| 除氧器水位的穩定對鍋爐給水泵、汽輪機軸封冷卻器、凝結水泵和汽輪機背壓以及凝結水雜用水用戶(hù)都有重要影響。口前普遍采用調節閥調節除氧器水位的方法4，還有少數采用變頻凝結水泵控制除氧器水位。鑒于電力行業(yè)內近期發(fā)生的變頻設備(凝結水泵)運行中機械設備損壞事件，以及基于1000 MW機組凝結水調負荷節能型協(xié)調控制系統的開(kāi)發(fā)及研究項。對除氧器水位控制提出了更高的要求，本文給出除氧器水位自動(dòng)調節器參數整定計算方法和無(wú)擾切換判斷邏輯設計。
1除氧器工藝流程
除氧器是發(fā)電機組熱力循環(huán)當中的儲水設備，與其連接的設備主要有來(lái)自低壓加熱器的供給凝結水的管道和供給鍋爐用水的給水管道，還有抽汽管道、輔助蒸汽管道、排汽到疏水擴容器管道、排水到凝汽器管道、來(lái)自高加正常疏水管道、高加連續排汽管道、排水到機組排水槽管道。
某廠(chǎng)為1 000 MW超超臨界燃煤發(fā)電機組。除氧器型號為GC一3250 / GS一350。除氧水箱設計壓力為1. 46 MPa，設計溫度為390℃。除氧水箱為臥式圓筒形容器，內徑4 200 mm，筒長(cháng)33 400 mm o
除氧器的出水管道連接2臺電動(dòng)給水前置泵、2臺汽泵，供給鍋爐的用水。發(fā)電機組的熱工控制系統采用國產(chǎn)的和利時(shí)MACS V6控制系統7。
2除氧器水位調節系統的結構和整定計算
2.1系統結構
除氧器水位調節系統設計為自動(dòng)選擇性調節系統，見(jiàn)圖1。當給水流量小于等于 450 t/h時(shí)，構成單沖量調節系統，此時(shí)調節器3輸出被選中;當給水流量大于450 t/h時(shí)，構成串級三沖量自動(dòng)調節系統，此時(shí)副調節器的輸出被選中;調節系統接受3個(gè)信號，即被調量信號除氧器水位信號、凝結水流量信號、給水流量信號。配置主調節閥、副調節閥兩臺調節機構，構成分段調節，見(jiàn)圖1。
圖5 選擇跟蹤值邏輯圖
圖6 變比例調節和分段調節邏輯圖
2.2整片計算
2. 2. 1除氧器的等效環(huán)節和傳遞函數
除氧器水位的調節對象(連接管道、低壓加熱器、除氧器水箱)被認為是有遲延的積分環(huán)節。
2.2.2副回路的分析與整定
由副調節器、K.執行機構、yr凝結水流量測量單元、wc S)凝結水流量反饋裝置構成的回路為副回路，見(jiàn)圖2。圖中:C,為調節作用下的凝結水量;CZ為內擾作用下的凝結水量;C(C=C, +C2)為總凝結水量;V為主調節器輸出信號;從為C經(jīng)過(guò)變換后的反饋信號。
2. 2. 3王回路的分析與整定
副回路整定好后，主回路可用圖2表示。圖中:H為除氧器水位信號;V為除氧器水位給定值信號;珠為H經(jīng)過(guò)變換后的電壓信號;y。為H信號的測量單元傳遞函數。
圖2 主回路等效框圖
2. 2. 4單沖量調節系統的整定
發(fā)電機組鍋爐點(diǎn)火時(shí)凝結水流量約為400 t/h。隨著(zhù)爐膛溫度逐漸升高，鍋爐需要的給水增多，凝結水量隨之上升到800 t/h以上，當給水流量約達到1481 t/h時(shí)發(fā)電機組并網(wǎng)運行。所以單沖量調節系統工作在發(fā)電機組啟動(dòng)的前半程。在調節對象傳遞函數相同的情況下，串級三沖量自動(dòng)調節系統的主調節器參數整定結果也適用于單沖量調節系統的調節器30
3除氧器水位調節系統的信號分析
3.1調節系統穩態(tài)分析
圖1中，給水流量的系數0. 76不精準，造成調節系統穩態(tài)時(shí)的三沖量主調節器輸出不為零。若把副調節器給定值=主調節器輸出+給水流量x0.76x 0. 03，改為副調節器給定值=(主調節器輸出+給水流量x 0. 76) x 0. 03，那么系數0. 03造成主調節器輸出非零值進(jìn)一步擴大，如表3所示。主調節器輸出非零值意味著(zhù)主調節器進(jìn)口有調節偏差，造成不必要的調節過(guò)渡過(guò)程之后才達到穩態(tài)。此處的系數0.03造成主調節器作用非常弱，調節系統穩態(tài)誤差很大。
表3 主調節器輸出信號表
3.2關(guān)于無(wú)擾切換的分析
存在擾動(dòng)的兩個(gè)來(lái)源:變比例調節與分段調節。為了實(shí)現調節系統狀態(tài)切換無(wú)擾，調節器應有跟蹤功能，設置跟蹤開(kāi)關(guān)、跟蹤信號選擇邏輯，見(jiàn)圖4和圖5。當調節系統狀態(tài)切換擾動(dòng)無(wú)法避免時(shí)，在主調節閥手操器人口、副調節閥手操器人口設置限速器加以抑制，見(jiàn)圖6。
圖4 跟蹤開(kāi)關(guān)邏輯圖
注意跟蹤值不應位于其信號死區。跟蹤值從高到低優(yōu)先依次為自動(dòng)狀態(tài)的閥門(mén)指令，有值班員干預的、被監視的閥門(mén)指令。
各個(gè)功能切換狀態(tài)如下。
1)兩個(gè)調節閥全手動(dòng)時(shí)調節器跟蹤，跟蹤值為副調節閥閥位。
2)僅主調節閥切到手動(dòng)的瞬間，對副調節閥無(wú)影響，無(wú)變比例調節擾動(dòng)。
3)僅副調節閥切到手動(dòng)的瞬間，對主調節閥有影響，有變比例調節擾動(dòng)。應跟蹤主調節閥閥位。見(jiàn)圖7跟蹤開(kāi)關(guān)及跟蹤值時(shí)序圖中的"A情況”。
4)僅副調節閥切到自動(dòng)的瞬間，應跟蹤副調節閥閥位。
5)僅主調節閥切到自動(dòng)的瞬間，應跟蹤主調節閥閥位。
6)主調節閥居于第二個(gè)切到自動(dòng)的瞬間，應跟蹤副調節閥閥位。見(jiàn)圖7中的+B情況”。
7)副調節閥居于第二個(gè)切到自動(dòng)的瞬間，對主調節閥有變比例調節擾動(dòng)，應跟蹤副調節閥閥位。此時(shí)主調節閥指令由變比例函數切換到分段函數，造成立即關(guān)小主閥，同時(shí)副調節閥迅速開(kāi)大。此時(shí)預備操作方法為開(kāi)大副調節閥，同時(shí)關(guān)小主調節閥，靠近和滿(mǎn)足分段函數的主、副閥位分配關(guān)系，先投人副調節閥自動(dòng)，后投人主調節閥自動(dòng)。這種狀況無(wú)法避免擾動(dòng)，應將正確的預備操作方法寫(xiě)人操作規程。見(jiàn)圖7中的‘℃情況”。
圖7 跟蹤開(kāi)關(guān)及跟蹤值時(shí)序圖
3.3調節閥指令限速器使能的分析
由圖6可知，發(fā)生圖7中A情況時(shí)，除氧器水位主調節閥指令由分段函數f( x)的輸出切換到變比例函數f（ xs)的輸出，可能置位主調節閥手操器前的限速器使能。若跟蹤主調節閥指令，則無(wú)擾。
發(fā)生圖7中B情況時(shí)，除氧器水位主調節閥指令由當前值班員預設的位置，階躍變化到分段函數f( x})的輸出，可能置位主調節閥手操器前的限速器使能。
發(fā)生圖7中C情況時(shí)，除氧器水位主調節閥指令由變比例函數f} x3)的輸出切換到分段函數戶(hù)x1的輸出，必然置位主調節閥手操器前的限速器使能。
從圖7中看出，副調節閥手操器前限速作用總不使能，說(shuō)明跟蹤開(kāi)關(guān)和跟蹤值選擇邏輯的效果使得副調節閥無(wú)擾動(dòng)跳變。
3.4對除氧器水位調節系統邏輯設計建議
1)以折線(xiàn)函數.f} x)取代恒值0. 76，用以確定凝結水流量與給水流量的配比，以生產(chǎn)實(shí)際的量值修正函數關(guān)系。
2)依照副調節器給定值=主調節器輸出+給水流量x 0. 03 x f( x)，注意運算次序。
3)副調節器跟蹤開(kāi)關(guān)、調節器3跟蹤開(kāi)關(guān)增加條件:主閥自動(dòng)并且副閥切人手動(dòng)0. 55脈沖，或主閥自動(dòng)并且副閥切人自動(dòng)0. 55脈沖。
4)主、副調節閥手操器進(jìn)口限速器限速條件:主調節閥手動(dòng)時(shí)不限速，限速器進(jìn)出口差值大于2時(shí)限速。
4 結語(yǔ)
除氧器水位自動(dòng)調節應充分利用除氧器的容積裕量，兼顧凝結水壓力穩定的要求，采用較大的衰減率。這樣有利于凝結水雜用水用戶(hù)、軸封冷卻器和凝結水泵的穩定運行。
充分利用邏輯編程功能，構成復雜調節系統，防止狀態(tài)切換的擾動(dòng)。
實(shí)踐當中的熱工自動(dòng)調節系統經(jīng)常優(yōu)化參數和變更邏輯設計方案，此時(shí)應配合數學(xué)工具進(jìn)行，防止疏漏和沒(méi)有化簡(jiǎn)的邏輯，應該調試和驗收。
|
浙公網(wǎng)安備 33032402001549號
網(wǎng)站導航
