1、第七章 汽包鍋爐給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)The Feedwater Control System,第一節(jié) 被調(diào)對象的動態(tài)特性,第二節(jié) 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型,第三節(jié) 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)實例,第一節(jié) 被調(diào)對象的動態(tài)特性 The Dynamic Characteristics of Controlled Object, 掌握被調(diào)對象的動態(tài)特性是設(shè)計和整定好自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前提。, 給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)被調(diào)對象的示意圖:,（）給水量； （）蒸汽量； （）鍋爐燃燒率。,汽包水位(steam drum level)變化原因示意圖, 被調(diào)量變化的主要原因：,一給水量擾動時的動態(tài)特性, 給水量擾動時，汽包水位的變化過程可以分別從兩

2、個 角度加以分析： 1、僅僅從物質(zhì)平衡的角度來分析； 2、僅僅從熱平衡的角度來分析。,綜合上述兩種角度分析的結(jié)果，對曲線和曲線進行線性疊加，得到在給水量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線：,式中：遲延時間 s； 飛升速度 ；, 在給水量擾動下，被調(diào)對象具有遲延、慣性和無自平衡 能力特性。,二蒸汽量擾動時的動態(tài)特性, 蒸汽量擾動時，汽包水位的變化過程同樣可以從兩個角 度加以分析。 1僅僅從物質(zhì)平衡的角度來分析 2僅僅從熱平衡的角度來分析。 綜合上述兩種角度分析的結(jié)果，得到,在蒸汽量階躍擾動下，汽包水位的實際變化曲線。,動態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述為：,式中： k比例系數(shù) ， T時間常數(shù) 飛升速度,1蒸汽量

3、擾動主要取決于汽輪機的運行工況，屬于外部擾動，鍋爐燃燒率擾動其實也是一種間接的外部擾動。很顯 然這兩種物理量是不可能作為調(diào)節(jié)汽包水位的調(diào)節(jié)手段的，調(diào)節(jié)作用量只能選擇給水量。 2“虛假水位” (level swell)現(xiàn)象主要是來自于蒸汽量的變化，顯然蒸汽量是一個不可調(diào)節(jié)的量（對調(diào)節(jié)系統(tǒng)而言），但它是一個可測量，所以在系統(tǒng)中引入這些擾動信息來改善調(diào)節(jié)品質(zhì)是非常必要的。, 結(jié)論：,第二節(jié) 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型,一、單級三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) （Single Stage Three-Element Feedwater Control System),說明： 單級 三個沖量：W、D、H,3. 雙回路：內(nèi)

4、、外,整定的具體步驟和穩(wěn)定性分析如下：,1內(nèi)回路(inner loop)的分析與整定,內(nèi)回路的主要任務(wù)是當給水流量側(cè)產(chǎn)生自發(fā)性擾動時，必須迅速消除擾動，使被調(diào)量（汽包水位H）基本不受到自發(fā)性擾動的影響；當內(nèi)回路外部發(fā)生擾動汽包水位H 發(fā)生變化時，內(nèi)回路要具有快速隨動的特性，使給水流量W盡快地起到調(diào)節(jié)汽包水位的作用。,2外回路(outer loop)的分析與整定,我們把內(nèi)回路系統(tǒng)的近似方框圖代替到圖7-10中，并去除不影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的前饋信號通道，就得到外回路系統(tǒng)方框圖。 外回路已可以看作是一個單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以可以采用整定單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方法來整定外回路。,4. 蒸汽流量側(cè) 的選擇,要使

5、靜態(tài)偏差為零，靜態(tài)時必須滿足ID=IW，即：,在正常運行時，可認為D=W，D=W，則有 D=W 因此，為了克服靜態(tài)偏差，蒸汽流量側(cè)分流器的分流系 數(shù)D必須等于給水流量側(cè)分流器的分流系數(shù)W。,三串級三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Cascade Three-Element Feedwater Control System ),串級系統(tǒng)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)比單級系統(tǒng)更加靈活，克服靜 態(tài)偏 差完全由主調(diào)節(jié)器實現(xiàn)，分流系數(shù)D取值不必考慮 靜態(tài)偏差的問題，D值可取得大一些，以利于更好地改 善調(diào)節(jié)過程的調(diào)節(jié)品質(zhì)。分流系數(shù)W取值影響內(nèi)回路的 穩(wěn)定性，在外回路中，可通過主調(diào)節(jié)器的和Ti來整 定，W的影響并不大，從而使內(nèi)、外回

6、路互不影響。,方框圖為：,串級三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定步驟如下：,2外回路(outer loop)整定,3蒸汽流量側(cè)D的選擇,1內(nèi)回路(inner loop)整定,四采用變速泵的給水調(diào)節(jié)系統(tǒng),1變速泵的類型 變速泵有兩種類型： （1）電動調(diào)速泵 （2） 汽動調(diào)速泵。,2變速泵的特性 3采用變速泵的調(diào)節(jié)系統(tǒng)任務(wù) （1）通過改變給水泵的轉(zhuǎn)速改變給水流量，維持汽 包水位在允許范圍；,（2）通過改變給水調(diào)節(jié)閥開度，控制給水泵的出口壓 力，保證給水泵在安全區(qū)內(nèi)工作； （3）通過控制再循環(huán)水閥門的打開和關(guān)閉，保證給水 泵流量不低于規(guī)定的最小流量；,上述三個任務(wù)分別由三個給水調(diào)節(jié)子系統(tǒng)實現(xiàn)。,第三節(jié) 給

7、水調(diào)節(jié)系統(tǒng)實例,一給水全程調(diào)節(jié)的基本概念,給水全程自動調(diào)節(jié)就是在機組運行的 全過程（包括起停過程和低負荷運行）都 能實現(xiàn)自動的調(diào)節(jié)。,二全程調(diào)節(jié)要解決的主要問題,1測量信號的準確性。 解決的思路：找出汽包水位、給水流量和蒸汽流量的測量準確性受影響的原因，即：哪些物理量影響測量信號的準確性，并找出它們之間的函數(shù)關(guān)系，在設(shè)計調(diào)節(jié)系統(tǒng)時引入這些物理量，根據(jù)函數(shù)關(guān)系在調(diào)節(jié)系統(tǒng)加以校正。,從常規(guī)的調(diào)節(jié)過渡到全程調(diào)節(jié)會遇到許多新的技 術(shù)問題,主要有：,在低負荷運行時宜采用單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在非低負荷工況下（一般取滿負荷的25%左右為界）宜采用三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。解決的方法是在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增加邏輯控制功能。,2調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)切換。,低負荷運行時通常采用改變調(diào)節(jié)閥門的開度改變給水流量；高負荷運行時采用改變給水泵轉(zhuǎn)速改變給水流量。,3. 調(diào)節(jié)機構(gòu)的切換。,三調(diào)節(jié)系統(tǒng)實例,圖7-19是某電廠300MW汽輪發(fā)電機組中的給水全程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡圖。,調(diào)節(jié)系統(tǒng)接受三個測量信號：汽包水位、給水流量和汽輪機調(diào)節(jié)級后壓力。其中，汽包水位信號的修正和補償是通過汽包壓力信號來實現(xiàn)的。 圖中含有串級三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，1#調(diào)節(jié)器是主調(diào)節(jié)器，2#和3#調(diào)節(jié)器是副調(diào)節(jié)器，分別控制電動泵、汽動泵以及旁路閥。圖中含有