超超临界机组给水全程控制的设计和应用.pptx

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Page,#,Nov.2008,Click to edit Master title style,SPPA/PG L/Energy Sector,Copyright SPPA 2008,Author,1000MW,超超临界机组给水全程控制的设计和应用,刘潇西门子电站自动化有限公司，江苏 南京,211100,1,给水系统概貌,外高桥三厂与宁海二期的给水系统配置如下（参见图,1,）：,1,台,100,BMCR,容量的汽动给水泵（外三2,台,50,BMCR,容量的汽动给水泵（宁海），及其再循环调门；,1,台,40,BMCR,容量的锅炉再循环泵及其出口调门、再循环调门和过冷水调门；,1,个汽动给水泵出口主电动门和,1,个旁路调门；,1,个省煤器进口主电动门和,1,个旁路调门,2,个高水位疏水调门,2,给水全程控制系统的运行模式及其模式切换,给水全程控制覆盖了机组运行的全过程，即从锅炉上水,-,点火,-,湿态（启动阶段）,-,干态（直流运行阶段）,-,降负荷,-,湿态,-,停炉，在这整个过程中，非干态阶段的给水控制任务是上水和保证流过蒸发器（水冷壁）的最小流量，防止超温并维持水动力的稳定性；干态时，再循环泵停运，处于热备用状态，给水控制的任务是通过直接、快速的煤水比控制和精确的分离器出口微过热蒸汽焓值控制维持煤水比，进而保证过热汽温，其原理见图,1,。,给水全程控制系统可分为停炉、湿态和干态三种运行模式。,2.1,停炉模式及其与湿态模式的相互切换“,fire on”,消失,3min,后即进入该模式。分离器贮水箱水位设定值,35.5m,，两个高水位疏水调门的设定值,36/38m,，,当再循环泵启动后，其再循环流量定值为,5,；开始炉膛吹扫，再循环流量定值切为,20,；点火开始或“,fire on”,时，再循环流量定值切为,点火流量定值,蒸发器最小流量定值,33,，,两个高水位疏水调门的设定值从,36/38m,切为,18m,，快速放水,以配合湿态模式下,17m,的分离器贮水箱水位定值,，,当点火完成,3,分钟后，,即切为,25/28.5m,，,完成停炉模式,-,湿态模式的切换,。,湿态模式切停炉模式：随着停炉信号“,fire off”,的产生，无需再保证流过水冷壁的最小流量，分离器储水箱水位设定值从,17m,切为,35.5m,，疏水阀控制的水位定值从,25/28.5m,切为,36/38m,，“,fire off”,产生,3,分钟内炉内热量迅速降低但并非突然降低，因此此时仍为湿态模式，给水流量继续,降低，再循环流量继续上升，只有当“,fire off”3,分钟后才进入停炉模式。如果锅炉停炉后很快就要重启则分离器储水箱水位设定值和疏水阀控制的水位定值仍维持在,17,和,25/28.5m,。停炉模式的一个特例是分离器蒸汽压力,P2200bar,（如,MFT,后的短暂时间），此时水位测量不可能，因此由水位控制切为焓值控制以快速减水。,2.2,湿态模式及湿态,-,干态模式,“,fire on”,产生,3min,后即进入湿态模式。,分离器贮水箱水位设定值,17m,，,分离器贮水箱水位的上限,25/28.5m;,蒸发器最小流量,33,BMCR,超驰加水量（,水冷壁出口温度,T1Max2,时）,，此定值为湿态,-,干态的定值,;,再循环流量定值蒸发器最小流量给水流量定值,;,湿态切干态过程见图,2,的,I,部分,图,2,湿态、干态模式相互切换过程示意图,3.3,干态模式及干态,-,湿态模式,干态时，蒸发器最小流量,31,(,与湿态的,33,有,2,的回差,),，此定值为干态,-,湿态的定值。,通过维持煤水比和控制过热器入口的微过热蒸汽的焓为设定值来控制给水流量。其原理见图,1,和图,3,。,干态切湿态过程见图,2,的,部分,3,干态模式的给水控制,包括：,蒸发器理论吸热量计算,焓值设定值校正,焓值控制,给水流量设定值计算,超驰降焓加水,燃料量与给水的解耦控制,图,3,干态模式给水控制原理,3.1,蒸发器理论吸热量计算,蒸发器理论吸热量理论给水流量,省煤器出口到分离器出口的理论焓增蒸发器金属蓄热量的变化量,3.2,焓值设定值的校正,焓值设定值是分离器压力的函数，该修正是对相应负荷下减温水流量设计值,f3(x),与该负荷下的实际减温水流量的差进行积分校正，通过改变焓值设定值让实际减温水流量最终等于该负荷所对应的减温水流量设计值。,当水冷壁出口温度,T1Max2,时，应超驰加水，迅速降温，这也是通过超驰降低焓值设定值来实现的。,3.3,焓值控制回路及变参数校正,根据分离器出口微过热蒸汽的焓能迅速判断燃水比是否失调，因此采用微过热蒸汽焓值调节器的指令去修正给水流量指令以保证燃水比的平衡，从而保证过热汽温为给定值。,焓值设定值为分离器出口压力的函数,f4(x),。由于在负荷变化,50%,100,时，过热汽温被控对象的增益变化达,35,倍，时间常数变化也有,23,倍左右，因此采用变参数控制，即用代表负荷的锅炉主控指令转化的,01,的因数乘以微过热蒸汽焓值调节器的输出，再去调节给水流量以适应控制特性变化了的控制对象,过热汽温,3.4,给水流量设定值的计算,给水流量设定值蒸发器理论吸热量,（省煤器出口到分离器出口的实际焓增焓值控制器的输出）,省煤器出口至分离器出口实际焓增校正后的焓值设定值省煤器出口给水实际焓值,省煤器出口给水实际焓值的作用,高加切除的异常工况,宁海,B,厂,5,号机连续变负荷时的焓值控制和给水流量控制曲线,4,给水全程控制中的特殊情况,4.1,给水泵出口旁路调门及其主给水电动门的控制,干、湿态切换点为,3133,BMCR,的给水流量，而给水泵在最低转速时其给水流量约为,2540,BMCR,，无法参与给水调节，给水流量由给水泵出口旁路调门控制。,4.2,给水泵再循环阀的控制,其任务是保证给水泵各转速下的最小流量；同时兼顾给水泵的出口压力，保证给水泵的工作点在安全区内；增加与泵出口旁路调门之间的解耦控制，使给水旁路调门工作在在合适的工作区域，如在给水流量较小时出口旁路调节阀的开度不会太小。,4.3 MFT,后的给水控制,当,MFT,发生后，为了防止冷水进锅炉，同时保证高压旁路减温控制有足够的喷水，给水泵不停，有如下控制策略：省煤器进口主给水电动门快关，给水泵至最低转速，给水泵出口主电动门关闭，同时给水旁路调门开至一定开度，并控制给水母管压力分离器压力,-2.0MPa(,以保证高压旁路减温水压力足够大,),，同时给水泵再循环阀投自动。,4.4,分离器贮水箱水位测量值的处理,当分离器压力,180bar,时，水位测量在超临界状态下失去意义，应强制分离器贮水箱水位测量值,0,，以免错误的水位信号引起,MFT,等。,4.5,焓值设定值校正回路的优化,在上述焓值设定值校正回路中，校正调节器的设定值是锅炉厂给出的设计减温水流量，但在宁海二期调试时发现主汽温偏低，减温水调门开度很小（有时基本为零）方能维持,605,的设计值，如果按照此设计减温水流量去校正焓值，势必增加焓值设定值，而这会导致焓值调节器去减少给水流量，从而容易导致水冷壁壁温偏高，而水冷壁壁温偏高又会减少焓值设定值以增加给水流量，从而使控制回路耦合度加大，导致给水流量波动加剧，基于此，可取消通过减温水流量修正焓值设定值的功能，仅保留水冷壁壁温的减焓加水的回路，或适当修正设计减温水流量，如乘以,0.5,等。,4.6,煤水比函数的优化,以焓值调节器的输出进入一个积分器，用该积分器的输出去校正煤水比，这样，在校正煤水比后可保持焓值调节器的输出基本为,0,，校正后的煤水比在变负荷时可更好的维持中间点焓值，减少焓值调节器的动作，对协调控制品质也有所帮助。,谢谢大家,