减B增),最终使得两台风机出力达到平衡,而总出力不变。
当两台风机均投入自动时,平衡控制允许操作;当两台风机均在手动时,平衡控制不起作用。
5.1.6 MFT超驰控制
发生MFT跳炉时,由于进入炉膛的燃料瞬间切断,炉膛压力短时间内会急剧下降,稍后再恢复正常。为了减小MFT跳炉时炉膛压力的扰动,在发生MFT时先将引风机的动叶开度减小,保持一段时间后再恢复,整个过程持续60秒钟。动叶关小的幅度与发生MFT时的送风指令的函数。 5.1.7 控制逻辑
1)引A(B)动叶切手动条件: ? 炉膛负压信号无效
? 动叶指令与位置反馈偏差大 ? 动叶位置反馈品质坏 ? 本引风机停运 2)引A(B)动叶超驰
? SCS来指令超驰打开引风机动叶 ? SCS来指令超驰关闭引风机动叶 3)闭锁增负荷,迫降负荷
? 两台引风机动叶一台手动,另一台自动,处于自动的引风机动叶指令超限;或两台引风机动叶自动,且控制指令均越限时,闭锁负荷增。当情况进一步恶化且炉膛压力高时,将迫降负荷。
6 一次风压控制
通过调节两台一次风机的动叶调节一次风热风母管压力。 6.1.1 被调量
两个一次风热风母管压力测点取平均值作为控制回路的被调量。 6.1.2 设定值
一次风压的定值为燃料指令的函数,运行人员还可通过偏置微调定值。回路手动时,自动计算偏置使得设定值跟踪被调量,以便手/自动的无扰切换。
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6.1.3 增益补偿
单台一次风机投入自动或两台一次风机都投入自动时,因对一次风压的调节能力有所不同,需对调节器的增益进行修正。以单台一次风机为基准,两台一次风机都投入自动时,将控制偏差修正为原来的60%。增益系数平滑切换。 6.1.4 双侧平衡控制
当两台一次风机都运行时,为了防止两台风机出力不平衡,需要调节各风机动叶的开度,使得两台风机的出力一致。运行人员可根据情况调整偏差值,调节两台风机的出力平衡。该偏差同时加到各风机的控制偏差上,作用符号相反,使得A增B减(或A减B增),最终使得两台风机出力达到平衡,而总出力不变。
当两台风机均投入自动时,平衡控制允许操作;当两台风机均在手动时,平衡控制不起作用。 6.1.5 控制逻辑
1)一次风机动叶切手动条件: ?
? ? ? ? ? ? ?
2)一次风机动叶超驰
? SCS来指令超驰关闭相应的风机动叶
相应的一次风机停运 炉膛压力控制手动
被调量与设定值偏差大
动叶指令与位置反馈偏差大 动叶位置反馈品质坏 MFT
一次风压信号无效 一次风机喘振
7 给水控制
7.1 控制策略概述
超临界直流锅炉没有汽包环节,给水加热、蒸发以及过热是一次性连续完成的,锅炉惯性相对于汽包炉大大降低,蓄热量减小,动态过程加快。超临界直流炉是一个典型的多输入
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多输出系统,其主要输入量包括给水量、燃烧率、汽机调门开度,其主要输出量有主汽温度、主汽压力和主蒸汽流量,这些因素相互影响,仅仅改变其中某一个量是达不到控制效果的,超临界直流炉的控制更加强调燃烧率和给水量之间的平衡、燃烧率和给煤及风量之间的平衡,它需要锅炉给水、燃烧、汽温和风量等之间更强的协调配合,同时也需要更快速的控制作用。
由于超临界直流锅炉给水变成过热蒸汽是一次性完成的,完全直流运行后,给水量就等于蒸汽流量,给水量的变化直接影响到机组负荷,给水量的变化会改变锅炉汽水相变点位置,进而导致过热汽温的变化,因而超临界直流锅炉给水控制是相当重要的。基于超临界直流锅炉的特点,其给水控制是不能孤立对待的,我们设计的给水控制方案以燃水比为基础,控制住能较快速而又精确反映燃水比变化的参量-汽水分离器出口微过热蒸汽焓,进而达到控制给水量到合适值的目的,保证整个系统的平衡稳定。 7.1.1 燃水比
燃水比(燃料量和给水量之间比例)不是恒定不变的,它必须随着负荷的改变而改变,此点可通过下式分析得出:
ist=ifw+FQnetηW
式中,ist ?? 主蒸汽焓值(kJ/kg)
ifw ?? 给水焓值(kJ/kg)
F ?? 燃料量(t/h) W ?? 给水量(t/h)
Qnet?? 燃料低位发热量(kJ/kg)
η —— 锅炉效率
锅炉给水温度是随负荷的增加而升高的,故ifw也随之升高。机组定压运行时,主蒸汽温度和压力为定值,即ist为一定值,Qnet和η可视为常数,因此燃水比F/W是随着负荷的升高而减小的。
另一方面,燃料量和给水量在负荷改变时按燃水比F/W并行进行调整,但二者对汽温的动态影响是不同的。为减小负荷动态调整过程中的汽温波动,还必须对负荷调整产生的燃料
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量指令和给水量指令分别设置动态校正环节。 7.1.2 分离器出口微过热蒸汽焓校正
超临界锅炉正常运行时,分离器出口蒸汽处于微过热状态,该点是反应燃料和给水关系变化最敏感的地方,把该点蒸汽焓值(温度)控制在一定范围内,就可以基本固定住锅炉汽水系统中的相变点界面,从而达到燃料和给水保持一定的比值关系,也才能保证过热汽温在可控制范围内。分离器出口微过热蒸汽温度和微过热蒸汽焓值都可以作为燃水比的反馈信号,但由于微过热蒸汽焓值有比微过热蒸汽温度更好的灵敏度和线性度,因此我们选取分离器出口微过热蒸汽焓值作为燃水比的反馈信号。
分离器出口微过热蒸汽焓值随着负荷的变化而变化,其期望的设定值是负荷指令的函数,给水控制外回路的任务就是控制分离器出口微过热蒸汽焓值到期望的设定值,同时考虑到如下情况:
⑴ 增负荷时,需先增加燃料量,提高燃烧率,从而提高锅炉蓄热量,然后根据校正信号增加给水量;减负荷时,需先减少燃料量,降低燃烧率,因为锅炉蓄热量还要释放出一部分热量,然后再根据校正信号减少给水量。
⑵ 机组负荷变化时,要等抽汽温度发生变化,经过高压加热器的传导才使给水温度发生变化,分离器出口微过热蒸汽焓值的校正作用也要与此变化过程相适应。
根据以上情况,分离器出口微过热蒸汽焓值校正给水量的作用应适当滞后,具体实现是在分离器出口微过热蒸汽焓值给定回路中串入惯性环节。 7.1.3 燃水比调整与减温喷水的协调
给水控制中也必须考虑到其对过热汽温的影响。燃水比调整是保持汽温的最终手段,但对过热汽温影响的迟延大;减温喷水能较快地改变过热汽温,但不能最终维持汽温稳定,超临界直流炉的控制需要将两者有机地协调起来,因此在给水控制中设计了△T调节器。
要控制好过热汽温,理想的状态是能控制中间若干关键位置点的温度到期望的值。在超临界直流炉控制中,采用控制一级减温器出入口温降△T到期望值来起到这方面的作用。一级过热汽温控制目标是屏过出口温度,其设定是负荷指令的函数,为使一级过热汽温控制达到目标值,一级过热汽温控制回路必须控制一级过热减温器出口温度到合适值,锅炉设计时一级减温器出入口温降△T与负荷是有对应关系的,负荷越高,温降反而减少,一级减温器出口温度加上设计温降△T就得到一级减温器入口温度值,此入口温度值与入口实际温度值
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相比较,当实际入口温度值偏高时,就需要减少分离器出口微过热蒸汽焓,反之需要增加分离器出口微过热蒸汽焓。△T调节器输出用来修正分离器出口微过热蒸汽焓给定值,从而改善燃水比,进而达到稳定汽温的作用。 7.1.4 焓值修正对燃烧率调整的解耦设计
微过热汽温或微过热蒸汽焓值调节器直接影响给水量。泵入直流锅炉给水量的增加将导致锅炉中原来蒸汽占据空间的减少,相应的蒸汽被驱赶到锅炉出口,从而使机前压力和功率都在瞬间有所增加。如果燃烧率不变,功率将逐渐回落到原先的水平,机前压力则因给水流量增加要求的给水压力的增加而逐渐回落到较原先机前压力稍高的水平。这一调节作用引起的机前压力和功率的短时间改变,将通过调节回路改变燃烧率,并再对微过热蒸汽焓值形成扰动,有可能导致不稳定状况的发生。解耦设计是将焓值调节器的输出通过实际微分环节加入到对燃烧率的调节回路,使燃烧率不变或少改变,因此将给水量和燃烧率的相互作用减到最小,增加了焓值调整和整个机组调整的稳定性。 7.1.5 给水流量限制
对给水流量给定值进行最小流量限制,以保证给水流量总是超过本生流量。 7.1.6 启动系统循环流量的影响
在循环流量控制和主给水控制系统之间存在着相互作用的风险,这个风险通过在总给水流量设计值上加上来自循环流量测量值的前馈来减至最小。 7.1.7 给水流量的计算
经过给水温度修正后的省煤器入口给水流量作为给水控制流量信号。
7.2 给水流量控制
在低负荷时,调整给水启动调节阀开度来控制给水流量,调整电动给水泵的转速以维持启动阀两端的差压(给水旁路调节阀上游压力与省煤器入口给水压力之差)为一固定值(约0.5-0.9MPa)。当给水启动调节阀开至约大于75%而且负荷超过规定负荷后,逐步切换到主给水门,切换完成后,通过调整电动给水泵的转速来控制给水流量。
在正常运行时,通过控制两台汽动给水泵的转速来控制给水流量,电动给水泵作为备用,其勺管开到跟踪位。
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