600MW超临界机组直流炉给水全程自动控制研究

赵红霞

摘 要 600MW超临界机组直流炉给水控制的好坏直接关系到机组运行的安全稳定与经济运行。一直以来，直流炉给水全程自动控制都是热控自动调试人员研究的课题，直流炉给水自动调节的控制策略只有更好，没有最好。根据直流炉给水调节不仅与负荷控制密切相关，而且与过热蒸汽出口温度控制密切相关的特点，给水控制系统采用控制燃水比的方式来实现负荷的稳定又确保出口过热蒸汽和主汽压力的基本稳定。

关键词 超临界；给水；全程自动；燃水比；中间点焓值；控制

The research for whole processes feedwater automatic control system of 600MW power generactor

ZHAO Hong-xia

Henan Shenhuo Group Shangqiu， Henan 476600

Abstract 600MW supercritical once-through boiler feed water control is directly related to the safe operation of unit stability and economic operation. All the time since， once-through boiler feedwater automatic control is automatic thermal control debugging personnel research topic， once-through boiler feedwater automatic regulation control strategy only better， not the best. According to the DC boiler feed water regulation not only with the load control are closely related， but also with the superheated steam temperature control is closely related to the characteristics of water supply control system， used to control the fuel water ratio method to achieve load stability and ensure outlet superheated steam and the main steam pressure is stabilized basically.

Key words Supercritical； Water full； Automatic； Fuel water； Ratio of intermediate point enthalpy； Control

前言

本厂锅炉为方锅炉集团股份有限公司型号DG1900/25.4-II1，型号为：超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型炉。汽轮机是东方汽轮机厂有限责任公司生产的型号为N600-24.2/566/566的超临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、双背压凝汽式汽轮机。高压给水系统配置2台50%容量汽动给水泵和1台30%容量电动调速给水泵，2台汽动泵正常运行，电动泵作为启动备用泵。制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹式系统，本台锅炉配置6台磨煤机，不设备用。磨煤机密封系统配2台100%容量的离心式密封风机，1台运行，1台备用，配12台电子称重式给煤机[1]。

1 直流炉给水系统的特点

（1）直流炉由于没有汽包，其给水是在给水泵压头的作用下，给水顺序一次通过加热、蒸发、过热各个受热面，即工质沿锅炉汽水管道流过，依次完成水加热、汽化和蒸汽过热过程，最后蒸汽过热到所给定的温度。

（2）直流炉给水的加热、蒸发和蒸汽过热的受热面并没有固定的界限。假设锅炉吸热和其他条件不变时，当减小给水量时，则只需吸收少热量就可使给水达到沸点，因锅炉受热面的总长度不变，故过热蒸汽温度上升。反之，增加给水量，则过热蒸汽温度下降。因此，若燃料与给水比例失调，则锅炉就不能保证供给合格的蒸汽，这就要要求在过热器系统中找一个中间点作为超前信号用来提前调节，以保持准确、稳定的参数。

（3）由于没有汽包，直流锅炉的水容量及相应的蓄热能力大为降低，一般约为同参数汽包锅炉的1/2～1/4，因此，当负荷发生变化时，直流锅炉压力变化速度也比较快，这就要求直流锅炉具有更灵敏的调节控制技术[2]。

2 本廠全程给水系统简介

（1）在锅炉点火至带180MW负荷时锅炉处于湿态运行

锅炉点火后，逐渐升温升压，在此阶段锅炉的给水由给水旁路调节阀及361阀自动控制，给水旁路调节阀控制给水流量，361阀控制储水罐水位。由于361阀不需要精确调整故采用开环调节方式，通过361A阀和361B阀的同步控制以保证储水罐水位在正常水位值，此时与汽包炉的给水调节相似。

（2）锅炉带180MW以上负荷时锅炉处于干态运行

此时，锅炉转为干态运行，361A阀和361B阀全部关闭，给水旁路调节阀也关闭，改为由控制中间点焓值及调节燃水比来控制出口过热蒸汽温度，通过两台气泵及一台电泵来控制给水流量[3]。

3 给水指令的形成

给水指令处理回路如下图：

将给水用负荷指令下的设计过热器出口蒸汽流量与设计减温水流量的差值乘以设计分离器出口焓值与设计省煤器出口焓值的差值作为水冷壁设计要吸收的热量，再减去水冷壁金属吸收的热量，即为图中的B设计的水冷壁在设计负荷下水吸收的热量。C为锅炉运行中实际吸收的热量，在调试初期，由于没有考虑高加有一台或多台退出运行的情况，在升降负荷时自动调节总是导致过热器出口气温偏高，故增加了省煤器入口的焓值，经实践证明调节效果很好。

PIDT控制器主要作用是控制低温过热器出口蒸汽温度，通过焓值对低过出口蒸汽过热度提前进行修正，使低过出口温度控制在设计范围内，并将PIDT的输出与设计分离器出口焓值相加后作为PIDH的设计值。PIDH控制器为分离器焓控制器，主要作用是控制中间点焓值来达到控制分离器出口过热度，将PIDH的输出作为燃水比修正流量以修正给水指令，计算出实际需要的给水流量，并经给水流量最小值限制后作为给水主控的设定值。当给水主控投入自动控制方式时，给水指令即为给水流量、减温水流量与分离器焓 值输出的燃水比修正流量之和。

由于我厂制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹式系统，故经常出现给煤机断煤、给煤不稳定等情况，而且有时煤质较差，对给水的自动调节要求更加严格，在此控制策略下，给水自动调节系统运行稳定，分离器出口温度指标可控制在±7℃，且在有外扰的情况下，也能维持分离器出口气温稳定[4]。其部分调整曲线如下图：

4 结束语

本机组的全程给水自动控制策略在调试过程中经过不断的完善和优化，取得了良好的效果，可以很好地保证燃水比在合理的范围内，在变负荷的情况下也能保证机组安全稳定运行，保证合格的出口蒸汽品质，自动控制策略没有最好只有更好，希望这篇文章能对其他同类电厂有参考作用，也希望能有人将给水全程自动控制策略修改的更好，更完善。

参考文献

[1] 张玉铎，王满稼.热工自动控制系统[M].北京：水利电力出版社，1984：79.

[2] 罗万金.电厂热工过程自动调节[M].北京：中国电力出版社， 1955：81.

[3] 张永涛.锅炉设备及系统[M].北京：中国电力出版社，1998：11-17.

[4] 陈庚.单元机组集控运行[M]北京：中国电力出版社，2001：29.