锅炉给水最小流量调节阀抖动的控制
给水泵最小流量再循环各阀门故障点分析

给水泵最小流量再循环各阀门故障点分析给水泵是火力发电厂的重要辅机之一,其可靠运转直接关系着电厂的安全经济运行。
给水泵除应具有合理的结构、严格的制造工艺和优良的材质外,其抗气蚀性能亦是给水泵的主要性能之一,因为它不但决定着给水泵的工作范围,而且还影响着泵的使用寿命。
给水泵出水量是随锅炉负荷变化的,在启动或低负荷时给水泵在给水量较小情况下运行,水泵体摩擦发热不能被给水及时带走,从而使水温升高,当水温升高到一定程度后会发生汽化形成汽蚀,进而造成给水泵的损坏。
为了保证给水泵能正常运行,不产生气蚀,就必须满足在任何工况下,泵的有效气蚀余量大于或等于必需气蚀余量。
有效气蚀余量取决于泵的入口系统,其大小等于给水泵进口处的给水压力与该处给水温度相应的饱和压力之差。
而必需气蚀余量取决于泵本身的特性,其大小受泵的结构、转速、流量等因素影响。
经分析看出:给水泵的有效气蚀余量和必需气蚀余量均与泵的流量有关,当泵的有效气蚀余量与必需气蚀余量相等时所对应的泵的流量,称之为给水泵的最小流量。
因而有必要对给水泵的给水流量加以控制,以避免给水泵在低于其最小流量时工作。
为此,在给水泵出口处,设置给水泵最小流量管路。
这样,当给水流量小于泵的最小流量时,再循环阀自动打开,把一部分高压给水由泵出口回流到除氧器,使泵在最小流量下维持正常运行。
二、给水泵最小流量再循环阀门特点和故障情况三、给水泵再循环调节阀阀芯吹损图给水泵再循环保护装置主要部件有给水泵最小流量再循环阀、再循环前后截止阀、给水泵再循环逆止阀、压力变送器、差压变送器及过程控制器等。
其中最为关键设备是给水泵最小流量再循环阀,该阀的主要技术要求应满足如下要求:首先需要良好的密封性,通常机组在正常运行时,该阀是处于关闭状态,阀门入口压力即为给水泵出口压力,阀门出口压力为除氧器的工作压力,因此再循环阀要承受10~20MPa或更高的压差,这对阀门的严密性提出了极高的要求,因为阀门一旦出现泄漏,不仅会使阀内件产生冲刷、损坏,而且还直接影响电厂的安全经济运行。
给水泵最小流量控制阀(再循环阀)

一、概述 最小流量控制阀是给水泵的重要设备,与125、200、300、600MW 机组锅炉给水泵配套使用。
当给水流量由于机组运行工况所限低于某一最小值时,将导致给水泵内介质汽化而使设备无法工作甚至损坏。
最小流量控制阀就是当给水流量减小到最小流量时,立即打开,介质经控制阀回到除氧器;当给水流量达到一定量时,最小流量控制阀关闭,系统进入正常工作。
运行时给水泵出口压力很高,而除氧器压力很低(0.8MPa 以下),所以,最小流量阀须承受很高的压差。
开高公司采用多级套筒小孔式节流罩,通过阀芯上下移动改变节流面积,实现流量的调节;小孔式节流罩即是一只节流元件,又是消音器,故该阀门噪音小,耐气蚀;密封面采用免冲刷结构,选用合理的耐冲刷不锈钢材料和适当的表面硬化处理,大大延长使用寿命 ;合理安排压降,通道设计顺畅,避免产生闪蒸、气蚀和涡流;平衡型阀芯设计使阀杆受力较小,操作机构较小。
该阀调节平稳、气蚀小、振动轻、噪音低、磨损小、寿命长,该阀门采用简易装配结构,拆装方便、维修简单。
另外一种结构为迷宫式节流罩。
该型阀门采用多片迷宫片叠合而成的迷宫盘构成节流件,水流在迷宫中曲折来回而节流降压,通过阀芯上下移动来改变节流面积实现调节流量。
具有抗气蚀、耐磨损、低噪音、调节平稳的特点。
是当今高压差阀门技术新潮流。
二、工作原理该系列调节阀由执行机构和阀门本体两部分构成。
执行机构可选用IQL 智能型电动执行机构或DKZ 型电动执行机构及用户指定的执行机构。
IQL 智能型电动执行机构接受DC4-20mA 信号,且输出DC4-20mA 反馈信号,实现比例控制,它无须开盖,可通过红外遥控器完成阀位限位、扭矩设定,阀位校准等各种参数的调整。
DKZ 型电动执行器性能好、价格低、通用性强。
执行机构(或伺服放大器)接受输入信号,产生驱动力,带动阀杆动作,调节介质流量或压力,同时,执行机构反馈一个阀的位置信号,与输入信号比较,使调节阀始终处在与输入信号相对应的位置上,完成伺服调节任务。
一起汽动给水泵小汽机阀门异常波动的技术分析和处理

一起汽动给水泵小汽机阀门异常波动的技术分析和处理摘要:通过对珠海电厂700MW 2#机组2A给水泵高低压进汽调门在运行中异常波动曲线分析,信号测取判断分析,找出高低压调门波动的根本根源出现在油动机上。
并提出进一步处理方案和防范措施。
关健词:汽动给水泵;高低压调门;异常波动;分析;处理引言珠海电厂700MW机组的给水系统配置两台50%MCR锅炉容量的汽动给水泵(主泵)及一台25%MCR锅炉容量的电动给水泵(启动泵)。
锅炉在启停过程及低负荷时由电动给水泵运行,正常运行时两台汽动给水泵并列运行,满足锅炉给水系统的需要。
汽动给水泵由小汽轮机驱动,通过改变汽轮机的转速来满足不同负荷的要求。
给水泵汽轮机分别由两路汽源驱动,正常运行时,由主汽轮机中压缸排汽(低压汽源)供汽,主汽轮机低负荷时,高压缸排汽作为高压汽源自动供给,两股蒸汽在调节级做功后混合,同时驱动给水泵汽轮机。
如下图:汽动给水泵的调节是这样的:小机是以蒸汽的热能为动力的原动机,由主机的抽汽作为汽源。
小机低压汽源取自中压缸排气,高压汽源取自高压缸排汽,机组正常运行时,就是由低压蒸汽驱动。
当主汽机负荷低于负荷切换点时,小机供汽由低压抽汽口切换到高压抽汽口,高压调节阀开启,将一部分高压蒸汽送入小机,此时低压调节阀保持全开状态,高压与低压两股蒸汽分别进入各自的喷嘴组膨胀,在调节级做功后混合。
随着主机负荷继续下降,高压蒸汽量不断加大,低压蒸汽量不断减少,直到为0。
1.问题的发生:在某日凌晨夜班,珠海电厂第二台机组的2A小汽机低压调门在2点05分左右开始出现了波动,同时OPS来"A BFPT SPEED CONTROL DEVIATION HIGH"报警,其由于控制油压力低而#2控制油泵自动启动运行。
2A小汽机转速最大到了5850RPM(额定转速为5950RPM),最低转速为3690RPM。
出现了“A-BFPT LP CV FULL CLOSED”、“BFPT A HP CONTROL VAVLVE FULL OPEN”报警,8分钟的稳定后又重新开始波动,OPS来“A BFPT SPEED CONTROL DEVIATION HIGH”,A/B小机转速控制、除氧器上水阀跳至手动,水位波动较大。
最小流量阀——精选推荐

最小流量阀一、概述最小流量阀又称锅炉给水泵再循环阀。
在电厂它安装在给水泵出口处,连接至除氧器。
锅炉给水泵把水从除氧器里吸出送往锅炉。
为防止给水泵过热以及防止产生汽蚀,给水泵的流量在任何情况下都必须不小于某一个规定的安全流量,也就是最小流量。
当锅炉给水需要流量很小时,比如汽机跳闸时,需及时打开最小流量阀,把一部分高压水由泵出口处回流到除氧器,以保证给水泵的安全运行。
该阀所在的系统称为再循环系统。
二、最小流量阀的运行工况该阀在正常情况下是关闭的,在汽机跳闸时需要自动打开。
它需要按系统要求调节流量。
该阀的运行参数为:阀前:压力17.5~38.7Mpa 温度141~232℃ 阀后:压力0~0.07MPa 温度41~109℃这就意味着该阀必须承受高压差,防止汽蚀,降低冲刷和噪音,实际工况十分恶劣。
三、性能杰出的专利产品 为了适应这种恶劣工况,苏州德兰能源科技有限公司开发了自主的专利产品。
该阀采用循环对流原理,加工环形沟槽盘片并用盘片叠加成套筒式节流套作为阀门内件,有效降低流体压力,控制流体速度,避免了汽蚀和冲刷,降低了噪音,延长了阀门的使用寿命,是专门适用于再循环系统的特殊阀门。
四、经过实践检验的理想产品该阀于2004年获得国家发明专利,经数年来十多家用户的使用,获得了满意的效果,深得用户好评,是目前最小流量阀产品中的理想产品。
苏州德兰能源科技有限公司。
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吴先生189****5893地址地址::苏州市相城区澄阳路60号脱颖科技创业园号脱颖科技创业园。
网址网址::最小流量循环阀是发电厂锅炉给水泵配套的关键设备,由于此阀门应用于极端恶劣的环境下,阀门会产生严重汽蚀和冲刷而产生损坏,亦会产生很大的噪音和振动,是长期以来困扰全世界阀门专家的难题。
如图1。
图1:图2:我公司资深阀门专家,史道兴高级工程师经过多年潜心研究,发明了环流式最小流量循环阀,一举攻克了最小流量阀长期存在的汽蚀严重,漏流量大,噪音超标,寿命短等诸多问题,为电厂锅炉给水泵的安全运行提供了可靠保证。
锅炉给水系统最小流量阀工作原理

锅炉给水系统最小流量阀工作原理锅炉给水系统的最小流量阀,听起来像个高大上的名词,其实它的工作原理简单得很。
就像你早上起床需要喝水一样,锅炉也需要水,才能正常运转。
没水就像人没了精神,啥都干不了。
这个阀门呢,简单来说就是一个聪明的小家伙,它能控制流入锅炉的水量,让锅炉保持在最佳的“水位”状态。
想象一下,这个阀就像一个调皮的小孩,随时准备调节水流,保证锅炉不会“口渴”或“淹水”。
它的工作原理可真有意思。
锅炉里需要的水量并不是一成不变的,随着锅炉的负荷变化,水的需求量也会相应调整。
你说,要是一直给锅炉灌水,难道不就变成大水缸了?当然不行。
这个最小流量阀就像是一个忠实的看守者,随时监测着锅炉的状态,一旦水流量低于设定的最小值,它就会立刻开启,让水流进来;要是水流量过多,它又会自动关闭,避免浪费。
真是个灵活的小家伙,懂得什么是“适可而止”!这阀门的设计其实也很讲究,里边有个小装置,会根据水的流量变化自动调节开合,就像人在感冒时会自然地咳嗽一样,时刻保持锅炉的水流在安全范围。
想想看,如果没有这个阀,锅炉可能会因为水流不足而出现问题,就像一辆没有油的车,永远开不动。
这不,就像我们常说的“谋事在人,成事在天”,在锅炉的世界里,流量阀就是那“人”,而锅炉则是“天”,二者缺一不可。
此外,这个阀门的材料也相当讲究,通常会使用耐腐蚀的金属,保证它在高温高压的环境中依然能够游刃有余。
想象一下,如果这个阀门容易坏,那锅炉的安全性可就没保障了,搞不好锅炉就得“罢工”了,真是“说了算”的角色。
日常维护也非常重要,定期检查和清洁,确保它的正常运转,就像人要定期体检,才能健康长寿。
最小流量阀的作用不仅仅是简单的水流控制,更是在整个锅炉系统中扮演着重要的角色。
它就像锅炉的“护航员”,确保锅炉在最佳状态下运行,避免故障。
这让我们在使用锅炉的时候心里有底,不用担心突如其来的“意外”。
所以说,这个小阀门绝对是锅炉给水系统中的“隐形英雄”,值得我们点赞!想想如果没有最小流量阀的存在,锅炉就像一辆没有刹车的车,随时可能出事故。
调节阀抖动的原因及处理措施 Microsoft Word 文档 (7)

实例分析锅炉给水最小流量调节阀抖动的原因及处理措施发布时间:2010-11-09 点击数:501珠海发电厂一期项目的2台700MW亚临界机组锅炉为日本三菱公司制造的再热、辐射、强制循环、室外布置锅炉(BM-FRR),额定蒸发量为2290t/h。
其主要蒸汽参数为:过热器出口压力为18.2MPa、温度为541℃、再热器出口压力为5.3MPa、温度为568℃。
汽轮机为日本三菱公司制造的再热凝汽式、三缸四排汽轮机(TC4F-40),额定功率为700MW,最大功率为730MW。
发电机为美国西屋公司制造的水冷定子绕组的氢气内冷发电机,额定功率为746MW,容量为828.889MVA,功率因数0.9,机组运行方式为:定-滑-定。
2号机组投产后2台汽动给水泵的最小流量阀在调节过程中有抖动现象,特别是在370~400MW负荷时,当开度指令为8%~11%的情况下,调节阀抖动更明显。
由于这种状况,造成了最小流量调节阀的阀芯损坏,不得不更换。
为消除最小流量调节阀在低开度指令情况下的抖动问题,通过分析调节阀的控制信号和开度指令并结合实际的运行情况,找出解决问题的办法。
一、给水系统的工艺流程图给水系统由2台50%MCR锅炉容量的汽动给水泵及其前置泵和1台25%MCR锅炉容量的电动给水泵及其前置泵和6,7,8号高加等组成。
电动给水泵既作为机组启动用,又作为机组正常运行时的备用泵。
各台给水泵的出口有单独的再循环管和最小流量调节阀为泵提供最小流量。
给水系统最小流量控制工艺流程如图1所示(图中只画出1台给水泵)。
二、最小流量阀的控制1、控制信号最小流量阀是以给水泵出口流量(图1中A点处的流量)为控制信号,控制其开度,以保证给水泵的安全运行。
给水泵出口A点处的流量(以下简称泵出口流量)是通过前置泵入口流量孔板测量的流量(图1中B 点处的流量)减去最小流量阀出口处流量(图1中C点处的流量)得到的,如图2所示。
最小流量阀出口C点处的流量是通过阀门开度按图3的曲线计算得到。
给水泵最小流量再循环阀控制方法改进技术

给水泵最小流量再循环阀控制方法改进技术核心提示:在给水泵出口至除氧器之间设置再循环系统。
给水泵再循环系统由再循环管、最小流量再循环阀(简称“再循环阀”)和再循环调节阀前、后阀门组成。
超临界机组给水泵为多级离心泵,其入口为经过给水泵前置泵升压的中压给水,中压给水接近饱和,当给水泵低于最小流量运行时,泵体摩擦的发热量不能被给水带走,使泵内温度升高,当泵内温度超过泵所处压力下的饱和温度时,给水就会发生汽化,造成给水泵汽蚀。
为此,在给水泵出口至除氧器之间设置再循环系统。
给水泵再循环系统由再循环管、最小流量再循环阀(简称“再循环阀”)和再循环调节阀前、后阀门组成。
当给水泵低于最小流量运行时,通过再循环系统增加给水泵的入口给水流量,保证给水泵的安全运行;当给水泵流量大于最小流量并有一定余量时,关闭再循环阀,以提高经济性。
1、给水泵的安全工作区给水泵最小流量定值,根据各给水泵运行特性曲线确定,给水泵必须运行在特性曲线的安全工作区,给水泵运行特性曲线见文献[1]。
考虑给水泵运行的不同工况,在给水泵投运或机组运行在低负荷期间,为了使泵工作在安全区,必须由再循环阀来保证流过给水泵的最小流量。
[1]2、再循环阀控制方法及存在的问题再循环阀的控制方法一般分为开关式控制和连续式控制:前者通常用于小容量机组;对于大容量或超临界机组为保证给水流量调节的稳定及提高经济性,再循环阀控制应采用连续式控制。
常规的再循环阀连续控制方法有PID调节控制和单一曲线函数控制。
2.1 PID调节控制PID调节使用单冲量、闭环反馈控制再循环阀,给水泵入口流量与设定值偏差输入PI 调节器,再循环阀为PI调节器控制对象,从而实现最小流量的连续控制。
再循环阀工作在高温、高压且前后压差大的工况中,频繁调整可能导致阀门故障。
此控制方法为连续控制,能够保证给水泵安全运行,但再循环阀的频繁调整,增加了再循环阀故障率;同时,再循环阀的开度变化,会影响锅炉给水流量,从而影响锅炉给水自动的调整,严重时可能造成给水自动控制发散,影响机组运行安全。
锅炉水位三冲量控制及调节

汽包水位三冲量调节系统是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号作用于调节器上,即三个被控变量对应一个调节器;工作原理:汽包水位作为主信号,水位变化,调节器输出发生变化,继而改变给水流量, 使水位恢复到给定值;蒸汽流量作为前馈信号,防止“虚假水位”使调节器产生错误的动作;给水流量作为反馈信号,使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用;锅炉汽包水位三冲量调节系统是火电厂锅炉核心控制之一;汽包水位三冲量调节系统的给水调节阀动作频繁,锅炉水位对给水调节阀执行机构的动作比较敏感,稍有不慎就可能出现严重的危险情况,汽包水位三冲量调节系统关系到整个机组的安全运行:若汽包水位过高,会造成蒸汽带水;若汽包水位过低,会造成锅炉“干锅”,可能严重烧坏锅炉设备;汽包水位三冲量调节系统的重要性由此可见一斑,所以汽包水位的相关保护要完善可靠、汽包水位自动调节系统运行要平稳;目前,汽包水位三冲量自动调节控制策略已经相当成熟,但在实际锅炉运行中会各种原因导致水位自动调节系统投入困难,甚至自动不能投入;这种现象让人对串级三冲量调节系统的调节能力和控制策略产生疑问;为此云润与大家交流运用心得,对级三冲量调节系统进行定性分析,并对一些异常情况的处理办法进行探讨;1、水位三冲量调节控制策略汽包水位三冲量调节系统使用的三个冲量分别是汽包水位、给水流量和蒸汽流量;汽包水位作为主调PID调节器的输入信号,去抑制水位本身的偏差;副调外给定调节器使用了一个反馈信号给水流量和一个前馈信号蒸汽流量,以消除扰动和虚假水位;各种介绍汽包水位三冲量调节系统的书籍中,都有对传递函数的计算,这些计算对系统设计很重要;如果用经验调节法对于系统维护,则完全可以抛开理论计算;在此只对其物理意义进行定性思考和作一番揣测;反馈信号反馈信号指给水流量信号,也叫内扰;水位三冲量调节系统中被调量发生变化的时候,PID经过运算,去控制执行机构进行合理的动作,执行机构改变给水调节阀的开度,阀门控制介质变化,达到控制给水流量的目的;可是给水调节阀执行机构特性、水位三冲量调节系统的运行状况存在很多差异,这些差异主要有:1执行机构线性:执行机构改变开度后,流量随之改变的大小;2执行机构死区:PID输出每变化多少,执行机构才能动作一次;3执行机构空行程:执行机构在改变动作方向的时候,改变多少开度,给水流量才发生变化减去死区的值;4执行机构回差:执行机构进行开、关两个方向的动作的时候,流量变化不相等,这个流量变化绝对值的差叫回差;5执行机构及阀门的特性曲线改变:阀门线性改变,阀门每变化1%,流量变化量与以往不同;6水位三冲量调节系统软故障:偶尔发生的系统故障使得给水流量变化不均匀,或者时有停顿;7系统介质参数发生变化:指因给水压力、蒸汽压力变化导致给水流量变化;上述差异会对系统的调节造成干扰,甚至上述的情况在运行过程中也在变化;介质参数随时发生变化,其它参数可能缓慢发生变化,大家必须关注这些变化因素;在一个中等容量的机组中,一般汽包水位对给水流量的变化非常敏感,流量变化10t/h左右,就会造成水位逐渐上升;通常执行机构动作1%的开度,就足以造成10t/h的流量变化;水位三冲量调节系统主调的输出给副调一个给水量的指令;如果给水流量信号与这个指令不一致,副调的作用使执行机构改变给水调节阀开度,去让流量信号与主调的输出去一致;如果主调输出没有波动,而流量信号有波动,说明执行机构、阀门甚至给水压力等因素发生变化,这些变化的因素叫做内扰;此时若不管这些变化,将最终会影响到汽包水位,等汽包水位变化后主调再进行调节,就会因延误而过调;副调的作用就是快速消除扰动,如果调节合理则有可能让汽包水位不受干扰或者少受干扰;给水流量信号的设立,一个很重要的作用就是消除内扰;前馈信号前馈信号是指蒸汽流量信号;也叫外扰;当机组负荷需求波动会引起燃烧和蒸汽流量的波动;在蒸汽流量波动的时候就应该及时对系统进行调节,若等到汽包水位开始波动的时候再调节给水流量,汽包水位可能因波动速度较快而纠正较慢出现较大波动;为了克服外扰,所以加入蒸汽流量这个信号;假设机组负荷需要增大,蒸汽流量随之增大,此时不等汽包水位降低,在副调里预先增大给水流量,最终使得汽包水位保持平稳;引入蒸汽流量信号是为了为了克服外扰和“虚假水位”;所谓“虚假水位”是指当机组负荷突然增加,锅炉输出蒸汽量突然增大,此时锅炉因蒸发量增加,给水量未来得及变化,此时汽包水位应该降低;但锅炉出汽量突然增大导致蒸汽压力突然降低,使汽包里汽水混合物中的汽泡急剧增加,汽泡鼓动着汽包水位虚增,造成了汽包水位增高的现象;锅炉出现虚假水位时汽包水位增高,主调使得执行机构关小,加剧了水位降低的情况;但是因为前馈信号的存在,蒸汽流量一旦增大,副调的PID命令执行机构开大,抵消了虚假水位造成的影响;因此副调的反馈信号和前馈信号作用非常大,也非常有必要;控制策略图前馈信号和反馈信号的作用相反;请注意PID的正反作用;2、水位三冲量调节常规参数整定规律有人对串级调节系统的参数整定比较生疏;因为串级系统参数较多,比较不容易分析;下面我们分步骤对参数整定方法作个探讨;设置副调流量系数包括给水流量系数和蒸汽流量系数;这两个系数没有固定值;如果副调的比例作用很弱,这两个系数甚至可以取消不用;之所以要设置流量系数,是要提醒读者注意:在调试过程中,切不可先令副调比例作用过强否则有可能造成系统震荡,最终导致安全事故;一般我们预设这个系数为左右,蒸汽流量系数和给水流量系数应该大致相等;设置副调的比例带非常大,积分时间为无穷大比例作用的大小因系统而异;原则上应该先把副调作用放很小,以防止系统或者副调震荡;设置主调的积分时间为零,比例作用比较弱之所以没有给出比例作用的具体数值,是因为根据不同的系统、不同的DCS系统、不同的程序或PID调节器,这个值差异很大;一般来说,副调的比例带可以先设为150-600,主调比例带设为100-200;逐渐降低主调比例带根据观察结果,逐渐增强比例作用,直到系统接近平稳;或者继续增强比例作用,直到系统接近于等幅震荡,然后把此时的比例带除以,基本上接近于可用了;但是对于汽包水位系统,最好不要调到等幅震荡,这样会使系统处于危险的境地;逐渐增强主调积分作用积分作用逐渐增强,能在较短时间10分钟左右内消静差即可;积分作用不能放得很强,切记主调积分作用太强不仅没有好处,还会带来危害;因为在被调量开始强势回调的时候,需要调节器的输出也要快速回调,这样才能使得被调量不会大幅度超调,而这时候如果积分作用很强,积分作用会使得调节器的输出不仅不回调,而且还可能按照原来的趋势继续调节,一直等到被调量和设定值接近相等的时候,才开始回调,此时为时已晚,必然造成大幅度的超调;要记住:主调积分的目的是为了消除静差的;只要系统没有静差,积分作用就不必要增强;不使用微分作用微分作用可以超前调节,但水位三冲量调节系统不使用微分;因为水位、流量信号大多存在着微小的波动,微分作用会将这些波动放大,造成干扰;主调比例带与副调比例带相乘;减弱主调作用,逐渐增强副调作用主调比例带与副调比例带相乘的积,固定一个数,大约增强副调多大幅度,就减弱主调多大幅度,乘积基本保持不变;在修改主、副调参数的时候应该先减弱一个,再增强另一个,以免系统引起震荡;副调比例作用增强到足够抑制给水流量的扰动为止在负荷大幅度改变时,观察副调的曲线,防止震荡的发生这个阶段容易被忽视,但是非常重要负荷大幅度波动时候,流量最容易引起震荡,此时减弱副调的比例作用,直到不发生震荡为止,然后为了安全,再次稍微减弱副调作用;在调节副调的同时,还需要注意改变主调的比例作用;注意修改主调的积分作用在反复整定主调、副调比例参数之后,要记得积分作用也需要修改;如果副调的比例作用减弱,那么积分作用也要相应减弱,因为调节器的输出是比例和积分相权衡的结果;至此水位三冲量调节系统基本调试结束;为了防止副调震荡,还可以对副调的反馈系数和前馈系数进行修改,基本同减弱副调比例带的作用相当;切记在修改系数时一定要把该系统切换为手动运行方式,否则可能对调节器造成较大干扰,甚至危害锅炉安全运行;。
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锅炉给水最小流量调节阀抖动的控制
珠海发电厂一期2台700MW亚临界机组,锅炉为日本三菱公司制造的辐射、再热、强制循环、室外布置锅炉(BM-FRR),额定蒸发量为2290t/h,主要蒸汽参数为:过热器出口压力为
18.2MPa,温度为541℃,再热器出口压力为5.3MPa,温度为568℃。
汽轮机为日本三菱公司制造的再热凝汽式、三缸四排汽轮机(TC4F-40),额定功率为700MW;最大功率为730MW。
发电机为美国西屋公司制造的水冷定子绕组的氢气内冷发电机,额定功率为746MW,容量为828.889MVA,功率因数0.9,机组运行方式为:定-滑-定。
2号机组投产后,2台汽动给水泵的最小流量阀在调节过程中有抖动现象,特别是在370~400MW负荷时,当开度指令为8%~11%的情况下,调节阀抖动更明显。
由于这种状况,造成了最小流量调节阀的阀芯损坏,不得不更换。
为消除最小流量调节阀在低开度指令情况下的抖动问题,通过分析阀门的控制信号和开度指令并结合实际的运行情况,找出解决问题的办法。
1 给水系统工艺流程
给水系统由2台50%MCR锅炉容量的汽动给水泵及其前置泵和1台25%MCR锅炉容量的电动给水泵及其前置泵和6,7,8号高加等组成。
电动给水泵既作为机组启动用,又作为机组正常运行时的备用泵。
各台给水泵的出口有单独的再循环管和最小流量调节阀为泵提供最小流量。
给水系统最小流量控制工艺流程如图1所示(图中只画出1台给水泵)。
2 最小流量阀的控制
2.1 控制信号
最小流量阀是以给水泵出口流量(图1中A点处的流量)为控制信号,控制其开度,以保证给水泵的安全运行。
给水泵出口A点处的流量(以下简称泵出口流量)是通过前置泵入口流量孔板测量的流量(图1中B点处的流量)减去最小流量阀出口处流量(图1中C点处的流量)得到的,如图2所示。
最小流量阀出口C点处的流量是通过阀门开度按图3的曲线计算得到。
图3(a)和(b)分别为汽动给水泵和电动给水泵最小流量阀开度-流量曲线。
2.2 最小流量阀的开度指令
最小流量阀的控制主要是按其开度指令来调节阀门的开关。
图4是最小流量阀控制原理图。
图5(a)和(b)分别为汽动给水泵和电动给水泵控制回滞线,其中f1(x)、f2(x)分别是关指令和开指令曲线。
2.3 控制简述
下面以汽动给水泵为例,简述最小流量阀的调节控制过程:
(1)给水泵启动时,A点处的流量小于40t/h,最小流量阀的开度指令为100%;
(2)当A点处的流量大于或等于40t/h(若最小流量阀已处于全开,根据图3(a)得C点处的流量为427t/h,则B点处流量大于或等于467t/h),最小流量阀开始关闭,关指令按图5(a)f1(x)曲线给出;
(3)在关阀的过程中,如果A点处的流量继续增加,阀门沿f1(x)指令曲线关阀;如果A点处的流量减小,此时阀门是否动作,视流量减小的幅度而定,如图5所示;如果流量由M减少至N,由于控制采用了大、小选逻辑,此时阀门的指令不会由μM增加至μN,而只是维持μM不变,直至A点处流量减小到O点处时,阀门才会沿f2(x)曲线开阀;
(4)当A点处的流量大于690t/h时,最小流量阀全关;
(5)当A点处的流量小于650t/h时,阀门沿着f2(x)指令曲线开阀;
(6)在开阀的过程中,如果A点处的流量继续减少,阀门沿f2(x)指令曲线开阀;如果A点
处的流量增大,此时阀门是否动作视流量增大的幅度而定,如图5所示;如果流量由N增加至M,由于控制采用了大、小选逻辑,此时阀门的指令不会由μN增加至μM,而只是维持μN不变,直至A点处流量增加到P点处时,阀门才会沿f1(x)曲线关阀。
3 最小流量阀抖动的原因
3.1 A点处的流量小波动的原因
从以上控制过程可以看出:由于最小流量阀的开关指令不是1根曲线,且采用了大、小选控制逻辑,因此调节阀门开关时,A点处的流量小波动(对汽动给水泵反方向波动幅度小于40t/h 时),阀门指令不会变化,不可能造成阀门由原来的开突变到关,或相反。
所以,从控制原理上分析,阀门不可能产生抖动。
3.2 最小流量阀特性不好的原因
如果最小流量阀的特性不好,比如死区较大,那么在小开度指令的情况下,A点处的流量有可能发生突变,并且突变的范围有可能大于40t/h,这就有可能造成最小流量调节阀抖动,甚至振荡。
下面是其中1种情况的分析:
如果A点处流量为650~690t/h,阀门沿f1(x)曲线工作。
如果流量增大,阀门指令减小;由于阀门特性差,阀门关一点就使最小流量阀出口的流量为0,A点处流量突然增加,此时DCS 的给水控制系统为维持汽包水位就会通过调节给水泵的转速使A点处流量减少。
由于控制回滞线较窄,A点处流量减小至650t/h时,最小流量阀工作在f2(x)曲线上。
由于阀门特性差,开阀门指令较小时,最小流量阀出口的流量几乎无变化,阀门开到某值时,则阀出口流量突然增加使得A点处的流量突然下降,使最小流量阀的开指令继续增加,形成正反馈,A点处流量大幅下降,此时DCS为维持汽包水位就会通过调节给水泵的转速使A点流量增加。
如果A点处流量突然增大的量超过40t/h,最小流量阀由f2(x)曲线开阀跳到f1(x)曲线上关阀,这样就完成了1次振荡的过程。
以上分析得出阀门抖动或振荡的原因:(1)最小流量阀控制曲线回滞线太窄;(2)最小流量阀的特性差,尤其是阀门死区太大。
3.3 最小流量阀抖动的原因
从实际运行的情况发现:最小流量阀在8%~11%的开度时,即使阀门的开度指令没有变化,阀门也有抖动现象。
造成这种抖动的原因是:由于要求最小流量阀需具备快关和快开的能力,在调试时,将阀门中的放大器调整为8~9s的时间内完成快关和快开。
这就使得阀门的执行机构特性不能同时满足快关和快开的时间,又保证其在小输入的情况下工作稳定,因此,阀门在小指令开度时就会发生抖动现象。
4 防止阀抖动的办法
可采用下列办法防止最小流量调节阀抖动。
(1)如果阀门抖动的原因是由于阀门特性及控制指令曲线的回滞线窄造成的,则应增加控制指令曲线的回滞线的宽度。
并且在确保安全的前提下,尽可能避开最小流量阀在小开度范围内工作。
如果要从根本解决阀门特性不好的问题需更换特性好的阀门。
(2)如果阀门抖动并非由于阀门指令变化而引起的,而是由于阀门内的放大器使得执行机构特性变差,工作不稳定造成的。
解决的最好办法是更换阀门的执行机构。
当然也可以通过改变控制曲线的方法使阀门不工作在小开度指令的区域内,如图6所示控制曲线,使阀门工作在15%~100%的区域内。
5 处理结果
根据分析并结合实际运行情况,采用修改调节阀的控制指令曲线的办法,使用最小流量阀控制指令曲线,避免最小流量阀工作在小开度指令的范围内。
改进控制指令曲线后,最小流量阀门运行近1年,再未发生抖动现象。