浅谈燃机余热锅炉的工艺情况及水位控制
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铜转炉余热锅炉汽包水位控制工艺攻关本文阐述了铜转炉余热锅炉汽包水位波动的主要原因,通过分析原因,加设前馈条件改进水位三冲量控制,实现铜转炉余热锅炉共用汽包水位自动控制。
标签:余热锅炉;共用汽包用;水位;三冲量;前馈条件0 前言转炉余热锅炉作为铜转炉的配套设备,只能按照余热烟气被动组织生产。
汽包水位是锅炉运行安全性的重要评判参数之一,在转炉吹炼状态发生变化的时候,受转炉烟气的影响其呈现出急剧升高或下降的情况,采用常规的三冲量自动控制难以满足生产需求,两台铜转炉余热锅炉共用一个汽包同时生产时表现的更为激烈。
1 余热锅炉工艺概况我公司设置了200t/炉铜转炉3台,120t/炉铜转炉2台,其中将D#转炉余热锅炉及A#转炉余热锅炉建设为4.0MPa的强制循环余热锅炉,并两台余热锅炉共用一套汽水系统的形式,工艺流程简图见图1。
2 汽包水位控制情况2.1 汽包水位波动情况单台转炉余热锅炉运行时,在转炉连续吹炼阶段,汽包水位能维持中水位运行。
转炉起吹后,汽包水位在20~30S内从零水位急剧升至+200mm~250mm,在5~10min内慢慢的回归至中水位。
在转炉停吹时,水位急剧下降至-200~-250mm,在3~5min内慢慢的回归至中水位。
单台转炉余热锅炉平稳运行时,将另外一台余热锅炉起吹,水位可以快速上升到+250mm~300mm,若此时其中一台停吹的话,水位可以快速下降到-250mm~-300mm。
汽包水位计的监控范围是±300mm,偶尔超出量程时,操作人员无法判断水位,从操作方法上规定严禁两台转炉同时起吹和同时停吹。
若按照工业锅炉水位控制要求,需要时时采取紧急停炉措施,考虑到转炉锅炉未配置过热器,外供蒸汽仅做供热使用,虽然水位波动较大,仍通过人员加强监控和在起吹前人工放水降低水位、停吹前提高汽包水位的方式维持运行,但对锅炉的安全运行的威胁仍然存在。
2.2 三冲量水位控制情况余热锅炉配置了DCS控制系统,汽包水位按照常规三冲量控制逻辑编写,即以汽包水位为主,采用汽包给水流量、蒸汽流量进行修正来控制。
杭州锅炉厂 F级燃机配套余热锅炉安装工艺及质量控制要点摘要:近几年国内新上燃气机组较多,以F级蒸汽-燃气联合循环机组为主,其配套的余热锅炉体量大、安装精度要求高,是燃气机组主要设备,若不在施工过程中加以严格控制,将直接影响机组投运后的可靠性。
本论文以国内某大型F级燃气机组配套余热锅炉安装为例,重点总结了钢架及受热面的安装工艺及质量控制要点,为国内其它新建F级蒸汽-燃气联合循环机组余热锅炉安装及质量管控提供借鉴。
关键词:F级燃机;余热锅炉;安装;控制要点引言余热锅炉运行中出现的很多问题都是发生在锅炉安装环节,如果这一环节质量不过关,在后期使用中问题将层出不穷,直接影响企业的正常生产工作,对企业造成很大的经济损失。
尤其对于蒸汽-燃气联合循环机组配套的余热锅炉而言,其对安装质量要求非常高,若安装过程质量控制不佳,运行中频繁启停调峰将放大安装缺陷,大幅增加锅炉的故障率,因此必须加强对余热锅炉安装时的质量检查和控制。
国内某F级蒸汽-燃气联合循环机组配套余热锅炉为杭州锅炉集团股份有限公司提供的三压(三蒸汽,三汽包)、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉,露天布置,高、中、低压汽包全部布置在余热锅炉的顶部。
余热锅炉包含钢架、受热面、出入口烟道、烟囱、爬梯平台、高中低压锅筒、连排扩容器以及附属的雨棚、电梯、管道阀门等。
余热锅炉高压蒸汽流量302t/h,温度567℃,再热蒸汽流量334.9t/h,低压主蒸汽流量48.9t/h,锅炉热效率不低于87.7%,锅炉可快速启动,适应调峰需求。
杭锅厂已占国内燃机余热锅炉70%以上,具有一定代表性。
本论文主要对余热锅炉安装难度大、质量控制点多的钢架及受热面模块安装进行总结分析[1]。
1余热锅炉钢架安装1.1安装工艺总结锅炉钢架(含辅助工艺楼钢架、电梯井钢架及楼梯井钢架)主要由柱、顶梁及底梁、侧护板及底护板等组成。
柱、梁及护板等部件通过焊接组成。
锅炉钢架及护板重量约为600t。
燃机余热锅炉运行调整分析摘要:由于余热锅炉是火力发电厂的主要设备,并且具有排放没有烟尘、二氧化硫和碳氧化物的排放量也很低,开发利用燃机燃机余热锅炉,有利于节省能源,保护环境。
本篇文章针对燃机余热锅炉的实际情况,对燃机余热锅炉运行提出了相应的改进措施,经过一系列的调整和优化,从而保障燃机余热锅炉在使用时的安全性、稳定性和合理性。
关键词:燃机;余热锅炉;调整余热锅炉在正常运行时,其主设备通常为单轴运行,通过余热锅炉后,通过烟道排入大气。
同时,大部分时候,燃机余热锅炉所产生的高压蒸汽,都会通过主蒸汽管道输送到相应的汽轮机中,从而实现联合循环。
本文主要对燃机余热锅炉运行进行有效的调整和分析,从而使燃机余热锅炉运行的安全性得到有效的保障。
一、锅炉的启动在全工况下,余热锅炉本身属于无补燃的余热锅炉,因此,在整个起动期间,不存在着火、燃烧等问题,因此,若仅从操作的观点来分析与研究,则通常仅对上水、升压过程进行深入的分析与理解,同时,在全机组的起动和运行中,特别是在余热锅炉汽轮机转台等方面,应积极采取有针对性的措施,以确保其正常工作。
(一)上水一般情况下,在余热锅炉开始运行前,需要先将除氧器和汽包上水,直到起动水位,因为在启动前,无论是高压还是低压汽包里面都有水,都需要用盐水来进行净化,当水位达到一定程度的时候,就可以通过开启相应的辅助蒸汽,将除氧器的水箱加热,并根据实际情况,对除氧器进行除氧,同时,在上水期间,应采取有针对性的措施,既能有效地控制上水的流速,又能控制汽包内的温度,根据季节的不同,严格把控上水时间,根据上水时汽包内蒸汽温度的划分出不余热锅炉不启动方式下上水温度,冷态启动下上水温度一般不要求过高,温热态启动时注意汽包上下壁温差不宜过高,上水后可利用邻炉加热对高压汽包炉水进行加热升温,可有效降低机组启动时的热应力,延长汽包寿命。
(二)升压一般来说,燃机点火后,启动余热锅炉相关给水泵运行,建立少量水循环,锅炉缓慢升压过程中,监视好各汽包压力,达到相关参数开启炉侧至汽机侧主汽阀,通过旁路系统协调锅炉及汽机间的不平衡蒸汽量,控制汽包压力,及冲转参数,避免炉侧再热器由于工质循环过慢导致干烧。
制糖行业食品安全管理制度第一章总则第一条为了加强制糖行业食品安全管理,保障消费者的身体健康和生命安全,根据《中华人民共和国食品安全法》、《中华人民共和国产品质量法》等有关法律法规,制定本制度。
第二条本制度适用于我国境内从事制糖生产、销售的企业和个人。
第三条制糖企业应当遵守国家法律法规,诚信经营,积极履行食品安全主体责任,确保产品质量安全。
第四条国家食品药品监督管理部门负责对制糖行业的食品安全进行监督管理。
地方食品药品监督管理部门负责对本行政区域内的制糖行业食品安全进行监督管理。
第二章食品安全管理组织第五条制糖企业应当设立食品安全管理机构,明确食品安全管理人员,负责食品安全日常管理和食品安全事故的处理。
第六条食品安全管理人员应当具备相关的专业知识和技能,定期参加培训和学习,提高食品安全管理水平。
第七条制糖企业应当建立健全食品安全管理制度,明确各岗位的职责和责任,确保食品安全管理工作落实到位。
第三章原料采购和验收第八条制糖企业应当从合法的生产者或者经营者采购原料,并对其生产者或者经营者的生产或者经营资格进行核实。
第九条制糖企业应当对原料进行验收,确保原料的质量符合食品安全标准。
第十条制糖企业不得使用有毒、有害、变质的原料或者其他禁止使用的原料生产糖制品。
第四章生产过程控制第十一条制糖企业应当建立健全生产过程控制制度,确保生产过程符合食品安全要求。
第十二条制糖企业应当定期对生产设备进行维护和保养,确保生产设备正常运行。
第十三条制糖企业应当加强生产环境的卫生管理,定期进行清洁和消毒,防止食品污染。
第十四条制糖企业应当对生产过程中的废弃物进行妥善处理,防止对环境造成污染。
第五章产品质量检验第十五条制糖企业应当建立产品质量检验制度,对生产的产品进行检验,确保产品符合食品安全标准。
第十六条制糖企业不得生产、销售不符合食品安全标准的产品。
第十七条制糖企业应当对产品质量检验结果进行记录和保存,保存期限不得少于两年。
60:Column专栏•数字化电厂燃气电厂余热锅炉汽包水位调节方法Steam Drum Eater Level Adjustment Method for Heat Recovery Steam Generator of Gas-fired Power Plant ★北京京能高安屯燃气热电有限责任公司耿硕,吴洪文,成涛,贾朝阳摘要:锅炉的汽包水位调整在发电厂集控运行中是极其重要的,汽包水位由于调整不当,将造成水位事故。
为了使燃气电厂运行人员更好的掌握余热锅炉汽包水位的调节方法,保证机组安全生产,文章从水位变化的原理和机组启动、运行、停机等方面分阶段总结了在各种工况下对余热锅炉汽包水位的影响,阐述了水位的调节方法,给运行人员在实际工作中以参考和帮助。
关键词:余热锅炉;汽包;水位;给水泵;调节Abstract:The adjustment of the drum water level in the boiler is extremely important in the centralized control operation of the power plant.The improper adjustment of the drum water level will cause an accident of water level.In order to make the gas power plant operators better grasp the adjustment method of the drum water level of the heat recovery steam generator and ensure the safe product!on of the unit.The article summarizes the influences of the drum water level of the heat recovery steam generator from the principle of water level change and unit startup,operation and shutdown in stages,explains the adjustment method of the water level to provide references and help for the operating personnel in actual work.Key words:Waste heat boiler;Steam drum;Water level;Feed pump;Adjustment1设备概况1.1二拖一机组概况北京京能高安屯燃气热电有限责任公司燃气-蒸汽联合循环机组,采用1套845MW级燃气蒸汽联合循环“二拖一”多轴布置机组。
9HA级燃机余热锅炉的技术探讨9HA级燃机是目前世界上最大的燃气轮机之一,其最大功率可达到517兆瓦。
在燃气轮机运行过程中,会产生大量的排烟余热,如何充分利用这些余热,提高能源利用效率,降低环境污染,是当前燃气轮机研究的一个重要课题。
而余热锅炉是一种有效利用燃气轮机排烟余热的设备,通过对该设备的技术探讨,可以更好地提高能源利用效率。
首先,对于9HA级燃机余热锅炉的设计和选型要求,我们应该考虑到以下几个关键因素:余热产生的温度和排烟流量。
9HA级燃机的排烟温度通常在400℃左右,流量较大,适合采用有机工质(例如湿式传热介质)的余热锅炉设计,以确保其具有更高的热回收效率。
其次,对于9HA级燃机余热锅炉的传热器设计,应该采用高效的换热器。
目前常用的换热器包括烟气余热锅炉、传感器回收系统等。
对于烟气余热锅炉,可采用螺旋烟道余热锅炉、烟道余热锅炉等,通过烟气与燃气轮机中的热传导介质进行换热,提高换热效率。
此外,为了提高9HA级燃机余热锅炉的燃效率,还可以考虑采用低温余热回收技术。
通过在9HA级燃机排烟系统中设置低温余热回收装置,将低温余热用于其他能源系统,例如空调制冷、暖通系统等,提高整体能源利用效率。
在余热锅炉的设计中,还需要考虑对废水的处理。
对于废水的处理,可以通过采用常规的污水处理设备,如曝气池、沉淀池等,对废水进行初步处理,以提高废水的可回收性。
此外,在9HA级燃机余热锅炉的运行过程中,还应该加强监测和控制系统的建设。
通过合理设置传感器、检测装置等,对燃气轮机排烟余热进行实时监控,确保系统的运行稳定性和安全性。
最后,对于9HA级燃机余热锅炉的维护和管理,应该建立完善的维护管理体系。
通过定期的设备检查、保养和维修,确保设备的正常运行和寿命的延长,提高设备的利用率和经济效益。
综上所述,通过对9HA级燃机余热锅炉技术的探讨,可以更好地提高能源利用效率,降低环境污染,为燃气轮机的发展提供支持和保障。
同时,还需要进一步深入研究和探索,在技术创新的前提下,进一步提高9HA级燃机余热锅炉的效率和可靠性,以满足不断增长的能源需求。
F4燃机余热锅炉安装工艺分析简介了华能北京热电厂燃气热电联产扩建工程建F4型燃机组成的联合循环供热机组余热锅炉的概况,讲述了余热锅炉本体模块吊装及脱硝模块吊装的过程。
标签:余热锅炉;脱硝;模块;吊装;外装封闭1工程概况华能北京热电厂工程建设规模为东方电气/三菱M701F4型燃机组成的燃气-蒸汽联合循环二拖一供热机组。
全厂配置为:2台M701F4型燃机、2台320MW 燃气轮发电机、2台余热锅炉、1台供热蒸汽轮机和1台320MW蒸汽轮发电机。
余热锅炉设备由东方锅炉集团设计制造,锅炉采用三压、再热、卧式、自然循环燃机余热锅炉。
主要部件包括进口烟道、余热锅炉本体(受热面模块和钢架护板)、出口烟道及烟囱、高中低压汽包、除氧装置、汽水系统管道、平台扶梯等部件以及高、中压给水泵、除氧泵、旁路除氧器、定排和连排排污扩容器及加药装置等辅助设备组成。
余热锅炉为室内布置形式,余热锅炉产生三种参数的蒸气,分别从高压系统、中压系统和低压系统引出。
冬季供热工况时,汽轮机可采用抽凝方式运行;也可采用低压缸解列,高中压缸背压运行,其排汽及低压主汽全部用于加热热网加热器。
非供热工况时,高中低压缸通过离合器连成一个轴,汽轮机纯凝运行。
冬季供热工况最大发电量827.08MW,纯凝工况最大发电量923.42MW,最大供热量650MW。
2钢结构的安装工艺(1)余热锅炉本体部分(不含进口烟道)钢结构分上部A、B和下部A、B、C两侧,每侧又各有7排,分布从炉前K3柱至炉后K9柱,即共有7组14根立柱,钢结构构件间的连接方式采用焊接和螺栓连接,侧墙板与立柱间的焊接采用图纸要求的间断焊,锅炉钢架与炉壳组成自支撑型钢结构,炉壳内有保温及护板(构成换热室空间)。
部份柱脚与基础的连接为滑动结构。
#1钢结构吊装预计从2010年9月22日开始施工(视土建交安情况定)。
3.5米层以下钢结构用50t汽车吊吊装,3.5米以上钢结构用250t履带吊吊装。
本台锅炉钢结构材料选用Q345B,安装设计选用的焊材为J507Φ3.2和J507 Φ4,高强螺栓材质为GB/T3632。
燃气轮机余热锅炉的控制和保护措施作者:谷金帅来源:《科技视界》2014年第03期【摘要】燃气轮机三压余热锅炉汽包与除氧器水位,汽温与汽压控制,以及省煤器出口温度调节关系到燃气轮机、蒸汽轮机的安全运行。
从燃气轮机余热锅炉的控制方式和保护措施出发,重点阐述了燃气轮机三压余热锅炉汽包水位、汽温、省煤器出口温度的控制策略以及实际应用情况,指出了汽包水位、汽温控制中存在的问题及应注意的事项。
【关键词】燃气轮机;三压余热锅炉;汽包;控制策略0 前言采用“燃气-蒸汽联合循环”技术来发电的电厂称为燃气—蒸汽联合循环发电厂。
天然气发电可大大减少对环境的污染,采用“燃气-蒸汽联合循环”技术发电,发电效率高达57%,燃煤电厂为40%左右,发同样的电能CO2排放量仅为燃煤电厂的40%左右[1]。
燃气-蒸汽联合循环电站作为目前国际上发展速度最快的发电形式,具有发电效率高、调峰能力强、建设周期短、操作运行方便、清洁环保等优点。
此类形式的发电机组有利于改善电网结构,特别适合用于地区调峰发电[2]。
而燃气轮机的余热锅炉设计制造技术大部分是引进国外。
作为燃气-蒸汽联合循环电站主机之一的三压余热锅炉的控制尤为重要,关系着整个机组的安全运行。
余热锅炉自动控制系统主要包括汽包、除氧器的水位和压力调节、主蒸汽温度、压力调节、省煤器出口温度调节[3]。
本文着重从以上几方面进行阐述三压余热锅炉的控制策略,为实现燃气轮机联合循环的安全控制运行提供依据。
1 水位调节和保护1.1 汽包水位调节和保护1.1.1 高压汽包水位控制任务与控制策略高压汽包通过控制高压给水调节阀来控制高压给水量。
当负荷低时采用单冲量控制方式,当负荷高时采用三冲量控制方式。
单冲量调节:蒸汽流量低于20%额定流量时,蒸汽参数较低,可忽略汽包内炉水密度影响,根据实际水位与与水位设定值之差通过PI方式控制给水调节阀开度。
三冲量调节:余热锅炉高负荷条件下,负荷或压力变动时,由于汽包水容积中蒸汽含量和蒸汽比容改变产生“虚假水位”。
燃气电厂余热锅炉汽包水位调节办法研究发表时间:2020-08-28T10:06:05.263Z 来源:《科学与技术》2020年9期作者:赵承志[导读] 锅炉的汽包水位调整在发电厂集控运行中是极其重要的摘要:锅炉的汽包水位调整在发电厂集控运行中是极其重要的,汽包水位由于调整不当,将造成水位事故。
为了使燃气电厂运行人员更好掌握操控,保证机组安全运行,对余热锅炉汽包水位调节的研究显得尤为重要。
关键词:燃气电厂余热锅炉;汽包水位调节办法;余热锅炉(HRSG)卧式、自然循环、三压、再热、无补燃、全封闭的燃机余热锅炉,设烟气脱硝(SCR)装置,每台余热锅炉设置一个烟囱。
主要由高、中、低压汽包、过热器、蒸发器、省煤器、再热器、高压给水泵、中压给水泵、烟气脱硝(SCR)、低压省煤器再循环水泵、烟气热网水水换热器、连续排污扩容器、定期排污扩容器及辅助设备等组成。
一、汽包概况余热锅炉中汽包的作用在于:保证给水和炉水之间良好的混合;构成系统水循环所需要的水储备;允许启动时的水膨胀;保证汽水分离。
汽水分离由两级组成,其中后面一级为钢丝网除雾器。
由于汽包位于余热锅炉炉墙的外侧,所以不受热烟气影响。
汽包和受热面间由管道焊接连接,可以保证管道的膨胀而不会对汽包产生不适当的应力。
为保证汽包水位在启动时处于报警水位以内,有必要在燃机启动之前就将余热锅炉的水位降低到启动水位的位置。
二、燃气电厂余热锅炉汽包水位调节办法1.余热锅炉上水操作对给水温度及流量有明确的要求,夏季上水时间不小于2小时,冬季不小于4小时,当水温与汽包壁的温差大于50℃时,应适当延长上水时间。
在进行上水操作时,要根据余热锅炉实际情况进行冷态冲洗操作,以保证余热锅炉上水水质合格。
燃机点火,余热锅炉升压阶段水位调整燃机在在点火时对余热锅炉汽包水位冲击比较大,实际经验水位控制在高压汽包-300mm、中压汽包水位-150mm、低压汽包水位控制-500mm。
在点火升压过程中,由于余热锅炉热负荷增加,炉水是一个热膨胀的过程,因此在升压过程中汽包水位会有所上升,此时可在保证较高水位的情况下通过各蒸发器的疏水来调节汽包水位,避免汽包水位过高。
浅谈燃机余热锅炉的工艺情况及水位控制
作者:贺靖贻
来源:《商品与质量·学术观察》2013年第09期
摘要:锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的工厂重要的动力设备,其要求是供给合格的蒸汽,使锅炉蒸汽量适应负荷的需要,因此,如何控制锅炉的水位就显得极其重要。
本文以一种双压无补燃型自然循环余热锅炉为例,浅谈燃机余热锅炉的工艺情况,并简单介绍了三种锅炉汽包水位控制算法。
关键词:余热锅炉汽包水位控制
一、引言
燃气-蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。
燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程,这种热力循环又称布雷顿循环,它是由压气机将空气加压进入燃烧室,燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功,燃机将高温高压燃气的能量(通常参数约0.5~1MPa 1000~1300℃)转换成机械能;锅炉-蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽(通常参数为3.82~16.7MPa,450~550℃)在汽轮机中作功转换成机械能,完成朗肯循环过程;在烟气温度降至500℃左右时排放,人们充分利用这两种热力循环的特点,把它们结合在一起,组成“联合循环”,使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度,为提高电站热效率开辟了一条新途径,这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。
二、余热锅炉工艺流程简介
锅炉[1]是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。
锅炉是由“锅”和“炉”两大部分组成。
“锅”就是锅炉的汽水系统,由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器等设备组成;“炉”就是锅炉的燃烧系统,由炉膜、烟道、空气预热器等组成;而燃机余热锅炉,英文简写为HRSG(Heat Recovery Steam Generator),是燃气-蒸汽联合循环的重要组成部分。
其主要工作原理是通过布置大量的换热管来吸收燃机排气的余热,产生蒸汽供汽机发电或作为供热及其它工艺用气。
锅炉烟气流程为:烟气从燃气轮机排出,经进口烟道或转弯烟道进入三通烟道,当机组单循环时,烟气经上部调节门由旁通烟囱排空;当需要联合循环时,烟气从三通烟道经调节门和过渡烟道进入锅炉本体,依次水平横向冲刷两级过热器,中压蒸发器,中压省煤器和低压蒸发器,最后经出口烟道及主烟囱排空。
烟气流向和流量由与三通相联的调节门控制,过程可在主控室遥控,也可在调节门就地手动调节。
锅炉汽水流程为:给水由中压省煤器人口集箱进入省煤器管屏加热后流入中压汽包,通过汽包下部的集中下降管进入中压蒸发器管屏。
吸热后上升进入汽包进行汽水分离。
分离后饱和水再进入集中下降管,而饱和蒸汽从汽包上部引至过热器,经过热管屏吸热后由过热器集箱引出锅炉。
在两级过热器之间布置喷水减温装置,从而可有效地保证出口过热蒸汽温度。
双压余热锅炉的另一路给水直接进入低压汽包,由下降管引入低压蒸发器管屏,蒸发吸热后上升进入低压汽包进行汽水分离,分离后饱和水回下降管,低压蒸汽由低压汽包上部引出、经减压后进入除氧器用于除氧。
本文主要介绍一种双压无补燃型自然循环余热锅炉。
自然循环余热锅炉多为卧式布置,它取消了强制循环泵,既节省能源,又减少装置的维修保养;由垂直布置的错列螺旋鳍片管和上下两集箱组成管屏,各级受热面管屏尺寸基本相似,该结构简单,适应能力强,安装维护方便;锅炉内部换热元件主要采用高频电阻焊螺旋翅片管,这样大大扩展了换热面积,使锅炉体积小、重量轻,烟气压降小,能彻底疏排水。
三、锅炉汽包水位特性
锅炉汽包水位是锅炉正常运行的主要指标,是一个非常重要的被控变量。
汽包水位不仅受汽包中储水量的影响,亦受水位下汽包容积的影响,而水位下汽包容积与锅炉的负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。
因此,影响水位变化的因素很多,其中主要是锅炉蒸发量即蒸汽流量和给水流量。
锅炉汽包水位自动调节是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并维持汽包水位在工艺允许的范围内,是保证锅炉和汽轮机安全运行的首要条件[2]。
汽包及蒸汽管中贮藏着蒸汽和水,汽包的流入量是给水量,流出量是蒸汽负荷量,当给水量等于蒸汽量时,汽包水位就恒定不变。
当水位过高时,会影响汽包内汽水分离的效果,使汽包出口的饱和蒸汽带水增多,蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击,引起轴封破裂、叶片断裂等事故。
因此,汽包水位过高或过低的后果都极为严重,所以必须严格加以控制。
四、锅炉汽包水位控制
近年来,锅炉的自动控制正朝着多学科结合的计算机技术应用,管理控制一体化方向发展。
由于锅炉汽包水位调节对象没有自平衡能力,而且水位调节对象存在滞后,因此不能采用开环调节方法。
常用的汽包水位的控制算法有单冲量控制,双冲量控制以及三冲量控制三种。
1. 单冲量水位调节系统是以汽包水位为唯一调节信号的单参数单回路调节方法,调节器只根据水位变化去改变给水调节阀的开启度。
一些小容量锅炉水位受到扰动后的反应速度较慢,虚假水位现象不太严重,再配上一些锁报警装置就可以安全操作,采用单冲量调节方法可以满足生产要求。
2. 单冲量调节方法不能克服“虚假水位”对水位控制的不良影响。
当蒸汽量大幅度增加时,由于假水位上升,调节器输出信号不但不去开大调节阀增大给水量,反而去关小调节阀,减少给水量,等到假水位消失后,水位将更加迅速下降,不能避免水位较大幅度的波动。
此外,当负荷变化时,控制作用缓慢,即使“虚假水位”不严重,从负荷变化到水位下降要有一个过程,再由水位变化到阀动作已滞后一段时间。
如果水位过程时间常数很小,偏差必然相当显著。
为了克服虚假水位对控制的不良影响,可以引入蒸汽流量作为前馈信号。
以蒸汽流量作为补充信号的双参数调节方法,又称为双冲量水位调节系统。
当蒸汽负荷变化引起水位大幅度波动时,蒸汽流量信号起着超前的作用,它可在水位尚未出现变化时,提前使调节阀动作,补偿了“虚假水位”所引起的误动作,减少水位波动,从而改善了控制品质。
3. 双冲量控制方法不能迅速克服给水压力变化对水位产生的影响。
当给水压力波动时,给水流量将发生变化,此时只有等到水位变化后调节器才能起作用。
为此再引入给水流量信号,以蒸汽流量和给水流量作为补充信号的三参数调节方法,组成三冲量水位控制回路。
串级三冲量控制系统中,主调节器接受水位信号作为主控信号和蒸汽流量信号去控制副调节器的给水设定值,副调节器除了接受主调节器的设定信号外,还接受给水流量信号。
蒸汽流量信号作为前馈信号对给水流量进行前馈控制,当蒸汽负荷突然发生变化时,蒸汽流量信号使给水调节阀立即向正确的方向移动,即当蒸汽流量增加时,给水调节阀开大,从而抵消了“虚假水位”引起的反向作用,减少了水位和给水流量的波动幅度。
给水流量信号作为调节阀动作后的反馈信号,能使调节器及早知道控制的效果,做出响应的调整。
对于水压干扰等给水侧的扰动,给水流量信号也起着前馈的作用,能使扰动迅速做出反应。
由此可以看出在前馈-串级三冲量控制下,调节器动作快,还可以避免调节过头,减少波动和失控[3]。
综上所述,由于单冲量控制系统不能克服“虚假水位”带来的控制问题,双冲量控制系统还有不能做到静态补偿以及不能对给水系统干扰及时克服两个的弱点。
因此在实际应用中汽包水位控制系统都采用三冲量控制系统。
即蒸汽流量、给水流量、汽包水位三个冲量作为输入变量,给水调节阀作为控制变量,来控制汽包水位。
参考文献:
[1]于临秸.锅炉运行[M].北京:中国电力出版社, 2008:39-42.
[2]张文峰.锅炉水位控制系统的研究与设计[D].齐齐哈尔大学, 2008,6.
[3]王树吉.工业控制控制工程[M].北京:化学工业出版社, 2005:405-410.。