摘要：通過(guò)對汽包給水的控制特性及給水設備特性的分析，提出一種可靠的給水全程控制系統，其中的控制系統的設計是參考陜西國華錦界能源有限公司的系統特點(diǎn)設計的。

    關(guān)鍵詞：給水；調節；全程控制

    Abstract: A credible   control system of feed water   has been proposed by analyzing the control characteristic of drum feed water and the characteristic of feed water equipment. This control system is designed according to the system characteristic of ShanxiGuohuaJinjie Power Generation Co.,Ltd .

    Key words: Feed water; Accommodate; Whole control

    在鍋爐的啟停過(guò)程中，給水控制十分重要，并且控制項目多，操作頻繁，因此在大型機組中要求能實(shí)現全程調節的給水控制系統。這種系統擴大了調節范圍，是具有邏輯保護功能的調節系統，是程序控制、保護和自動(dòng)調節相結合的綜合性調節系統，比常規調節系統功能更全，更先進(jìn)，特別適用于調峰機組和啟動(dòng)頻繁的鍋爐。

    所謂全程控制系統，是指機組在正常運行、負荷變化和啟停過(guò)程中均能進(jìn)行自動(dòng)控制的系統。

    全程包括以下幾個(gè)過(guò)程：

    （1）鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓；

    （2）開(kāi)始帶負荷；

    （3）帶小負荷；

    （4）由小負荷到大負荷運行；

    （5）由大負荷又降到小負荷；

    （6）鍋爐滅火后冷卻降溫降壓。

    給水全程自動(dòng)控制的任務(wù)是：在上述過(guò)程中，控制鍋爐的進(jìn)水量，以保持汽包水位在正常范圍內變化，同時(shí)對鍋爐的水循環(huán)和省煤器要有保護作用。保持水位和保護省煤器實(shí)際體現在水位和給水流量?jì)蓚€(gè)參數的協(xié)調。水位是靠調節給水流量來(lái)保持的，而給水流量變化得過(guò)分劇烈，將會(huì )對省煤器的安全運行帶來(lái)威脅。所以，給水控制的任務(wù)實(shí)際上包括兩方面的內容：即在保持水位在工藝允許的范圍內變化的條件下，盡量保持給水流量穩定。一般這兩者之間的調節質(zhì)量要求是互相矛盾的，因此在整定控制系統的參數時(shí)要注意兩個(gè)參數之間的協(xié)調關(guān)系。

    下面就給水全程自動(dòng)控制進(jìn)行一下初步的探討。

    1　給水全程控制中的一些問(wèn)題

    1.1　對給水全程控制系統的要求

    給水全程控制要求在鍋爐運行的全過(guò)程都自動(dòng)地完成給水調節所規定的兩項任務(wù)，它比常規給水控制復雜得多，因此，對給水全程控制系統提出以下要求：

    （1）實(shí)現給水全程控制可以采用改變給水調節門(mén)開(kāi)度即改變給水管道阻力的方法來(lái)改變給水量，也可以采用改變給水泵轉速即改變給水壓力的方法來(lái)改變給水量。前一種方法節流損失大，給水泵的消耗功率多，不經(jīng)濟，故在一般單元機組的大型鍋爐中都采用后一種方法。在給水全程控制系統中不僅要滿(mǎn)足給水調節的要求，同時(shí)要保證給水泵工作在安全工作區內。這就需要有兩套控制系統來(lái)完成。

    （2）由于機組在不同的負荷下呈現不同的對象特性，要求控制系統能適應這樣的特性。隨著(zhù)負荷的增長(cháng)和減低，系統要從單沖量過(guò)渡到三沖量系統，或從三沖量過(guò)渡到單沖量系統，由此產(chǎn)生了系統的切換問(wèn)題，并且必須有保證兩套系統相互無(wú)擾切換的控制線(xiàn)路。

    （3）由于全程控制系統的工作范圍較廣，對各個(gè)信號的準確測量提出了更嚴格的要求。例如，在機組啟停過(guò)程及高低負荷等不同工況下，給水流量和汽溫、汽壓等參數都變化很大，所以給水流量、蒸汽流量和汽包水位信號都要進(jìn)行溫度壓力的校正補償。一般在機組啟停到升負荷過(guò)程中，對給水流量都應采用不同的孔板進(jìn)行測量，這樣就產(chǎn)生了給水流量測量裝置的切換問(wèn)題。

    （4）在多種調節機構的復雜切換中，給水全程控制系統都必須保證無(wú)干擾。高低負荷需用不同的閥門(mén)，調節閥門(mén)的切換伴隨著(zhù)有關(guān)截門(mén)的切換，而截門(mén)的切換過(guò)程需要一定的時(shí)間，導致了水位保持的困難。在低負荷時(shí)采用改變閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)保持泵的出口壓力，高負荷時(shí)用改變調速泵的轉速保持水位，這又產(chǎn)生了閥門(mén)與調速泵間的過(guò)渡切換問(wèn)題。所有這些切換都要求安全無(wú)擾地進(jìn)行。

    1.2　測量信號的自動(dòng)校正

    鍋爐從啟動(dòng)到正常運行或是從正常運行到停爐的過(guò)程中，蒸汽參數和負荷在很大的范圍內變化，這就使水位、給水流量和蒸汽流量的測量準確性受到很大影響。為了實(shí)現全程自動(dòng)控制，要求這些測量信號能夠自動(dòng)地進(jìn)行溫度、壓力校正。

    測量信號自動(dòng)校正的基本方法是：先推導出被測參數隨溫度、壓力變化的數學(xué)關(guān)系，然后利用各種運算電路進(jìn)行運算，實(shí)現自動(dòng)校正。

    （1）汽包水位的測量與校正

    在DCS系統中，通過(guò)I/O模件將現場(chǎng)變送器來(lái)的三個(gè)汽包水位信號和三個(gè)汽包壓力信號分別采集進(jìn)入該系統中，然后利用如下關(guān)系式進(jìn)行校正計算。

    

    式中：pb ：汽包壓力信號； h：經(jīng)壓力校正的汽包水位；△p：平衡容器輸出的差壓信號；F1(pb)，F1(pb) 是
根據汽包內飽和汽、飽和水密度隨汽包壓力變化的關(guān)系曲線(xiàn) 擬 合 的 近 似 函 數 ：

    

     其中：p1：50℃時(shí)的水密度(或平衡容器內的水密度)，ρ′：汽包內飽和水密度，ρ ′′：汽包內飽和汽密度， L：上、下連通管距離，g：重力加速度。

    得到校正后的三個(gè)水位信號 ha,hb,hc 后，再利用“三取中”選擇模塊，取出其中一個(gè)最合適的信號，作為汽包水位信號的測量值。另外，還要對校正的水位信號分別進(jìn)行高限值、低限值監視，對選出的水位信號進(jìn)行高限/低限監視和報警。一旦出現越限，立刻發(fā)出一開(kāi)關(guān)量信號送至FSSS進(jìn)行相應操作。

    （2）給水流量信號的測量與校正

    實(shí)驗表明，當給水溫度為100.0℃不變，壓力在0.196～19.6MPa的范圍內變化時(shí)，給水流量的測量誤差為0.47%；若給水壓力保持19.0MPa不變，給水溫度在100.0～290.0℃的范圍內變化，給水流量的測量誤差為13.0%，所以在對給水流量信號進(jìn)行校正時(shí)，通常只考慮溫度變化對給水流量的影響，校正關(guān)系式如下：

   

    式中：FW：總給水流量， p ? ：節流件前后差壓， t：給水溫度， SW：減溫噴水總流量。

    從校正關(guān)系式不難看出，除需對給水流量進(jìn)行節流差壓測量外，還需測量給水的溫度及減溫水的總流量。DCS中的I/O模件將現場(chǎng)變送器送來(lái)的兩個(gè)給水流量，兩個(gè)給水溫度，兩個(gè)一級減溫水流量，兩個(gè)二級減溫水流量和兩個(gè)再熱器減溫水流量信號采集進(jìn)入該系統，經(jīng)過(guò)選擇后進(jìn)行校正計算。另外，還對給水流量、給水溫度測量信號進(jìn)行高限、低限監視和報警，一旦發(fā)生越限則立刻產(chǎn)生一開(kāi)關(guān)量信號送至相關(guān)的邏輯回路；對校正的總給水流量進(jìn)行高限監視和報警。

    （3）蒸汽流量信號的測量與校正

    對于不同的運行工況，因蒸汽的溫度、壓力不同，導致其密度發(fā)生變化，故需對蒸汽流量進(jìn)行溫度、壓力校正。但由于汽輪機調速機(第一級)的壓力與蒸汽流量成某一對應關(guān)系，而且它對蒸汽流量非常靈敏，因此，大型機組蒸汽流量信號的測量均采用汽輪機調速級壓力信號代表蒸汽流量信號，并用過(guò)熱器出口汽溫進(jìn)行校正。對校正后的蒸汽流量信號進(jìn)行高限、低限監視和報警。

    1.3　給水控制中的閥門(mén)切換

    當機組啟動(dòng)時(shí)，機組的負荷較低，如：低于15%BMCR(額定負荷)時(shí)為低負荷狀態(tài)，由電動(dòng)變速泵和旁路調節閥共同完成給水控制的任務(wù)。此時(shí)，主給水電動(dòng)閥處于關(guān)閉位置。

    當旁路給水調節閥開(kāi)度大于設定值(如90%開(kāi)度)時(shí)，若汽包水位正常，主燃料系統正常條件滿(mǎn)足，則主給水電動(dòng)閥自動(dòng)打開(kāi)。

    1.4　給水控制系統的無(wú)擾切換

    一般給水全程控制系統在低負荷狀態(tài)采用單沖量控制系統，在高負荷狀態(tài)時(shí)，采用三沖量控制系統，故需解決好系統之間的無(wú)擾切換問(wèn)題。

    1.5　給水泵安全運行的特殊要求

    采用變速泵的給水全程控制系統要求給水泵運行在安全工作區內。電動(dòng)變速泵的速度控制借助液力齒輪聯(lián)軸器完成，通過(guò)改變液力聯(lián)軸器勺管位置的高低，控制工作油量的多少以達到控制速度的目的。在整個(gè)運行過(guò)程中，保證泵組的安全運行是至關(guān)重要的問(wèn)題。

    變速給水泵的安全工作區可以在泵的流量-壓力特性曲線(xiàn)上表示出來(lái)，如圖1所示。變速泵的安全工作區由六條曲線(xiàn)圍成：①最高轉速曲線(xiàn)maxn ；②最低轉速曲線(xiàn)minn ；③最高壓力曲線(xiàn)maxp ；④最低壓力曲線(xiàn)minp ；⑤上限特性曲線(xiàn)Qmin ；⑥下限特性曲線(xiàn)Qmax 。其中，最高和最低轉速曲線(xiàn)由泵組的調速裝置所限制，工作點(diǎn)不會(huì )越出其外邊，且高性能現代高速給水泵的出口最高壓力均高于管道的承壓能力，所以保證給水泵安全運行應采取的措施主要是不使泵的工作點(diǎn)處在上限和下限特性曲線(xiàn)之外，不使泵出口壓力落入最低壓力線(xiàn)Pmin 之下。圖1中的陰影線(xiàn)包圍的部分即為變速泵的安全工作區。由圖可見(jiàn)，壓力高時(shí)，安全區范圍較寬，壓力低時(shí)安全區的范圍變窄。圖中還作出了鍋爐在定壓運行和滑壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中的壓力-負荷(給水流量)曲線(xiàn)。定壓運行的壓力-負荷曲線(xiàn)為一條水平直線(xiàn)，工作點(diǎn)大部分都在安全區以?xún)?，僅有一個(gè)小部分落在上限特性曲線(xiàn)以外。如果主給水泵為全容量泵，基本上可不用采取措施，也能確保水泵安全運行。對于滑壓?jiǎn)?dòng)和運行的單元機組，鍋爐在某段時(shí)間內的運行壓力較低，所以主給水泵的出口壓力也較低，由圖1可以看出，在滑壓運行中如果負荷較大，壓力—負荷曲線(xiàn)可能越出下限特性曲線(xiàn)之外，此時(shí)要采取保證給水泵安全運行的措施。

                   
                                  圖1 變速泵的流量-壓力特性曲線(xiàn)

    無(wú)論是定壓運行還是滑壓運行，低負荷階段，給水泵工作點(diǎn)都會(huì )落在上限特性曲線(xiàn)之外，為防止出現這種情況，最有效的措施是低負荷時(shí)增加給水泵的流量，目前采取的辦法是在泵出口至除氧器水箱之間安裝再循環(huán)管道，當泵的流量低于某一設定的最小流量時(shí)，再循環(huán)門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，增加泵體內的流量，從而使低負荷階段的給水泵工作點(diǎn)也在上限曲線(xiàn)之內。隨著(zhù)機組負荷的逐漸增大，給水流量也會(huì )增大，當流量高于某一設定值時(shí)，再循環(huán)門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉。變速泵下限特性曲線(xiàn)決定了不同壓力下水泵的最大負荷能力。當給水流量較大時(shí)，如果安全工作區窄，則工作點(diǎn)可能會(huì )移到下限特性曲線(xiàn)之外，這是不能允許的，因此要采取措施加以防止。目前采用的方法是提高上水管道的阻力，即關(guān)小泵出口流量調節閥門(mén)，以提高水泵的出口壓力，使工作點(diǎn)重新移入安全區以?xún)?，如圖2所示。在滑壓運行時(shí)，設給水泵工作點(diǎn)在“a”點(diǎn)處，泵轉速為1n，泵出口壓力為1p，給水量為1W，當機組負荷增大，給水流量要求為 2W時(shí)，如果水泵仍在1n轉速下運行，通過(guò)開(kāi)大給水調節閥門(mén)來(lái)增大給水流量，則工作點(diǎn)將沿1n曲線(xiàn)由“a”點(diǎn)移到“c”點(diǎn)，落在水泵安全工作區以外，這是不允許的。解決問(wèn)題的辦法是關(guān)小給水調節閥門(mén)，使泵的出口壓力升高，同時(shí)使水泵轉速由n增至2n ，當給水流量達到負荷要求數值時(shí)，工作點(diǎn)將由“a”點(diǎn)移動(dòng)到“b”點(diǎn)，不會(huì )滑到安全工作區以外，保證了給水泵的安全運行。

                   
                                圖2 泵出口壓力調整時(shí)的工況

    綜上所述，采用變速泵構成全程給水調節系統時(shí)，應考慮設置以下幾個(gè)子系統：

    ①給水泵轉速調節系統。該系統根據鍋爐的負荷要求，通過(guò)調節給水泵轉速的方法來(lái)調整給水量的大小。

    ②給水泵最小流量控制系統。低負荷時(shí)為了不使水泵的工作點(diǎn)落在上限特性曲線(xiàn)的外邊，可通過(guò)增大水泵再循環(huán)流量的辦法來(lái)維持水泵流量不低于設計要求的最小流量值。

    ③給水泵出口壓力調節系統。該系統的任務(wù)是通過(guò)調節給水調節閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)維持給水泵出口壓力，保證給水泵工作點(diǎn)不落在下限工作特性曲線(xiàn)之外及最低壓力線(xiàn)Pmin之下。

    以上三個(gè)子系統中，第一個(gè)是必須設置的；第二個(gè)子系統，對于現代大型高速給水泵組來(lái)說(shuō)，自身已設置了這套控制系統，用戶(hù)一般不必要再另外設計；對第三個(gè)子系統要根據所選泵型的特性及系統設計方案來(lái)具體考慮，若能保證水泵安全運行，則可以不設置該系統。

    2　給水控制對象的動(dòng)態(tài)特性

    汽包爐給水調節對象的被調量是水位H。由鍋爐原理知道，影響水位的擾動(dòng)量有多個(gè)，主要的有鍋爐蒸發(fā)量 、給水量W、汽包壓力pb 、爐膛熱負荷等。所謂給水調節對象的動(dòng)態(tài)特性是指在上述各種擾動(dòng)作用下，水位H的響應特性。

    2.1　給水量擾動(dòng)下的水位特性

    給水調節對象在給水量W擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性是對象調節通道的特性。在給水量階躍擾動(dòng)下，水位H的響應曲線(xiàn)如圖3所示。由響應曲線(xiàn)可以知道這個(gè)對象的特點(diǎn)是有遲延、有慣性、沒(méi)有自平衡能力。當給水量突然增加，給水量雖然大于蒸發(fā)量，但由于給水溫度低于汽包飽和水溫度，水面下汽泡總容積相對減小，實(shí)際水位響應曲線(xiàn)可由H1和H2兩條曲線(xiàn)疊加而成，所以擾動(dòng)初期水位不會(huì )立即升高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才開(kāi)始逐漸增加。由于進(jìn)、出工質(zhì)流量不平衡，最終水位將以一定的速度直線(xiàn)上升。這種特性可由下述近似傳遞函數表示：

    

    式中：ε—水位響應速度，即單位給水量擾動(dòng)時(shí)，水位的變化速度；τ—遲延時(shí)間。vvvvvv2.2　蒸汽流量擾動(dòng)下的水位特性vvvvvvvv這種特性屬于負荷外部擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性。由鍋爐原理知道，在蒸汽負荷擾動(dòng)下，有虛假水位現象，水位的響應曲線(xiàn)見(jiàn)圖4所示。由圖知，實(shí)際水位響應曲線(xiàn)由兩條曲線(xiàn)疊加而成，即總水位響應特性為：H=H1+H2，虛假水位現象與鍋爐參數及蒸汽負荷變化大小有關(guān)。蒸汽負荷擾動(dòng)下的水位響應特性可用下述近似傳遞函數來(lái)描述：

    

    2.3　燃料量擾動(dòng)下的水位特性

    當鍋爐燃料量發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，爐內吸熱量增加而使鍋爐內蒸發(fā)加強，若此時(shí)汽輪機負荷未增加，則汽輪機側調節閥開(kāi)度不變。隨爐內熱負荷的增大，鍋爐出口壓力提高，蒸汽流量也相應增加，蒸汽負荷量將大于給水流量，造成工質(zhì)流入、流出量不平衡。根據上述分析，水位理應下降，但是由于蒸發(fā)量增大，鍋內汽水總容積隨之增大，于是出現了虛假水位現象。燃料量擾動(dòng)下的水位響應曲線(xiàn)如圖5所示。由圖可看出，這種擾動(dòng)下的“虛假水位”現象不太嚴重，水位上升幅值較小，遲延時(shí)間較長(cháng)。

    綜上所述，汽包爐給水調節對象的動(dòng)態(tài)特性有以下特點(diǎn)：

    •  調節通道中存在遲延和慣性，并且無(wú)自平衡能力。遲延和慣性的存在使給水調節機構變化相對水位變化的影響存在滯后，因此調節過(guò)程中將會(huì )出現動(dòng)態(tài)偏差。無(wú)自平衡能力的響應速度越大，水位對擾動(dòng)反應越敏感，調節的難度也相應增大，調節過(guò)程中的水位動(dòng)態(tài)偏差也將增大。

    •  蒸汽負荷擾動(dòng)(外擾)時(shí)，存在“虛假水位”現象。虛假水位現象是不能通過(guò)閉環(huán)系統用調節給水流量的辦法來(lái)減小的，這也增大了水位調節的難度。顯然由于虛假水位現象的存在，是不能只根據水位H一個(gè)信號進(jìn)行調節的。

                    
                                  圖3 給水量擾動(dòng)下的水位特性

                      
                                  圖4 負荷擾動(dòng)下水位的響應曲線(xiàn)

    圖中：H—實(shí)際水位響應曲線(xiàn)；H1—僅考慮鍋內貯水量變化的水位響應特性；H2—僅考慮鍋內工質(zhì)容積變化所引起的水位變化特性。

    鑒于以上原因，現代大型汽包爐的給水調節多應用三沖量調節系統，即以水位H作系統的被調量信號；以蒸汽流量D作為系統的前饋信號；以給水流量W構成系統的輔助被調量，形成三沖量給水調節系統。由于給水量調節器位于系統的閉環(huán)以?xún)?，所以給水量W擾動(dòng)下的水位特性最為重要，是系統整定的主要依據。

                
                              圖5 燃料量擾動(dòng)下的水位特性

    3　變速泵給水控制系統的基本方案

    采用變速泵的給水控制系統有兩種基本方案，即兩段式控制方案和一段式控制方案，現對這兩種方案的工作原理簡(jiǎn)單介紹如下。

    3.1　兩段式給水控制方案

    兩段式給水控制方案的工作原理如圖6所示。這種控制方案中設置了兩個(gè)子控制系統：

                   
                            圖6 變速泵兩段式給水控制方案

    圖中：0 H —水位給定值；H—水位；D—蒸汽流量；W—給水流量；bp —汽包壓力； p ? —調節閥前后壓差； pp —泵出口壓力； Hp —泵出口至汽包的靜壓力

    ① 汽包水位控制系統

    汽包水位控制系統（圖6a)是一個(gè)串級三沖量給水控制系統。該系統的任務(wù)是根據水位偏差 () H H − 0 的校正信號、蒸汽流量前饋及給水流量反饋三個(gè)信號的綜合作用，控制給水調節閥門(mén)開(kāi)度，以調整給水流量W，維持汽包水位等于其給定值，即 H=HO。

    ② 調節閥前后差壓控制系統

    調節閥前后差壓控制系統（圖6b)是一個(gè)單回路控制系統，其任務(wù)是通過(guò)調節變速泵的轉速來(lái)維持調節閥前后差壓不變，保證調節閥在整個(gè)調整過(guò)程的流量特性接近理想流量特性，同時(shí)也可防止低負荷時(shí)調節閥承受過(guò)大差壓。該系統也可稱(chēng)為給水泵出口壓力控制系統。該系統中調節器M3入口的信號平衡關(guān)系為：
 

    式中： KD 為上水管道阻力，這里以蒸汽流量信號取代給水流量信號，目的在于提高反應速度，盡快平衡負荷擾動(dòng)。由平衡關(guān)系式可看出，當機組剛剛起動(dòng)時(shí)，PB=0，KD2=0，此時(shí)泵的出口壓力為pp=ph+?p，泵出口壓力只是保證差壓 p?和克服靜壓pH ，此時(shí)調節器M3控制泵低速啟動(dòng)。當鍋爐負荷不斷增加時(shí)，pb與KD2信號不斷加強，泵不斷升速，當負荷穩定以后，泵的轉速也就穩定下來(lái)。

    大、小值選擇器是用來(lái)進(jìn)行泵最高轉速和最低轉速限制的，以保證泵在限定的轉速范圍內工作。

    3.2　一段式給水控制方案

    兩段式給水控制方案是通過(guò)控制給水調節閥開(kāi)度的辦法調整給水流量，變速泵僅用于維持給水調節閥前后的差壓為定值。因此，這個(gè)方案的不足之處在于給水節流能量損失較大，變速泵的調速范圍又未得以利用，不能充分發(fā)揮變速泵的優(yōu)點(diǎn)。

    一段式給水控制方案正好和兩段式給水方案相反，其工作原理如圖7所示，該方案也由兩個(gè)子系統構成。

                   
                                 圖7 一段式給水調節方案

    ① 汽包水位控制系統

    汽包水位控制系統（圖7a)也是一個(gè)串級三沖量給水控制系統，與兩段式控制方案的區別在于這個(gè)系統輸出的調節作用是控制變速泵的轉速。通過(guò)調整給水泵轉速來(lái)調節給水流量的大小，維持汽包水位為給定值。

    ② 泵出口壓力控制系統

    由于給水泵的安全工作區范圍較窄，系統中又設置了泵出口壓力調節系統（圖7b)通過(guò)調節給水調節閥的開(kāi)度來(lái)控制泵的出口壓力，防止工作點(diǎn)落在下限特性以外。

    圖中函數發(fā)生器F(x)模擬泵的流量和壓力之間的工作特性曲線(xiàn)，下限特性對應的壓力與泵最低允許壓力pmin兩信號經(jīng)過(guò)大選模塊選出大者送至調節器M3入口，作為給水泵出口壓力的定值信號，同時(shí)泵的出口壓力信號pp作為反饋信號也送到M3入口，該系統為隨動(dòng)系統。M3的輸出去的控制給水調節閥的開(kāi)度來(lái)調整泵的出口壓力，可保證在任何給水流量下，水泵的工作點(diǎn)都不會(huì )落到下限特性以外。

    3.3　錦能公司采用的給水全程控制系統介紹

    （1）給水調節閥控制系統

    圖8為鍋爐給水旁路閥控制系統總體結構示意圖。該系統由一單沖量單回路反饋控制系統和一個(gè)串級三沖量控制系統構成。其作用是當給水泵啟動(dòng)或低負荷時(shí)，用來(lái)維持汽包水位在設定值。

                    
                            圖8 給水旁路閥控制系統總體結構

                 
                              圖9 給水泵轉速控制系統總體結構

    （2）給水泵轉速控制系統

    總體結構如圖9所示。該系統主要包括以下幾個(gè)組成部分：

    •  汽包水位單沖量控制信號的形成回路；

    •  汽包水位串級三沖量控制信號的形成回路；

    •  給水泵出口至省煤器入口差壓控制信號形成回路；

    •  給水泵出力平衡信號的形成回路；

    •  各臺泵轉速控制回路等。

    （3）給水泵最小流量控制系統

    為了泵的安全運行，本機組的給水全程控制中專(zhuān)門(mén)設置了最小流量控制系統。當給水泵出口流量低于最小值時(shí)，為防止汽蝕，將最小流量調節閥開(kāi)到相應開(kāi)度，使給水泵工作點(diǎn)回到最小流量保護限以?xún)取?br />
    本機組三臺給水泵各配置一套最小流量控制系統，系統結構和工作原理完全相同，如圖10所示。給水泵最小流量控制系統能夠保證在運行過(guò)程中，給水泵總是工作在給水泵流量與給水泵出口壓力特性曲線(xiàn)的安全范圍。

                   
                                圖10 給水泵最小流量控制系統總體結構

    由上述的三大控制系統加上給水泵的順序控制及給水電動(dòng)門(mén)的順序控制共同組成了錦能公司的給水全程控制系統，該控制系統在低負荷時(shí)，電動(dòng)泵轉速控制系統負責維持給水泵出口至省煤器入口差壓等于設定值的任務(wù)。由于給水旁路調節閥自動(dòng)控制系統始終負責維持汽包水位等于水位設定值的任務(wù)。所以，在機組運行在低負荷工況時(shí)，只要“給水旁路調節在自動(dòng)方式”，那么，電動(dòng)泵轉速控制系統必定工作在“差壓調節方式”。這樣兩個(gè)控制系統就可以相互配合共同完成穩定汽包水位和保證給水設備安全兩個(gè)控制任務(wù)。

    在高負荷工況下，給水旁路閥不再起調節作用，給水旁路閥調節被切除，此時(shí)完全由給水泵的轉速根據三沖量來(lái)控制汽包水位，維持汽包水位等于水位設定值。

    此種設計兼顧了兩種控制系統的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮電動(dòng)泵轉速調節和閥門(mén)調節的作用，盡可能的減少節流損失，使機組的給水得以實(shí)現全程控制的同時(shí)又增加了機組的經(jīng)濟性。

    4　結論

    給水全程控制具有多樣性，可以根據不同的機組和不同的控制要求設計，只要能使機組的給水得到安全的控制，使機組的經(jīng)濟效益得到提高。給水全程控制不必拘泥于固定的設計，能充分的發(fā)揮機組的設備性能就應是一個(gè)非常好的設計，以上提供的分析和方案僅供參考。

    作者簡(jiǎn)介

    王迎旭（1974-），男，河北邢臺人，工程師，高級技師，2012年畢業(yè)于西安交通大學(xué)電力系統及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)。曾擔任機控班班長(cháng)、生技部熱控主管等職務(wù)，一直從事熱工檢測和自動(dòng)控制系統的檢修維護和技術(shù)管理工作，現就職于北京國際電氣工程有限責任公司。