直流锅炉给水控制
直流锅炉控制
摘要锅炉超大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。
对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和比较完善的。
直流锅炉将是国家未来的发展方向，给水系统是其中的重要环节。
随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停过程中需要监视的参数及控制的项目越来越多，超临界机组锅炉给水控制系统是超临界机组控制系统中的重点和难点。
近些年来，研究超临界机组给水的文献相应增多，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。
本文介绍了直流锅炉的给水控制策略，包括对直流锅炉的发展历程、应用、结构特点、启动系统、给水控制系统的工作任务；同时还介绍了直流锅炉给水系统的控制原理,介绍了前馈、反馈、串级控制的特点和应用；主要通过对直流锅炉给水控制系统分析与研究，介绍了直流锅炉的给水控制系统的工艺流程，重点介绍了给水控制系统的控制回路，给水信号回路的测量，给水流量的控制回路，以及给水控制回路的指令形成和控制方法，还包括一些辅助回路的控制策略。
最后简略的介绍了直流锅炉给水控制的技术发展。
关键词: 超临界直流锅炉；给水控制系统；前馈-串级控制；给水泵AbstractThe boiler faces, the high parameter development large capacity, uses the automatic control system for the aqueous system is essential, It may reduce the movement personnel's labor intensity, guarantees boiler's safe operation. Regarding the large capacity high parameter boiler, it gives the aqueous system is very complex and perfect. The once-through boiler will be the national future development direction, for the aqueous system is important link. Along with thermal power unit capacity enhancement and parameter increase, unit, in opens stops the parameter which and the control project in the process needs to monitor are getting more and more, the supercritical unit boiler gives the water control system is in the supercritical unit control system's key point and the difficulty. Recent year, studies the supercritical unit to increase correspondingly for the water literature, the thermal power unitis bigger, its equipment structure is more complex, the automation also requests to be higher.This article introduced once-through boiler for the water control policy, including to once-through boiler's development process, applies, the unique feature, the initialize the system, to give the water control system's work mission; Simultaneously also introduced the once-through boiler for aqueous system's control principle, introduced the forward feed, the feedback, the cascade control characteristic and the application; Mainly through to the once-through boiler for the water control system analysis and the research, introduced the once-through boiler gives the water control system's technical process, Introduced with emphasis for the water control system's control loop, for the water signal channel's survey, for the discharge of water control loop, as well as forms for the water control loop's instruction with the control method, but also includes some subsidiary loop's control policy. Finally brief introduction once-through boiler to water control technological development.Key word: Supercritical once-through boiler; Water control system; Forward feed-cascade control; Feed pump目录引言 10.1 论文研究的背景和意义 10.2 国内外研究动态及相关文献综述 20.3 论文的主要工作及难点 30.3.1 论文的主要工作 30.3.2 论文的难点 3第一章超临界机组系统简介 51.1 超临界直流炉特性简介 51.1.1 超临界机组的概况 51.1.2 超临界机组的发展历程 51.1.3 超临界机组在我国的应用 61.1.4 超临界机组的结构特点 71.1.5 超临界机组控制中存在的问题71.2 超临界直流锅炉给水全程控制系统 81.3 超临界直流锅炉给水系统的组成及运行 81.3.1 超临界直流锅炉给水系统的组成 81.3.2 超临界机组锅炉给水系统的运行 91.4 直流锅炉给水控制系统的工作任务 11第二章前馈串级调节系统122.1 前馈控制系统122.1.1 前馈控制概述 122.1.2 前馈控制的特点及结构形式 122.1.3 前馈控制原理 132.2 前馈—反馈控制系统 152.2.1 前馈-反馈控制系统原理152.2.2 前馈-反馈控制的设计原则162.3 串级控制系统172.3.1 PID控制概述172.3.2 串级PID控制 19第三章直流锅炉给水控制系统的分析与研究 233.1 火电厂直流给水系统介绍 233.1.1 直流锅炉给水控制系统介绍 233.1.2 直流锅炉给水控制系统的工艺流程243.1.3 给水系统信号回路的测量243.2 给水流量控制回路253.3 给水流量指令形成回路263.3.1 过热度的控制 263.3.2 主调节器温度给定值的设定 263.4 给水泵控制回路 283.4.1 给水泵的汽蚀及其解决措施 283.4.2 给水泵公用指令形成回路293.4.3 给水泵控制回路303.4.4 电动给水泵流量控制回路323.4.5 给水控制回路总结 323.5 给水阀控制回路 323.5.1 锅炉给水旁路调节阀控制343.5.2 给水泵最小流量再循环阀控制35第四章超临界直流锅炉给水控制技术发展374.1 四回路给水调节控制系统 374.1.1 四回路给水调节控制系统374.1.2 用蒸发器吸热及其焓增控制燃水比384.1.3 采用汽水分离器出口焓值校正燃水比失调 38 4.1.4 结论 394.2 直流炉的给水控制新思路 394.2.1 直流方式下给水的控制思路 394.2.2 直流方式下给水指令的分析 404.2.3 直流方式下的给水控制的投用414.3 基于中间点焓值校正的给水自动控制结构41 4.3.1 蒸发器理论吸热量计算 424.3.2 焓值控制回路 434.3.3 一级减温器前后温差控制回路434.3.4 基于中间点温度校正的给水自动控制结构 43 4.3.5 给水流量自动的超驰控制44结论45参考文献46谢辞48引言随着我国国民经济的高速发展，工农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，得到了迅速的发展。
超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节
超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节根据锅炉的运行方式、参数可分为三个阶段；第一启动及低负荷运行阶段，第二亚临界直流炉运行阶段，第三超临界直流炉运行阶段。
每个阶段的调节方法和侧重点有所不同。
1 第一阶段：锅炉启动及低负荷运行阶段不同容量的锅炉其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在240MW 左右，在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的。
汽水分离器及贮水罐就相当于汽包，但是两者容积相差甚远，贮水罐的水位变化速度也就更快。
由炉水循环泵将贮水罐的水升压进入省煤器入口,与给水共同构成最小循环流量。
给水主要用于控制贮水罐水位，炉水循环泵出口调阀控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量，贮水罐水位过高时则通过341 阀排放至锅炉疏水扩容器。
此阶段汽温的调节主要依赖于燃烧控制，通过投退油枪的数量及层次、调节炉前油压、减温水、烟气挡板等手段来调节主再热蒸汽温度。
在第一阶段水位控制大多数锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。
此阶段要注意尽量避免太大的扰动，手动控制。
根据经验，炉水循环泵出口阀一般不投自动（以防出口阀开度过大BCP 电机过流，额定电流66A），在启动时保持一恒定的给水流量（适当大于最小流量），用电动给水泵出口调阀和给水调旁来控制贮水罐水位。
缓慢增加燃料量，保持适当的升温升压率,储水罐水位在某一点逐渐下降，341阀逐渐关小直至全关, 中间点过热度由负值升高变正，机组即进入直流运行状态，是一个自然而然的过程，此时只要操作均匀缓慢，不使压力出现太大波动，就能实现自然过渡。
但是建议341 阀依然投入自动，避免人为疏忽造成水位过高，造成顶棚过热器进入水。
1.1 在第一阶段需要掌握好的几个关键点：1.1.1 工质膨胀：工质膨胀产生于启动初期，水冷壁中的水开始受热初次达到饱和温度产生蒸汽阶段，此时蒸汽会携带大量的水进入分离器，造成贮水罐水位快速升高，锅炉有较大排放量，此过程较短一般在几十秒之内，具体数值及产生时间与锅炉点火前压力、温度、水温度、投入油枪的数量等有关。
直流锅炉燃烧及给水调整
直流锅炉燃烧及给水调整一、直流锅炉给水控制的特点与给水控制对象动态特性1、锅炉启动阶段（湿态运行），为了水冷壁的安全，启动一开始就必须以最小安全流量向锅炉连续上水，同时维持储水罐水位正常，以保证机组的安全运行。
2、转干态以后，蒸发量不仅决定于燃烧率同时也决定于给水流量，给水调节的任务是满足机组负荷的需要同时维持中间点温度有合适的过热度，防止返回湿态和水冷壁及过热器超温，对过主汽温进行粗调。
给水投自动后，锅炉负荷经动态延迟函数器、函数器得出相应锅炉负荷下需要的给水流量再加上经中间点温度修正的信号（机组负荷大于55%时中间点温度给定值被喷水比修正）作为给水流量最终给定值，给水流量测量值（经给水温度修正后）与其给定值的偏差经PID计算后作为给水控制信号送给给水泵转速控制系统。
3、给水流量扰动下的动态特性：给水流量阶跃增加时，蒸发量、汽温、汽压的变化都存在迟延，运行时要注意分析总结了解其动态特性，尤其是对主汽温的延迟较大，这对正常调整和异常工况的处理很有帮助。
二、过热汽温的调节1、蒸汽流量扰动下过热汽温对象的动态特性：燃烧率增加对流式过热器出口的汽温升高，辐射式过热器出口的汽温降低，最终末级过热器出口的汽温仍随着负荷的增加/减少而升高/降低。
当蒸汽流量扰动时，由于过热器上各点的汽温几乎同时变化，因此过热器出口汽温变化的延迟很小，如果蒸汽流量的增加是汽机侧引起的，则在锅炉燃烧率调整之前，过热汽温是随着蒸汽流量的上升而下降，这就是为什么超温的时候开大汽机调门能快速把主汽温度降下来的道理（严重超温时可利用锅炉的蓄热适当加负荷：CCS或TF方式下将滑压开关退出，适当将主汽压力给定值设小，让汽机开调门）。
2、烟气传热量扰动下过热汽温对象的动态特性：沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，其动态特性较好，但作为调温手段较困难。
3、减温水量扰动下过热汽温对象的动态延迟和惯性较大，手动操作时不要大起大落。
600MW超临界W直流锅炉串级回路给水控制
火焰 ，燃 烧 产 物 气 流 上 升 进 入 燃 尽 室 。 如 图 １
所示。
Ｉ
特性变化速度也加快 ，这就需 要控制系统能够达 到在很 短 的控 制周 期 内 ，更 快 速 、更 及 时 的达 到
稳 定 的要求 。具 体 的流程 如 下 图 ２所示 。
巨 主兰 量 三 三曼
Ｉ ａ Ｉ ｂ
ｌ
ｌ Ｃ
Ｉ
Ｉ
ｌ
热 水段
２
蒸发 段 ３
微过 热段
４
图 ２ 直 流 锅 炉 汽 水 流 程
３ 直 流 锅 炉 的运 行 特 点
直 流 锅炉 运行 方式 不 同于 汽 包 锅 炉 ．煤 量 与
给水流 量偏 差 会 直 接影 响 主汽 温 度 的 变化 。仅 靠
在过 热汽 温上 ．因此 常 用 过 热 蒸 汽 汽 温 的偏 差 来 校正 给水 流量 和 燃 烧 率 的 比例 ，一 般 采用 能 较 快
反 映燃水 比的汽水 过 渡器 （ 分 离 器 ） 出 口处 的温
图 ４ 给 水 控 制 逻 辑 示 意 图
度 （ 中间点 温度 ，也 叫微 过 热 温 度 ） 作 为 煤 水 比 的修正信 号 。如 图 ３所 示 。
４ ． ３ 给水流 量 指令逻 辑 组态 超 临界 Ｗ 火 焰直 流炉 给水 串级 控 制 回路 主调
节 器采用 比例 、积 分 、微分 分 离方式 ， 比例增 益 、 微 分时 间 、积分 速 度 根 据 机 组 负荷 自动 改 变 ．主 调 节器 的输 出为 锅 炉 主 控指 令 经 函数 转 换 为 给水 流 量 ，给水 流量 设定 根 据设 计 煤 种 的发 热 量 自动 改 变 ，但 考 虑煤 种发 热量 变化 或其他 因素 的影 响 ， 会 导致水 煤 比偏 离 设 计 值 ．此 时 通 过 中间 点温 度
直流锅炉给水与负荷调整的关系
直流锅炉给水与负荷调整的关系关键词：直流锅炉给水控制负荷调整引言：直流锅炉因其金属耗量少、无厚壁元件、启停速度快、负荷适应性强，逐渐成为我国电力工业发展主流。
由于直流锅炉水冷壁全部由小直径管组成，管壁又薄，所以工质和金属的蓄热能力较小，一般只有汽包锅炉的1/2——1/4，因而当外界负荷变化时，引起的压力变化速度往往是汽包锅炉的的一倍以上。
又由于其蒸发、加热、过热没有固定的界限，所以无论是水、燃料、还是受热面吹灰等扰动，都将导致各区段出口温度的变化和分界线的移动。
因此，需要良好的静态和动态调节特性。
下面我们讨论一下直流锅炉给水的调节：一、直流锅炉的形式：直流锅炉工质流动是依靠给水泵的压头来实现的。
给水在给水泵压头的作用下顺序一次通过加热、蒸发、过热，即水冷壁中工质流量等于蒸发量。
但在启动初期因压力低，工作稳定性差，且给水流量低，容易造成水冷壁局部过热，不能保证水冷壁安全运行，因此直流锅炉必须加装复杂的启动系统。
典型的启动系统主要有以下两种——水冷壁给水泵①水冷壁给水泵②1，系统①依靠给水泵及水冷壁出口电动门调整水冷壁的压力及流量，保证锅炉安全稳定运行。
工质经分离器分离后，蒸汽进入过热器，水排至疏水扩容器。
随着负荷的增加逐渐开满水冷壁出口调整门，关闭分离器放水电动门，变为纯直流运行方式。
这种启动方式要排放大量工质、热量，不经济。
2，系统②启动分离器分离出的水经炉水循环泵并入给水去水冷壁，保证水冷壁有足够的工质冷却。
随着负荷的增加逐渐加大给水量，减少循环水量直至停止炉水循环泵运行变为纯直流运行方式。
二，直流锅炉给水控制：以我厂300MW机组为例，介绍直流锅炉给水控制。
我厂锅炉设备概况，#5、6锅炉为德国Babcock公司设计、制造，部分受热面由武汉锅炉厂分包制造的BLK－1025型亚临界参数、一次中间再热、本生型液态排渣直流锅炉。
该炉采用直吹式制粉系统、旋流燃烧器、双燃烧室、“W”型火焰、100％飞灰复燃、塔式、紧身封闭布置。
关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析
关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析伴随国内经济水平的快速提升，电力生产已然是重中之重的一个环节。
早期生产因为技术条件不足，普遍选用参数较低、能耗较大且污染严重的燃煤系统。
经过不断发展，当前国内逐步利用效率更高且污染较轻的系统取代传统燃煤机组。
随着电力领域的持续前行，超临界直流锅炉也出现在实际生产之中，不同种类的锅炉设备所适用的场合有所差异，同时内部给水控制架构也不尽相同，所以在实际应用过程中始终存在不足之处。
本文就针对目前超临界直流锅炉的发展进行研究，对内部控制系统存在的问题提出对应的优化方案。
[关键词]超临界;直流锅炉;给水控制系统;汽温调节Nie Xin-yang[Abstract]With the rapid improvement of domestic economic level，electric power production has become one of the most important links. Due to the lack of technical conditions in early production，coal-fired systems with low parameters，large energy consumption and serious pollution were generally selected. After continuous development，the current domestic use of higher efficiency and less pollution system to replace the traditional coal-fired units. With the continuous development of the electric power field，supercritical once through boiler also appears in the actual production. Different types of boiler equipment are suitable for different occasions，and the internal water supply controlstructure is also different，so there are always deficiencies in the actual application process. In this paper，the development of supercritical once through boiler is studied，and the corresponding optimization scheme is proposed for the problems existing in the internal control system.[Keywords]supercritical; once through boiler; feed water control system; steam temperature regulation超臨界直流锅炉相较于原有的燃煤系统来说，不管是容量、效率还是环保等方面都有着质的飞跃。
直流锅炉给水调节系统分析(1)
直流锅炉给水调节系统分析(1)文章出处：黑龙江省电力科学研究院发布时间：2006-03-210 前言直流锅炉给水调节系统的主要任务应是以最快的速度满足汽机所需要的蒸汽量，保持汽水行程某中间点的焓值为给定值，保持蒸汽的参数为给定值，对主蒸汽温度进行粗调，维持锅炉一定的燃水比［1］。
现以俄罗斯500MW超临界机组的给水调节系统为例分析直流锅炉给水调节系统的控制特点。
该机组锅炉炉膛为T型结构，具有两个给水流程，对锅炉给水的控制比较复杂，具有一定的代表性。
该直流锅炉流程给水流量调节，是通过控制两个汽泵调速汽门或者通过执行机构控制电泵的液力耦合器以及调节给水调节阀来实现的。
给水系统结构见图1。
图1 给水系统结构图直流锅炉给水调节系统包括调节器设定值形成系统、给水流量分配调节系统(该系统在运行工况允许的情况下，最大限度打开给水调节阀，以保证给水流程中最小程度的节流损失)、电动泵、汽动泵效率调节系统、热量信号形成系统、调节器逻辑信号形成系统和温度校正调节系统。
1 调节器设定值形成系统给水定值信号形成结构见图2，在远程或自动工况下，对积分模块ИHT1.2的控制来实现对Ⅰ流程给水流量设定值的形成。
在自动工况中，积分模块由比例脉冲调节模块ИДС1.1控制。
在汽动泵调节器、电动泵效率调节器和给水调节器处于手动时，相应的定值器转换到跟踪“自身”流程给水流量的随动工况。
微分控制程序：直流锅炉在机组切断高压加热器时，如果锅炉燃料量保持不变，则应减小给水定值。
给水温度降低会使直流锅炉汽水分离面前移，汽水行程某中点的焓值降低，应减小给水流量；反之，给水温度升高时，则应增加给水流量。
图2 Ⅰ流程给水流量定值的形成2 给水调节器给水调节器主要包括流量分配控制模块和调节阀位置调节模块。
如果汽动泵和电动泵的两个效率调节器都被切除，则系统中Ⅰ流程和Ⅱ流程给水调节模块(ΠΠΠ2.4、ΠΠΠ2.8)控制自己的调节阀，按“设定——流量”系统独立工作。
关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析
关于超临界直流锅炉的给水控制与汽温调节分析摘要：随着对电力需求的不断提升，供电的要求越来越高，电力生产作为其中的重要环节，超临界直流锅炉取代了传统的燃煤机组，广泛应用于电力领域中，改善了环境污染的问题，有效提升了电力供应效率。
基于此，本文对超临界直流锅炉的给水控制和气温调节进行了深入探讨，为保证机组的稳定性运行提出几点建议。
关键词：超临界直流锅炉；给水控制；气温调节一、超临界机组的给水控制系统直流锅炉是多变量系统，直流锅炉的控制任务与汽包锅炉有很大差别，对于直流锅炉不能象汽包炉那样，将燃料、给水、汽温简单地分为3个控制系统，而是将给水量与燃料量的控制与一次汽温控制紧密地联系在一起，这是直流锅炉控制最突出的特点[1]。
二、汽水分离器水位控制我厂超临界机组采用内置式汽水分离器，锅炉启动点火前进行冷态冲洗，进入分离器的流量保持最低运行负荷50%MCR下的900t/h，冲洗排放经储水箱溢流阀排到疏水扩容器，然后排至锅炉排水管。
冷态冲洗合格后回收至凝汽器锅炉允许点火。
用炉水循环泵出口调门来控制省煤器入口保持30%BMCR流量，将锅炉上水旁路调门关回保持3-5%BMCR流量。
点火后随燃料量投入的增加，进入分离器的工质压力、温度和干度不断提高，汽水在分离器内实现分离。
蒸汽进入过热器系统，饱和水通过汽水分离器排入疏水扩容器实现工质回收。
随着压力上升，水冷壁汽水开始膨胀，分离器储水箱液位逐渐升高，这时可通过分离器储水箱小溢流阀排放控制水位，随着汽水膨胀的结束，分离器储水箱水位开始下降，分离器的正常水位由上水旁路调门、炉水循环泵出口调门和锅炉储水箱小溢流阀来控制，此时分离器为湿态运行，给水控制方式为分离器水位与最小给水流量控制。
当水冷壁出口（进入分离器）工质的干度提高到干饱和蒸汽后，汽水分离器已无疏水，转变成蒸汽联箱，锅炉切换到30%MCR下的干态运行（纯直流运行）。
锅炉在30%BMCR（本生负荷）以下为再循环运行方式。
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用燃料量控制汽温的迟延时间比用给 水流量控制汽温迟延时间大，因此超临界 机组通常采用调节给水流量来实现燃水比 控制的控制方案。 为了稳定汽温，必须要有一个能快速 反映燃水比失衡信号。
第一节 采用中间点温度的给水控制
燃水比改变后，汽水流程中各点工质焓值和温 度都随着改变，可选择锅炉受热面中间位置某点 蒸汽温度作为燃水比是否适当的反馈信号。 中间点温度不仅变化趋势与过热汽温一致，而 且滞后时间比过热汽温滞后时间要小得多。中间 点温度过热度越小，滞后越小，也就是越靠近汽 水行程的入口，温度变化的惯性和滞后越小。超 临界机组一般取汽水分离器出口蒸汽温度作为中 间点温度来反映燃水比。
Kg/s
＋
K
Y
N
设计焓增
T1
K 储水箱蒸汽吸热 f5(x)
MJ/Kg ＋ ∑3 ＋
MJ/s
过热器入口 焓值给定值 水吸收的热量 焓增
水吸收热量及焓增计算回路
给水流量设计值 设计焓增＋储水箱蒸汽吸热 SP3 设计焓增＋焓增修正
当锅炉低负荷时，即蒸汽流量低于炉膛所 需的最小流量时，由于有循环水进入省煤 器，故给水流量给定值SP3为：
采用焓值信号的给水控制方案
第三节 采用焓增信号的给水控制
采用焓增信号的给水控制方案其原理是： 在稳定的直流工况下，根据热力学第一定 律，由省煤器出口到低温过热器入口这段 工质（水）所吸收的热量△Q为：
Q H t
△H为省煤器出口到低温过热器入口这段工质的焓增；
ωt为省煤器出口到低温过热器入口这段工质的技术功， 其包括轴功、动能增量和位能增量。对于连续流动、未 膨胀作功、落差有限的工质，轴功、动能增量和位能增 量这3项可近似为0。
减温水流量Wj 省煤器 水冷壁 汽水分离器
低温过热器
屏式过热器
末级过热器
给水流量 W
直流锅炉的喷水减温示意图
燃水比例失调而引起汽温的变化时，仅依靠调节减温水 流量来控制汽温会使减温水流量大范围变化，一般最大喷水 流量为锅炉额定负荷下的给水流量10％左右，会失去调节作 用而影响锅炉安全运行。 为了避免因燃水比失衡而导致减温水流量变化过大，超出 可调范围，因此可利用减温水流量与锅炉总给水流量的比值 （喷水比）来对燃水比进行校正。
第四节 其它有关给水控制问题
给水控制系统时，一般会有：
（1）给水泵转速控制系统：根据要求，调节给水 泵转速，改变给水流量； （2）给水泵最小流量控制系统：低负荷时，通过 水泵再循环办法来维持水泵流量不低于设计要求 的最小流量值，以保证给水泵工作点不落在上限 特性曲线的外边； （3）流量增加闭锁回路或给水泵出口压力控制系 统），保证给水泵工作点不落在最低压力线下和 下限工作特性曲线之外。
Q H
Q W h
△h工质焓增 ，W为给水流量 。
给水控制策略 :
Q W h
也就是根据省煤器出口到低温过热器入口这段工质所吸收 的热量（水吸收的热量）和省煤器出口到低温过热器入口 这段工质的焓增（焓增）来调节给水量。
锅炉指令
汽水分离器 出口温度
储水箱压力
一级减温器 前后温差 PV2 SP2
8000
8500
储水箱水位/mm
循环调节阀调节指令 循环流量控制方案 溢流阀开度与水位关系
锅 炉 启 动 系 统 集 水 箱
疏水泵 凝结水泵
化学 处理装置
再循环调节阀 省煤器
循环调节阀 高压 加热器 给水旁路调节阀 给水泵 直流炉汽水流程简图 除氧器 低压 加热器
小汽机转速
汽动给水泵 入口给水流量 1.0
汽动给水泵 入口给水温度 汽动给水泵入口 给水温度测点故障
f2(x) 偏置
f1(x)
给水流量设计值 设计焓增＋储水箱蒸汽吸热 SP3 循环水流量 设计焓增＋焓增修正
当设计焓增逻辑信号为“0”时，设测量焓 增经切换器T2作为焓增信号。于是给水流 量给定值SP3为：
SP3 给水流量设计值 设计焓增＋储水箱蒸汽吸热 测量焓增＋焓增修正
由于直流锅炉的非线性，故根据锅炉负 荷指令调节器PID1的比例增益kp1和积分时 间Ti1。
A
T1
∑
A SP
× PV PID N Y T2 A 0%
V≯
≮≯
再循环阀关
再循环阀开
T3
A
100%
再循环阀开度指令 给水泵最小流量控制方案
2、给水泵出口压力控制
在给水泵的运行过程中，可以通过调节 旁路阀门的开度、提高管路阻力来提高给 水泵出口压力，来防止给水泵的工作点落 在下限特性之外,这种措施也称为最大流量 保护。
＋ 汽泵A偏置bA
汽泵A转速指令nA
汽泵B转速指令nB 采用中间点温度的给水控制方案
电泵C转速指令nC
第二节 采用焓值信号的给水控制
当给水量或燃料量扰动时，焓值变化方向与其变化方向一致，所 以可采用焓值来反映燃水比变化。 采用分离器出口过热蒸汽的焓值信号，其原因 （1）能快速反应燃水比； （2）出口过热蒸汽为微过热蒸汽，微过热蒸汽焓值比分离器出口微过 热蒸汽温度在反应燃水比的灵敏度和线性度方面具有明显的优势。 机组负荷大范围变化时，工质压力将在超临界到亚临界的广泛范 围内变化。由水和蒸汽的热力特性可知，其焓值－压力－温度之间为 非线性关系，蒸汽的过热度越低，焓值－压力－温度之间关系的非线 性度越强，特别是在亚临界压力下饱和区附近，这种非线性度更强。 在过热度低的区域，当增加或减少同等量给水量时，焓值变化的正负 向数值大体相等，但微过热汽温的正负向变化量则明显不等。如果微 过热汽温低到接近饱和区，则焓值/温度斜率大，说明给水量扰动可 引起焓值的显著变化，但温度变化却很小。
负荷指令
蒸汽焓表 f3(x) f4(x) kP1
汽水分离器出口焓值 （KJ/Kg）
f1(x) f2(x)
PID2 ≮≯
PV1 PID1
SP1
焓值修正 ∑2
过热器入口焓值 给定值（KJ/Kg）
Ti1
∑1 焓增 焓增修正 ∑3 水吸收热量 N ÷ Kg/s ＞ 省煤器 最小流量 A ＞ ＋ ∑4 K SP3 PID3 T/H PV3 省煤器入口给水流量 － D 循环水流量
＋
－
△2
－
＋ △3
－
＋
100%
N T2
汽动给水泵B运行
N
电动给水泵C运行
A
T3
＜
PID
给水旁路调节阀指令 给水泵出口压力控制
3、循环流量与储水箱水位控制
储水箱水位 循环流量 调节阀开度（％） f (x) 100 偏置 80 ∑ 小溢流阀 大溢流阀
A
SP
60 40
PID
20
V≯
6500
7000
7500
1、最小流量控制系统
低压旁路
末级过热器
末级再热器
高压旁路
过热二级减温 水 屏式过热器
低温再热器 再热减温 水 高压缸 中压缸 低压缸 低压缸
过热一级减温水 一级过热器
凝 汽 器
凝 汽 器
汽 水 分 离 器 水 冷 壁
最 小 流 量 截 止 阀
大溢流 调节阀
储 水 箱
循环泵
小溢流 调节阀
锅 炉 启 动 系 统 扩 容 器
汽水分离器 压力
机组负荷 指令
减温水流量
总给水流量
f1(t)
f2(t) 动态延 时 燃水比 f1(x)
滤波
汽水分离器 温度给定值
f3(x) ∑2 ＋ 喷水比给定值 － ÷
喷水比
f2(x)
0 A1 A ＋ ∑1 ＋ PV1 D 给水基本指令 ＋ SP2 － PID1 ∑4 ＋ 指令校正 ＋
f3(t) f4(x) 喷水比校正 负荷>100MW
锅炉指令BD
一级减温器 前后温差
机组负荷 指令
调节级压力
分离器 出口温度
分离器 出口压力
f2(x)
SP1 PID1 f1(x) 分离器出口焓值给定值 ∑2 f1(t) SP2 分离器出口焓值 PID2 指令校正 ∑2 给水基本指令 SP3 PID3 给水流量控制指令 锅炉总给水流量 焓值计算 f3(x)
＋
T
SP1
∑5
＋ － PV2
汽泵A转速指令nA ＋ 汽泵B转速指令nB ＋ ∑6 －
PID2
＋ 给水流量控制指令
积分作用 泵 总 转 速 指 令 PID3 ＋ n∑ 电泵C转速指令nC 泵公用转速指令n0 ＋ ∑7 T1 A ＋ 汽泵B偏置bB ＋ ∑8 T2 A ＋ 电泵C偏置bC ＋ ∑9 T3 A
喷水比校正燃水比原则：确定不同工况机组负 荷下的喷水比，当实际喷水比偏离给定值时，说明 是由于燃水比例失调而使过热汽温过高或过低，因 此这时不能仅依靠调节减温水流量来控制汽温，而 是要利用喷水比偏差来修改锅炉总给水流量，也就 是进行燃水比校正，进而通过改变给水流量W来调 节汽温。
锅炉指令 BD
汽水分离器 出口温度
f3(t)
f4(x)
省煤器出口 焓值
f6(t) Y T1 N
省煤器入口 流量低
f7(t) ＋ ∑5 －
f1(x) 蒸汽流量 PV2 设计值
f2(x) ＋ ∑1
f3(x) － 喷水流量 设计值
f4(t)
f5(t)
＞ KJ/Kg － ∑2 设计焓增 热容量
∑4
测量焓增
给水流量 设计值(Kg/s) × KJ/Kg
给水流量控制指令
以焓增为基础的给水控制方案
锅炉负荷在35%~100%MCR范围内，没有 循环水流量和省煤器入口最小流量限制时， 省煤器入口给水流量（锅炉给水流量）给 定值SP3为
水吸收的热量 SP3 焓增＋焓增修正
负荷指令