汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)

第一節(jié)概述

一、給水控制任務(wù)

使鍋爐的給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時保持穩(wěn)定的給水流量。

汽包水位反映了鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系。

二、對象特性

給水省煤器汽包給水調(diào)節(jié)閥過熱器過熱蒸汽水循環(huán)管路圖11－1給水調(diào)節(jié)對象結(jié)構(gòu)示意圖三個主要擾動因素：給水流量、蒸汽流量和爐膛熱負(fù)荷擾動

1、給水流量擾動下水位的動態(tài)特性

圖11－2給水流量階躍擾動下的水位響應(yīng)曲線t0WΔWτBA1t0HΔH3ετα2+－HW2、蒸汽流量擾動下的水位動態(tài)特性

圖11－4蒸汽流量階躍擾動下的水位響應(yīng)曲線t0DΔDH1t0HHH2+_HD3、爐膛熱負(fù)荷擾動下水位動態(tài)特性

Dt0BΔBt0HH圖11－6燃料量擾動下的水位特性第二節(jié)給水流量調(diào)節(jié)方式

一、節(jié)流調(diào)節(jié)方式

圖11－7節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖給水定速泵調(diào)節(jié)閥省煤器汽包過熱器過熱蒸汽調(diào)節(jié)器高壓加熱器HμVμV=100%n=c管路性能曲線泵特性曲線AMBWWBWAWμV=5％圖11-8節(jié)流調(diào)節(jié)原理二、給水泵調(diào)速方式

變速泵圖11－9水泵變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖給水高壓加熱器過熱蒸汽省煤器汽包過熱器調(diào)節(jié)器圖11-10水泵變速調(diào)節(jié)原理HnmaxMAnminB管路性能曲線泵特性曲線WWminWmaxW調(diào)速泵有：（1）電動調(diào)速泵，原動機(jī)是定速電動機(jī)，電動機(jī)與水泵之間的軸聯(lián)接采用液力聯(lián)軸器，改變液力聯(lián)軸器中的油位高度即實現(xiàn)水泵轉(zhuǎn)速的改變。（2）汽動調(diào)速泵，動力是小汽輪機(jī)，改變小汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量實現(xiàn)給水泵轉(zhuǎn)速的改變。小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由獨立的MEH控制。三、組合方式

300MW及以上機(jī)組，采用節(jié)流調(diào)節(jié)方式和給水泵調(diào)速方式相組合的方式調(diào)節(jié)給水量。在低負(fù)荷階段利用電動給水泵保證泵出口與汽包之間的差壓（或泵出口壓頭），由給水調(diào)節(jié)閥（或給水旁路調(diào)節(jié)閥）來調(diào)節(jié)給水流量，進(jìn)而控制汽包水位；在負(fù)荷超過某一值（對應(yīng)的給水流量需求接近調(diào)節(jié)閥的最大通流能力）且汽動給水泵尚未啟動時，由電動調(diào)速給水泵來調(diào)節(jié)給水流量，進(jìn)而控制汽包水位；在汽動給水泵啟動后，逐步由電動調(diào)速給水泵過渡到汽動給水泵來調(diào)節(jié)給水流量。電動給水泵只在機(jī)組啟動階段或汽動給水泵故障時使用。第三節(jié)給水控制基本方案

一、單沖量給水控制系統(tǒng)

圖11－11單沖量給水控制系統(tǒng)汽包水位△PID水位給定值調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)＋－－＋＋WKμγDγWαWγHHSHGHD(s)αDDKZGHW(s)Gc1(s)Gc2(s)圖11-14串級三沖量給水控制系統(tǒng)原理框圖二.串級三沖量給水控制系統(tǒng)

一、對給水全程控制系統(tǒng)的要求（1）對測量信號進(jìn)行壓力、溫度校正。（2）保證給水泵工作在安全工作區(qū)內(nèi)。（3）保證控制系統(tǒng)切換應(yīng)是雙向無擾的。（4）需解決好閥門與調(diào)速泵間過渡切換問題。（5）適應(yīng)機(jī)組定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行工況，必須適應(yīng)冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動情況。

第四節(jié)給水全程控制二、信號測量校正

1.汽包水位測量

圖17單室平衡容器水位測量示意圖平衡容器輸出差壓Δp為

由于汽包中心水位線與聯(lián)通管下部開孔中心垂直距離為Bmm，因此，汽包中相對于中心水位線的水位為a為修正值

圖18密度與汽包壓力關(guān)系圖19差壓汽包水位測量原理圖2.給水流量測量

每臺給水泵入口設(shè)有流量孔板，測量單臺給水泵流量。在主給水管道．上設(shè)有給水流量噴嘴，測量進(jìn)入鍋爐的主給水流量。只考慮溫度修正3.蒸汽流量測量

弗留格流量計算公式是目前應(yīng)用于蒸汽流量計算中較為普遍的方法。（1）在所考慮的變動工況范圍內(nèi)，當(dāng)級組內(nèi)的各級隔板噴嘴和動葉柵中的汽流均未達(dá)到臨界狀態(tài)時，且有背壓的汽輪機(jī)組，則式中D0——參考工況下級組內(nèi)的蒸汽流量，kg／h；

p01——參考工況下級組前的蒸汽壓力，MPa；

T01——參考工況下級組前的蒸汽溫度，K；

P02——參考工況下級組后的蒸汽壓力，MPa；

D——變動工況下級組內(nèi)的蒸汽流量，kg／h；

P1——變動工況下級組前的蒸汽壓力，MPa；

T1——變動工況下級組前的蒸汽溫度，K；

P2——變動工況下級組后的蒸汽壓力，MPa。

（2）而當(dāng)在所考慮的變動工況范圍內(nèi)，當(dāng)級組內(nèi)始終有一列或一列以上的噴嘴或動葉柵中的汽流處在臨界狀態(tài)或超臨界狀態(tài)時，由于級組后的蒸汽壓力的變化不可能對級組前的蒸汽壓力狀態(tài)產(chǎn)生影響，且背壓為真空的機(jī)組，這時

某300MW機(jī)組的蒸汽流量計算公式為

D——主蒸汽流量，t／h；

D0——額定工況下的主蒸汽流量，為985t／h；

p1——調(diào)速級壓力；

p01——額定工況下的調(diào)速級壓力，13．16MPa；

t1——調(diào)速級溫度，℃；

t01——額定工況下的調(diào)速級溫度,540．6℃；

以上關(guān)系式確定的首要前提是：汽機(jī)通流部分的結(jié)構(gòu)特征保持不變。當(dāng)汽機(jī)通流部分由于葉片表面結(jié)垢、破損、變形或動靜部分間隙發(fā)生變化而導(dǎo)致汽道面積改變時，應(yīng)用上述公式計算所得的數(shù)值中會附帶有相應(yīng)的誤差。所以要以汽機(jī)運(yùn)行及其性能試驗中實測的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

三、給水泵運(yùn)行問題

保證泵的安全工作區(qū)是首先要考慮的問題。圖20給水泵的安全工作區(qū)

因此，采用變速泵構(gòu)成給水全程控制系統(tǒng)時，一般會有：（1）給水泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)：根據(jù)鍋爐負(fù)荷要求，調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速，改變給水流量；（2）給水泵最小流量控制系統(tǒng)：低負(fù)荷時，通過水泵再循環(huán)辦法來維持水泵流量不低于設(shè)計要求的最小流量值，以保證給水泵工作點不落在上限特性曲線的外邊；（3）流量增加閉鎖回路（或給水泵出口壓力控制系統(tǒng)），保證給水泵工作點不落在最低壓力線下和下限工作特性曲線之外。五、全程給水一般控制方案

300MW以上機(jī)組通常配置3臺給水泵：（1）電動給水泵1臺，容量為額定容量的25％或30％，一般是作為啟動泵和備用泵；（2）汽動給水泵兩臺，容量各為額定容量50％，正常運(yùn)行時用。汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)包括汽包水位控制系統(tǒng)和給水泵（電動和汽動給水泵）最小流量控制系統(tǒng)。為適應(yīng)機(jī)組的各種運(yùn)行方式，汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計為多回路變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。

1．測量系統(tǒng)

（1）汽包水位測量

（2）主蒸汽流量測量

（3）主給水流量測量2．汽包水位控制系統(tǒng)

圖21汽包水位全程控制系統(tǒng)原理性功能框圖f(x)∑A汽包壓力pb汽包水位f(x)給水旁路調(diào)節(jié)閥蒸汽流量∑泵出口壓力∑±Tf(x)電動給水泵BALANCERAA給水流量∑±Tf(x)汽動給水泵A∑±Tf(x)汽動給水泵BA△PID1△PID2△PID3△PID4△PID5TAAAT2T1（1）旁路閥單沖量控制回路

（2）電動給水泵轉(zhuǎn)速單沖量控制回路

（3）給水泵轉(zhuǎn)速三沖量控制回路

3.給水泵最小流量控制系統(tǒng)

圖11-22給水泵最小流量控制系統(tǒng)原理圖NTf(x)循環(huán)回路調(diào)節(jié)閥泵入口流量A△PID泵最小流量給定值Y100%A0%T1T2AA流量小于某定值流量大于某定值YN－第五節(jié)600MW機(jī)組給水全程控制實例一、給水熱力系統(tǒng)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖23給水熱力系統(tǒng)示意圖去汽輪機(jī)去旁路主給水電動截止閥給水旁路調(diào)節(jié)閥高壓加熱器電動給水泵汽動給水泵B汽包省煤器給水旁路電動截止閥汽動給水泵A除氧器再循環(huán)過熱器給水流量減溫水閥二、給水控制系統(tǒng)

水位差壓信號Δp1∑×K水位差壓信號Δp2∑×K水位差壓信號Δp3∑×Kf1(x)f2(x)MEDIANSELECT汽包壓力pb1汽包壓力pb2汽包壓力pb3MEDIANSELECT汽包水位H圖24汽包水位測量回路圖25主蒸汽流量測量回路+主汽溫T11∑/2×主汽溫T12÷f(x)MEDIANSELECT汽機(jī)第一級壓力p11主蒸汽流量∑旁路蒸汽流量A設(shè)定溫度值汽機(jī)第一級壓力p12汽機(jī)第一級壓力p13圖11-26主給水流量測量回路主給水流量+—給水汽溫TWMEDIANSELECT給水流量信號Δp1∑過熱器減溫水流量給水流量信號Δp2給水流量信號Δp3×××f(x)∑排污流量MEH轉(zhuǎn)速設(shè)定值MEH轉(zhuǎn)速設(shè)定值MEH遙控圖27汽包水位控制系統(tǒng)NNYY泵出口壓力PID3PID6PID1PID2△K∫△K∫△K∫水位HAATf(x)給水旁路調(diào)節(jié)閥∑主蒸汽流量△K∫主給水流量PID4GAINCHANGER&BALANCER△K∫△K∫△K∫△K∫∑汽包壓力pbA∑A電泵水流量∑A汽泵A水流量∑A汽泵B水流量PID7PID8ATf(x)電動給水泵液力耦合器AT汽動給水泵AMEH控制汽動給水泵BMEH控制f(x)f(x)PID5T1T2T3MEH遙控ATT4負(fù)荷＜15%負(fù)荷＜30%當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，給水旁路調(diào)節(jié)閥控制強(qiáng)制切到手動：(1)汽包水位設(shè)定值與實際值偏差大；(2)汽包水位信號故障；(3)汽包壓力信號故障；(4)給水旁路調(diào)節(jié)閥控制指令與反饋偏差大；(5)選擇電泵控制水位信號；(6)給水旁路調(diào)節(jié)閥前截止閥關(guān)閉；(7)給水旁路調(diào)節(jié)閥后截止閥關(guān)閉。

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，電動給水泵強(qiáng)制切到手動：(1)汽包水位設(shè)定值與實際值偏差大；(2)汽包水位信號故障；(3)電泵未運(yùn)行；(4)電泵入口流量信號故障；(5)三沖量調(diào)節(jié)時，給水流量信號故障；(6)三沖量調(diào)節(jié)時，過熱器噴水流量信號故障；(7)三沖量調(diào)節(jié)時，蒸汽流量信號故障；(8)電泵轉(zhuǎn)速指令與反饋偏差大；(9)電泵入口流量指令與反饋偏差大。汽動給水泵和電動給水泵切手動條件基本相同，在這不贅述。N圖28給水泵最小流量控制系統(tǒng)－＋循環(huán)回路調(diào)節(jié)閥Tf(x)A泵最小允許流量設(shè)定值100%0%泵入口流量1泵入口流量2△K∫2XMTRA＞10%NYT1T2AAA流量小于350T/H流量小于380T/HY第六節(jié)給水控制系統(tǒng)運(yùn)行中的問題

6-1基本要求

１．檢測機(jī)構(gòu)性能檢查

（１）汽包水位測量１）從顯示屏查看三重冗余信號之間的偏差是否在允許范圍之內(nèi)。如果偏差過大，則檢查就地變送器輸出、就地到DCS的I/O卡件電纜接線、I/O卡件4-20mA信號以及DCS軟件組態(tài)等環(huán)節(jié)。２）汽包水位DCS顯示值與電接點水位計、就地水位計等其他測量裝置指示值的比較，確保誤差在合理范圍之內(nèi)。（２）蒸汽流量、給水流量測量

１）從顯示屏查看給水流量三重冗余信號之間的偏差是否在允許范圍之內(nèi)。２）從顯示屏查看蒸汽流量信號顯示是否正確。３）判斷蒸汽流量、給水流量測量值是否匹配，二者偏差是否在允許范圍之內(nèi)。（３）給水系統(tǒng)其他信號測量主要有除氧器水位和壓力信號、凝汽器水位信號、給水泵狀態(tài)指示等給水系統(tǒng)中的DAS信號。上述各信號要求DCS顯示正常，數(shù)據(jù)正確合理。２．執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能

（１）給水調(diào)節(jié)閥１）調(diào)節(jié)閥流量特性曲線的線性工作段應(yīng)該大于全行程的70%，回程誤差不大于調(diào)節(jié)間最大流量的３%。２）調(diào)節(jié)閥指令、位置反饋偏差不應(yīng)該過大，一般不應(yīng)該大于3%。３）調(diào)節(jié)閥死行程應(yīng)小于全行程的5%。４）調(diào)節(jié)閥全關(guān)時，漏流量應(yīng)小于調(diào)節(jié)閥最大流量的10%。（２）電動給水泵１）液壓聯(lián)軸節(jié)的調(diào)速范圍應(yīng)到達(dá)25%～100%。２）液壓調(diào)速泵勺管位置開度和反饋電壓應(yīng)為線性關(guān)系，回程誤差應(yīng)不大于2%。３）控制指令和勺管位置反饋偏差不應(yīng)該過大。４）在調(diào)速范圍內(nèi)，泵出口給水壓力和給水流量特性應(yīng)符合制造廠的技術(shù)要求。（３）汽動給水泵１）控制指令調(diào)節(jié)范圍應(yīng)為汽輪機(jī)給水泵確定的調(diào)速范圍，設(shè)定為0～100%。２）汽輪機(jī)給水泵轉(zhuǎn)速自動控制系統(tǒng)品質(zhì)良好，轉(zhuǎn)速設(shè)定值和實際轉(zhuǎn)速之間的滯后時間不能太大（該滯后時間一般不應(yīng)該超過8Ｓ）。３）給水流量和指令呈線性關(guān)系，回程誤差應(yīng)不大于2%。４）控制指令和轉(zhuǎn)速反饋偏差一般不應(yīng)該過大。５）在調(diào)速范圍內(nèi)，泵出口給水壓力和給水流量特性應(yīng)符合制造廠的技術(shù)要求。６）汽輪機(jī)給水泵各種保護(hù)試驗完畢，保護(hù)動作正確，保護(hù)功能投入。（４）給水泵最小流量再循環(huán)閥１）再循環(huán)閥的調(diào)節(jié)流量應(yīng)該高于給水泵的最小設(shè)計流量。２）再循環(huán)閥能夠瞬間提升30%閥門開度（可調(diào)）。３）當(dāng)切除再循環(huán)流量時，再循環(huán)間能夠在瞬間關(guān)閉，隔絕10%的再循環(huán)流量。

4）控制指令和再循環(huán)閥位置反饋偏差不應(yīng)該過大。6-2調(diào)試步驟及注意事項

給水控制系統(tǒng)的調(diào)試一般分為三大部分：單體調(diào)試整系統(tǒng)冷態(tài)調(diào)試整系統(tǒng)熱態(tài)調(diào)試

單體調(diào)試(1)就地檢測元件校驗(2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整(3)DCS卡件以及其他部件性能測試(4)就地和DCS之間信號連接檢查等。調(diào)試工作由電建公司和DCS制造商分別完成，具體調(diào)試方法和驗收標(biāo)準(zhǔn)都有明確的規(guī)定，如設(shè)備制造廠商提供的有關(guān)圖紙及說明書等技術(shù)資料、《火電施工質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)熱工儀表及控制裝置篇》（１９９８年版）等有關(guān)規(guī)程等。整個系統(tǒng)的冷、熱態(tài)調(diào)試沒有明確的調(diào)試步驟，各調(diào)試人員、單位根據(jù)各自的經(jīng)驗制訂不同的調(diào)試措施。本節(jié)闡述整系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法以及有關(guān)注意事項。一、調(diào)試范圍

給水控制系統(tǒng)的調(diào)試范圍(1)給水旁路閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)電動給水泵的單沖量／三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)兩臺汽動給水泵的三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)電動給水泵和兩臺汽動給水泵的最小流量控制系統(tǒng)。二、系統(tǒng)整體調(diào)試基本條件

（１）基建方面需滿足下列條件：１）DCS系統(tǒng)恢復(fù)完畢，工程師站、操作員站可用。２）主控室、電子間及其他現(xiàn)場環(huán)境清潔，有充足的照明，溫度、濕度滿足設(shè)備的要求。３）中間端子柜、輸出繼電器柜接線完畢。４）所有設(shè)備應(yīng)就位，包括：各種變送器、熱電偶、熱電阻測量校驗安裝完畢；各取樣管連接好；電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝、接線、單體調(diào)試完畢，具備隨時送電的能力；氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝、接線、單體調(diào)試完畢，具備隨時送氣的能力（要求空氣壓縮機(jī)正常工作，壓縮空氣滿足控制需要）。調(diào)試前控制設(shè)備都應(yīng)做完靜態(tài)恢復(fù)。（２）調(diào)試所需的資料齊備，包括接線圖、邏輯圖、控制系統(tǒng)及其有關(guān)的設(shè)備說明書。（３）調(diào)試使用的儀器、工具、備件、材料齊備。（４）DCS現(xiàn)場恢復(fù)完畢，包括硬件與軟件的恢復(fù)。（５）一次元件及取樣管路檢查完畢，符合要求。ｌ）對照設(shè)計圖紙檢查熱電偶、熱電阻及變送器的安裝符合設(shè)計要求，各取樣管的取樣點符合設(shè)計要求。２）檢查電建公司對熱電偶、熱電阻及變送器的校驗報告，查看零點及量程符合設(shè)計要求。（６）執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢查完畢，符合要求。聯(lián)合電廠、電建公司和監(jiān)理等方面進(jìn)行檢查驗收，執(zhí)行機(jī)構(gòu)滿足下列要求：１）手/自動切換應(yīng)動作靈活、正確。２）動作方向應(yīng)正確。３）機(jī)構(gòu)動作應(yīng)平穩(wěn)、靈活。４）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程時間的偏差應(yīng)小于士20%額定時間。５）行程誤差應(yīng)小于或等于允許基本誤差。６）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)回程誤差應(yīng)小于或等于1/2允許基本誤差，汽動執(zhí)行機(jī)構(gòu)回程誤差應(yīng)小于或等于2/3允許基本誤差。７）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)死區(qū)應(yīng)小于或等于基本誤差。８）氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)空載行程時間符合制造廠規(guī)定。９）氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)三斷保護(hù)動作符合制造廠規(guī)定。三、系統(tǒng)冷態(tài)調(diào)試1、設(shè)計檢查對系統(tǒng)原理圖、組態(tài)圖仔細(xì)研究，并確認(rèn)二者之間沒有不同，發(fā)現(xiàn)錯誤，按照工作程序進(jìn)行邏輯修改，作好修改記錄。（1）汽包水位計算部分。根據(jù)鍋爐采用的平衡容器形式，確定水位計算公式，檢查設(shè)計組態(tài)，尤其要注意公式中單位的統(tǒng)一，例如，溫度應(yīng)用絕對溫度，水位最終單位是mm。另外，注意計算結(jié)果是相對水位，確定“零水位”數(shù)值，計算出相對于“零水位”的汽包水位。檢查汽包水位高低值的判斷，用于報警和FSSS的機(jī)組保護(hù)邏輯，要根據(jù)相關(guān)資料檢查確認(rèn)各個報警限值正確與否，尤其是送往FSSS報警信號的限值，用于跳爐保護(hù)，更要嚴(yán)格檢查，確保機(jī)組不誤動或者拒動。（２）蒸汽流量和給水流量計算檢查給水流量計算要根據(jù)測量裝置的具體形式，確定計算公式，檢查組態(tài)實現(xiàn)正確與否，根據(jù)制造廠家說明書確定并檢查給水溫度的校正函數(shù)。蒸汽流量一般是根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行計算的，多數(shù)是根據(jù)汽輪機(jī)第一級蒸汽壓力與蒸汽流量的關(guān)系，并輔以蒸汽溫度來計算蒸汽流量，要根據(jù)汽輪機(jī)制造廠的資料確定并檢查組態(tài)，注意蒸汽溫度校正所用的單位。蒸汽流量計算部分一般還包括機(jī)組運(yùn)行工況的判斷，用于其他控制系統(tǒng)，要注意檢查各個門檻值的組態(tài)設(shè)置正確與否。（３）控制回路檢查。檢查給水控制系統(tǒng)的所有閉環(huán)回路，給水旁路閥調(diào)節(jié)回路電動給水泵的單沖量／三沖量調(diào)節(jié)回路兩臺汽動給水泵的三沖量調(diào)節(jié)回路電動給水泵和兩臺汽動給水泵的最小流量控制回路。檢查內(nèi)容包括被控參數(shù)測點連接正確與否、控制指令輸出連接正確與否、回路內(nèi)的置反饋偏差大報警等邏輯）正確與否。檢查三沖量系統(tǒng)蒸汽流量前饋系統(tǒng)。2、參數(shù)靜態(tài)設(shè)置控制回路參數(shù)的靜態(tài)設(shè)置包括兩個方面：（1）標(biāo)么化設(shè)置許多技術(shù)人員習(xí)慣把工程參數(shù)進(jìn)行標(biāo)么化處理.

例如，給水流量參數(shù)的工程量程為0～1200t／h，將該參數(shù)乘以0.083后，量程變?yōu)?～100%，標(biāo)名化的參數(shù)一般還有蒸汽流量、汽包水位等。進(jìn)行標(biāo)名化處理很簡單，只要算出100%與最大工程量程的比例即可。但是，標(biāo)么化處理不是非進(jìn)行不可，將有關(guān)參數(shù)合并到控制器參數(shù)中完全可以達(dá)到同樣目的。（２）控制器參數(shù)靜態(tài)設(shè)置。工作主要依靠技術(shù)人員的工程經(jīng)驗，同時，要在前面標(biāo)么化設(shè)置完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在此提供下述建議。

1）如果實際經(jīng)驗不足，則掌握一個原則，即P、I、D參數(shù)設(shè)置一定要使對應(yīng)的控制作用比較弱，并且I作用可以初步設(shè)置得很小，給水控制器中一般不采用D作用，這樣設(shè)置參數(shù)能夠保證系統(tǒng)不會劇烈振蕩，提高安全性。2）在PI參數(shù)的初步設(shè)置中，積分作用可以暫時取消，比例作用的設(shè)置要特別慎重，一旦比例作用過于強(qiáng)烈，則系統(tǒng)振蕩，甚至引起事故。３.執(zhí)行機(jī)構(gòu)特性試驗檢查給水調(diào)節(jié)閥流量特性試驗基本方法：(1)試驗前檢查調(diào)節(jié)閥全開時給水壓力是否達(dá)到額定值，否則應(yīng)通過調(diào)整抬高給水壓力。(2)試驗時，置給水調(diào)節(jié)閥于手動控制方式；在機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定的情況下，手動單方向間斷地開大調(diào)節(jié)閥，每次以10%幅度為宜，直至調(diào)節(jié)閥全開。(3)然后再以同樣方式關(guān)小調(diào)節(jié)閥，直至全關(guān)。(4)每次減小或開大操作都必須待流量穩(wěn)定后進(jìn)行。四、系統(tǒng)熱態(tài)調(diào)試熱態(tài)調(diào)試是在冷態(tài)調(diào)試確保系統(tǒng)回路、邏輯正確的基礎(chǔ)上，在機(jī)組運(yùn)行后將系統(tǒng)投入自動狀態(tài)，主要工作是對控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同時包括少量必需的控制回路、邏輯的組態(tài)修改，內(nèi)容如下：１．控制系統(tǒng)回路、邏輯確認(rèn)對給水控制系統(tǒng)中的每一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，查看回路是否通暢，正反作用是否手/自動切換是否無擾，各連鎖功能是否能實現(xiàn)。

２．控制器參數(shù)設(shè)置根據(jù)調(diào)試人員的經(jīng)驗預(yù)置調(diào)節(jié)器參數(shù)，投入自動，視實際條件進(jìn)行必要試驗，觀察過程變量的響應(yīng)曲線，再調(diào)整控制器參數(shù)，直到最理想結(jié)果。注意投自動前一定要求負(fù)荷穩(wěn)定，通知運(yùn)行人員注意監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)。３．投自動前的準(zhǔn)備工作及投入條件（1）檢查所有過程變量、前饋信號顯示正常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作靈敏。（２）根據(jù)經(jīng)驗判斷調(diào)節(jié)器參數(shù)合理，操作器跟蹤正常，特別注意調(diào)節(jié)器的P、I、D參數(shù)正反作用的正確性。（３）對于一些重要系統(tǒng)，要采取必要的防護(hù)措施：投自動前，應(yīng)使測量值與設(shè)定值基本相等，對PID調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行限幅。（４）系統(tǒng)投入條件如下：１）鍋爐運(yùn)行正常，達(dá)到向汽輪機(jī)送汽條件。２）主給水管路為正常運(yùn)行狀態(tài)。３）汽包水位、蒸汽流量及給水流量等主要參數(shù)運(yùn)行正常，指示正確，記錄清晰。４）汽包水位保護(hù)裝置投入運(yùn)行。５）M/A操作站工作正常，跟蹤信號正確，沒有切手動信號。６）給水泵最小流量再循環(huán)控制及保護(hù)系統(tǒng)隨對應(yīng)給水泵投人運(yùn)行。７）30%負(fù)荷下應(yīng)投入單沖量給水調(diào)節(jié)運(yùn)行，30%負(fù)荷以上應(yīng)投入三沖量給水調(diào)節(jié)運(yùn)行，系統(tǒng)邏輯應(yīng)保證自動進(jìn)行單沖量／三沖量調(diào)節(jié)切換。４．自動投入后品質(zhì)試驗及指標(biāo)

投入自動后，應(yīng)該進(jìn)行必要試驗，滿足下列指標(biāo)：（１）控制系統(tǒng)正常工作時，給水流量應(yīng)隨蒸汽流量迅速變化；在汽包水位正常時，給水流量與蒸汽流量應(yīng)基本相等。（２）鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行時，300MW以下機(jī)組汽包水位應(yīng)在給定值的士20mm范圍內(nèi)變化，300MW及以上機(jī)組應(yīng)在給定值的士25mm范圍內(nèi)變化。控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不應(yīng)頻繁動作。（３）當(dāng)水位定值改變時（300MW等級以下機(jī)組40mm，300MW等級及以上機(jī)組60mm），過渡過程衰減率為0.7～0.8，穩(wěn)定時間：300MW等級以下機(jī)組小于3min，300MW等級及以上機(jī)組小于5min。（４）當(dāng)水位定值改變40ｍｍ時，水位應(yīng)在2min內(nèi)穩(wěn)定在新的給定值。（５）機(jī)組啟停過程中，汽包水位控制的動態(tài)質(zhì)量指標(biāo)：在30%負(fù)荷以下單沖量方式運(yùn)行時，汽包水位允許動態(tài)偏差為士80mm；在30%～70%負(fù)荷范圍三沖量給水控制運(yùn)行時，汽包水位允許動態(tài)偏差為士60ｍｍ；在70%～100%負(fù)荷范圍三沖量給水控制運(yùn)行時，汽包水位允許動態(tài)偏差見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。6-3運(yùn)行中的常見問題、原因分析及對策

常見問題主要有兩大類：汽包水位測量異常問題和汽包水位自動控制品質(zhì)惡化問題。一、汽包水位測量異常問題主要表現(xiàn)有兩類：汽包水位DCS三重冗余測量信號偏差過大、不同種類測量裝置之間的測量值偏差過大。１．DCS三重冗余測量信號偏差過大

根據(jù)《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（DRZ／T01—2004），給水控制所用的汽包水位信號應(yīng)該分別取自３個獨立的差壓式水位測量信號，進(jìn)入DCS進(jìn)行邏輯判斷。這３套測量裝置一般裝設(shè)于汽包的兩側(cè)，一側(cè)裝設(shè)２套，另一側(cè)裝設(shè)１套，由于工程中汽包水位兩端一般都存在偏差，因此DCS根據(jù)這３套裝置的輸出所計算出的汽包水位是存在偏差的，這在工程中是正常的。一般來講，如果該偏差最大不超過30mm，則可以認(rèn)為是正常的，否則，需要查找偏差大的原因并更正。如果DCS三重冗余測量信號偏差過大，可以在以下幾個方面查找原因，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。（１）就地測量裝置檢查檢查３套測量裝置有無異常，冷壓端之間的保溫有無不同，冷壓端之間的溫度是否差別過大，必要時檢查有無汽化現(xiàn)象等。如果３套裝置在上述諸方面之間有顯著不同，就要進(jìn)行必要的處理，確保三者的工作條件、狀況一致。還要檢查測量裝置的工作條件、狀況與DCS內(nèi)部軟件計算所依據(jù)的條件是否一致，以確保測量的準(zhǔn)確性。例如，計算所用的冷、熱水密度函數(shù)的溫度條件是否與就地測量裝置一致等。（２）差壓變送器檢查。檢查３個變送器之間有無異常，其輸出值之間的偏差是否過大，信號電纜接線有無異常等。必要時進(jìn)行處理，例如，重新校核等。（３）DCS卡件、接線檢查。在DCS卡件側(cè)檢查３個變送器送人的信號（4～20mA）之間有無異常，檢查DCS卡件接線有無異常，必要時進(jìn)行相關(guān)處理。（４）DCS軟件檢查。首先通過顯示屏檢查３個變送器輸入信號之間有無異常，其次，檢查計算汽包水位的相關(guān)軟件，查看所設(shè)置的有關(guān)參數(shù)有無異常。必要時對軟件進(jìn)行組態(tài)修改。２．不同種類水位測量裝置之間的測量值偏差過大根據(jù)規(guī)程規(guī)定，鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)的配置必須采用兩種或以上工作原理共存的配置方式。工程中一般配置三種不同類型的測量裝置：就地水位計、差壓式測量裝置和電極式水位測量裝置。由于各自的工作原理不同，各種測量裝置的測量結(jié)果顯然是有誤差的，但是不能太大，如果太大，就必須查找原因并解決。二、汽包水位自動控制品質(zhì)惡化問題

汽包水位控制品質(zhì)差原因主要兩個方面：（1）在機(jī)組基建調(diào)試或者大修過程中，一般都對控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，是滿足指標(biāo)要求的，但隨著機(jī)組運(yùn)行，被控對象參數(shù)逐漸發(fā)生變化，而控制器參數(shù)一般都是固定不變的，原有控制器參數(shù)不能適應(yīng)變化了的被控對象特性，從而導(dǎo)致系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)逐漸變差，甚至嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行；（2）機(jī)組輔機(jī)、外圍設(shè)備的更換，例如，ＭＥＨ升級改造等，顯然也會造成水位自動控制系統(tǒng)品質(zhì)惡化。下面對這兩個方面分別進(jìn)行分析。

（一）控制器參數(shù)不適應(yīng)對象特性如果機(jī)組外圍設(shè)備，尤其是與給水系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，沒有更換、升級改造或其他顯著變化，而水位自動控制品質(zhì)惡化，這時問題基本可以肯定就在于控制器參數(shù)和對象特性不適應(yīng)，需要檢查、調(diào)整控制器參數(shù)。（二）外圍設(shè)備改變

外圍設(shè)備改變（如MEH改造）時，反饋、前饋控制器參數(shù)都要變化。某電廠300MW機(jī)組在對MEH、DEH進(jìn)行控制系統(tǒng)升級改造后，發(fā)現(xiàn)汽包水位控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性很差，經(jīng)常不能投入。故障現(xiàn)象主要有兩種情況：（１）機(jī)組運(yùn)行時汽包水位不穩(wěn)定，負(fù)荷穩(wěn)定時水位波動范圍大，在士50mm左右，負(fù)荷變化時波動更大；不能投入自動。（2）運(yùn)行人員反映水位受燃燒影響很大，當(dāng)燃燒一有調(diào)整時，水位立即大幅波動，如果將燃燒自動控制或者水位自動控制兩套系統(tǒng)中的任意一套解除自動，水位立即穩(wěn)定下來，這已經(jīng)成為運(yùn)行人員控制水位變化大的一套固定方案。很顯然，水位自動系統(tǒng)工作不正常。經(jīng)過現(xiàn)場分析，發(fā)現(xiàn)MEH控制系統(tǒng)參數(shù)需要調(diào)整，同時水位系統(tǒng)受燃燒、負(fù)荷的影響很大（水位波動達(dá)十90—一80mm），水位控制系統(tǒng)需要調(diào)整。

針對上述２種典型故障現(xiàn)象，分別分析處理如下：（１）機(jī)組運(yùn)行時汽包水位不穩(wěn)定說明水位自動控制系統(tǒng)的反饋回路存在不穩(wěn)定因素，需要調(diào)整系統(tǒng)的反饋回路參數(shù)。分析水位自動系統(tǒng)有３個串級反饋回路，即外回路一水位反饋回路、第一內(nèi)回路一給水流量反饋回路、第二內(nèi)回路一汽動給水泵轉(zhuǎn)速反饋回路，考慮到在ＭＥＨ改造前系統(tǒng)運(yùn)行良好，而ＭＥＨ改造后系統(tǒng)不穩(wěn)定，可見水位反饋回路和給水流量反饋回路不需要進(jìn)行調(diào)整，不穩(wěn)定因素應(yīng)該是ＭＥＨ中的汽動給水泵轉(zhuǎn)速反饋回路。觀察、分析汽動給水泵轉(zhuǎn)速反饋回路的響應(yīng)特性，發(fā)現(xiàn)：一方面系統(tǒng)滯后大，滯后時間達(dá)26～28S，顯示該系統(tǒng)的快速性很差；另一方面該系統(tǒng)穩(wěn)定性又不好。換言之，該系統(tǒng)是一個快速性很差。穩(wěn)定性不好的系統(tǒng)，根源在于控制器的比例作用很弱，導(dǎo)致快速性差，積分作用太強(qiáng)，造成不穩(wěn)定。通過上述分析，對ＭＥＨ內(nèi)的汽動給水泵轉(zhuǎn)速反饋回路參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：比例增益增加（由0.66增加為3.5），積分時間加大（由4.2Ｓ增加為9Ｓ）。經(jīng)過上述參數(shù)調(diào)整后，作汽包水位定值擾動試驗（擾動幅值士40mm）、給水流量擾動試驗，試驗結(jié)果很好，系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性和快速性都令人滿意，顯示前面的分析和調(diào)整是正確的，但是，靜態(tài)后水位波動依然很大，即第二個問題還沒有解決。（２）水位受燃燒影響很大說明水位自動控制系統(tǒng)的負(fù)荷前饋回路參數(shù)不合適。檢查協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整較快，有關(guān)人員介紹，DEH控制軟硬件改造后，負(fù)荷控制回路的參數(shù)改變很大，曾作過粗略調(diào)整。分析可見，由于燃燒調(diào)整勢必影響負(fù)荷，從而引起負(fù)荷調(diào)節(jié)回路調(diào)整蒸汽流量，負(fù)荷調(diào)節(jié)回路很靈敏，導(dǎo)致蒸汽流量變化很大，從而通過水位自動控制系統(tǒng)的負(fù)荷前饋回路影響水位，這就是運(yùn)行人員解除主汽壓力自動控制（當(dāng)不投AGC時）之后水位自動控制系統(tǒng)效果就會好轉(zhuǎn)的原因。由于運(yùn)行人員認(rèn)為協(xié)調(diào)部分運(yùn)行尚可，不需要調(diào)整，因此，調(diào)整水位自動系統(tǒng)的負(fù)荷前饋回路參數(shù)，將該參數(shù)減弱（由0.08減少為0.04），同時，水位反饋回路的參數(shù)也分別進(jìn)行了很大修改：外回路比例由0.82減少為0.43，積分時間由150S增加為220S；內(nèi)回路比例由0.32增加為0.45，積分時間由30S增加為50S。經(jīng)過上述調(diào)整后，機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時，水位波動范圍士12mm左右，負(fù)荷以5MW/min速率從300MW降至260MW時，波動范圍士30mm左右，水位系統(tǒng)動、靜態(tài)指標(biāo)符合要求，問題得到解決定。三、案例１．案例一問題：負(fù)荷突降導(dǎo)致汽包水位低機(jī)組MFT。（１）事故經(jīng)過。某125MW機(jī)組正常運(yùn)行：鍋爐汽壓13.1MPa，汽溫535℃，定壓運(yùn)行。電負(fù)荷突然由105MW降至40MW，