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文檔簡介

熱工自動控制技術(shù)

熱工自動控制技術(shù)單元機組負荷自動控制系統(tǒng)燃燒過程控制系統(tǒng)給水控制系統(tǒng)蒸汽溫度控制系統(tǒng)DEH控制系統(tǒng)機組旁路控制系統(tǒng)單元機組負荷自動控制系統(tǒng)第一講單元機組負荷自動控制系統(tǒng)一、控制任務(wù)與對象動態(tài)特性1、控制任務(wù):(1)保證機組功率迅速滿足電網(wǎng)的要求(2)迅速協(xié)調(diào)機爐間能量供求平衡關(guān)系(3)在各種運行工況下,保證機組安全運行第一講單元機組負荷自動控制系統(tǒng)一、控制任務(wù)與對象動態(tài)特性目前電網(wǎng)參加AGC機組的負荷變化率為1.5%Pe/min左右,負荷響應(yīng)遲延時間小于2分鐘。負荷調(diào)節(jié)的范圍應(yīng)為機組最低穩(wěn)燃負荷到滿負荷,40%~100%Pe。從協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來講應(yīng)是CCS投入自動的范圍。60~100%目前電網(wǎng)參加AGC機組的負荷變化率為1.5%Pe/min左右(1)制粉系統(tǒng)的制粉和輸送特性:直吹式制粉系統(tǒng):對于配備中速磨的直吹式制粉系統(tǒng),給煤量變化到煤粉量變化有一個純延遲時間和一定的慣性,煤粉量對給煤量的響應(yīng)特性:

FP為煤粉量,F(xiàn)M為給煤機的煤量,T1和τ為慣性和延遲時間常數(shù)。2、單元機組負荷控制對象的動態(tài)特性(1)制粉系統(tǒng)的制粉和輸送特性:2、單元機組負荷控制對象的動中間儲倉式制粉系統(tǒng):給粉機轉(zhuǎn)速變化時,煤粉量幾乎同步變化,相對直吹式制粉系統(tǒng),粉機轉(zhuǎn)速變化到煤粉量變化的延遲可以忽略,煤粉量對給煤量的響應(yīng)特性:FP為煤粉量,F(xiàn)N為給煤機轉(zhuǎn)速,k為給粉量與給煤機轉(zhuǎn)速的關(guān)系。(2)鍋爐的能量轉(zhuǎn)換特性:燃燒率對鍋爐指令的響應(yīng)特性為W1(S)爐內(nèi)熱負荷對燃燒率的響應(yīng)特性為W2(S)蒸汽熱負荷對爐內(nèi)熱負荷的響應(yīng)特性為W3(S)

(式7-1-2)FP為煤粉量,F(xiàn)N為給煤機轉(zhuǎn)速,k為給粉量與給煤機轉(zhuǎn)速的關(guān)系。中間儲倉式制粉系統(tǒng):給粉機轉(zhuǎn)速變化時,煤粉量幾乎同步變化,相直吹式制粉系統(tǒng):中間倉儲式制粉系統(tǒng):爐內(nèi)熱負荷是燃料轉(zhuǎn)換成的高溫?zé)煔鉄崃?,其對燃燒率的響?yīng)特性可看成一個較快多階慣性環(huán)節(jié),即:直吹式制粉系統(tǒng):鍋內(nèi)介質(zhì)(水和汽)對高溫?zé)煔獾奈鼰崾且粋€傳熱過程,蒸汽熱負荷對爐內(nèi)熱負荷的響應(yīng)特性可看成一個較慢的高價的慣性環(huán)節(jié),即:(3)汽輪發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換特性機組發(fā)電量對蒸汽熱量的響應(yīng)特性W4(S)可近視為一個比例環(huán)節(jié)(K4)。鍋內(nèi)介質(zhì)(水和汽)對高溫?zé)煔獾奈鼰崾且粋€傳熱過程,蒸汽熱負荷(1)機組負荷對汽機調(diào)門的響應(yīng)特性(鍋爐蓄熱能力)(1)機組負荷對汽機調(diào)門的響應(yīng)特性(鍋爐蓄熱能力)(2)機組負荷對鍋爐指令的響應(yīng)特性

熱工自動控制技術(shù)課件機組負荷調(diào)節(jié)速度分析

鍋爐響應(yīng)的遲延特性主要取決于鍋爐接到負荷指令后,從煤量改變到蒸汽流量變化所需的時間,即蒸汽產(chǎn)生的純遲延時間?;瑝哼\行的影響

滑壓運行的負荷適應(yīng)性較差,因為機組在滑壓運行時,鍋爐蓄熱能力將隨參數(shù)的變化而變化,變化方向恰好與負荷需求方向相同。機組負荷調(diào)節(jié)速度分析機組對負荷變化率的限制對于汽包爐,在正常的機組調(diào)峰范圍內(nèi),變負荷影響最大是汽包的熱應(yīng)力。一般汽包的溫度變化速度不能超過2℃/min,由于汽包內(nèi)工質(zhì)處于飽和狀態(tài),汽包的溫度隨汽包壓力同步變化。根據(jù)計算,當(dāng)汽包壓力17.8MPa時,汽壓允許變化0.425MPa/min;當(dāng)汽包壓力12.2MPa時,汽壓允許變化0.32MPa/min。這是汽機調(diào)門變化不能變化太快的原因。對于直流爐,變負荷影響最大是分離器和聯(lián)箱處的熱應(yīng)力。磨煤機啟停的影響機組對負荷變化率的限制鍋爐蓄熱能力的利用鍋爐的蓄熱能力取決于爐型與汽壓。通過汽壓的變化利用鍋爐的蓄熱,盡管在一定程度上可有效地縮短負荷響應(yīng)時間,但其程度取決于參數(shù)允許偏離設(shè)定值的范圍,受到機組安全、經(jīng)濟運行的限制。鍋爐蓄熱能力的利用二、單元機組負荷控制系統(tǒng)的運行方式1、鍋爐跟隨方式(BF)2、汽機跟隨方式(TF)3、協(xié)調(diào)控制方式(CCS)(1)以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式(2)以汽機跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式(3)機爐綜合協(xié)調(diào)控制方式二、單元機組負荷控制系統(tǒng)的運行方式三、機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案根本任務(wù)是維持機爐間的能量平衡由于能量信號無法直接測量,因此常用一些間接的參數(shù)表征這些平衡關(guān)系。直接能量平衡:通過構(gòu)造能量信號,并依此控制機組的能量輸入,稱為直接能量平衡系統(tǒng)。間接能量平衡:如以鍋爐主汽壓力表征鍋爐、汽輪機間能量供求平衡關(guān)系,通過控制這一間接參數(shù)維持機爐間的平衡,換為間接能量平衡系統(tǒng)。三、機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的典型方案(一)間接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略1、單向補償協(xié)調(diào)控制:

汽機跟隨(單向補償)鍋爐跟隨(單向補償)(一)間接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略2、雙向補償協(xié)調(diào)控制鍋爐跟隨(雙向補償)汽機跟隨(雙向補償)2、雙向補償協(xié)調(diào)控制3、非線性補償?shù)膮f(xié)調(diào)控制(1)非線性環(huán)節(jié)(a)死區(qū)環(huán)節(jié)(b)飽和環(huán)節(jié)3、非線性補償?shù)膮f(xié)調(diào)控制(2)非線性補償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(2)非線性補償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(二)直接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略1、能量平衡信號:(1)(2)(二)直接能量平衡的協(xié)調(diào)控制策略熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中提高控制性能的一些措施前饋控制技術(shù)的應(yīng)用前饋控制技術(shù)使有關(guān)被調(diào)參數(shù)能被控制到很接近屆時要求的水平(粗調(diào)),而不完全依賴于反饋控制的緩慢且往往會引起不穩(wěn)定的積分過程。非線性元件的使用提高了機組對外界負荷變化的初始響應(yīng)能力。主汽壓在允許范圍內(nèi),充分利用鍋爐的蓄熱能力。(TF)限制主汽壓力在動態(tài)過程中過大變化。(BF)(Lb2A3114)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中提高控制性能的一些措施前饋控制技術(shù)的應(yīng)用熱工自動控制技術(shù)課件提高安全可靠性的一些措施當(dāng)系統(tǒng)故障或出現(xiàn)事故工況,控制系統(tǒng)能自動快速地從自動方式無擾切換到手動方式。提供在任何變動工況下,保證安全所必須的保護和聯(lián)鎖功能。對控制參數(shù)采取三重或雙重冗余測量技術(shù),并對信號的不正?;蛟较迗缶?,同時將系統(tǒng)的控制切至手動。多執(zhí)行機構(gòu)的變增益和平衡回路手動/自動切換和自動跟蹤提高安全可靠性的一些措施第二講燃燒控制系統(tǒng)一、燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)與特點1、控制任務(wù):(1)維持汽壓的穩(wěn)定(2)保證燃燒過程的經(jīng)濟性(3)維持爐膛壓力的穩(wěn)定2、控制系統(tǒng)的組成(1)燃料量控制系統(tǒng)(2)風(fēng)量控制系統(tǒng)(3)爐膛壓力控制系統(tǒng)第二講燃燒控制系統(tǒng)一、燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)與特點3、控制對象的動態(tài)特性(1)燃燒率擾動下汽壓控制對象的動態(tài)特性(內(nèi)擾特性):①用汽量不變時②調(diào)節(jié)閥開度不變時(2)負荷擾動下汽壓控制對象的動態(tài)特性(外擾特性)①調(diào)節(jié)閥開度擾動②進汽量擾動3、控制對象的動態(tài)特性熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件二、鍋爐燃料控制系統(tǒng)的基本方案燃燒控制系統(tǒng)存在的特殊問題:(1)煤粉量(給煤量)的測量(2)送入爐膛實際風(fēng)量的測量燃料量的測量方法:

直接測量:用給粉機(給煤機)轉(zhuǎn)速代表,但轉(zhuǎn)速信號不能反應(yīng)煤粉的自發(fā)性擾動和燃煤發(fā)熱量的變化。(需經(jīng)熱值校正)

間接測量:用熱量信號代表。對熱量信號的要求:隨燃料量且僅隨燃料量B的改變而改變。二、鍋爐燃料控制系統(tǒng)的基本方案熱量信號在燃燒率和負荷階躍擾動下的反應(yīng)曲線(a)燃燒率階躍擾動(b)負荷階躍擾動(熱量信號有遲延)熱工自動控制技術(shù)課件1、中間儲倉式制粉系統(tǒng)鍋爐燃料-空氣燃燒控制方案(1)采用熱量信號的燃燒控制系統(tǒng)(2)采用給粉機轉(zhuǎn)速信號的燃燒控制系統(tǒng)1、中間儲倉式制粉系統(tǒng)鍋爐熱工自動控制技術(shù)課件2、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐(1)一次風(fēng)-燃料控制方案(配球磨機)(2)燃料-空氣燃燒控制方案2、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐F0(x)-將經(jīng)給水溫度修正后的負荷指令轉(zhuǎn)換成總?cè)剂狭恐噶?。F1(x)-由給水溫度偏差開成給水溫度校正信號。F2(x)-將總風(fēng)量轉(zhuǎn)換成該風(fēng)量下能完全燃燒的燃料量。F(t)-超前/滯后環(huán)節(jié),燃料量指令增加時具有滯后作用,燃料量攤減小時具有超前作用。F3(x)-將燃油量折算成煤量。F4(x)-調(diào)節(jié)燃料指令前饋信號的強度F5(x)-一次風(fēng)量限制,將一次風(fēng)量轉(zhuǎn)換為該風(fēng)量下最大允許給煤量對應(yīng)的轉(zhuǎn)速指令。F6(x)-將熱值校正調(diào)節(jié)器的輸出信號轉(zhuǎn)換為熱值校正系數(shù)。調(diào)節(jié)器的0~100%輸出,轉(zhuǎn)變?yōu)?.85~1.15的系數(shù)。F0(x)-將經(jīng)給水溫度修正后的負荷指令轉(zhuǎn)換成總?cè)剂狭恐噶?。三、風(fēng)量控制與氧量校正1、氧量校正的作用:(1)鍋爐只是近似的線性關(guān)系,僅依靠前饋回路獲得的風(fēng)量并不能保證氧量指標(biāo)符合要求,要獲得準(zhǔn)確的風(fēng)量,必須加入氧量校正。(2)氧量校正值是負荷的函數(shù),與負荷呈非線性關(guān)系。三、風(fēng)量控制與氧量校正常見的氧量校正方式有兩種:(1)用氧量調(diào)節(jié)器的輸出對實際總風(fēng)量信號進行修正。(2)用氧量調(diào)節(jié)器的輸出對風(fēng)量指令進行修正。常見的氧量校正方式有兩種:2、氧量測量信號的處理(1)4個氧量信號取均值(2)三取中,一路氧量信號作備用2、氧量測量信號的處理3、風(fēng)量測量信號的處理二次風(fēng)量通過風(fēng)室兩端二次風(fēng)入口管道上的一次元件分別進行測量,測量結(jié)果經(jīng)溫度補償后相加,作為總的二次風(fēng)量;同樣方法測得總一次風(fēng)量;總二次風(fēng)量與總一次風(fēng)量相加后得到總風(fēng)量。Je2C31503、風(fēng)量測量信號的處理F0(x)-由機組負荷經(jīng)運算形成氧量定值F1(x)-形成氧量校正系數(shù),調(diào)節(jié)器的0~100%輸出,轉(zhuǎn)變?yōu)?.8~1.2的系數(shù)。F2(x)、f3(x)-按風(fēng)煤比將燃料量或燃料指令換算成風(fēng)量需求值(風(fēng)量指令)。F4(t)-超前/滯后環(huán)節(jié),風(fēng)量指令增加時具有超前作用,風(fēng)量指令減小時,具有滯后作用。F5(x)-調(diào)節(jié)風(fēng)量指令前饋信號的強度。F0(x)-由機組負荷經(jīng)運算形成氧量定值四、風(fēng)煤交叉限制平行控制:燃料與風(fēng)量控制回路同時動作。存在問題:風(fēng)量對象的時間常數(shù)大于燃料量對象的時間常數(shù),負荷變化時,過??諝庀禂?shù)超控。交叉控制:(1)單交叉限制

四、風(fēng)煤交叉限制(2)交叉限制與平行調(diào)節(jié)(2)交叉限制與平行調(diào)節(jié)(3)雙交叉限制單交叉限制解決了負荷變化時冒黑煙的問題,但沒有解決過??諝庠斐傻呐艧煋p失的增加和污染特排放的增加問題。雙交叉限制是在單交叉限制的基礎(chǔ)上,在風(fēng)量控制回路增加一個小選模塊,在燃料控制回路增加一個大選模塊,通過兩次交叉限制將動態(tài)調(diào)節(jié)過程中的過??諝庀禂?shù)控制在一定范圍內(nèi),這樣既能解決負荷變化冒黑煙的問題,又能解決過剩空氣造成的排煙損失的增加和污染特排放的增加問題。Je2F3080(3)雙交叉限制K3、K4設(shè)置一般為K1、K2的2~4倍,升負荷時,回路①②的作用實現(xiàn)了“先加風(fēng)后加煤”,又由于回路④的作用,實現(xiàn)了動態(tài)過程中過??諝獾目刂疲唤地摵蓵r,同樣由回路①②實現(xiàn)“先減煤后減風(fēng)”,由于回路③的作用,實現(xiàn)動態(tài)中過剩空氣的控制。K3、K4設(shè)置一般為K1、K2的2~4倍,升負荷時,回路①②五、爐膛壓力控制1、爐膛壓力控制系統(tǒng)采用了變增益控制策略,根據(jù)爐膛壓力偏差的大小進行調(diào)節(jié);小偏差采用小增益控制,大偏差采用大增益控制,增強系統(tǒng)抑制偏差的能力。此外系統(tǒng)還根據(jù)投入自動的引風(fēng)機的臺數(shù)進行自動增益補償,將風(fēng)量指令信號或送風(fēng)控制指令作為超前變化的前饋信號,使?fàn)t膛負壓的變化最小。Je2A2267五、爐膛壓力控制2、爐膛壓力的防內(nèi)爆回路(1)方向閉鎖(2)超馳控制(3)MFT返程控制2、爐膛壓力的防內(nèi)爆回路第三講汽溫控制系統(tǒng)一、汽溫對象的動態(tài)特性1、影響汽溫變化的因素:煙氣側(cè)—燃料量、燃料特性、對流吸熱量及輻射吸熱量、空氣量、燃燒器的運行方式、受熱面的清潔程度等。蒸汽側(cè)—蒸汽流量、減溫水和減溫水焓、給水溫度等。最主要的擾動有3個:蒸汽流量、煙氣流量(總風(fēng)量、燃料量)和減溫水流量。第三講汽溫控制系統(tǒng)一、汽溫對象的動態(tài)特性2、過熱汽溫的靜特性:對流過熱段汽溫隨鍋爐負荷增加而上升,輻射過熱段汽溫隨鍋爐負荷增加而下降,因?qū)α鞫握?0%以上,過熱器的汽溫是鍋爐負荷增加而上升的。2、過熱汽溫的靜特性:3、汽溫的動態(tài)特性:(1)蒸汽負荷擾動有慣性有自平衡能力τ=10~20STc≈100S(2)煙氣側(cè)擾動與蒸汽負荷擾動相似。τ=10~20STc≈100S3、汽溫的動態(tài)特性:(3)減溫水?dāng)_動:導(dǎo)前區(qū)慣性較小,控制通道慣性較大。τ1=30~60ST1≈40~100S(3)減溫水?dāng)_動:二、汽溫控制的特點:(1)過熱汽溫的控制:采用減溫水為調(diào)節(jié)手段,τ/T較大,采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能滿足調(diào)節(jié)的要求,多采用帶導(dǎo)前微分信號的雙回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)或串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(2)再熱汽溫的控制:為保證經(jīng)濟性,一般采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)(煙道擋板或擺動式燃燒器)為正常調(diào)節(jié)手段,減溫水作為后備控制。二、汽溫控制的特點:三、過熱汽溫控制策略1、串級汽溫控制系統(tǒng)內(nèi)回路及副調(diào)的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾,要求調(diào)節(jié)過程的持續(xù)時間較短,但不要求無差,故副調(diào)也可選用純比例調(diào)節(jié);當(dāng)導(dǎo)前區(qū)慣性較大時,也可選用比例微分調(diào)節(jié)。外回路及主調(diào)的任務(wù)是維持主汽溫恒定,一般選用比例積分調(diào)節(jié);當(dāng)過熱器惰性區(qū)惰性較大時,也可選用比例積分微分調(diào)節(jié)。三、過熱汽溫控制策略由于引入了導(dǎo)前汽溫微分信號,可以改善單回路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。由汽溫被調(diào)對象的動態(tài)特性可知,導(dǎo)前汽溫可以提前反映擾動,取其微分信號引入調(diào)節(jié)器后,由于微分信號動態(tài)時不為零而穩(wěn)態(tài)時為零,所以動態(tài)時可使調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用超前,穩(wěn)態(tài)時可使過熱器出口汽溫等于給定值,從而改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。2、具有導(dǎo)前微分信號的雙回路汽溫控制系統(tǒng)由于引入了導(dǎo)前汽溫微分信號,可以改善單回路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。23、過熱汽溫分段控制策略(定值控制)3、過熱汽溫分段控制策略(定值控制)3、過熱汽溫分段控制策略(溫差控制)3、過熱汽溫分段控制策略(溫差控制)4、Smith預(yù)估器的應(yīng)用汽溫控制對象具有大遲延、大慣性、非線性和時變性的特點,采用常規(guī)和簡單的控制規(guī)律難以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果,目前工程中常用Smith預(yù)估、參數(shù)自適應(yīng)、模糊控制等控制策略。SMITH預(yù)估控制是基于古典控制理論,其基本設(shè)計思想是,將被控對象的動態(tài)特性分解為一個純延遲環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié),將兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)而構(gòu)成一個SMITH預(yù)估器,由于所構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型能夠預(yù)估控制器的輸出將會對被控對象的控制變量產(chǎn)生的可能影響,從而使控制作用提前而改善調(diào)節(jié)效果。4、Smith預(yù)估器的應(yīng)用熱工自動控制技術(shù)課件5、惰性區(qū)特性預(yù)估補償模糊PID汽溫綜合控制5、惰性區(qū)特性預(yù)估補償模糊PID汽溫綜合控制熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件6、ABBBailey公司主汽溫控制策略6、ABBBailey公司主汽溫控制策略7、西門子公司主汽溫控制策略7、西門子公司主汽溫控制策略熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件四、再熱汽溫控制策略為保證機組經(jīng)濟性,再熱汽溫一般采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié),利用煙氣擋板或擺動式燃燒器作為正常調(diào)節(jié)手段,噴水減溫作為后備手段。1、煙氣擋板調(diào)節(jié)調(diào)溫靈敏度差,調(diào)溫范圍小,擋板開度與汽溫變化呈非線性關(guān)系。四、再熱汽溫控制策略熱工自動控制技術(shù)課件熱工自動控制技術(shù)課件2、采用擺動式燃燒器調(diào)節(jié)2、采用擺動式燃燒器調(diào)節(jié)五、串級控制結(jié)構(gòu)中主調(diào)防積分飽和的方法五、串級控制結(jié)構(gòu)中主調(diào)防積分飽和的方法1、解除調(diào)節(jié)器的積分作用采用變參數(shù)的調(diào)節(jié)器,在調(diào)節(jié)器的輸出達到上、下限值時,解除調(diào)節(jié)器的積分作用,即令調(diào)節(jié)器的積分時間=∞。2、外部反饋模式3、引入閥位指令限制1、解除調(diào)節(jié)器的積分作用熱工自動控制技術(shù)課件第四講汽包爐給水控制系統(tǒng)一、鍋爐給水系統(tǒng)工藝流程第四講汽包爐給水控制系統(tǒng)一、鍋爐給水系統(tǒng)工藝流程二、給水全程自動控制的任務(wù)及對象動態(tài)特性1、給水全程自動控制的任務(wù)(1)全程自動控制的概念:常規(guī)給水控制系統(tǒng)是在機組達到一定負荷后才投入自動運行,否則就運行在手動方式。全程自動控制系統(tǒng)是指機組從點火啟動、升溫升壓、升負荷及降負荷、鍋爐滅火后降溫降壓等全過程均能進行自動控制。機組的啟動分為冷態(tài)、熱態(tài)等不同啟動工況,一個完善的全程自動控制系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)機組的不同啟動工況。二、給水全程自動控制的任務(wù)及對象動態(tài)特性2、給水全程自動控制的任務(wù):在給水全過程中,自動控制鍋爐的進水量,以保證汽包水位在正常范圍內(nèi)變化,同時對名爐的水循環(huán)和省煤器要有保護作用。維持汽包水位靠控制給水流量的大小來完成,而給水流量變化得過分劇烈,將會對省煤器等給水設(shè)備的安全運行帶來威脅。給水控制的任務(wù)實際上包括兩方面內(nèi)容:(1)保持水位在工藝允許范圍(2)盡量使給水流量穩(wěn)定。2、給水全程自動控制的任務(wù):3、給水控制對象的動態(tài)特性:(1)給水量擾動下的水位特性

3、給水控制對象的動態(tài)特性:(2)蒸汽流量擾動下的水位特性存在“虛假水位”現(xiàn)象,(2)蒸汽流量擾動下的水位特性(3)燃料量擾動下的水位特性(3)燃料量擾動下的水位特性(4)汽包水位動態(tài)特性的特點具有延時(延時時間τ)具有“虛假水位”現(xiàn)象:虛假水位的變化情況與鍋爐的特性有關(guān),與負荷的變化形式和速度有關(guān),降負荷過程比升負荷過程要大。在鍋爐發(fā)生MFT以及汽機甩負荷后,虛假水位特別嚴重。水位對象無自平衡能力:單位階擾下,水位的最大變化速度與鍋爐的結(jié)構(gòu)和容量有關(guān),機組容量越大,ε越大,水位變化快,更難控制。(4)汽包水位動態(tài)特性的特點4、對全程給水系統(tǒng)的要求(1)既要維持水位,又要經(jīng)濟運行。實現(xiàn)給水全程控制可以改變給水調(diào)節(jié)閥的開度即改變給水管道阻力的方法來改變給水流量,也可以采用改變給水泵轉(zhuǎn)速即改變給水壓力的方法來改變給水量。(2)解決控制系統(tǒng)之間和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間的切換。由于機組在不同負荷下呈現(xiàn)不同的對象特性,要求控制系統(tǒng)能適應(yīng)這樣的特性。隨鍋爐負荷的增加和降低,控制系統(tǒng)要從單沖量過渡到三沖量或從三沖量過渡到單沖量,從啟動調(diào)節(jié)閥切換到主給水閥,必須保證切換的無擾。(3)測量信號的校正。全程給水控制系統(tǒng)的工作范圍大,對各信號的準(zhǔn)確測量提出理更高要求,給水流量、蒸汽流量、汽包水位信號都要經(jīng)過溫度或壓力的校正補償。(4)運行中要保證給水泵等設(shè)備的安全。保證給水泵的運行不越出其安全工作區(qū)。4、對全程給水系統(tǒng)的要求三、測量信號的校正測量信號自動校正的基本方法:先推導(dǎo)出被測參數(shù)隨溫度、壓力變化的數(shù)學(xué)關(guān)系,然后利用各種功能模塊進行運算,實現(xiàn)自動校正。(1)汽包水位校正(2)蒸汽流量校正(3)給水流量校正三、測量信號的校正(1)汽包水位的校正:汽包水位的壓力修正回路:(1)汽包水位的校正:參比端γa對水位測量的影響如果不對參比水柱進行溫度補償,或者只是簡單地設(shè)定為一個溫度補償值,可能影響的水位差值為50-100mm。汽包壓力在17~18MPa,參比水柱的平均溫度每相差10℃,由此引起的水位差值約為10mm。參比端γa對水位測量的影響對參比水柱的管道進行不正確的保溫后,將改變原來確定的溫度補償關(guān)系,使得參比水柱的平均溫度難以設(shè)定。因此,從水位補償計算的要求,參比水柱的管道應(yīng)該裸露在環(huán)境溫度中,即從單室平衡容器以下至水側(cè)取樣孔高度的管道不得施加伴熱或者保溫。引到差壓變送器的兩根取樣管則應(yīng)平行敷設(shè)并共同保溫,這是為了使兩根取樣管內(nèi)的介質(zhì)具有相同的溫度和相同的重度,不會產(chǎn)生附加的差壓誤差。對參比水柱的管道進行不正確的保溫后,將改變原來確定的溫度補償(2)蒸汽流量的測量與校正采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置測量過熱蒸汽流量上式與查水蒸氣表相比,在3~15MPa,300~555℃范圍內(nèi)相差不超過1%。利用調(diào)節(jié)級壓力測量主蒸汽流量根據(jù)弗留格爾公式,汽輪機調(diào)節(jié)級壓力p1與主蒸汽流量之間存在近似線性關(guān)系。D≌K1K(t)p1(2)蒸汽流量的測量與校正K1由汽輪機制造廠根據(jù)機組在額定工況下的主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級后壓力、主蒸汽溫度等參數(shù)計算得出,通常為一段折線。K(t)為主蒸汽溫度修正函數(shù),可由下式計算:t—實際主蒸汽溫度t0—額定工況下主蒸汽溫度K(t)也可以采用重度修正的方法,將K1P1視為額定主汽溫度工況下的主蒸汽流量,根據(jù)額定主汽溫度和主汽壓力工況下的γB構(gòu)造關(guān)于主汽溫度變化后的重度修正折線補償函數(shù),重度與溫度成反比關(guān)系,折線修正計算式:K1由汽輪機制造廠根據(jù)機組在額定工況下的主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級后(3)給水流量的測量與修正實驗表明,當(dāng)給水溫度為100℃不變,壓力在0.196~19.6MPa范圍內(nèi)變化時,給水流量的測量誤差為0.47%;若給水壓力為19.0MPa,溫度在100.0~290.0℃范圍內(nèi)變化時,給水流量測量誤差為13.0%。所以對給水流量信號進行校正時,通常只考慮溫度變化的影響。(3)給水流量的測量與修正四、控制系統(tǒng)之間和控制設(shè)備之間的切換(1)控制系統(tǒng)之間的無擾切換全程給水系統(tǒng)在低負荷時采用單沖量控制系統(tǒng),在高負荷時采用三沖量控制系統(tǒng),故需解決好系統(tǒng)

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