锅炉水位控制系统设计

 　　锅炉水位控制系统设计

　　锅炉控制系统包括模拟量控制系统、辅机顺序控制系统，以及锅炉燃烧管理系统。



　　模拟量闭环控制系统包括：A 燃料控制系统：由燃料主控系统发出燃料指令，改变进入炉膛的燃料量，以保证主汽压力稳定;B 二次风量控制系统：通过对送风机动叶的调节，控制进入炉膛的二次风量，保持最佳过剩空气系数，以达到最佳燃烧工况;C炉膛压力调节系统：通过对引风机静叶或动叶的调节，控制从炉膛抽出的烟气量，从而保持炉膛压力在设定值;D蒸汽温度控制系统：包括对主汽温度控制和再热蒸汽温度的控制，其控制质量直接影响到机组的安全与经济运行;E 给水控制系统：调节锅炉的给水量，以适应机组负荷的变化，保持在不同锅炉负荷下的最佳燃水比;

　　磨煤机控制系统：包括磨煤机出口温度控制系统，磨煤机风量控制系统，磨煤机煤位控制系统等;

　　辅机顺控系统：一般都以某一辅机为主，在启停过程中与它相关的设备按一定的逻辑或顺序进行动作，以保证整个机组安全启停，主要有如下系统：A 送风机启停顺序控制系统;B引风机顺序控制系统;C空预器顺序控制系统;D一次风机顺序控制系统;E磨煤机顺序控制系统;F锅炉汽水顺序控制系统;

　　锅炉安全监控系统：主要功能是进行锅炉吹扫、锅炉点火、燃油泄漏试验、煤燃烧器控制。一旦运行出现危险,系统控制主燃料跳闸(MFT)，切断进入锅炉的一切燃料。

　　汽包锅炉给水及水位调节是影响机组安全运行的重要因素，在运行过程中，如果锅炉汽包水位过低，由于汽包内的水量较少，而负荷却很大，水的汽化速度又快，因而汽包内的水量变化速度很快，如不及时控制，就会使汽包内的水全部汽化，导致锅炉烧坏或爆炸;水位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带水现象，会使过热器管壁结构导致破坏。总而言之，在锅炉控制系统中，选择一套好的控制方案来实现汽包水位的控制就显得尤为重要。

　　锅炉汽包水位控制

　　锅炉汽包水位控制常采用的方式有：单冲量、双冲量、三冲量控制等，下面主要分析一下几种控制方式的优缺点：

　　1. 单、双冲量控制系统结构简单，成本不高，但是同时可靠性不高，不能避免“虚假水位”现象，所以就不能完全胜任锅炉汽包水位控制的重任;

　　2. 三冲量给水自动调节系统有三个输入信号(冲量)：水位信号、蒸汽流量信号和给水流量信号。蒸汽流量信号作为系统的前馈信号，当外界负荷要求改变时，使调节系统提前动作，克服虚假水位引起的误动作，给水流量信号是反馈信号，克服给水系统的内部扰动，取得较满意的调节效果。当负荷要求变化时水位调节过程为：当锅炉负荷突然增加时，由于虚假水位将引起水位先上升，这个信号将使调节器输出减小，关小给水阀门，这是一个错误的动作，而蒸汽流量的增大又使调节器输出增大，要开大给水阀门，对前者起抵消作用，避免调节器因错误动作而造成水位剧烈变化。随着时间的推移，当虚假水位逐渐消失后，由于蒸汽流量大于给水流量，水位逐渐下降，调节器输出增加，开大给水阀门，增加给水流量，使水位维持到定值。

　　所以三冲量给水自动调节品质要比单冲量、双冲量给水自动调节系统要好，但启动初期蒸汽产生前单冲量控制调节已经满足汽包水位调节要求，下文将针对“单冲量”与“三冲量”如何切换能比较平稳的维持汽包水位进一步分析。

　　当冷态启动时，由于汽包差压式水位计未有凝结水形成时，差压式水位计显示不准，给水自动调节跟踪磁质伸缩远传液位计进行调整，燃机点火后，当差压水位计显示数值与磁质伸缩远传液位计偏差在-50～+50范围内(既差压水位计已能正确显示汽包水位)，给水自动调节自动切换至差压水位计。

　　当汽包启动前上水时，水位设定值(既启动水位)根据汽包当前所对应压力有不同的设定值是一条曲线，燃机点火后，当汽水膨胀结束后，水位设定值由启动水位自动切换至正常水位，既0mm。

　　燃机点火前，汽包水位为单冲量调节，燃机点火后，随着锅炉蒸发量逐渐上升，当蒸汽流量大于某一设定值时，汽包水位调节由单冲量自动切换至三冲量调节。

　　当燃机跳闸时，记忆跳闸前汽包压力，根据跳闸前汽包压力对应汽包水位设定值维持水位。

　　为防止低负荷时汽水膨胀导致上水调门关闭省煤器干烧，在燃机点火后设置调门开度下限，调门开度下限根据汽包压力是一条曲线。同时为防止燃机灭火上水过多导致汽包满水设置上水调门上限。

　　单冲量与三冲量的切换判据

　　单、三冲量切换，汽水膨胀完成判据，启动水位设定值曲线，调门下限详细逻辑：

　　单、三冲量切换：过热器蒸汽流量大于(高压>100T/H、中压>30T/H、低压>30 T/H切换到三冲量控制;过热器蒸汽流量小于(高压<80T/H、中压<22.5 T/H、低压<22.5 T/H)或主蒸汽流量坏点切换到单冲量控制。

　　汽水膨胀完成判据：

　　1) 高压：对应燃机点火后600s，汽包压力高于4.8mpa与压力高于1.5mpa或压力高于1.5mpa与汽包压力比点火前压力高 0.3mpa。

　　2) 中压：对应燃机点火后600s，汽包压力高于1mpa与压力高于1mpa或压力高于1mpa与汽包压力比点火前压力高 0.1mpa。

　　3)低压：对应燃机点火后600s，汽包压力高于0.2mpa与压力高于0.1mpa或压力高于0.1mpa与汽包压力比点火前压力高 0.1mpa。

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