CN1086299A - 强制循环式蒸汽发生器 - Google Patents

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Abstract

一种带蒸发器加热面(4)强制循环式蒸汽发生 器，设置有一个点火调节装置，该点火调节装置是由 一个与蒸汽发生器功率有关的额定值L控制的，以 及一个调整进入蒸发器加热面(4)有供水流量M的 调节装置(6)。为避免产生蒸发器加热面(4)出口处 的比焓值的突变，在供水调节装置(6)上还附设了一 个装置(8)，用于形成Q(L1)/hsA(L2)-hiE]值作为 供水流量的额定值Ms。

Description

本发明涉及一种强制循环式蒸汽发生器，其上具有一蒸发器加热面，并且在该加热面前方串接有一个用于确定流入蒸发器加热面供水流量M的装置，在所述装置上附设有一调节装置，用于调节供水流量M，供水流量的额定值MS是根据蒸汽发生器的额定功率值L而定的。
在1985年1月出版的第一期“VGB电厂技术65”的第29页图6中公开了一种上述类型的强制循环式蒸汽发生器。在这种已知的强制循环式发生器中，为使流入蒸发器加热面的热流量与供水流量同步，通过一个延迟器从蒸汽发生器的额定功率或从蒸汽发生器功率有关的某额定值导出供水流量的额定值。此外并无其它保证同步的措施。
由此可知，在这种已知的强制循环式蒸汽发生器中，当蒸汽发生器功率因负载变化而变化时，蒸汽发生器出口处的比焓将不可避免地产生突变，这种突变不仅会降低强制循环蒸汽发生器的使用寿命，而且增加了调整该蒸汽发生器产生的新鲜蒸汽的温度的难度。
本发明的目的在于明显地降低或完全消除这种在蒸发器加热面出口处产生的有害的比焓突变。
为实现该目的，本发明提出了一种在本文开头就提及的强制循环式蒸汽器发生器，其特征在于，调节装置附加一个将变 量Q（L1）/[hsA（L2）-hiE]形成供水流量额定值MS的装置，作为可提供给该装置的输入量有，蒸发器加热面入口处的比焓实值hie，和与蒸汽发生器功率有关的额定值L，其中，Q（L1）为流入蒸发器加热面的热流量值，该值是由函数发生器按照某预定的函数关系对应于输出的第一功率值L1给出的导出值;hsA（L2）为蒸发器加热面出口处的比焓额定值，该值是由函数发生器按照某预定的函数关系对应于第二功率值L2给出的导出值;第一功率值L1是与一个与蒸发器功率有关的额定值L经过第一延迟器得到的延迟的功率值;第二功率值L2是与第一功率值L1经过第二延迟器得到的延迟的功率值。
对蒸发器加热面入口处比焓的实测值进行了这样的处理，实现了为确定供水流量的额定值所考虑的流入蒸发器加热面的热流量，从而使流入蒸发器加热面的供水流量与输入蒸发器加热面的热流量尽可能地相匹配。这样就可以有目的地控制蒸发器加热面出口处的比焓。
在另一最佳实施例中，用于形成Q（L1）/hsA（L2）-hiE）＝Ms的装置包括一个微分器，借助其输入端接上第二延迟器输出端的第二功率值L2成在蒸发器加热面后测得的实际压力值，并且当由第二延迟输出的第二功率值L2或在蒸发器加热面后测得的实际压力值升高时，该微分器将构成额定值MS的量暂时减少大约一修正值。反之，当该第二功率值L2成该实际压力值降低时，该微分器所构成额定值MS的量暂时增加一修正值。对能量储存考虑到在蒸发器加热面的金属质量，以便使此入蒸发器加热面的供水流量更好地适应于流入该蒸发器加热面的热流量。
另一最佳实施例的特征在于用于形成量Q（L1）/（hsA （Li2）-hiE）＝Ms的装置包括一个具有微分特性的功能元件，其用输入端接上/蒸发器加热面入口处的比焓的实测值hiE，并且当蒸发器加热面入口处的比焓实测值升高时，该功能元件将额定值MS构成的量瞬时减小约一修正值。反之，当实测值hiE降低时，则瞬时增加约一修正值。由此考虑到，进入蒸发器加热面的供水流量和温度产生的变化不会在蒸发器加热面中同步运行。
其它实施例均反映在从属权利要求中。
以下将通过附图及其所示实施例进一步介绍本发明及其优点。
图1表示了本发明的一种强制循环式蒸汽发生器。
图2和图3表示了图1所示的强制循环式蒸汽发生器在其蒸发器加热面出口处的比焓值随时间变化的曲线。
图1中表示了一种供水调节装置。其所属的燃烧调节装置由在开始就提及的文献“VGB电厂技术65”的图6中公开。
图1所示的强制循环式蒸汽发生器中包括一个供水预热面（经济加热面）2，该预热面置于一个燃气通道（图中未示）内。供水预热面2串联地接在供水泵3的前方、蒸发器加热面4的后方。在由供水泵3引至供水预热面2的供水管中，设置一个测量装置5，用于测量流经该供水管的供水流量M：（即单位时间内流过的质量）。此外，在供水预热面2与蒸发器加热面4之间的连接管道内，蒸发器加热面4的入口处设置了一个测量装置9，用于测量蒸发器加热面4入口处的供水比焓的实值hiE。
一个快速调整器、即程序指令（PI）调整器6与供水泵3上的驱动马达相连。用测量装置5测得的供水流量Ms的调整偏差值△M做为调整量输入到调整器6。与调整器6相连的还有 一个装置8，用于建立供水流量的额定值Ms。装置8的输入量为，一方面由额定值设定器7给出的强制循环式蒸汽发生器的额定功率值L，另一方面由测量装置9确定的蒸发器加热面4入口处比焓的实值hiE。
强制循环蒸汽发生器的额定功率值L被输入到装置8的第一延迟器13的输入端。该额定值L总是随时间而变化的，并且该蒸汽发生器在燃烧调节循环中（图中未示）直接输给到燃料调节器上。延迟器13设置在较高的位置上，如第二位置上，延迟器13给出一个第一信号或一个经延迟的和经一功率值L1。该第一功率值L1输入到装置8的函数发生器单元10的输出端给出供水流量值M（L1），并且在函数发生器单元11的输出端上给出蒸发器加热面4的出口处比焓hiA与入口处比焓hiE的差值△h（L1）值M与△h作为L1的函数被储存在函数发生器单元10或11中。这些值都是根据静态下的M与△h值确定的，即总是在强制循环式蒸汽发生器单元10与11中。在单元10和11的小框中表示了可能的函数关系。由此可以看出，在负载值L的由35%到100%（满负荷范围内总是设有一个基本上或正比上升的或反比下降的函数关系。
函数发生器单元10与11的输出值M（L1）和△h（L1）在装置8的函数发生器的乘法器中相乘。所得乘积值Q（L1）对应于在功率值为L1下进入蒸发器加热面4的热流量。该值Q（L1）作为分子被输入给除法器15。
输入给降法器15的分母是由加法器19给出的hsA（L2）与hiE的差值，其中，hsA（L2）为蒸发器加热面4出口处的比焓的额定值，hiE则是借助测量装置9测得的蒸发器加热面入口处比焓的实测值。
额定值hsA（L2）是由装置8的函数发生器中的第三个函数发生器单元12取出的。函数发生器单元12的输入值产生在第二延迟器16的输出端，特别是处于第一位置的延迟器的输出端，该输入值是第一延迟器13输出端的第一功率值L1，与此相应地，第三函数发生器单元12的输入值是相对第一功率值L1延迟后得到的第二功率值L2。hsA（L1）的各个值作为L2的函数存储在第三函数发生器单元12中。这些值总是在循环式蒸汽发生器静态工作时测得并输入给函数发生器单元12的hsA值。在单元12的小框中表示了可能的函数关系。由此可以看出，在负荷值L的35%至100%（满负荷）的范围内，该函数基本上为线性逆减函数。
由除法器15的输出端取出供水流量的额定值MS＝Q（L1）/（hsA（L2）-hiE）＝△h（L1）×M（L1）/（hsA（L2）-hiE），该值与用装置5测得的在蒸发器加热面2的供水流量的实值经加法器23得到输入到调整器16的调节偏差值△M。
在第二延迟器16的输出端最好设置一个微分器17的输入端，微分器的输出值经反向后输给加法器18。加法器18用微分器17的输出信号来修正流入蒸发器加热面4的热流量值Q（L1）。在微分器17的输入端还可以连接一个装置30（如图1中虚线所示），用于测量蒸发器加热面4后面的实际压力Pi（例如也可以测量串接在蒸发器加热面4后面的一个强制循环式蒸汽发生器的过热面后面的压力）。在微分器17的输入端与用于测量实际压力值Pi的装置30之间还可以设置一个函数发生器，该函数发生器可以给出诸如相应于在微分器17上所测压力Pi的饱和蒸汽温度作为输出信号。
另一个微分器24最好作为具有微分特征的功能元件。该微 分器24的输入量具有用测量装置9确定的蒸发器加热面4入口处比焓的实值hiE。微分器24的输出端也是反向地连接到加法器18上。
在通常的静载工作过程中，强制循环式蒸汽发生器处于稳定状态，其蒸汽发生器功率的额定值应为常数。因此，无论是在延迟器13的输出端的功率值L1，还是在延迟器16的输出端的功率值L2均为常数，而且等于额定值L。
在循环式蒸汽发生器在稳定运工况下工作时，hiE相应于蒸发器加热面4入口处比焓的静态值，装置8给出的值MS由相应于流入供水预热面2，同时也是流入蒸发器加热面4的供水流量的静态额定值。
由乘法器14产生的乘积值△h（L1）×M（L1）＝△h（L）×M（L）对应于流入蒸发器加热面4中的热流量的静态值。
当在额定值设定器7上的蒸汽发生器的额定定功率值L改变时，蒸发器加热面的热流量Q（L）的新的静态值只是做一滞后调整，这是因为强制循环蒸汽发生器的燃烧只是滞后于蒸汽发生器的额定值功率L的变化。这一点已通过装置8的第一延迟器13得到了考虑（同步化）。
由于一定的流向蒸发器加热面4流量需要有限的时间，因此蒸发器加热面出口处的比焓hiA的变化当蒸发器加热面4的热流量变化时，更要滞后些。对这点的已考虑使用装置8的第二延迟器16。
在建立供水流量的额定值MS时，在蒸发器加热面4入口处测得的比焓hiE还要特别考虑到强制循环式蒸汽发生器以外的供水加热的时间特性。
一方面，当功率值L2瞬时升高并且对蒸发器加热面4的金 属质量的加热将流入蒸发器加热面4的流量所得到的热流量减少时，微分器17使供水流量的额定值MS减少一相应的修正值。另一方面，当功率值L2瞬时下降并且对蒸发器加热面4的金属质量的冷却将流入蒸发器加热面4的流量的热流量增加时，微分器17使供水流量的额定值MS增加一相应的修正值。
微分器17的输出端也可以例如通过标准单元与加法器19正向连接。
一方面，当蒸发器加热面4入口处的实际比焓hiE增加时，微分器24将流入循环式蒸汽发生器的供水流量的额定值MS减小一修正值。另一方面，当实际比焓hiE瞬时下降时，微分器24将额定值MS增加一修正值。微分器24的输出端也可以与加法器19正向连接，例如通过标准单元来连接。
微分器24可以是一个具有微分特性的纯功能元件，但也可以包括一个可改变微分特性的计算元件。
图2表示一个强制循环式蒸汽发生器在其蒸汽发生器额定功率值L在200秒内沿斜线由50%变化到100%时，蒸发器加热面4出口处比焓hiA（单位为Kj/Kg）随时间t变化的四条曲线（曲线Ⅰ至Ⅳ）。与之相应地，图3中所示的四条比焓hiA的（单位为Kj/Kg）的时间曲线（曲线Ⅰ至Ⅳ）是在强制循环式蒸汽发生器的额定功率L在200秒内沿斜线由100%变到50%的条件下获得的曲线。
图2和图3中的曲线Ⅰ所对应的情况是，以函数发生器单元10的输出值M（L1）是作为调整器6的未修正的额定值MS。曲线Ⅱ所对应的情况是，在图1所示线路图中没有连接微分器17和24。而曲线Ⅲ则对应于图1所示线图中没有微分器24的情况。曲线Ⅳ对应的是图1所示的线路图的情况。由图2、图 3所示的图形可以看出，按照图1所示完整线路图的曲线Ⅳ最为理想，如果实现此情况，就最大程度地避免了蒸发器加热面4出口处比焓hiA的突变。
图1中还用虚线表示了一个比焓修正调整器20，其输入端与加法器21的输出端相连。由第三函数发生器单元12的输出端给出的额定值hsA（L2）正向输给加法器21，而蒸发器加热面4入口处比焓的实测值hiA则反向输给加法器21。实测值hiA是用位于蒸发器加热面4输出管道内的测量装置22测得的。在调整器输出端上的修正信号正向地输给装置8的加法器19。
比焓修正调整器20的最佳方式是，当蒸发器加热面4出口处比焓的实测值hiA因外界干扰因素，如流入循环式蒸汽发生器的燃料的热值波动，或循环式蒸汽发生器燃烧室内点火位置的变化的影响而偏离于第三函数发生器单元12给出的蒸发器加热面4出口处比焓的额定值hsA（L2）时，对流入强制循环式蒸汽发生器内的供水流量的额定值MS进行修正。

Claims (8)

1、一种强制循环式蒸汽发生器，其上具有一蒸发器加热面(4)；并具有在该加热面的前方串接的一个用于确定流入蒸发器加热面(4)的供水流量M的装置(3)；在该装置(3)上附设有一个调节装置(6)，其调节量为供水流量M，而供水流量的额定值Ms则是根据一个与蒸汽发生器功率有关的额定值L而定的，其特征在于，调节装置(6)上连接有一个将变量Q(L1)/[hsA(L2)-hiR]形成供水流量额定值Ms的装置(8)，作为可进入该装置的输入量有：蒸发器加热面(4)入口处的比焓值hiE，与蒸汽发生器功率有关的额定值L；
其中，Q(L1)为流入蒸发器加热面(4)的热流量值，该值是由函数发生器(10、11、12、14)按照预定的函数关系对应于一个第一功率值L1而给出的导出值；
其中，hsA(L2)为蒸发器加热面(4)出口处比焓的额定值，该值是由函数发生器(10、11、12、14)按照预定的函数关系对应于一个第二功率值L2而给出的导出值；
其中，第一功率值L1是由上个与蒸汽发生器功率有关的额定值L经过第一延迟器(13)得到的延迟的功率值；
其中，第二功率值L2是相对于第一功率值L1经过第二延迟器(16)而得到的延迟的功率值。
2、如权利要求1所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，用于形成量Q（L）/[hsA（L2）-hiE]＝MS的装置（8）具有一个微分器（17），该微分器用它的输出端接上第二延迟器（16）的第二输出端的第二功率值L2或接上在蒸发器加热面（4）后面测得的实际压力值，当由第二延迟器（16）输出端的第二功率值L2或在蒸发器加热面（4）后面测得的实际压力值升高时，该微分器将构成额定值MS的值减小一个修正值，反之，当第二功率值L2或所述实际压力值降低时，该微分器将构成额定值MS的值增加一个修正值正。
3、如权利要求1或2所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，用于形成Q（L1）/[hsA（L2）-hiE）＝MS的装置，包括一个具有微分特性的功能元件（24），它与蒸发器另热面（4）入口处比焓的实际值为hiE的输入端相连，当蒸发器加热面（4）入口处比焓的实测值为hiE升高时，该功能元件钭构成额定值MS的值瞬时减小一修正值，当蒸发器加热面（4）入口处比焓的实测值降低时，则将所述值瞬时增加一修正值。
4、如权利要求1、2或3所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于设置有一比焓修正调整器（20），在其调整输入端上，[hsA（L2）-hiA]值作为调整偏差，而在其调整输出端上，则给出一个加到差值[hsA（L2）-hiA]中的修正值，其中hiA为蒸发器加热面（4）出口处比焓的实测值。
5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，函数发生器（10，11，12，14）包括由第一功率L1加载的第一和第二函数发生器单元（10，11），其输出信号[M（L1）、△h（L1）]被输到乘法器（14）中。
6、如权利要求1至5中任一权利要求所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，函数发生器（10，11，12，14）包括一个由第二功率值L2加载的第三函数发生器单元（12），其输出信号[hsA（L2）被输到加法器（12）上。
7、如权利要求1至6中任一权利要求所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，装置（8）包括一个用于形成MS值的除法器（15）。
8、如权利要求1至7中任一权利要求所述的强制循环式蒸汽发生器，其特征在于，设置有一个测量装置（5，9），用于检测蒸发器加热面（4）入口处和/或出口处比焓的实测值。
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