽機(jī)升負(fù)荷過程中，除氧器內(nèi)水溫不能及時(shí)隨壓力升高而升高，就會(huì)造成給水含氧量增加； (2) 在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，壓力降的較快而有可能造成給水泵入口汽化。 因此，設(shè)計(jì)滑壓運(yùn)行的除氧器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)能切換到定壓運(yùn)行，而且機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，除氧器有減溫減壓器供汽，以保證除氧效果。 9共二十八頁

6、輔汽至除氧器壓力1控制 1. 下列情況輔汽至除氧器壓力1控制強(qiáng)制手動(dòng): 輔汽至除氧器壓力1信號(hào)故障。 2. 根據(jù)輔汽至除氧器壓力1設(shè)定值與輔汽至除氧器壓力1實(shí)際壓力的偏差調(diào)節(jié)輸出控制輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥1開度。 3. 輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥1開度自動(dòng)投入(tur)方法：在CDC1畫面選擇 “2A”，選中標(biāo)簽1MCDERM/A6370 (描述：AUX STM TO DEA PRS CTL STA 1輔汽至除氧器壓力1調(diào)節(jié)閥控制站) 操作面板，檢查無 “強(qiáng)制手動(dòng)信號(hào)”，SP值=0；在操作鍵盤按“AUTO”，自動(dòng)即可投入。 10共二十八頁11共二十八頁6-3 除氧器水位(shuwi)控制系統(tǒng) 12

7、共二十八頁一、控制任務(wù) 除氧器的水箱是為保證鍋爐有一定的給水儲(chǔ)備而設(shè)置的，其容量一般應(yīng)不小于鍋爐額定負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行1520min 所需的給水量。除氧器水位過低，儲(chǔ)水量不足有可能危及鍋爐的安全運(yùn)行，此外還有可能造成給水泵入口汽化。除氧器水位過高，則妨礙除氧器除氧。因此，除氧器水位應(yīng)維持在允許范圍內(nèi)。 由于熱力循環(huán)中不斷(bdun)有工質(zhì)損失，因此要向熱力系統(tǒng)不斷(bdun)補(bǔ)充水。補(bǔ)充水來自化學(xué)水處理裝置。補(bǔ)充水可直接進(jìn)入除氧器，也可送凝汽器進(jìn)行真空除氧后再送除氧器。13共二十八頁二、除氧器水位特性 除氧器水箱的容積較大，在補(bǔ)充水調(diào)節(jié)閥開度作階躍變化時(shí)，水箱水位不會(huì)立即變化，而表現(xiàn)一定(ydng

8、)的延遲。對(duì)于化學(xué)水送凝汽器的熱力系統(tǒng)，其水位變化的延遲就更大。此外，由于水箱容積大而進(jìn)水管細(xì)，因此水位上升或下降的速度就較?。▽?duì)象的飛升速度小）。在負(fù)荷一定(ydng)時(shí)，除氧器水位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性近似為有延遲的一階積分環(huán)節(jié)。 14共二十八頁三、除氧器水位控制方案 1. 對(duì)于補(bǔ)充水直接進(jìn)除氧器的熱力系統(tǒng)，除氧器水位H為被調(diào)量，采用單回路控制系統(tǒng)，控制補(bǔ)充水調(diào)節(jié)閥開度，維持(wich)水位在允許范圍內(nèi)。 2. 對(duì)于補(bǔ)充水進(jìn)凝汽器后再入除氧器的熱力系統(tǒng):15共二十八頁 (1)若凝汽器為低水位運(yùn)行，可采用左圖所示的三沖量控制系統(tǒng)。 化學(xué)水進(jìn)入(jnr)凝汽器，凝結(jié)水流量中實(shí)際包括了補(bǔ)充水，而鍋爐給水

9、流量和凝結(jié)水流量的差值，反映了熱力循環(huán)中的汽水損失，因此可組成除氧器水位H、凝結(jié)水量WL、給水量WG三沖量控制系統(tǒng)。16共二十八頁 (2) 若凝汽器為高水位運(yùn)行，可除氧器水位應(yīng)與凝汽器水位控制一起考慮。 例如, 如凝汽器為高水位運(yùn)行,所以控制方案(fng n)是:采用改變凝結(jié)水流量來控制除氧器水位,采用改變化學(xué)補(bǔ)充水量來控制凝汽器水位。17共二十八頁1)單級(jí)三沖量(chngling)控制系統(tǒng) 圖. 單級(jí)三沖量(chngling)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 凝結(jié)水量WL給水量WGL除氧器水位H18共二十八頁 2)串級(jí)三沖量(chngling)控制系統(tǒng) 凝結(jié)(nngji)水量WL給水量WGL除氧器水位H 副調(diào)

10、節(jié)器的作用主要是通過內(nèi)回路進(jìn)行給水流量W和凝結(jié)水流量的比值調(diào)節(jié)，并快速消除來自給水側(cè)的擾動(dòng)。 19共二十八頁三、除氧器水位控制系統(tǒng) 1. 除氧器水位主調(diào)節(jié)閥和副調(diào)節(jié)閥采用一個(gè)操作器，兩個(gè)閥門串聯(lián)工作。 下列情況下除氧器水位控制系統(tǒng)強(qiáng)制手動(dòng)操作:除氧器水位或除氧器壓力(yl)信號(hào)故障。 2.除氧器水位副調(diào)節(jié)閥只有單沖量控制，根據(jù)除氧器水位設(shè)定值與除氧器實(shí)際水位的偏差調(diào)節(jié)輸出控制除氧器水位副調(diào)節(jié)閥開度。 3.除氧器水位主調(diào)節(jié)閥有單沖量和三沖量控制兩種方式，當(dāng)機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷高于240MW轉(zhuǎn)為三沖量控制方式，當(dāng)機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷低于210MW、鍋爐給水流量信號(hào)故障、主凝結(jié)水流量信號(hào)故障，轉(zhuǎn)為單沖量控制方式。

11、20共二十八頁 4.在單沖量控制方式下，根據(jù)除氧器水位設(shè)定值與除氧器實(shí)際水位的偏差調(diào)節(jié)輸出控制除氧器水位主調(diào)節(jié)閥開度。 5.在三沖量控制方式下，根據(jù)除氧器水位設(shè)定值與除氧器實(shí)際水位的偏差調(diào)節(jié)輸出加上鍋爐給水流量的前饋信號(hào)作為主凝結(jié)水流量的設(shè)定值；此設(shè)定值與實(shí)際主凝結(jié)水流量偏差調(diào)節(jié)輸出，控制除氧器水位主調(diào)節(jié)閥開度。 6.除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制自動(dòng)投入方法： 在CDC1畫面選擇(xunz) “1A”，選中標(biāo)簽1MCDERM/A6870 (描述：DEA WTR LVL CTL STA除氧器水位控制站) 操作面板，檢查無 “強(qiáng)制手動(dòng)信號(hào)”，SP值=0；在操作鍵盤按“AUTO”，自動(dòng)即可投入?？梢愿鶕?jù)運(yùn)行

12、情況修改除氧器水位設(shè)定值。 21共二十八頁22共二十八頁6-4 除氧器相關(guān)(xinggun)控制系統(tǒng) 23共二十八頁一、凝結(jié)水儲(chǔ)水箱水位控制 1. 下列情況下凝結(jié)水儲(chǔ)水箱水位控制強(qiáng)制手動(dòng): 凝結(jié)水儲(chǔ)水箱水位信號(hào)故障。 2. 根據(jù)凝結(jié)水儲(chǔ)水箱水位設(shè)定值與凝結(jié)水儲(chǔ)水箱實(shí)際水位的偏差調(diào)節(jié)輸出控制凝結(jié)水儲(chǔ)水箱補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥開度。 3. 凝結(jié)水儲(chǔ)水箱補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥自動(dòng)投入方法： 在CDC1畫面選擇 “6A”，選中標(biāo)簽1MCTURM/A2170 (描述：CND WTR BOX WTR LVL CTL STA 凝結(jié)水儲(chǔ)水箱水位控制站) 操作面板，檢查(jinch)無 “強(qiáng)制手動(dòng)信號(hào)”，SP值=6m；在操作鍵盤按“A

13、UTO”，自動(dòng)即可投入。 24共二十八頁凝結(jié)水儲(chǔ)水箱(shuxing)水位控制25共二十八頁二、凝汽器熱井水位控制 1. 下列情況下凝汽器熱井水位控制強(qiáng)制手動(dòng): 凝汽器熱井水位信號(hào)故障、凝汽器熱井水位超出高低限。 2. 根據(jù)凝汽器熱井水位設(shè)定值與凝汽器熱井實(shí)際水位的偏差調(diào)節(jié)輸出控制凝汽器熱井補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥開度。 3. 凝汽器熱井補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥控制自動(dòng)投入方法：在CDC1畫面選擇 “5A”，選中標(biāo)簽1MCTURM/A1970 (描述(mio sh)：CNSR HOT WEL LVL CTL STA凝汽器熱井水位控制站) 操作面板，檢查無 “強(qiáng)制手動(dòng)信號(hào)”，SP值=0；在操作鍵盤按“AUTO”，自動(dòng)即可投入。 26共二十八頁凝汽器熱水井(shujng)水位控制27共二十八頁內(nèi)容摘要6.1 除氧器概述。鑒于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器壓力應(yīng)進(jìn)行控制。如果除氧器壓力偏低，說明加熱蒸汽不足，故給水達(dá)不到飽和溫度而具有較高的含氧量。除氧器水位過低