除氧器水位控制逻辑优化方案分析
汽轮机除氧器水位控制逻辑优化
关 闭除氧 器入 口调节 阀 调节 阀 Ｌ Ｃ ＶＯ ０ １ 、Ｌ Ｃ Ｖ０ ０ ２ 指令
Ｉ ＣＶ ０ ０ ｌ 、Ｌ ＣＶ ０ ０ ２
ｂ ） 除氧器水位高于３ ８ ０ ０ ｍｍ； ２ ． ３ 除氧器水位保护逻辑 优化 原逻 辑 ， 有 两个 除 氧器水位 高 高开关 ， 任 何一 个除 氧器水 位高 高 １ ． ２ 除氧器水位调节系统缺 陷分析 除 氧 器水位 高跳 闸。 这 样容 易引起误跳 闸， 为了减少 这种情 １ ． ２ ． １ 不管机 组负荷 高低 ， 凝结水 泵运行 转速不 变， 在低 负荷 时， 除 开关动 作， 氧器入 口 调 节阀Ｌ Ｃ Ｖ Ｏ ０ １ 、 Ｌ Ｃ Ｖ Ｏ ０ ２ 开 度小 ， 调节 阀前后差 压大 ， 节流 引 况出现 ， 增加一 个除氧 器水位高开关 ， 只有 除氧 器水位高 和除氧 器水位 高高开关都 动作时 ， 除氧器水位高跳 闸。 除氧器水位保护逻辑 示 意图如 起的凝 结水压 力损失严重 ， 影 响了机组 的经济性 。
动的无扰切 换 ， 将变频 器输出转速信号 作为调 节器的跟 踪信号。 为保证 变频器 由就 地 控制 方式 转为 远方控 制时不 出现 扰 动， 将变 频器输 出的 ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， Ｄ Ｃ Ｓ ） 的转速信号加进 情况或 水位 调节阀Ｌ Ｃ Ｖ ０ ０ １ 、 Ｌ Ｃ Ｖ Ｏ ０ ２ 故 障时， 除氧 器运 行水位到达 高高 给分 散控制 系统 （ 值时， 除 氧器水位高跳 闸， 关 闭除氧器抽 汽逆止 阀、 关 闭６ 号高压加 热器 转 速控制手 动一 自动操作员站 的跟踪 信号 端。 至除 氧 器疏 水 阀、 关 闭３ 号低 压加 热 器至 除氧 器疏水 阀、 关闭除氧 器水 ２ ． ２ ． ２ 方案二 在变频运 行方 式下， 且满 足以下条件时， 除 氧 器水位调节 阀超驰 叠 位调节 阀Ｌ Ｃ Ｖ ０ ０ １ 、 Ｌ Ｃ Ｖ ０ ０ ２ 。 除氧 器入 口调节阀Ｌ Ｃ Ｖ ０ ０ １ 、 Ｌ Ｃ Ｖ Ｏ ０ ２ 控制 图如 图 ｌ 所示。 加 上５ ％的开度 ： ａ ） 凝 结水泵出口压力大于 １ ． ９ ＭＰ ａ ； 水 位 设 定 实际水位 Ｐ Ｖ ｂ ） 凝结水泵 出口压力与除氧器压力之差大 于０ ． ６ ＭＰ ａ ； 关 闭除氧器抽汽逆止闽 ＿
除氧器自动控制的参数优化分析
除氧器自动控制的参数优化分析摘要：本文阐述了我司对动力厂2台除氧器进汽、给水调节阀自动控制系统功能及参数优化，提高除氧器除氧效果。
关键词：除氧器自动控制压力液位0、引言我司动力厂现有2台除氧器向各锅炉、余热机组提供锅炉水，水中的氧气和二氧化碳对锅炉本体及给水管道有强烈的腐蚀作用, 严重影响锅炉的使用寿命和安全运行,尤其是氧, 腐蚀性更大。
根据国家有关规定, 蒸发量≥2t/h 的锅炉, 用水必须是除氧软水。
实现除氧的自动控制是现代热力生产过程广泛采用的一种手段。
如何整定优化除氧器自动控制系统参数, 是提高除氧效果的重要环节。
1、除氧器自动控制1.1除氧器自动控制原理气体在水中的溶解度与水的温度和水面的气压有着密切关系,水温越高或者水面上的气压越低，气体在水中的溶解能力越小。
当水温升高到饱和温度、水面气压降低到当时水温所对应的气压时,水中溶解的气体就会全部析出。
根据上述原理,通过控制气压,就可以控制在对应饱和温度下水中气体的溶解度,因而压力成为除氧器自动控制得以实现的重要参数。
实质上, 除氧器的自动控制就是压力和液位的自动控制。
1.2除氧器工艺及要求我厂配备了2台旋膜式除氧器,旋膜除氧器原理是补水经起膜管呈螺旋状按一定的角度喷出与加热蒸汽进行热交换除氧，给水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，除去溶解于给水的氧及其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。
为了保证除氧指标，除氧器工作压力要求必须控制在20KPa(温度104 ℃)。
除氧定律（盖吕萨克定律）在压强不变的时候，一定质量的气体的温度每升高1°c,其体积的增加量等于它在0°c时体积的1/273；或在压强不变时，一定质量的气体的体积跟热力学温度成正比。
适用于理想气体，对高温、低压下的真实气体也近似适用。
亨利定律，在一定温度下，气相总压不高时，对于稀溶液，溶质在溶液中的浓度与它在气相中的分压成正比；道尔顿分压定律，在温度和体积恒定时，混合气体的总压力等于组分气体分压力之和，各组分气体的分压力等于该气体单独占有总体积时所表现的压力。
除氧器水位调节介绍分解课件
采用耐腐蚀、耐高温的新型材料， 延长除氧器的使用寿命。
水位调节技术的改进与创新
自适应调节
根据实际运行情况，自动调整水 位，保持稳定运行。
远程监控与诊断
通过远程监控系统实时监测水位， 及时发现并解决故障。
节能减排
优化水位调节技术，降低能耗， 减少排放，符合环保要求。
与其他系统的集成与优化
总结词
在调节除氧器水位时需要关注的一些重要因素和注意事项。
详细描述
在调节除氧器水位时，需要注意以下几点：首先，要确保操作人员具备相应的技能和经验；其次，要密切关注水 位变化，避免出现大幅度波动；最后，要定期对设备进行维护和检查，确保其正常运行。同时，还需要注意安全 问题，如操作过程中的安全防护措施和应急预案的制定。
除氧原理
利用物理或化学方法，使 水中的溶解氧与特定物质 发生反应，从而达到除氧 的目的。
除氧器的工作原理
热力除氧
利用水在不同温度下溶解氧的饱和度 不同，通过加热或降温的方法使水中 溶解氧逸出。
化学除氧
膜法除氧
利用特殊膜材料，使水在通过膜时， 溶解氧被选择性透过，从而达到除氧 的目的。
通过加入化学药剂与水中的溶解氧发 生化学反应，从而降低溶解氧的含量。
防止设备损坏
如果除氧器水位过高或过 低，可能会导致设备过载 或干烧，从而损坏设备。
提高运行效率
合理的水位调节可以提高 除氧器的运行效率，降低 能耗。
水位对除氧效果的影响
水位过低
可能导致除氧效果不佳，因为水 流量不足会影响热交换和化学反 应的进行。
水位过高
可能导致蒸汽空间减小，影响蒸 汽与水的热交换，同样影响除氧 效果。
除氧器水位调节方法
手动调节方法
基于双控制对象的除氧器液位自动调节应用与优化
基于双控制对象的除氧器液位自动调节应用与优化摘要：本文论述了两台凝结水泵双控制对象的除氧器液位自动调节应用与分析，采用变频凝结水泵控制, 除氧器入口调整门调节共同控制除氧器水位控制，且通过凝结水母管压力大小闭锁用变频凝结水泵控制方案。
关键词：变频；控制；双控制对象；PID；除氧器液位1 概况：除氧器水位调节的意义除氧器水箱保证锅炉有一定的给水储存量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15-20min的给水量。
水位太低会因储水量不足而危及锅炉上水，还可能使给水泵入口汽化导致给水泵不能正常工作；水位太高，可能淹没除氧头而影响除氧效果，甚至可能导致汽轮机汽封进水，抽气管发生水击，威胁汽轮机的安全运行。
一般要求水位在规定值的士100mm一士200mm范围内，所以除氧器设计有水位自动控制系统，并有高、低水位异常报警和连锁保护。
直流炉凝结水泵的作用是把凝汽器热井中的凝结水经低压加热器打入除氧器，既维持凝汽器热井水位稳定又保证除氧器中的水量，既要满足生产工艺要求又不造成电能的浪费，因此保持凝结水泵的安全可靠运行显得至关重要。
凝结水泵的工作是在高度真空的条件下输送接近于饱和温度的水。
因此生产过程中怎样即满足除氧器液位的稳定，又保证凝结水泵工作的经济性成为了我们研究的课题。
某热电350MW 超临界机组锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、尾部挡板调温、П型露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。
锅炉设计燃用烟煤。
锅炉尾部设置SCR 脱硝装置；炉后尾部布置一台四分仓容克式空气预热器；锅炉制造商为上海电气集团上海锅炉厂。
机组控制系统由分散控制系统（DCS）和子控制系统构成。
DCS 是整个机组控制系统的核心。
DCS 是由上海新华控制技术（集团）科技有限公司提供的新华XDC800控制系统。
机组安装有两台凝结水泵。
两台凝结水泵用来控制凝结水母管压力大小，通过除氧器入口调整门控制维持除氧器水位。
1000MW机组除氧器水位控制优化
水利电力科技风2019年10月DO#10.19392/ki.1671-7341.2019301511000MW机组除氧器水位控制优化孙磊华电国际邹县发电厂山东邹城273500摘要：1000MW机组凝结水系统变频改造后节能效果明显，但从近几年运行情况看，仍然在机组节能和水位调节上有优化的空间和必要性。
通过对除氧器水位控制的再优化，解决了机组低负荷时变频自动频繁解除、除氧器水位调节特性差等问题，同时机组能耗得到进一步降低。
关键词:1000MW机组；凝结水；系统优化一、课题背景1000MW机组经过A、C凝泵改变频改造,正常运行保持A、C两台凝泵变频方式运行，同时除氧器上水调阀投入自动控制#在汽泵密封水回水温度和汽泵振动允许的情况下,尽量降低凝结水母管压力。
机组负荷变化时通过调整凝泵变频器出力和除氧器上水调阀开度，保持除氧器水位稳定。
系统改造后,系统的节能效果明显，但存在调阀节流、凝结水泵和除氧器上水调阀的协调性差、机组低负荷时除氧器水位波动大、凝结 水泵变频频繁解除自动等，增加了运行人员的工作量，降低了机组的可靠性。
经对深入调查研究发现存在以下问题：(1)凝结水系统节能潜力未完全发挥，除氧器上水调阀存在节流损失。
机组负荷大于550MW时除氧器上水调阀开度被锁定在80%开度，因调阀未全开存在一定的节流。
负荷越高调阀前后压差越大，损失也相应增大。
在机组负荷低于550MW 时，凝结水泵变频降至最低60%指令，造成除氧器上水调阀节流损失增大。
(2(低负荷时凝结水泵变频器频繁解除自动控制。
机组负荷降至550MW以下时，由于凝结水母管压力降低，凝结水精处理入口压力会接近该负荷变频自动解除定值(除氧器压力+0.6MPa),压力波动易造成凝泵变频主控自动频繁切除。
另一方面由于热工无指令下限控制，造成自动控制转速指令与转速位返偏差大，当偏差大于20%时自动解除，如发现不及时可能造成除氧器水位异常。
(3)低负荷时凝结水系统调节特性差,除氧器水位波动大。
华能营口热电有限责任公司除氧器水位自动控制逻辑的优化
华能营口热电有限责任公司除氧器水位自动控制逻辑的优化商忠宝（华能营口热电有限责任公司，辽宁，营口）摘要:分析了原除氧器水位调节设计方案不合理之处，同时设计了新水位自动控制方案，从根本上解决了阀门切换时水位波动大及供水的节流损失大的问题。
关键词:凝结水系统；两段式控制；单冲量；三冲量；自动调节1、概述华能营口热电有限责任公司2×330MW凝结水系统流程如图1所示，系统配置了3台凝结水泵，其中A泵采用一拖一变频控制，B、C泵采用一拖二变频控制，同时给水管道上配置了除氧器给水主调节阀和给水辅调节阀。
整个除氧器水位自动控制系统设计为典型的两段式控制，即两套控制回路，其中一套为凝泵出口母管压力控制回路，靠凝结水泵变频控制，其中母管压力设定值为机组负荷的折线函数，另一套为除氧器水位控制回路，由除氧器主、辅调节阀控制，并且控制方式采用了单冲量和三冲量。
2、除氧器水位自动控制回路逻辑存在的问题图2为本厂改进前的除氧器水位自动控制原理图，从原理图上可以看出除氧器辅调节阀设计为单回路控制水位（调节器为PID1），其设定值为SP1。
除氧器主调节阀设计了单冲量（调节器为PID2）和三冲量（串级主调节器为PID3、辅调节器为PID4）两种控制方式，其设定值为SP2，单冲量和三冲量控制的切换按凝结水流量大小进行切换并带有滞环，即凝结水流量大于360t/h时由单冲量切换到三冲量，小于200t/h时切回单冲量。
从整个控制原理上可以看出除氧器辅调节阀和主调节阀均采用各自的定值调节方案，两者是相互独立的。
此种设计方案能够做到在机组启动和低负荷运行阶段靠辅调节阀调节水位，随负荷的增加辅调节阀逐渐全开后再打开主调节阀，但是要实现这样一个动作规律的一个必要条件是使得设定值SP1>SP2，即当负荷增加达到一定值后，辅调节阀全开流量已不能满足要求，这时除氧器水位会下降，当水位降到SP2值以下时主调节阀开始动作，调节过程曲线如图3所示。
125MW机组除氧器水位控制系统的改进与应用
125MW机组除氧器水位控制系统的改进与应用1 问题的提出火电机组自动调节系统中，按常规单回路系统结构设计的除氧器水位自动调节系统投入难的问题较普遍，表现在该系统可控性差、特别是不能满足变负荷工况的要求。
针对芜湖电厂#13机组的凝汽器一般采用无水运行，且凝泵具有自调节功能，即当凝汽器达到一定的水位时，凝泵自动工作改变其出口流量，保持凝汽器的低水位运行，我们提出并设计了一种除氧器水位和凝结水母管压力解耦控制系统，即采用进入凝汽器的化补水来调节除氧器水位，用原除氧器水位调整门调节凝结水母管压力。
2 原系统设计存在的问题芜湖发电厂四台125MW机组都设计和安装了除氧器水位自动控制系统，系统设计的主要思路是：以除氧器水位为被调量，以前置泵流量和凝结水流量为前馈信号组成三冲量控制系统，调整凝结水泵出口至除氧器的凝结水调整门以改变凝结水流量，达到控制除氧器水位的目的。
系统中凝结水泵为甲、乙两台工频泵，凝结水泵入口的水取自凝汽器的集水井，凝汽器水位的控制通过调整凝汽器再循环门和化补水门来调节，化补水的控制由汽机运行人员通知化学运行值班人员开、停除盐水泵来调节流量。
系统如图1所示。
系统自安装和调试后，一直未能正常连续投入运行，主要原因有：1)在凝结水母管回路采用的调整门，执行机构开关动作一次后，凝结水母管压力波动较大，由于凝结水泵联锁中有当凝结水泵出口母管压力低于0.8 MPa时，备用凝结水泵自启，给系统造成了不必要的扰动。
2)凝汽器采用低水位运行方式，利用凝结水泵的自平衡功能，将凝汽器集水井的水全部抽干，如果仅靠开大除氧器水位调整门来补充流量，由于水源不足，很难达到效果。
3)除氧器水位和凝汽器水位从设计思路上将其相互独立。
3 系统改进方案考虑到早期投产的机组已按常规设计凝汽器水位和除氧器水位自动调节系统，本方案的指导思想是基于现有生产实际，注重解决问题的实用性。
以较小的改动实现既定目标--即尽量利用原有自动调节装置及相关设备，对热力系统有关设备和控制结构实施局部改造。
除氧器水位控制
课程实验总结报告实验名称:除氧器水位控制系统实践课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计及实现（3）1 概述1.1 除氧器工作原理除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。
若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。
因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。
在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。
在双鸭山600MW火电机组中使用的是旋膜式除氧器（又称膜式除氧器及水膜式除氧器），这是一种新型热力除氧器，是用汽轮机抽汽将锅炉给水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，除去溶解于给水的氧及其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。
可用于定压、滑压等方式运行，并且具有运行稳定，除氧效率高，适应性能好等特点。
适用于各类电力系统锅炉、工业锅炉给水及热电厂补给水的除氧旋膜改进型除氧器是近年来研究并推广的一种全新结构除氧器。
其设计主要是将原射流式改为旋射膜式，是集旋膜及泡沸缩合为一体的高效能新型除氧器，具有除氧效率高，换热均匀，耗气量小，运行稳定，适应性能好，对水质、水温要求不苛刻等优点，而且可超出运行。
除氧器水位过高：大量水从溢水管排出，造成工质和热量损失；造成除氧器内工作压力不稳定及设备安全；水位过高可能会淹没除氧头，影响除氧效果。
除氧器水位过低：使给水泵进口压力降低，造成给水泵汽化，严重时会造成给水泵损坏危及机组安全。
因此维持除氧器水位稳定十分重要。
1.2 定压运行滑压运行除氧器的定压运行即运行中不管机组负荷多少，除氧器始终保持在额定的工作压力下运行。
定压运行时抽汽压力始终高于除氧器压力，用进汽调节阀节流调节进汽量，保持除氧器额定工作压力。
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除氧器水位控制逻辑优化方案分析
摘要针对除氧器水位控制策略，提出改造优化措施，通过扰动试验和变负
荷试验证实方案优化的效果，为机组安全运行提供了有利保证。
关键词除氧器；逻辑优化
前言
汽轮机除氧器水位控制是由其相关的调节阀做水位的调整控制，调节阀采用一主一辅的方式进行控制，当汽轮机除氧器的水位发生较大变化时，调节阀就会根据变化程度采取控制进行合理的调节作用。
[1]水位控制得不合适会使给水倒流，危害汽轮机安全。
[2]目前，大部分电厂采用凝结水泵采用变频配置方案，如何充分发挥变频泵的节能效果，控制除氧器水位的稳定一直是个研究的热门问题。
[3]
河南某电厂装机容量为2*630MW，控制系统为北京国电智深控制技术有限公司的 EDPF-NT+分散控制系统，凝结水系统两台凝结水泵，除氧器上水气动调门和旁路电动门组成。
凝结水泵为两台100%容量，一用一备，A凝结水泵为变频泵，可以工频运行，B凝泵为工频运行，机组正常运行时A泵变频运行，当机组启动时旁路蝶阀全关，气动调阀来控制除氧器水位，机组正常运行时旁路蝶阀全开，由A凝泵变频运行，控制除氧器水位。
1.存在问题
在机组运行过程中，因凝泵在低频率段运行时泵体振动较大、控制参数设置不合理等原因，变频自动投入一直不理想。
由调节阀来控制除氧器水位。
在旁路蝶阀有一定开度的情况下，调节阀的调节能力十分有限，变负荷工况下，除氧器水位在变负荷时波动较大，给机组运行带来一定隐患。
1.
方案优化
针对存在的问题，本文提出以下方案优化措施：
1.
将旁路电动门改为电动调节执行器，实现旁路蝶阀具有调节功能。
2.
当 A 凝结水泵变频器或者除氧器上水调节门其中之一投入自动时，则被调量为除氧器水位
3.
当 A 凝结水泵变频器和除氧器上水调节门两者均投入自动时，则变频器控制除氧器水位，除氧器上水调门控制凝泵出口母管压力
4.
除氧器上水调门控制凝泵出口母管压力时（即调门运行在压力自动模式），分为定压方式和滑压方式，定压方式为控制凝泵出口母管压力为一固定设定值；滑压方式则通过设定偏置控制“凝泵出口母管压力—除氧器压力”为一固定偏置值，滑压方式可在保证除氧器上水能力的同时，根据负荷合理降低母管压力。
5.
除氧器上水调门控制凝泵出口母管压力时（即调门运行在压力自动模式），可以投入变频器“最低频率限制”功能。
功能投入后，当变频指令低于某一值（比如 33hz）则关向调节除氧器上水调门，来保证变频指令在 33HZ，防止频率低凝泵振动过大，高于 33hz 时开向调节除氧器上水调门，同时保持凝泵在最低允许频率以节能。
6.
在除氧器水位三冲量控制模式基础上，加入更为精准的水平衡计算模块，提高变负荷水位稳定性
经过改造后，除氧器水位控制逻辑图和凝结水泵控制逻辑如下图。
图1 除氧器水位控制逻辑图
图2 凝结水泵控制逻辑图
3试验验证
为了验证改造的效果，在机组启动后对除氧器水位变频控制和凝结水母管压力调门控制进行了动态试验。
动态试验分为除氧器水位定值为+100mm 的扰动试验、凝结水母管压力定值为±0.2Mpa 扰动试验。
通过上述扰动试验数据的分析，可得出试验指标如下图所示。
表1 扰动试验数据分析
结
合
合合合
为了更好验证试验效果，后续又进行了机组变负荷试验。
凝泵变频自动投入后，对其进行了变负荷跟踪观察，变频投入后，变负荷工况下，除氧器水位控制指标分析。
及变频投运前后对比如下表。
表2变负荷试验数据分析
结
合
合
偏
4结论
经过定值扰动试验和变负荷试验观察，优化后除氧器水位控制稳定，指标合格，满足机组安全稳定运行要求。
凝泵变频方式控制下较调门控制，除氧器水位控制品质有了大幅提高，降低了运行人员劳动强度，提高了经济效益。
参考文献：
1.
郄建昆.汽轮机除氧器水位控制逻辑优化措施[J].电站系统工程，2018,7：57-58。
2.
许龙虎，侯新建，胡金伟等.泰州电厂二期除氧器水位控制方案分析[J].电力勘测设计，2019,2：25-28。
3.
王永森.基于压力自适应的除氧器水位控制策略[J].海峡科技与产业，2017,8：139-140。