锅炉给水主／旁路自动切换功能的设计与研究.pdf

锅炉给水主 旁路 自动切换功能的设计与研究 张金鹏 锅炉给水主 旁路 自动切换功能的设计与研究 张金鹏 ( 大唐安阳发电厂 河南安阳，4 5 5 0 0 4 ) 摘要：保持锅炉水位正常是发电机组安全、稳定运行的重要条件之一，各发电企业对锅炉水位的准确测量与精确控 制都 十分重视。正常运行中水位采用三冲量控制方式，由给水泵转速控制给水量，给水经过主路调节汽包水位。在机组启 停及带低负荷过程中，给水泵处于最低转速，给水通过旁路进入汽包，旁路调节阀控制给水量。主路与旁路能否顺利切换 直接影响机组启停的过程， 自 动切换的实现缩短了机组启停时间，节约了大量人力、物力。 关键词：切换；水位；调节 Ab s t r a c t ： Bo i l e r wa t e r l e v e l i s fi l l i mp o r t a n t i n d e x t o e n s u r e t h e s a f e t y a n d s t a b l e o p e r a t i o n f o r p o we r u n i t s ， L a r g e p o we r i n d u s tri e s p a y mo r e a t t e n t i o n t o a c c ur a t e m e a s ur e m e n t an d p r e c i s e c o n tro l o f t h e b o i l e r wa t e r l e v e 1 At n o r ma l ， t h r e e i mp u l s e c o n tro l r e g u 1 a t e s t h e w a t e r l e v e l ， t h e f e e d wa t e r p u mp s p e e d c o n tr o l s the wa t e r , a n d f e e d w a t e r a d j u s t t h e d r u m wa t e r l e v e l t h r o u g h the ma i n I n t h e p r o c e s s o f t h e t u r b i n e s t a r t s t o p o r wi t h l o w l o a d ， f e e d wa t e r p u mp s r e ma i n a t mi n i mu m s a f e ty s p e e d ； By p a s s v a l v e c o n tr o l s the wa t e r e n t e r i n t o the d r u m thr o u g h the b y p a s s T h e s mo o th s wi t c h i n g o f M a i n a n d B yp a s s c a n d i r e c t l y i n fl u e n c e s o n u n i t s t a rt s t o p p r o c e s s ， t h e r e a l i z a t i o n o f a u t o m a t i c s wi t c h i n g s h o rt e n e d u n i t s t a rt s t o p t i me ， s a v e a l o t o f m a n p o we r a n d ma t e r i a l r e s o ur c e s Ke y wo r d s ： s wi t c h ； wa t e r l e v e l ； r e g u l a t e 中图分类号：TP 2 7 3 文献标识码 ：A 文章编号：1 0 0 1 9 2 2 7 ( 2 0 1 3 )0 3 0 0 1 4 一 O 3 0引 言 汽包水位是汽包锅炉极其重要的运行参数，维持汽包水位 在允许范围内是保证锅炉和汽机安全运行的必要条件。汽包水 位过高，蒸汽空间缩小，将会增加蒸汽带水，容易造成过热器 积盐、超温和汽轮机通流部分结垢。汽包水位严重过高或满水 时，蒸汽大量带水，会使主汽温度急剧下降，蒸汽管道和汽轮 机内发生严重水冲击，甚至造成汽轮机叶片损坏事故。汽包水 位过低会引起锅炉水循环的破坏，使水冷壁管超温过热：严重 缺水而又处理不当时，则会造成炉管大面积爆破的重大事故 。 因此，锅炉运行中保持水位正常是一项极为重要的工作，绝对 不能有丝毫 的疏忽大意 。 随着锅炉 容量 的增加 ，汽包 的相对 水容积减少 ，因而大容 量锅炉汽包水位的变化速度是很快的。经计算6 0 0 MW 机组 自 然循 环汽 包锅 炉 的汽包 水位 变化 2 0 0 mm 的飞升 时间 约为 6 - 8 秒 。因此 ，要求 调节过程 快速 、稳定 。 目前， 给 水控制 系统 的 设计原则是启动和低负荷采用单级单冲量旁路调节阀控制，高 负荷( 3 0 以上) 采用串级三冲量电动或汽动给水泵控制。能不 能完成控制方式的切换，并且保证切换的过程时间短、水位扰 动小都直接关系到机组启停的顺利进行，甚至影响到主设备的 安全 。 1 汽包锅炉给水管路设计 安阳电厂# 9 、1 0 机组采用东方锅炉 ( 集团)股份有限公 司制造的DG1 0 2 5 1 8 2 一P 4 型锅炉，该炉为亚临界、自然循环 的 “ P”型布 置 的汽 包锅 炉 。机 组配置 2 x 5 0 B MC R调速 汽 动给水泵和一台5 0 B MC R容量的电动调速给水泵。汽动给 收稿日期 ：2 0 1 3 -0 2 1 5 作者简介：张金鹏 ( 1 9 8 3 一 ) ，男，本科，助理工程师。 1 4 水泵各配一台电动定速前置泵，单元连接；电动给水泵作为起 动、备用，带液力偶合器，以勺管调节泵轮中液位改变转速， 其前置泵 由同一 电动机拖动 ，同时启停 。锅 炉主给水操作平 台 由锅炉厂家供货，主要 由给水流量测量孔板、主给水电动闸 阀、给水旁路以及给水止回阀等几个部分组成，如图1 所示： 一。 。 。 一。 。 _ 。 。 _ 。 。 一 。 。 。 。 一 。 。 。 。 。 。 。 。 1 1 1 、 1 1 - ，r 、 0 一 骗一一一 ： I 冲1 1 一一嚣 一 ! i 弱 t 趋 L 一生 ! f| 、 ， 、 I l ) | J _ ： 一 fJ1 一， I 查 墼t 一 一 一 压力表一 三通阀一 手动截止阀一 双金属温度计一 给水操 作旁路气动调节阀一 电动闸阀一 流量孔板装置一 手动疏水截止阀 一 电 动疏 水截止阀 一 主给水电 动闸阀 一 给水止回阀一 锅炉厂供 货范围 图1 主给水操作台 主给水流量测量装置位于主管路上，主给水流过主给水 流量孔板装置分成两路，一路经主给水电动闸阀，另一路流经 给水旁路，然后汇合经过给水止回阀1 1 到锅炉。 1 1 给水旁路阀水位辅助调节系统调节原理 3 5 给水调节阀水位调节系统只用于上水和低负荷阶段， 此时电泵在最小转速。正常带负荷情况下，该调节阀关闭或手 动调节。3 5 给水调节阀水位调节系统，采用典型的单回路调 节控制方法，调节器接受水位偏差信号，经P I D运算后，作为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅炉给水主 旁路 自动切换功能的设计与研究 张金鹏 的问题。一般情况下运行中锅炉突然灭火，汽包水位的变化复 杂而且迅速，首先锅炉灭火后，炉膛热负荷突然全部失去，将 会导致水冷壁中饱和水内的气泡迅速减少，汽包水位瞬时突然 下降，这是灭火事故发生后汽包水位的一个明显变化。同时汽 包压力迅速下降，由于温度变化滞后于压力变化，汽包 内原来 的饱和水变化成为过饱和水，产生大量气泡，形成虚假水位的 快 速上升 。在这个 过程 中，要想对汽 包水位进 行很好 的调整 ， 要求运行人员观察仔细、判断准确、操作迅速，而实际情况是 凭人力很难做到。若在锅炉灭火后运行人员第一时间投入管路 切换，将给水由主回路切至旁路然后投入F B K，则系统自动投 入旁 路调节 阀 自动 ，水位设 定为 一 8 0 ram， 同时投入 给水 差压 自动，保持给水泵冷母管压力高出汽包压力一个固定值，起初 系统 自动 设定 为 1 2 MP a ， 5秒后 ， 由运 行人 员跟 据实 际情况 设定 。 这样做可以保持给水压力与汽包压力的正偏差满足汽包正 常供水要求，给水流量的设定值参照汽包水位，但主要取决于 蒸汽流量 ，保证 了汽水流质 的动态平衡 ，旁路调节 阀投 自动 以 后，调节快速、准确，调节过程有效缩短。 5 其他技术保障 给水主 旁路切换过程的操作要点以及注意事项： ( 1 )适当降低水位再切换，避免瞬时大量给水造成满水 事 故； ( 2 )切 换 过程尽 可 能稳 定负荷 、主气 压 ，避 免 多重 操作 叠加 ； ( 3 )切换前后保证给水流量，给水差压尽可能恒定，这样 方便控制水位和气温 ( 减温水压差恒定有利于气温调节) ； ( 4 )管路切换前，在条件允许的情况下，对关键设备进行 全行程活动试验，尽量避免因为设备原因中断切换过程； ( 5 )有条件 的话，投入给水差压 自动 ，保证满足汽包正常 供水压力要求 。 6 结语 我厂 9 、1 0 机组在2 0 1 0 年DC S 系统升级改造时增加了管 路切换逻辑，运行中经过反复试验修改，目前已经取得了比较 理想的效果。因该逻辑条理清晰，不用增加就地设备，实用性 很高 ，因此我 厂下一步准备在 热 电#1 、2 机 组上也增加这 部分 逻辑 。 参考文献 【 1 河南 电力试验研究院 大唐安 阳发电有限公司3 0 0 MW# 9 机组 MC S 设计说 明书， 2 0 0 9 2 】 朱北恒 火电厂热工 自 动化试验， 2 0 0 7 【 3 大唐安阳发电厂企业标准Q C D T - A Y C P 1 0 5 0 2 0 1 2 0 0 8 4 中华人 民共和 国电力行业标准 DL T 7 7 4 2 0 0 4 ( 上接第 1 1页) 预测均方误差 分别为 0 0 1 7 和 0 0 3 8 。对 比灰色神经 网络模 型和广义回归神经网络模型的预测结果可知，灰色神经网络模 型的预测精度明显好于广义回归神经网络模型。 ( a ) B OD预测值 ( b ) C O D预测值 图5 RNN预测结果 3 结束语 利用组合模型的优势建立了灰色神经网络预测模型，通过 污水处理厂进水水质参数对出水参数进行预测，并与广义回归 神经网络模型的预测结果进行了对比分析，证明灰色神经网络 预测模型的精度较高，能够作为辅助手段弥补现有监测设备进 行长期监测时，监测精度不稳定的缺点。建立的灰色神经网络 预测模型为更进一步的建立污水处理预测控制系统做了有益的 前期研 究。 1 6 参考文献 1 黄银 蓉， 张绍德 污水处理 曝气池溶解 氧智能优化控 制系统 J 】 信息 与控制 ， 2 0 1 1 ， 4 0 ( 3 ) ： 3 9 3 4 0 0 2 2 王树东， 何 巍， 王恒星 基于MA T L A B的B P 神经网络在溶解氧浓 度控制中的应用 J 电气 自 动化， 2 0 1 2 ， 3 4 ( 2 ) ： 4 6 3 严修红 改进型灰色神经网络组合预测方法及应用研究 D 江西理 工大学 ， 2 0 0 7 4 徐进华基于灰色系统理论的数据挖掘及其模型研究【 D 北京交通 大学， 2 0 0 9 5 袁景凌， 钟 珞， 李小燕 灰色神经网络的研究及发展 J 】 武汉理工大 学学报， 2 0 0 9 ， 3 1 ( 3 ) ： 9 1 9 3 6 邓聚龙 灰预测与灰决策 M】 武汉： 华中科技大学出版社， 2 0 0 2 7 翁小杰 基于灰色理论和神经网络的预测方法研究与应用 D 】 中南 民族大学， 2 0 0 9 8 闵振辉， 李春华 串联灰色神经 网络模 型的研究 J 】 机电一体化， 2 0 1 2 ， 1 8 ( 5 ) ： 4 2 4 4 9 】 闵振辉， 何勇华 基于灰色神经网络的煤岩界面预测研究 J 】 自动化 与仪器仪表，2 0 1 2 ，( 2 ) ： 1 6 1 8 1 O 李小燕 灰色神经网络预测模型的优化研究【 D 武汉理工大学， 2 0 0 9 1 1 】闵振辉， 李春华 煤岩界面预测灰模型 J 黑龙江科技学 院学报， 2 0 1 0 ， 2 0 ( 5 ) ： 3 6 0 3 6 2 【 1 2 】Ke e m S i a h Y a p ， C h e e P e n g L i m， Ab i d i I z A Hy b r i d AR T - GR N N On l ine Le a rn i n g Ne u r a l Ne t wo r k W i t h a e I n s e n s i t i ve Lo s s Fu n c t i o n J Ne u r a l Ne two r k s ， 2 0 0 8 ， 1 9( 9 ) ： 1 6 4 1 - 1 6 4 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m