直流锅炉启动系统

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。

超临界锅炉的启动旁路系统严格来说，超临界直流锅炉启动旁路系统主要由过热器旁路和汽轮机旁路两大部分组成。

过热器旁路是针对直流锅炉单元机组的启动特点而设置的，为直流锅炉单元机组特有的系统。

汽轮机旁路系统不但用于直流锅炉单元机组还用于汽包锅炉单元机组上。

下面介绍的启动旁路系统主要为过热器旁路系统。

一、启动旁路系统的功能和种类1．功能直流锅炉单元机组的启动旁路系统主要有以下功能：（1）辅助锅炉启动1）辅助建立冷态和热态循环清洗工况2）辅助建立启动压力与启动流量，或建立水冷壁质量流速3）辅助工质膨胀4）辅助管道系统暖管（2）协调机炉工况1）满足直流锅炉启动过程自身要求的工质流量与工质压力2）满足汽轮机启动过程需要的蒸汽流量、蒸汽压力与蒸汽温度（3）热量与工质回收借助启动旁路系统回收启动过程锅炉排放的热量与工质。

（4）安全保护启动旁路系统能辅助锅炉、汽轮机安全启动。

有的旁路系统还能用于汽轮机甩负荷保护、带厂用电运行或停机不停炉等。

直流锅炉单元机组的启动旁路系统，不应该是功能越全面越好，要根据机组容量、参数及承担电网负荷的性质等合理的选定。

此外，启动旁路系统在运行中的效果还与锅炉、汽轮机、辅机的性能有关，主机、辅机与系统的性能的统一才能获得预想的功能。

总之，启动系统的选型要综合考虑其技术特点、系统投资及电厂运行模式等因素。

2．种类直流锅炉启动系统（特指过热器旁路系统）有内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统两大类型。

DG1900/25.4-II型超临界直流锅炉采用的是内置式分离器启动系统。

本超临界机组采用的汽轮机旁路系统是大旁路形式，即将过热蒸汽直接通过大旁路送到凝汽器。

二、内置式分离器启动系统的分类及技术特点直流锅炉启动系统按分离器正常运行时是否参与系统工作可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。

内置式分离器启动系统是指在正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器,进入过热器，此时分离器仅起一连接通道作用。

试论超临界机组给水的控制本文笔者阐述了超临界机组的结构特点，提出了超临界直流炉给水系统的组成及启停、运行要求，探讨了超临界机组给水的控制，具有重要的现实意义。

标签：超临界机组；给水；直流锅炉引言：随着电力需求的增长，以及能源和环保的要求，我国的火电建设开始向大容量、高参数的大型机组靠拢。

但是，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。

下面笔者探讨了超临界机组给水的控制。

1.超临界机组的结构特点1.1锅炉启动系统锅炉的启动系统，简单的说就是设置了启动分离器。

直流锅炉在启动时，一开始点火就必须不断的向锅炉上水，建立足够的工质流速和压力，以保证给水连续地强迫流经所有的受热面，使其得到充分的冷却。

由此可见，直流锅炉的启动过程就是工质的升温升压过程。

又由于超临界锅炉没有固定的汽水分离点，在锅炉启动过程中和低负荷运行时，由于给水量有可能小于炉膛保护及维持流动所需的最小流量，因此必须在炉膛内维持一定的工质流量以保护水冷壁不致过热超温。

锅炉启动系统是超临界机组的关键技术之一，其与汽机旁路系统是保证机组安全，经济启停，低负荷运行及妥善进行事故处理的重要手段。

（1）配合锅炉给水系统进行水冷壁及省煤器的冷态和温态水冲洗，并将冲洗水通过扩容器和冷凝水箱排入冷却水总管或冷凝器；（2）满足锅炉冷态、温态、热态和极热态启动的需要，直到锅炉达到特定的最低直流负荷，由再循环模式转到直流模式运行时为止；（3）只要工质合格，启动系统可以完全回收工质及其所含的热量；（4）锅炉转入直流运行时，启动系统处于热备用状态，一且锅炉度过启动期间的汽水膨胀期，即开始进行炉水再循环。

（5）启动分离器系统也能起到在水冷壁出口集箱与过热器间的温度补偿作用，均匀分配进入过热器的蒸汽流量。

启动分离器系统可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。

在锅炉启停及低负荷运行期间，启动分离器處于湿态运行，分离器如同汽包一样，起汽水分离作用；而在锅炉正常运行期间，启动分离器处于干态运行，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进入过热器，此时分离器仅起一个连接通道作用。