热控技术发展研究与先进控制教材.ppt

概述目前，国内大、中型火力发电机组锅炉给水系统已逐步采用变速给水泵、全程给水控制系统实现锅炉各种运行工况的给水控制，以保证锅炉的安全、稳定运行，减轻运行人员的劳动强度，提高机组效率，降低辅机的损耗，但由于各种客观及主观原因，真正实现锅炉给水系统全程控制的机组还为数不多。锅炉全程给水控制系统，是指机组在启停过程，正常运行和负荷变化中均能实现锅炉给水的自动控制，而全程给水控制系统通常采用两种控制方案：⑴两段式给水控制系统，是采用变速给水泵控制给水母管压力，给水调节阀控制汽包水位，这一方案将两个控制系统从热力系统上分段，一定程度上克服了两个系统之间的相互影响，但不利于机组的经济运行和给水泵的安全运行，特别是不能适应较大的负荷变化；⑵一段式给水控制系统，是采用变速给水泵控制汽包水位，给水调节阀控制给水母管压力，这一方案两个系统作为一个整体来考虑，更有利于提高机组的效率和给水泵的安全、高效运行，但采用该方案关键在于克服两个系统之间的相互影响。系统组成该系统在低负荷阶段采用单冲量控制系统，在高负荷阶段采用等效串级三冲量给水控制系统，其各项功能分别由以下几个回路完成：⑴汽包水位主控回路；⑵低负荷转速反馈回路⑶高负荷主汽流量前馈及给水流量反馈回路；⑷给水流量平衡回路；⑸压力限制回路；⑹下限特性保护回路；⑺单、三冲量切换回路；⑻给水泵启动及跟踪回路。给水主控系统采用一个PI控制器，配合主汽流量微分前馈及给水流量微分反馈，等效为串级三冲量，又是该系统的一个突出特点，大量的控制任务由前馈来完成，PI只起静态微调作用，也是热控领域的发展趋势。给水主控原理框图投运技巧大家都知道给水系统是无自平衡能力的对象特性，而一段式给水控制系统在低负荷阶段较难投运也是众所周知的，特别是SIEMENS的给水控制方案采用等效串级三冲量，使投运工作更加困难。我们在多台机组的调试中，在充分消化、吸收SIEMENS设计思想的基础上，通过反复的试验研究，有效解决了系统投运过程中的关键技术问题，达到了很好的投运效果，对这一类型系统的投运技巧进行的总结如下：一段给水控制系统是将整个给水系统的各个运行参数的控制作为一个整体来考虑，尽管从概念上是采用给水泵控制汽包水位，给水调节阀控制给水母管压力，但两个系统之间是互相渗透融为一体的，即在给水调节阀（低负荷阶段为启调阀，高负荷阶段为PINCH阀）控制回路中，引入汽包水位偏差的微分前馈，在汽包水位发生扰动的情况下，在保证泵安全工作的前提下，给水泵和给水调节阀同时作为一个整体来调节，以快速适应水位变化的要求。引入微分前馈对整个系统的平稳运行以及降低水位的动态偏差起到了积极的作用。投运技巧（1）投运技巧（2）主汽流量微分前馈和给水流量微分反馈的调整是这一类型系统投运的关键，将实际微分环节的微分时间和惯性时间设定为与PI控制器的积分时间相同即可等效为串级三冲量控制系统即：D（W）×TdS/（1＋TiS）×Kd×Kp（1＋1/TnS）=U如果Td=Ti=Tn，则上式可等效为：D（W）×Kd×Kp=U主调为PI调节器，比例系数为Kp，积分时间为Tn；副调为比例系数是1的纯比例调节器；Kd×Kp为流量系数。由等效框图可见：Kp、Tn根据汽包水位的响应特性调整；Td、Ti根据Tn来设定；蒸汽流量微分系数Kd根据Kp和给水泵的流量特性来调整，保证在蒸汽流量发生变化时，产生同样的给水流量变化，维持汽包水位的动态稳定；而给水流量的微分系数Kd因为副调等效为纯比例调节器，则要在满足克服给水流量自发扰动的情况下尽量小，否则将会产生较大的静态偏差。投运效果汽包水位负荷扰动运行曲线汽温控制系统概述特点分析现有方案改进思路控制方案特点投运效果结论汽温控制系统原理框图概述蒸汽温度是火电机组安全、高效、经济运行的重要参数，因此对蒸汽温度控制的要求相当严格，蒸汽温度过高会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏，严重影响机组的安全运行，汽温偏低会降低机组的热效率，影响机组运行的经济性，而蒸汽温度控制一直是电站热控领域的一大难题，尽管目前所采用的控制方案较多，甚至也有不少先进的控制理论在不断的应用，但汽温控制系统的投运情况仍很不理想。特点分析基于汽温控制目前的状况，我们根据其热力系统的特点及其在火电机组中所占的重要位置进行了认真的分析，认为其主要原因表现在以下几个方面：1）要求控制精度高（±5℃），若汽温控制点长期越限，将严重影响机组的安全、经济运行，甚至大大降低机组的使用寿命；2）