GB/Z 21193.2-2008礦物燃燒蒸汽發(fā)電站第2部分：汽包水位控制

犐犆犛２５．０４０．４０；２７．１００

犖１８

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

礦物燃燒蒸汽發(fā)電站

第２部分：汽包水位控制

犉狅狊狊犻犾犳犻狉犲犱狊狋犲犪犿狆狅狑犲狉狊狋犪狋犻狅狀狊—犘犪狉狋２：犇狉狌犿犾犲狏犲犾犮狅狀狋狉狅犾

（ＩＥＣＴＲ６２１４０２：２００２，ＩＤＴ）

２００８０６１８發(fā)布２００９０１０１實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

前言

ＧＢ／Ｚ２１１９３《礦物燃燒蒸汽發(fā)電站》分為如下幾部分：

———第１部分：限幅控制；

———第２部分：汽包水位控制；

———第３部分：蒸汽溫度控制。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件為ＧＢ／Ｚ２１１９３的第２部分。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件等同采用ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２《礦物燃燒蒸汽發(fā)電站第２部分：汽包水位控

制》（英文版）。

為便于使用，對(duì)ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２做了下列編譯性修改：

———“技術(shù)報(bào)告”一詞改為“指導(dǎo)性技術(shù)文件”；

———?jiǎng)h除ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２的前言；

———?jiǎng)h除ＩＥＣ／ＴＲ６２１４０２：２００２的引言。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件由全國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)第二分技術(shù)委員會(huì)歸口。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件負(fù)責(zé)起草單位：西南大學(xué)。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件參加起草單位：機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、中國四聯(lián)儀器儀表集

團(tuán)、西安熱工研究院有限公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所、上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件主要起草人：趙亦欣、潘東波、祝培軍。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件參加起草人：馮曉升、劉進(jìn)、周明、謝兵兵、陳詩恩。

Ⅰ

書

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

引言

本指導(dǎo)性技術(shù)文件是一個(gè)系列指導(dǎo)性技術(shù)文件中的一部分，它包含了對(duì)礦物燃燒發(fā)電站在控制回

路上的正確設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面的建議。它們是基于目前所采用的技術(shù)解決方案，同時(shí)為了正確地理解，本

指導(dǎo)性技術(shù)文件也提出了必要的背景信息。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件提出或包含了特殊的技術(shù)解決方案，主要是針對(duì)滿足相似的用戶需求功能，形成

一個(gè)公認(rèn)的方法來表示礦物燃燒發(fā)電廠操作人員和供應(yīng)商功能性需要。

在給出的時(shí)間內(nèi)，本指導(dǎo)性技術(shù)文件被嚴(yán)格地視同為特定的技術(shù)解決方案例子，其目的是為了鼓勵(lì)

在該專題上觀點(diǎn)統(tǒng)一而促進(jìn)討論。

本系列里有兩種類型的指導(dǎo)性技術(shù)文件。

第一種類型的指導(dǎo)性技術(shù)文件涉及到鍋爐的特殊控制回路，如汽包水位控制或蒸汽溫度控制，以及

它們所處于的正常運(yùn)行條件。

第二種類型的指導(dǎo)性技術(shù)文件指出了在限制條件下確保正常運(yùn)行的特殊方法，例如在上升和下降

期間，或者在異常運(yùn)行狀況中，或者它們與機(jī)爐主控系統(tǒng)有關(guān)，如負(fù)荷控制系統(tǒng)或頻率控制系統(tǒng)。這些

指導(dǎo)性技術(shù)文件通常把發(fā)電站單元?dú)w為一個(gè)整體。

這個(gè)系列中的每個(gè)指導(dǎo)性技術(shù)文件都是相互獨(dú)立的，然而，它們的內(nèi)容很大程度上是相互協(xié)調(diào)的。

這個(gè)系列是可以補(bǔ)充的。

Ⅱ

犌犅／犣２１１９３．２—２００８／犐犈犆犜犚６２１４０２：２００２

礦物燃燒蒸汽發(fā)電站

第２部分：汽包水位控制

１范圍

本指導(dǎo)性技術(shù)文件的主題是自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)的礦物燃燒蒸汽發(fā)電站汽包水位控制。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件首先是被控系統(tǒng)的描述、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、穩(wěn)態(tài)特性、過渡過程特性和擾動(dòng)特性，然后

介紹了必要的控制結(jié)構(gòu)，接下來給出了三種已被驗(yàn)證過的控制回路組態(tài)，并給出了各自的應(yīng)用現(xiàn)場。本

指導(dǎo)性技術(shù)文件的最后是構(gòu)成控制回路所必須的各種測量元件和執(zhí)行器的必要條件，還要依照特殊的

國家法定要求，如關(guān)于汽包水位的監(jiān)視及安全裝置要求，這也是必須要考慮到的。

２被控系統(tǒng)

２．１被控系統(tǒng)描述

給水是以自然循環(huán)或者強(qiáng)制循環(huán)的方式流入鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)，并排出飽和蒸汽和最終的軟水。如

果流入和排出的質(zhì)量流量之間有差異，循環(huán)系統(tǒng)的容量就發(fā)生變化，因此，容量的變化是質(zhì)量流量之差

的時(shí)間積分。通常，只有循環(huán)系統(tǒng)的上汽包水位可用作鍋爐容量的測量值，在一些鍋爐中有可能存在下

汽包，下汽包通常是完全充滿了水，因此，與本指導(dǎo)性技術(shù)文件沒有更多的關(guān)系。只要質(zhì)量流量之間有

偏差，上汽包（以后就稱為汽包）的水位就會(huì)發(fā)生變化，因此，汽包水位控制的任務(wù)是對(duì)應(yīng)蒸汽流量來調(diào)

節(jié)給水流量，以保證汽包水位在某個(gè)界限之內(nèi)。用于對(duì)過熱蒸汽減溫的噴水流量旁路了汽包水流量，它

和為了消除雜質(zhì)的汽包排污水流量，都應(yīng)被考慮成擾動(dòng)變量。然而，主擾動(dòng)變量是由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流

量。另外，其他擾動(dòng)變量，如蒸汽壓力、給水壓力和爐膛輸出也會(huì)間接地產(chǎn)生作用。

２．２結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)

被控系統(tǒng)的特性受到下列技術(shù)尺寸的影響。

２．２．１汽包的大小

汽包所要求的最小尺寸通常是由從循環(huán)水中分離飽和蒸汽的任務(wù)來決定。與鍋爐容量有關(guān)的汽包

越小，水位控制變得越困難，這是由于受到控制特性方面水位最大變化率的影響。

２．２．２汽包水位設(shè)定點(diǎn)的位置

水位設(shè)定點(diǎn)是由汽包設(shè)計(jì)所決定的。水位設(shè)定點(diǎn)應(yīng)設(shè)定在使水位的變化率盡可能小的位置。例

如，水平圓筒型汽包的中心線處。

２．２．３省煤器的大小和位置

進(jìn)入到汽包中的水的焓值應(yīng)盡可能接近飽和流體的焓值。

２．３穩(wěn)態(tài)和過渡特性

２．３．１理想控制特性定義

一個(gè)簡單的水位被控系統(tǒng)顯示出“積分”特性，可被看作為“非自衡被控制系統(tǒng)”［見圖１ａ）］。它可

以采用積分時(shí)間犜１來