《熱力過(guò)程自動(dòng)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(dòng)態(tài)特性給水被控對(duì)象動(dòng)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(jì)1雙色水位計(jì)圖5-5差壓式水位計(jì)1—平衡容器;2—壓力信號(hào)導(dǎo)管;3—差壓計(jì)差壓式水位計(jì)在火電生產(chǎn)過(guò)程中是應(yīng)用最為普遍的一種水位計(jì)。它是靜壓式液位測(cè)量?jī)x表,在汽包水位、高壓加熱器水位、除氧器水位測(cè)量中都能得到應(yīng)用。1差壓式液位計(jì)1差壓式液位計(jì)工作原理1差壓式液位計(jì)測(cè)量誤差1電接點(diǎn)液位計(jì)1水位的調(diào)節(jié)意義汽包水位分正常水位、報(bào)警水位和保護(hù)動(dòng)作水位三種。汽包水位標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)一般在汽包中心線(xiàn)下100~150mm處，水位波動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)水位上下50mm以?xún)?nèi)稱(chēng)正常水位。在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)維持水位在正常水位范圍內(nèi)，并有一定的波動(dòng)。汽包水位達(dá)到報(bào)警水位時(shí)，應(yīng)采取緊急措施恢復(fù)正常水位。汽包水位達(dá)到保護(hù)動(dòng)作水位時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，鍋爐自動(dòng)降低負(fù)荷直至機(jī)組停止運(yùn)行。1水位的調(diào)節(jié)當(dāng)汽包水位過(guò)高時(shí)，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(yán)重過(guò)高時(shí)蒸汽大量帶水，過(guò)熱汽溫急劇下降，蒸汽管道、汽輪機(jī)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(jī)葉片等嚴(yán)重事故。水位過(guò)低，引起下降管進(jìn)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(jìn)，并采取加強(qiáng)水循環(huán)等措施，可使正常水位擴(kuò)大。1汽包水位特點(diǎn)在火電廠(chǎng)中，汽包水位的測(cè)量難度最大，汽包水位特點(diǎn)如下:1.汽包內(nèi)水位忽上忽下劇烈周期波動(dòng)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(diǎn)是中間凸起，水位在汽包壁成帶狀升高，并超過(guò)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(jiàn)的汽包水位的監(jiān)視系統(tǒng)有如下特點(diǎn):在汽包兩端各裝一只就地的一次水位計(jì);多只機(jī)械式或電子式二次水位計(jì)（如差壓計(jì)、電接點(diǎn)式、電子記錄式水位計(jì)等），其信號(hào)直接接到操作盤(pán)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(bào)警與跳閘。1給水控制任務(wù)1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性基本擾動(dòng)：給水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度變化造成的給水流量擾動(dòng)。1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性自發(fā)擾動(dòng)：給水調(diào)節(jié)閥前后壓差變化引起的給水流量擾動(dòng)。1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性外部擾動(dòng)：汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷變化1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1給水被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性1課堂練習(xí)【單選題】給水自動(dòng)控制系統(tǒng)中，在給水流量擾動(dòng)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(shí)間D.變化不確定C1課堂練習(xí)【單選題】從汽包水位來(lái)反應(yīng)儲(chǔ)水量來(lái)看控制對(duì)象是一個(gè)________的對(duì)象A.比例環(huán)節(jié)B.有自平衡能力C.無(wú)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(guò)改變調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，進(jìn)而改變管路流通特性來(lái)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(fù)荷時(shí)采用;第二種是給水泵調(diào)速方式,它是通過(guò)改變給水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變給水泵特性來(lái)控制給水流量的,是鍋爐運(yùn)行正常時(shí)廣泛采用的一種流量控制方式。1給水流量控制方式電動(dòng)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(dòng)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(dòng)給水泵+電動(dòng)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(yùn)行方式現(xiàn)代大型鍋爐一般采用兩臺(tái)可調(diào)速汽動(dòng)給水泵和一臺(tái)可調(diào)速電動(dòng)給水泵。在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)給水泵先在最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，CCS采的給水指令控制給水調(diào)節(jié)閥。機(jī)組負(fù)荷約25%時(shí)，第一臺(tái)汽動(dòng)給水泵投入運(yùn)行，處于電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵并列運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到一定給水流量時(shí)給水調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，CCS指今控制電動(dòng)泵液力耦合器轉(zhuǎn)速。負(fù)荷再增大后第二臺(tái)汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)，手動(dòng)方式增速至與第一臺(tái)汽動(dòng)給水泵同步，可由手動(dòng)切換自動(dòng)。兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵都運(yùn)行后，電動(dòng)給水泵手動(dòng)減速并停運(yùn)。1給水流量控制方式1課堂練習(xí)【判斷題】汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，應(yīng)在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)投入運(yùn)行錯(cuò)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(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)1給水控制基本方案2.串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)1給水全程控制要求1測(cè)量信號(hào)的校正1測(cè)量信號(hào)的校正1測(cè)量信號(hào)的校正1測(cè)量信號(hào)的校正1測(cè)量信號(hào)的校正1測(cè)量信號(hào)的校正汽包鍋爐水位保護(hù)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(jī)組給水熱力系統(tǒng)示意圖1600MW機(jī)組給水熱力系統(tǒng)1600MW機(jī)組給水熱力系統(tǒng)1水位動(dòng)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(dòng)態(tài)特性1課堂練習(xí)【單選題】大、中型鍋爐水位控制對(duì)象的滯后時(shí)間及飛升速度比較大，“虛假水位”現(xiàn)象也較嚴(yán)重，為了保證水位的控制質(zhì)量，廣泛采用________給水自動(dòng)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(xí)【單選題】為避免在“虛假水位”作用下調(diào)節(jié)器產(chǎn)生誤動(dòng)作，在給水控制系統(tǒng)中引入________信號(hào)作為補(bǔ)償信號(hào)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(duì)比單沖量水位控制系統(tǒng)是汽包水位自動(dòng)控制中最簡(jiǎn)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(méi)有給水流量信號(hào)的反饋,所以水位波動(dòng)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(jìn)蒸汽流量作為前饋信號(hào)。該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是:引入的蒸汽流量前饋信號(hào)可以消除"虛假水位"對(duì)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(qiáng),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(diǎn)是使用的設(shè)備少,整定方法比較簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)過(guò)程中，由于蒸汽流量和給水流量測(cè)量誤差大，兩個(gè)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(shí)，用水位信號(hào)單沖量控制；給水流量大于30%時(shí)，自動(dòng)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(dòng)到正常運(yùn)行的過(guò)程中，蒸汽參數(shù)和負(fù)荷在很大范圍內(nèi)變化，如果不對(duì)汽包水位、給水流量和蒸汽流量信號(hào)進(jìn)行壓力,溫度校正的話(huà)，就會(huì)影響這些信號(hào)的測(cè)量準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)全程控制，必須對(duì)這些測(cè)量信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行壓力、溫度校正。(2）由于大型單元機(jī)組除了在鍋爐啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)給水流量自動(dòng)控制。因而在給水全程控制系統(tǒng)中不僅要滿(mǎn)足給水流量控制的要求，同時(shí)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(duì)象的動(dòng)態(tài)特性在不同負(fù)荷時(shí)是不一樣的，在高、低負(fù)荷時(shí)要用不同形式控制系統(tǒng)。低負(fù)荷(一般指蒸汽流量低于額定值的30%）時(shí)，機(jī)組處于滑壓運(yùn)行過(guò)程，參數(shù)較低，負(fù)荷變化范圍小，虛假水位不太嚴(yán)重，可以采用單沖量給水控制系統(tǒng);高負(fù)荷時(shí)采用串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)。因此，隨負(fù)荷的變化出現(xiàn)兩種系統(tǒng)的切換問(wèn)題，而且必須保證這種切換應(yīng)是雙向無(wú)擾的。1全程給水控制系統(tǒng)要求(4）在多種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜切換過(guò)程中，給水全程控制系統(tǒng)必須保證無(wú)干擾。高、低負(fù)荷需用不同的給水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，必須解決給水調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間的切換問(wèn)題。在低負(fù)荷時(shí)采用改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)保持水位，高負(fù)荷時(shí)用改變調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速保持水位，這就需要解決好閥門(mén)與調(diào)速泵間的過(guò)渡切換問(wèn)題。(5）給水全程控制還必須適應(yīng)機(jī)組定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行工況，必須適應(yīng)冷態(tài)啟動(dòng)和熱態(tài)啟動(dòng)情況。1課堂練習(xí)【單選題】在下列哪些情況下汽包水位控制會(huì)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(hào)偏差大C.汽包壓力變送器之間信號(hào)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