大容量锅炉汽包水位的全程自动控制

　　中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）009-018-03

　　锅炉汽包水位是锅炉运行的重要指标之一，维持汽包水位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。锅炉汽包水位过高或过低都会直接或间接的影响机组运行的安全性和经济性，甚至造成更加严重的后果。

　　随着锅炉参数的提高和容量的扩大，对锅炉水位的控制的就应更加先进和完善。因为汽包容积相对于锅炉容量大大减小，汽包的蓄水量和蒸发面积相对减少，从而加快了汽包水位的变化速度，使水位在负荷或给水流量扰动时的飞升速度大大提高；另外，锅炉容量的增大，显著提高了受热面的热负荷，使负荷变化对水位的影响加剧了；同时随着锅炉压力的提高，给水系统的阀门管道以及给水泵的特性等因素都增加了水位控制的难度。因此，为了适应大容量、高参数机组从启动到带满负荷能够保持理想的锅炉水位，汽包水位的实现全程自动控制也就显得尤为必要。

　　锅炉汽包的水位全程自动控制也叫全程给水自动控制。其任务是控制锅炉的给水量，使锅炉的给水量始终与蒸发量相匹配，从而维持汽包水位在正常范围内，同时保护锅炉的水循环和省煤器等受热面。其控制对象是水位，因此必须了解水位的动态特性。

　　1锅炉水位的动态特性

　　面下汽泡总容积相对减少，所以水位不会马上升高，经过一段时间后才会升高。由于进、出汽包的工质流量不平衡，最终水位将会直线上升。而主汽流量和燃料量扰动时，都会产生虚假水位。主汽量突增时，锅炉出口压力会降低，导致锅水加速汽化，水面下汽泡总容积相对增加，汽水分界面会相应提高，但是由于进、出汽包的工质流量不平衡，最终水位将会下降。同样燃料量突增时，锅水的蒸发量增加，水面下汽泡总容积相对增加，汽水分界面也会相应提高，但是随着锅炉燃烧的增强，汽包的产汽量大于进水流量，实际水位将是呈下降趋势的。

　　鉴于上述特性，现代大容量单元机组的汽包炉一般都采用全程给水控制系统。主要包括：变速给水泵控制系统；给水泵的最小流量控制系统；锅炉给水启调阀控制系统等；同时为了使给水量相对平稳，必须要求各种过程的切换是无扰切换。具体切换有同一系统中控制偏差信号的切换；单/三冲量系统之间的切换；阀的切换；给水泵的切换等。

　　2给水泵的转速控制系统

　　2.1给水泵的安全工作区保护

　　为保证给水泵的安全运行，要求泵必须运行在安全工作区内。在流量-压力曲线上表示如图4的公共部分。

　　当给水泵出口流量较小时，可以通过最小流量阀来保证其工作在最小流量以上。为了保证给水泵始终运行在最大流量极限曲线的左侧必须设置小流量保护。

　　每台泵出口流量经函数转换为下限曲线对应的最小安全压力加一定裕量形成安全压力极限，并与泵出口实际压力测量值经一阶惯性运算后的值比较，得到的差值△P转换为百分数。每台泵对应的百份数经小选块与大值0比较经大选后再与泵的转速偏差信号e取小值后才作为给水泵的转速控制偏差信号。由此可见当△P<0时，若e>0，则输出为0，禁止泵继续升速，从而保护泵的安全运行