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时间:2020-09-27
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1、锅炉给水控制系统一、汽包炉给水控制的任务使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,维持汽包水位在规定的范围内。具体要求:(1)维持汽包水位在规定的范围内。正常:⊿H<±30~50mm;异常:⊿H<±200mm故障:⊿H<±350mm(2)保持稳定的给水流量。二、动态特性分析wDH1.非自衡,虚假水位(气泡体积变化产生虚假水位)2.W对H的影响惯性大,虚假水位小;D对H的影响惯性小,虚假水位大;B对H的影响惯性最大,虚假水位小。BHH非沸腾式省煤器炉3.给水对象传递函数:HH1.单冲量控制HWDGc(s)GW(s)HH0+-控制系统原理图特点:结构简单,但虚假水位将导致系统
2、振荡加剧。三、控制系统结构设计与分析2.双冲量比值控制HWD特点:可有效克服虚假水位,长时间D与W的偏差将导致水位大偏差流量调节调节机构WD+-控制系统原理图K1K2调节结束时,调节器输入为零假定在额定负荷(D=D0)时,有H=Hr上两式相减得:控制系统原理图3.单级三冲量控制给水系统稳定时W=D,因此有:讨论:(1)若KW=KDD0(2)若KW>KD(3)若KW3、点,比值参数的误差可通过主调节器校正。ΔPI∑ΔPIWDHH0μ控制系统结构图Gc1(s)KvGp(s)-rHDΔw+Gd(s)Gff(s)Gc2(s)控制系统原理图四、汽包炉单元机组给水控制系统1.给水热力系统给水热力系统示意图二给水泵的安全工作区如图所示。图中阴影区由泵的上、下限特性、最高转速nmax和最低转速nmin,泵出口最高压力Pmax和最低压力Pmin,泵出口最高压力Pmax和最低低压力Pmin围成。给水泵不允许在安全工作区以外工作。为了满足上限特性要求,在锅炉负荷很低时,必须打开再循环门,以增加通过泵的流量。这样,在所需的相同的泵出口压力条件下,可4、使泵进入上限特性右边的安全区工作,泵工作点由a1移到b1点2.给水泵安全工作特性要求由于给水泵有最低转速nmin的要求,在给水泵已接近nmin时就不能以继续降低转速的方式来调节给水量。这就需要用改变上水通道阻力,即设置给水调节阀的方式,使泵工作在安全区内。由于兼用改变泵转速和上水通道阻力两种方式调节给水量,增加了全程给水自动控制系统的复杂性。在锅炉负荷升到一定程度,即泵流量较大时,为了不使泵在下限特性右边区域工作,也需适当提高上水通道阻力,以使泵出口压力提高,这样给水调节门又保证了泵在下限特性左边安全区工作。如图泵工作点由a2移至b2。对给水全程自动控制系统提出5、以下要求在给水全程控制系统中不仅要满足给水量调节的要求,同时还要保证变速给水泵工作在安全工作区内。这往往需要有两套控制系统来完成,即所谓两段调节。由于机组在高、低负荷下呈现不同的对象特性,要求控制系统能适应这样的特性。即随着负荷的变化,系统要从单冲量过渡到三冲量系统,或从三冲量过渡到单冲量系统,由此产生了系统的切换问题,并且必须有两套系统相互无扰切换的控制线路。(3)由于全程控制系统的工作范围较宽,对各个信号的准确测量提出了更严格的要求。例如,在高低负荷不同工况下,给水流量的数值相差很大,必须采用不同的孔板进行测量,这样就产生了给水流量测量装置的切换问题;再如,6、在锅炉启停过程中,汽压变化很大,汽包水位不仅与平衡容器式水位计测得的差压有关,同时还是主汽压力的函数,因此需要设计用主汽压力对水位差压进行校正的线路。同样,主汽温度和压力在全过程中变化也很大,需要对主蒸汽流量进行校正。(4)在多种调节机构的复杂切换过程中,给水全程控制系统都必须保证无干扰。高低负荷需用不同的调节阀门,必须解决切换问题,调节阀门的切换伴随着有关截止门的切换,而截止门的切换过程需要一定的时间,导致了水位保持的困难。在低负荷时采用改变阀门的开度来保持泵的出口压力,高负荷时用改变调速泵的转速保持水位,这又产生了阀门与调速泵间的过渡切换问题。点火后,在升温7、升压过程中,由于锅炉没有输出蒸汽量,给水量及其变化量都很小,此时单冲量调节系统也不十分理想,就需要用开启阀门的方法(双位调节方式)进行水位调节。在这些切换中,系统都必须有相应的安全可靠的系统,保证给水泵工作在安全工作区内。(5)给水全程控制还必须适应机组定压运行和滑压运行工况,必须适应冷态启动和热态启动情况。测量信号的自动校正锅炉从启动到正常运行或是从正常运行到停炉的过程中,蒸汽参数和负荷在很大的范围内变化,这就使水位、给水流量和蒸汽流量测量信号的准确性受到影响。为了实现全程自动控制,要求这些测量信号能够自动地进行压力、温度校正。测量信号自动校正的基本方法是,先8、推导出被测参数随温度、压
3、点,比值参数的误差可通过主调节器校正。ΔPI∑ΔPIWDHH0μ控制系统结构图Gc1(s)KvGp(s)-rHDΔw+Gd(s)Gff(s)Gc2(s)控制系统原理图四、汽包炉单元机组给水控制系统1.给水热力系统给水热力系统示意图二给水泵的安全工作区如图所示。图中阴影区由泵的上、下限特性、最高转速nmax和最低转速nmin,泵出口最高压力Pmax和最低压力Pmin,泵出口最高压力Pmax和最低低压力Pmin围成。给水泵不允许在安全工作区以外工作。为了满足上限特性要求,在锅炉负荷很低时,必须打开再循环门,以增加通过泵的流量。这样,在所需的相同的泵出口压力条件下,可
4、使泵进入上限特性右边的安全区工作,泵工作点由a1移到b1点2.给水泵安全工作特性要求由于给水泵有最低转速nmin的要求,在给水泵已接近nmin时就不能以继续降低转速的方式来调节给水量。这就需要用改变上水通道阻力,即设置给水调节阀的方式,使泵工作在安全区内。由于兼用改变泵转速和上水通道阻力两种方式调节给水量,增加了全程给水自动控制系统的复杂性。在锅炉负荷升到一定程度,即泵流量较大时,为了不使泵在下限特性右边区域工作,也需适当提高上水通道阻力,以使泵出口压力提高,这样给水调节门又保证了泵在下限特性左边安全区工作。如图泵工作点由a2移至b2。对给水全程自动控制系统提出
5、以下要求在给水全程控制系统中不仅要满足给水量调节的要求,同时还要保证变速给水泵工作在安全工作区内。这往往需要有两套控制系统来完成,即所谓两段调节。由于机组在高、低负荷下呈现不同的对象特性,要求控制系统能适应这样的特性。即随着负荷的变化,系统要从单冲量过渡到三冲量系统,或从三冲量过渡到单冲量系统,由此产生了系统的切换问题,并且必须有两套系统相互无扰切换的控制线路。(3)由于全程控制系统的工作范围较宽,对各个信号的准确测量提出了更严格的要求。例如,在高低负荷不同工况下,给水流量的数值相差很大,必须采用不同的孔板进行测量,这样就产生了给水流量测量装置的切换问题;再如,
6、在锅炉启停过程中,汽压变化很大,汽包水位不仅与平衡容器式水位计测得的差压有关,同时还是主汽压力的函数,因此需要设计用主汽压力对水位差压进行校正的线路。同样,主汽温度和压力在全过程中变化也很大,需要对主蒸汽流量进行校正。(4)在多种调节机构的复杂切换过程中,给水全程控制系统都必须保证无干扰。高低负荷需用不同的调节阀门,必须解决切换问题,调节阀门的切换伴随着有关截止门的切换,而截止门的切换过程需要一定的时间,导致了水位保持的困难。在低负荷时采用改变阀门的开度来保持泵的出口压力,高负荷时用改变调速泵的转速保持水位,这又产生了阀门与调速泵间的过渡切换问题。点火后,在升温
7、升压过程中,由于锅炉没有输出蒸汽量,给水量及其变化量都很小,此时单冲量调节系统也不十分理想,就需要用开启阀门的方法(双位调节方式)进行水位调节。在这些切换中,系统都必须有相应的安全可靠的系统,保证给水泵工作在安全工作区内。(5)给水全程控制还必须适应机组定压运行和滑压运行工况,必须适应冷态启动和热态启动情况。测量信号的自动校正锅炉从启动到正常运行或是从正常运行到停炉的过程中,蒸汽参数和负荷在很大的范围内变化,这就使水位、给水流量和蒸汽流量测量信号的准确性受到影响。为了实现全程自动控制,要求这些测量信号能够自动地进行压力、温度校正。测量信号自动校正的基本方法是,先
8、推导出被测参数随温度、压
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