《熱力過程自動化》課件-21 給水控制系統(tǒng)

給水控制系統(tǒng)水位的調(diào)節(jié)水位動態(tài)特性給水被控對象動態(tài)特性123目錄CONTENTS45給水控制基本方案1內(nèi)容回顧1就地式液位計1雙色水位計圖5-5差壓式水位計1—平衡容器;2—壓力信號導管;3—差壓計差壓式水位計在火電生產(chǎn)過程中是應(yīng)用最為普遍的一種水位計。它是靜壓式液位測量儀表,在汽包水位、高壓加熱器水位、除氧器水位測量中都能得到應(yīng)用。1差壓式液位計1差壓式液位計工作原理1差壓式液位計測量誤差1電接點液位計1水位的調(diào)節(jié)意義汽包水位分正常水位、報警水位和保護動作水位三種。汽包水位標準線一般在汽包中心線下100~150mm處，水位波動在標準水位上下50mm以內(nèi)稱正常水位。在鍋爐運行中應(yīng)維持水位在正常水位范圍內(nèi)，并有一定的波動。汽包水位達到報警水位時，應(yīng)采取緊急措施恢復正常水位。汽包水位達到保護動作水位時，保護裝置動作，鍋爐自動降低負荷直至機組停止運行。1水位的調(diào)節(jié)當汽包水位過高時，汽包蒸汽空間高度減小，汽水分離效果下降，蒸汽攜帶水分增加，蒸汽品質(zhì)惡化;水位嚴重過高時蒸汽大量帶水，過熱汽溫急劇下降，蒸汽管道、汽輪機溫度劇變，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，還可能發(fā)生水錘，打壞汽輪機葉片等嚴重事故。水位過低，引起下降管進口帶汽和汽化，使水循環(huán)惡化?，F(xiàn)代鍋爐給水品質(zhì)改善，汽水分離裝置改進，并采取加強水循環(huán)等措施，可使正常水位擴大。1汽包水位特點在火電廠中，汽包水位的測量難度最大，汽包水位特點如下:1.汽包內(nèi)水位忽上忽下劇烈周期波動不易被反應(yīng)；2.爐水中含鹽堿，受汽水沖擊形成泡沫汽水界面不明顯；3.汽包水位橫切面特點是中間凸起，水位在汽包壁成帶狀升高，并超過中間部位各處水位不一致還有虛假水位的存在。1汽包水位監(jiān)視系統(tǒng)因此汽包水位的監(jiān)視工作特別重要，常見的汽包水位的監(jiān)視系統(tǒng)有如下特點:在汽包兩端各裝一只就地的一次水位計;多只機械式或電子式二次水位計（如差壓計、電接點式、電子記錄式水位計等），其信號直接接到操作盤上;有的鍋爐還用工業(yè)電視監(jiān)視汽包水位;設(shè)有高、低水位報警與跳閘。1給水控制任務(wù)1給水被控對象動態(tài)特性1給水被控對象動態(tài)特性1給水被控對象動態(tài)特性1給水被控對象動態(tài)特性基本擾動：給水調(diào)節(jié)閥開度變化造成的給水流量擾動。1給水被控對象動態(tài)特性自發(fā)擾動：給水調(diào)節(jié)閥前后壓差變化引起的給水流量擾動。1給水被控對象動態(tài)特性外部擾動：汽輪發(fā)電機組的負荷變化1給水被控對象動態(tài)特性1給水被控對象動態(tài)特性1給水被控對象動態(tài)特性1課堂練習【單選題】給水自動控制系統(tǒng)中，在給水流量擾動下，汽包水位___________A.將出現(xiàn)“虛假水位”B.將立即變化C.不是立即變化，要遲延一段時間D.變化不確定C1課堂練習【單選題】從汽包水位來反應(yīng)儲水量來看控制對象是一個________的對象A.比例環(huán)節(jié)B.有自平衡能力C.無自平衡能力D.比例積分環(huán)節(jié)C1給水流量控制方式有兩種最基本的控制給水流量方式:第一種是節(jié)流控制方式，它是通過改變調(diào)節(jié)閥開度，進而改變管路流通特性來控制給水流量的，該方式有節(jié)流損失，故一般是在鍋爐低負荷時采用;第二種是給水泵調(diào)速方式,它是通過改變給水泵的轉(zhuǎn)速，進而改變給水泵特性來控制給水流量的,是鍋爐運行正常時廣泛采用的一種流量控制方式。1給水流量控制方式電動定速給水泵+調(diào)節(jié)閥節(jié)流控制方式：1給水流量控制方式電動調(diào)速給水泵+調(diào)節(jié)閥給水泵調(diào)速方式：1給水流量控制方式汽動給水泵+電動調(diào)速泵+調(diào)節(jié)閥組合方式：1給水流量控制方式給水運行方式現(xiàn)代大型鍋爐一般采用兩臺可調(diào)速汽動給水泵和一臺可調(diào)速電動給水泵。在機組啟動過程中，電動給水泵先在最低轉(zhuǎn)速運行，CCS采的給水指令控制給水調(diào)節(jié)閥。機組負荷約25%時，第一臺汽動給水泵投入運行，處于電動給水泵與汽動給水泵并列運行狀態(tài)。當達到一定給水流量時給水調(diào)節(jié)閥全開，CCS指今控制電動泵液力耦合器轉(zhuǎn)速。負荷再增大后第二臺汽動給水泵啟動，手動方式增速至與第一臺汽動給水泵同步，可由手動切換自動。兩臺汽動給水泵都運行后，電動給水泵手動減速并停運。1給水流量控制方式1課堂練習【判斷題】汽動給水泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，應(yīng)在機組啟動時投入運行錯誤1給水控制基本要求1給水控制基本方案1給水控制基本方案1.單沖量給水控制系統(tǒng)1給水控制基本方案2.串級三沖量給水控制系統(tǒng)1給水控制基本方案2.串級三沖量給水控制系統(tǒng)1給水全程控制要求1測量信號的校正1測量信號的校正1測量信號的校正1測量信號的校正1測量信號的校正1測量信號的校正汽包鍋爐水位保護框圖1給水全程控制方案1給水全程控制方案1給水全程控制方案1600MW機組給水熱力系統(tǒng)示意圖1600MW機組給水熱力系統(tǒng)1600MW機組給水熱力系統(tǒng)1水位動態(tài)特性引起水位變化的原因汽包內(nèi)的物質(zhì)平衡被破壞;汽包內(nèi)的工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了變化1水位動態(tài)特性1課堂練習【單選題】大、中型鍋爐水位控制對象的滯后時間及飛升速度比較大，“虛假水位”現(xiàn)象也較嚴重，為了保證水位的控制質(zhì)量，廣泛采用________給水自動控制系統(tǒng).A.單沖量B.雙沖量C.三沖量D.以上均可C1給水控制的基本方案1給水控制的基本方案1給水控制的基本方案1課堂練習【單選題】為避免在“虛假水位”作用下調(diào)節(jié)器產(chǎn)生誤動作，在給水控制系統(tǒng)中引入________信號作為補償信號A.給水流量B.蒸汽流量C.汽包壓力D.給水溫度B1給水控制的基本方案1給水控制的基本方案對比單沖量水位控制系統(tǒng)是汽包水位自動控制中最簡單最基本的一種形式,是典型的單回路定值控制系統(tǒng),但它不能克服“虛假水位"的影響,而且沒有給水流量信號的反饋,所以水位波動較大。雙沖量水位控制系統(tǒng)是在單沖量控制的基礎(chǔ)上,引進蒸汽流量作為前饋信號。該控制系統(tǒng)的特點是:引入的蒸汽流量前饋信號可以消除"虛假水位"對調(diào)節(jié)品質(zhì)的不良影響。三沖量水位控制系統(tǒng)抗干擾能力強,適用于大中型中壓鍋爐。三沖量控制方案水位的控制方案,其特點是使用的設(shè)備少,整定方法比較簡單,調(diào)節(jié)機構(gòu)動作比較平穩(wěn)。1全程給水控制系統(tǒng)現(xiàn)代大型鍋爐采用全程給水控制。鍋爐啟動過程中，由于蒸汽流量和給水流量測量誤差大，兩個流量之間的差值也大，故只能采用單沖量控制給水，即在給水流量小于30%時，用水位信號單沖量控制；給水流量大于30%時，自動從單沖量切換到三沖量控制。1全程給水控制系統(tǒng)要求(1）鍋爐從啟動到正常運行的過程中，蒸汽參數(shù)和負荷在很大范圍內(nèi)變化，如果不對汽包水位、給水流量和蒸汽流量信號進行壓力,溫度校正的話，就會影響這些信號的測量準確性。為了實現(xiàn)全程控制，必須對這些測量信號自動進行壓力、溫度校正。(2）由于大型單元機組除了在鍋爐啟動最初階段采用節(jié)流方式控制給水流量外，其他情況下多采用控制給水泵轉(zhuǎn)該實現(xiàn)給水流量自動控制。因而在給水全程控制系統(tǒng)中不僅要滿足給水流量控制的要求，同時還要保證給水泵工作在安全工作區(qū)域內(nèi)。1全程給水控制系統(tǒng)要求(3）由于鍋爐給水對象的動態(tài)特性在不同負荷時是不一樣的，在高、低負荷時要用不同形式控制系統(tǒng)。低負荷(一般指蒸汽流量低于額定值的30%）時，機組處于滑壓運行過程，參數(shù)較低，負荷變化范圍小，虛假水位不太嚴重，可以采用單沖量給水控制系統(tǒng);高負荷時采用串級三沖量給水控制系統(tǒng)。因此，隨負荷的變化出現(xiàn)兩種系統(tǒng)的切換問題，而且必須保證這種切換應(yīng)是雙向無擾的。1全程給水控制系統(tǒng)要求(4）在多種調(diào)節(jié)機構(gòu)的復雜切換過程中，給水全程控制系統(tǒng)必須保證無干擾。高、低負荷需用不同的給水流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，必須解決給水調(diào)節(jié)機構(gòu)之間的切換問題。在低負荷時采用改變閥門開度來保持水位，高負荷時用改變調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速保持水位，這就需要解決好閥門與調(diào)速泵間的過渡切換問題。(5）給水全程控制還必須適應(yīng)機組定壓運行和滑壓運行工況，必須適應(yīng)冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動情況。1課堂練習【單選題】在下列哪些情況下汽包水位控制會由三沖量切換至單沖量________A.蒸汽流量小于30%B.汽包水位變送器之間信號偏差大C.汽包壓力變送器之間信號偏差大D.蒸汽流量大于70%A課后視頻墻砌斜了，小工給老總反