CN2916385Y - 一段式全程给水控制系统 - Google Patents

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杨远忠
柴向东
肖光华
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Abstract

一种一段式全程给水控制系统，包括一泵主控及各台泵顺控子系统、一给水泵最小流量控制子系统、一锅炉给水启动调节阀控制子系统、一给水泵转速控制子系统以及一给水主控子系统，所述给水主控子系统包括一汽包水位主控回路、一低负荷转速反馈回路、一高负荷主汽流量前馈及给水流量反馈回路、一给水流量平衡回路、一压力限制回路、一下限特性保护回路、一单/三冲量切换回路、一给水泵启动及跟踪回路以及一启调阀与主给水阀的切换回路，所述各回路相互工作连接。该一段式全程给水控制系统可有效地达到锅炉给水全程控制的目的。

Description

一段式全程给水控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种给水控制系统，尤其涉及一种用于火力发电机组锅炉的一段式全程给水控制系统。
背景技术
目前，国内大中型火力发电机组锅炉给水系统已逐步采用变速给水泵、全程给水控制系统来实现锅炉各种运行工况的给水控制，以保证锅炉的安全、稳定运行，减轻运行人员的劳动强度，提高机组效率，降低辅机的损耗。
但是，由于存在各种客观和主观因素，现有给水控制系统仍存在很多问题，如没有大、小阀切换回路，这将不能满足全程给水控制的要求；给水流量波动很大，造成给水泵误跳；给水泵跳闸发生自动减负荷(RB)后汽包水位难以控制等等。
因此，有必要设计一种新的给水控制系统，以克服上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可实现锅炉给水全程控制的一段式全程给水控制系统。
为实现上述目的，本实用新型的一段式全程给水控制系统是这样设计的：
一种一段式全程给水控制系统，包括一泵主控及各台泵顺控子系统、一给水泵最小流量控制子系统、一锅炉给水启动调节阀控制子系统、一给水泵转速控制子系统以及一给水主控子系统，所述各子系统相互工作连接，所述给水主控子系统包括一汽包水位主控回路、一低负荷转速反馈回路、一高负荷主汽流量前馈及给水流量反馈回路、一给水流量平衡回路、一压力限制回路、一下限特性保护回路、一单/三冲量切换回路、一给水泵启动及跟踪回路以及一启调阀与主给水阀的切换回路，所述各回路相互工作连接。
借此，该一段式全程给水控制系统可有效地达到锅炉给水全程控制的目的。
附图说明
下面将结合附图对本实用新型的一段式全程给水控制系统进行详细地说明，其中：
图1是本实用新型的一段式全程给水控制系统的给水主控子系统原理框图；
图2是本实用新型的一段式全程给水控制系统的原理框图；
图3是本实用新型的一段式全程给水控制系统的给水启动阀与电泵主阀的切换逻辑流程图；
图4是本实用新型的一段式全程给水控制系统的给水泵再循环门的控制原理图；
图5是本实用新型的一段式全程给水控制系统的该泵特性限制回路电路图；
图6是本实用新型的一段式全程给水控制系统的块状示意图。
具体实施方式
如图1至6所示，依据本实用新型的一段式全程给水控制系统包括一给水主控子系统10、一泵主控及各台泵顺控子系统20、一给水泵最小流量控制子系统30、一锅炉给水启动调节阀控制子系统40以及一给水泵转速控制子系统50，所述各子系统相互工作连接，所述给水主控子系统10包括一汽包水位主控回路110、一低负荷转速反馈回路120、一高负荷主汽流量前馈及给水流量反馈回路130、一给水流量平衡回路140、一压力限制回路150、一下限特性保护回路160、一单/三冲量切换回路170、一给水泵启动及跟踪回路180以及一启调阀与主给水阀的切换回路，所述各回路相互工作连接。
参阅图1至6，该泵主控及各台泵顺控子系统20顺序启停给水泵，以满足不同负荷阶段锅炉上水的要求，保证各台泵间的无扰切换。本领域的技术人员可以了解，此功能的实施业内人士所知，在此不作赘述。
该锅炉给水启动调节阀控制子系统40以控制一电泵出口压力为基础，在锅炉启动上水阶段维持一定的给水流量，满足锅炉上水的要求；在锅炉点火到30％负荷以下，其接受给水压力偏差及汽包水位偏差的一微分前馈信号，与该给水泵转速控制子系统配合，维持电泵出口压力相对稳定，满足锅炉上水能力，并保证给水泵在安全区内工作的最小给水压力。
参阅图1、2和5，该给水主控子系统10设有一给水泵启动回路180，其以泵的转速(首台启动泵)或给水压力(第二台泵和备用泵)作为被控量，其目的是保证泵启动时速进入工作区(不大于30秒)，采用变参数调节，在启动泵以及备用泵投运过程中，用一组比例积分控制器PI参数控制给水泵快速升速；进入工作区正常运行时，用另一组比例积分控制器PI参数调整给水流量和汽包水位。
对主汽流量微分前馈和给水流量微分反馈进行调整，将实际微分环节的微分时间和惯性时间设定为与比例积分控制器PI的积分时间相同，即可等效为串级三冲量控制子系统，等效框图如图2所示。主调为比例积分控制器PI，副调是比例系数为1的纯比例积分控制器，则
D(W)×tds/(1+τis)×Kd×Kp(1×1/tns)＝U
式中：
Kp-比例积分控制器PI的比例系数；
Kd-蒸汽流量微分系数；
tn-比例积分控制器PI的积分时间；
td-比例积分控制器PI的微分时间；
τi-时间常数；
s-拉普拉斯变换中的复变量；
U-电压。
当td＝tn＝τi，则上式为：
D(W)×Kd×Kp＝U
其中(Kd×Kp)为增益系数，G(S)w、G(S)h为传递函数。由图2可见：Kp和tn根据汽包水位的响应特性调整；td和τi根据tn来设定；Kd根据Kp和给水泵的流量特性来调整，保证在蒸汽流量发生变化时，给水流量的变化也相同，维持汽包水位的动态稳定；因为副调等效为纯比例积分控制器，所以Kd要在克服给水流量自发扰动的情况下尽量小，否则会产生较大的静态偏差。
在给水泵启动后锅炉上水阶段，对给水泵转速定值RPM、给水压力定值P、汽包水位定值H0及其切换进行适应性参数修改，以配合该给水主控子系统满足全程控制的要求。
该给水主控子系统还加入了启调阀与主给水阀的切换回路，如图3所示，当负荷大于30％、启调阀开度大于75％时开始阀切换，即先开主给水阀，给水阀全开后，启调阀切手动全关；当减负荷小于25％时先开启调阀后，关主给水门。当启调阀大开，主阀关到80％(根据时间估算)，再启调阀投自动。
如图4所示，给水泵最小流量采用一调节阀闭环控制，其根据给水泵的上限特性曲线控制给水流量，其中，当给水流量大于设定值SP时，慢关一再循环门；当给水流量百分比F＜(给水流量百分比设定值SP-正向死区块Δ)时快开再循环门；当(给水流量百分比设定值SP-正向死区块Δ)＜给水流量百分比F＜给水流量百分比设定值SP时，慢开再循环门，在该给水泵最小流量控制子系统回路中还设有一负向死区块Δ1(Δ1＝-1.5)，当给水流量＞(给水流量百分比设定值SP+负向死区块Δ1)时慢关再循环门；当给水流量百分比F＜给水流量百分比设定值SP时快开再循环门；当给水流量百分比设定值SP＜给水流量百分比F＜(给水流量百分比设定值SP+负向死区块Δ1)时再循环门保持不动，且在给水流量百分比F为30～100％之间与30％以下采用不同的慢关速率，在给水流量百分比F为0.3％以下时偏差为0，达到抗积分饱和作用。

Claims (3)

1.一种一段式全程给水控制系统，其包括一泵主控及各台泵顺控子系统、一给水泵最小流量控制子系统、一锅炉给水启动调节阀控制子系统、一给水泵转速控制子系统以及一给水主控子系统，其特征在于，所述给水主控子系统包括一汽包水位主控回路、一低负荷转速反馈回路、一高负荷主汽流量前馈及给水流量反馈回路、一给水流量平衡回路、一压力限制回路、一下限特性保护回路、一单/三冲量切换回路、一给水泵启动及跟踪回路以及一启调阀与主给水阀的切换回路，所述各回路相互工作连接。
2.如权利要求1所述的一段式全程给水控制系统，其特征在于，所述水泵启动回路包括比例积分控制器PI。
3.如权利要求2所述的一段式全程给水控制系统，其特征在于，所述给水泵最小流量控制子系统包括调节阀闭环。
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