浅谈火力发电厂集控运行的汽水系统与锅炉控制

牛毅

江苏徐塘发电有限责任公司 江苏邳州 221300

1 汽水系统概述

汽水系统是火力发电厂较为重要的组成部分，锅炉、汽轮机以及加热器等等，都是汽水系统当中主要的组成部件。大致的工作原理如下：在锅炉进行了及时的给水之后，水进入到了汽包内。此时的燃料会进行燃烧产生大量的热能，热能会对汽包中的水进行加热，汽包中的水一旦遇热，就会变成能量很大的蒸汽，该蒸汽能够推动汽轮机工作，将热能转化为机械能，使得整个火力发电厂进行持续的发电。而使用过的蒸汽，又会通过一系列工序再度回到锅炉内。整个过程循环往复，不停地为汽水系统正常运行与工作进行能量的充盈与释放[1]。

2 锅炉运行概述

锅炉是汽水系统十分重要的组成部分，它在整个火力发电的过程中能够起到维持电力正常运输的作用。通常燃料就是放在锅炉内进行燃烧的。燃烧后的燃料会产生相当大的热能，能够将锅炉内部的水变为水蒸气，水蒸气蕴含的巨大热能，能够使得汽轮机运动起来，最后转变为电能。但是锅炉类型的区分，并不是每个锅炉都有一样进行燃烧的方式，一样的水容量，有的锅炉甚至连汽水循环的方式也有所区别。通常对于技术人员而言，锅炉当中的汽包所蕴含的水量，是需要进行实时监测的数据。因为汽包当中的水量和蒸汽量都有一个较为明确的适宜范围，一旦超出了这个范围，不论是过高还是过低，都会对锅炉的日常运作带来不好的影响。譬如锅炉当中的水量过少，那么水位就会显得很低，此时水蒸发成水蒸气的速率就会不断加快，如果不及时进行水量的补充，那么锅炉中的水很可能会烧干，倘若锅炉中的水一旦被烧干，那么整个汽水系统的正常运行会受到影响不说，甚至会产生意外的危险事故。倘若锅炉当中的水量过大，那么水位就会变得很高，此时能够留给水蒸气的空间就会无形之中变小，倘若水蒸气的空间变小，那么水蒸气的饱和程度就会增加，水蒸气的饱和度一旦过高，那么水蒸气的质量就会受到影响，最后影响到火力发电的整个环节。由此可以看出，不论锅炉中的水量过多还是过少，都不见得是一件好事情，因此应当及时对锅炉当中的水量进行控制，免使整个汽水系统的运行受到阻碍[2]。

3 锅炉控制措施分析

由于在锅炉进行日常运行的过程当中，很有可能出现各种各样的问题，故而应当要采取必要的措施对锅炉的日常运行进行检测与控制，确保整个汽水系统的运行能够保持正常。

3.1 使用单冲量给水系统

所谓的单冲量给水系统，其实就是脱离人为而实现的自动给水系统。前文已经说到过，倘若锅炉内的水量不在正常控制的范围之内，那么整个汽水系统也就无法进行正常的运作。为此，应当时刻保持锅炉内的水量在正常的范围之内。单冲量给水系统的设计原理，是在使用前先对锅炉内最为合适的水量范围进行一个标准值设置。单冲量给水系统通过对锅炉内水量的实时监测，通过PID信号将实时的水量数据与标准值进行对比，然后根据对比差异进行自动的水量补充。这样一来，锅炉内水量的变化问题就可以被实时监测和解决，能够极大概率降低危险事故发生的可能性。但是需要注意的是，由于锅炉内水量变化的不稳定，锅炉很可能会出现“虚假水位”的现象，但是单冲量的给水系统是无法判别虚假水位的，故而很可能会对锅炉内的水量情况进行误判。

3.2 使用双冲量给水系统

单冲量给水系统是对锅炉内的水位进行实时的检测，单单通过对锅炉内的水量变化检测，来进行补水工作。但正如前文所说，锅炉内的水位变化十分不稳定，故而很可能会出现虚假水位的现象。但双冲量的给水系统则不会有这样的缺陷。所谓的双冲量给水系统，自然不单单会对锅炉内的水量进行检测，还会对锅炉内的水蒸气量进行检测。这样的双重检测能够使得锅炉内的水位变化情况更容易被掌握。相比较单冲量的给水系统而言，自然是双冲量的给水系统更能够帮助汽水系统进行正常的运行，更能够降低发生危险事故的概率。但是由于时代的变化，以及各行业对电力需求的加大，火力发电厂的规模与容量都在不停地过大，这就给有关工作人员带来了更具有难度的技术要求。通常情况下，汽包的容量是与锅炉的容量成反比的，倘若电力需求大，那么锅炉容量自然也就大，可是锅炉容量一旦增大，那么汽包容量也就相对应的会减小。这就使得汽包中水位变化值的允许范围不停的缩小。换句话说，锅炉容量的变大，会提升发生危险事故的概率，因此不论是单冲量的给水系统还是双冲量的给水系统，都不能够很好的适应时代的发展变化，灵敏的对水位变化进行反应。因此有关汽水系统的水位检测问题仍然处于不断的研究改进之中。

3.3 使用三冲量给水系统

由于单冲量和双冲量的给水系统在使用上仍然存在着一些问题和风险，故而技术人员在这两者的基础上发明研究出了三冲量的给水系统。三冲量给水系统与前两者的不同之处在于，它的主控制量虽然仍然是水位，但副控制量却由蒸汽变成了水流。蒸汽作为控制变量因素依然存在，只不过变成了该给水系统的控制前馈。由对三个变量的实时监测与操控，来对锅炉内的水量进行控制，就能够较好的克服单冲量与双冲量所存在的困难，也能够大大的降低使用过程中的风险，因此三冲量给水系统的出现，使得锅炉系统能够有更佳的使用效果[3]。

4 结语

有关技术人员正在研究三冲量的给水系统，三冲量的给水系统反应更加灵敏，更加适宜时代的发展变化以及锅炉的容量变化，但仍在不断的改进之中，以期能够有更好的使用体验。