600mw超临界机组的给水控制的分析

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1、超（超）临界机组专题报告USC-01DATE:PAGE6600MW超临界机组给水控制的分析王富有南京科远自动化集团股份有限公司，江苏，南京，211100摘要：汽包炉的给水控制是相对独立的，而超临界机组锅炉给水控制则是和燃烧、汽温等系统相互耦合在一起的，因此直流炉的给水控制相对于汽包炉而言要复杂些。同时给水控制系统又是超临界机组热控系统中的重点，对提高机组的控制自动化程度、减少启停误操作、缩短机组启动时间、提高机组启停的可靠性具有重要作用，也是实现机组级自启停（APS）控制的一个技术关键。本文以某超超临界600MW机组为例，介绍锅炉给水调节系统的控制。关键词：600MW，超临界，给水，焓，煤水比

2、，自动调节一、超临界机组给水系统的控制特性汽包炉通过改变燃料量、减温水量和给水流量控制蒸汽压力(简称汽压)、蒸汽温度(简称汽温)和汽包水位，汽压、汽温、给水流量控制相对独立。而直流炉作为一个多输入、多输出的被控对象，其主要输出量为汽温、汽压和蒸汽流量（负荷），其主要的输入量是给水量、燃烧率和汽机调门开度,由于是强制循环且受热区段之间无固定界限，一种输入量扰动将对各输出量产生作用，如单独改变给水量或燃料量，不仅影响主汽压与蒸汽流量，过热器出口汽温也会产生显著的变化，所以比值控制(如给水量/蒸汽量、燃料量/给水量及喷水量/给水量等)和变定值、变参数调节是直流锅炉的控制特点。实践证明要保证直流锅炉汽

3、温的调节性能，维持特定的煤水比来控制汽水行程中某一点焓（分离器入口焓）达到规定要求，是一个切实有效的调温手段。当给水量或燃料量扰动时，汽水行程中各点工质焓值的动态特性相似；在锅炉的煤水比保持不变时（工况稳定），汽水行程中某点工质的焓值保持不变，所以采用微过热蒸汽焓替代该点温度作为煤水比校正是可行的，其优点在于：   1) 分离器入口焓（中间点焓）值对煤水比失配的反应快，系统校正迅速；   2) 焓值代表了过热蒸汽的作功能力，随工况改变焓给定值不但有利于负荷控制，而且也能实现过热汽温（粗）调正。科远控制二部王富有超（超）临界机组专题报告USC-01DATE:PAGE63) 焓值物理概念明确，它不

4、仅受温度变化影响，还受压力变化影响，在低负荷压力升高时（分离器入口温度有可能进入饱和区），焓值的明显变化有助于判断，进而能及时采取相应措施。因此，静态和动态煤水比值及随负荷变化的焓值校正是超临界直流锅炉给水系统的主要控制特征。二、超临界机组给水系统工艺介绍某电厂2×600MW超超临界燃煤锅炉（HG-1792/26.15-YM1），由哈尔滨锅炉厂引进三菱技术制造，其形式为超超临界、П型布置、单炉膛、墙式切园燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、带再循环泵的启动系统、一次中间再热。锅炉采用平衡通风、半露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，燃用烟煤。主要参数见表一：表一：主要参数项目BM

5、CR项目BMCR过热蒸汽流量1792t/h再热器出口蒸汽压力4.58Mpa过热蒸汽出口压力26.15Mpa再热器出口蒸汽温度603℃过热蒸汽出口温度605℃省煤器进口给水温度292℃再热蒸汽流量1462t/h锅炉纯直流运行负荷   25%BMCR启动系统配有2只内置式分离器，在锅炉启动和低负荷运行时，分离器处于湿态运行，同汽包一样起着汽水分离的作用，此时适当控制分离器水位，通过循环回收合格工质；当锅炉进入直流运行阶段，分离器处于干态运行，成为（过热）蒸汽通道。锅炉给水系统的工艺流程如图1所示，机组配备有二台50%BMCR汽动给水泵和一台25%BMCR的电动给水泵，电泵转速由液耦调节，用于启动时

6、调节给水压力。启动过程中，蒸汽加热除氧器给水，主给水泵的出水经高压加热器后进入省煤器，考虑到低负荷下直流锅炉对重量流速的要求，在启动和低负荷阶段最小给水流量设置为25%BMCR，流过水冷壁管的汽水混合物进入分离器，分离器贮水箱出来疏水分两路，一路进入省煤器，另一路经扩容器扩容后进入疏扩箱，由扩疏泵输送至凝汽器或直接向外排放。随着循环加热的进行，当给水达到一定温度后，锅炉允许火。锅炉汽水系统如图一所示：科远控制二部王富有超（超）临界机组专题报告USC-01DATE:PAGE6三、超临界机组给水系统控制方案第一阶段：启动和低负荷阶段；当启动初期在湿态时（30％负荷以下），给水控制系统使省煤器入口流

7、量维持在30％BMCR流量（本生流量）左右，省煤器入口流量为循环泵出口流量和高加出口流量之和，此时省煤器流量控制主要依靠循环泵出口调阀控制，电泵液耦手动控制给水母管压力，通过BR阀控制省煤器入口流量稳定。汽水分离器起到汽水分离的作用，蒸汽进入过热器，水进入贮水箱，此时贮水箱中的水位主要依靠WDC阀1和WDC阀2控制，此次控制贮水箱水位控制如同汽包炉的汽包水位，应注意虚假水位的控制。为防止循环泵（B