直流锅炉给水控制系统
给水控制系统逻辑
课程实验总结报告实验名称:给水控制系统逻辑课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计及实现（2）1 前言 21.1 汽包炉和直流炉的区别 (2)1.2 给水控制系统的重要性 (2)2 给水控制系统 (2)2.1 给水流量控制方案 (3)2.1.1 控制方式 (3)2.1.2 控制方案 (4)2.1.3 控制原理 (5)2.2 给水流量计算 (6)2.2.1 相关图纸 (6)2.2.2 逻辑分析 (6)2.3 给水流量设定值控制（给水控制一） (7)2.3.1 相关图纸 (7)2.3.2 控制系统原理 (7)2.3.3 控制系统结构 (7)2.3.4 控制逻辑分析 (8)2.3.4.1 中间点温度（焓值）的设定值校正 (8)2.3.4.2 给水流量设定值计算 (9)2.3.5 小结 (10)2.4 给水泵控制（给水控制二） (11)2.4.1 相关图纸 (11)2.4.2 控制系统原理 (11)2.4.3 控制系统结构 (11)2.4.4 控制逻辑分析 (12)2.4.4.1 电泵控制 (12)2.4.4.2 汽泵与给水旁路阀控制 (14)2.4.5 小结 (16)1 前言1.1 汽包炉和直流炉的区别汽包锅炉和直流锅炉的最大区别在于有无汽包了，而因为有无汽包的关系又决定了他们的另一个不同之处就是：有无循环水泵。
有汽包锅炉为低压锅炉，依靠汽水密度差产生的上升力使从汽包下降的水和汽再回到汽包进行分离，合格的蒸汽进入过热器内加热、控温；而直流锅炉多数应用在压力大于19.2MPa的条件下，在这样高的压力下汽水密度差几近为零，汽水密度差的上升力也就为零，因此需要在下降管中串联循环水泵将工质直接打到过热器中加入，一次性完成预热、汽化和过热，故这种锅炉也称强制循环锅炉。
1.2 给水控制系统的重要性汽包锅炉给水自动控制的任务是维持汽包水位在设定值。
汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数，它间接地表示了锅炉负荷和给水的平衡关系。
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。
直流锅炉启动系统控制介绍
直流锅炉启动控制系统介绍2016.51带循环泵的启动系统1.1系统介绍对于配置带循环泵的启动锅炉，在锅炉的启动及低负荷运行阶段，炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。
当锅护负荷大于最低直流负荷时，一次通过的炉膛水冷壁质量流速能够对水冷壁进行足够的冷却。
启动系统主要由除氧器、给水泵、大气式扩容器、集水箱、启动循环泵、启动分离器等组成，具体流程图见图3在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉启动循环泵的人口，通过泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀(V-507)的压降，水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的，即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。
炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的循环泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量，在启动过程中，并不需要像简单疏水扩容器系统那样往扩容器进行连续地排水。
循环泵的设计必须提供足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。
从控制阀出来的水通过省煤器，再进人炉膛水冷壁，总体流程如图2所示，在循环中，有部分的水蒸气产生，然后此汽水混合物进人分离器，分离器布置靠近炉顶，这样可以提供循环泵在任何工况下(包括冷态启动和热态再启动)所需要的净吸压头，分离器的较高的位置同样也提供了在锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。
在图3所示启动系统图中，循环泵和给水泵是申联布置，这样的布且具有以下优点:(1)进人循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来; 这样的布置使得在各个启动过程中，总是有水流过循环泵，泵的流量恒定，无须设置任何最小流盆的泵循环回路及其必须的控制设备;(2)锅炉给水的欠熔可增加循环泵的净吸压头;当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为0，但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量，可保证分离器平滑地从干态转向湿态，无须在此时进行循环泵的关停操作。
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。
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。
直流锅炉汽水流程
直流锅炉汽水流程
直流锅炉是一种常见的锅炉类型，其汽水流程对于锅炉的正常运行至关重要。
在直流锅炉中，汽水流程包括供水、循环、蒸发、过热和再热等环节，每个环节都有其特定的作用和重要性。
首先，供水环节是直流锅炉汽水流程的起点。
在供水系统中，水经过处理后被送入锅炉，这一环节的主要作用是保证锅炉内部水位的稳定和充足。
供水系统需要具备自动控制功能，以确保水位在安全范围内波动。
接下来是循环环节。
在循环系统中，锅炉内的水被加热并产生蒸汽，然后通过循环泵被送往汽轮机进行功率转换。
循环系统的设计需要考虑到水的流动速度、流量和压力等参数，以确保蒸汽能够顺利地被输送到汽轮机。
蒸发环节是直流锅炉汽水流程中的核心环节。
在蒸发器中，水被加热并转化为蒸汽，这一过程需要消耗大量的热能。
蒸发器的设计需要考虑到传热效率、防止结垢和腐蚀等问题，以确保蒸汽的质量和产量。
过热环节是为了提高蒸汽的温度和热能利用效率而设置的。
在
过热器中，蒸汽被再次加热至高温状态，以满足汽轮机对高温高压
蒸汽的需求。
过热器的设计需要考虑到热能的传递和控制，以确保
蒸汽的温度和压力符合要求。
最后是再热环节。
在再热器中，部分蒸汽被再次加热至高温状态，以提高汽轮机的热能利用效率。
再热器的设计需要考虑到热能
的再次利用和控制，以确保蒸汽的温度和压力得到有效的提升。
总的来说，直流锅炉汽水流程是一个复杂而又密切相关的系统，其中的每个环节都有其特定的作用和重要性。
合理设计和运行这一
流程，对于保证锅炉的安全稳定运行和提高能源利用效率具有重要
的意义。
直流锅炉控制
电厂660 MW 机组锅炉为DG2000/26.15-Ⅱ型超超临界参数变压直流型锅炉
减温水流量 锅炉指令BD 中间点汽温 负荷指令
f(t)
f(t)
f(x)
∑
PI
× 燃料量M 给水指令 燃料率指令 原控制方案
主汽温度在锅炉运行稳定的情况下波动达到15℃左右，变负 荷过程中，有时汽温波动达到30℃。
改进 （1）协调控制协调，汽机控制加压力限制；避免汽轮 机调门动作对锅炉的储能过度的释放，导致汽温骤然 下降。
第三节 直流锅炉控制方案
一、直流锅炉的控制任务
直流锅炉的控制任务和汽包锅炉基本相同； （1）使锅炉的蒸发量迅速适应负荷的需要； （2）保持蒸汽压力和温度在一定范围内； （3）保持燃烧的经济性； （4）保持炉膛负压在一定范围内。 直流锅炉的控制系统也包括给水、燃料、送风、炉膛压 力和汽温等控制系统。 在给水控制、过热汽温控制、直流锅炉特有的启动过 程控制（或燃料控制）上有所不同，而送风、炉膛压力和 再热汽温等控制系统与汽包锅炉相同。
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。
（1）调整给水量（以燃料为基础控制）
锅炉指令BD
燃料量M
给水流量W
f (t )
f (x ) 基本给水指令 × 分离器出口温度修正 减温器进出口温差修正 以及其它修正
燃料调节器
给水调节器
第三章 直流锅炉给水控制系统
下限特性
＋ 电动给水泵C运行
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) 偏置 80 ∑ SP PID 40 20 V≯
A
100
小溢流阀
大溢流阀
60
6500
7000
7500
8000
8500
储水箱水位/mm
循环调节阀调节指令
燃水比例失调会引起汽温变化，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，超 出减温水流量的可调范围。 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。 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。
＋
∑7
∑8
∑9
T1
A
T2
A
T3
A
汽泵 A 转速指令 nA
汽泵 B 转速指令 nB
电泵 C 转速指令 nC
图 14－11 采用中间点温度的给水控制方案
二、 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。
PID1
D
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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
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
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。
＋
－
△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
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
汽动给水泵A 汽动给水泵A 入口流量 出口压力 下限特性 f1(x) ＋ ∑1 ＋ △1 汽动给水泵A运行 N T1 A 安全裕量 ＋ A
汽动给水泵B 入口流量
汽动给水泵B 出口压力
电动给水泵C 入口流量
电动给水泵C 出口压力
下限特性 f2(x) ＋ ∑2 ＋ f3(x)
下限特性
安全裕量
＋ A ∑3
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：
直流锅炉给水控制系统
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。
f3(t)
f4(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
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。
1、最小流量控制系统
低压旁路
末级过热器
末级过热器
高压旁路
过热二级减温 水 屏式过热器
低温过热器 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
＋
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
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
储水箱饱和温度
低温过热器 入口焓值
省煤器 出口焓值
f1(t)
f2(t)
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)
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)
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
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。
＋ 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
第二杰 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，热值－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。
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