锅炉给水自动控制

盘电#3机组为哈尔滨汽轮机厂生产的600MW机组，给水系统配有两台60%容量的汽动泵，一台为30%容量电动变速泵，电泵出口管路设有调节阀。机组启动阶段先用单冲量调节电泵转速控制锅炉汽包水位，当负荷大于25%MCR时，切换至三冲量控制，汽泵启动，电泵停运备用。盘电#3机组汽动给水泵控制采用上海新华MEH-ⅢA型锅炉给水泵汽轮机数字式电液控制系统，其液压执行器为低压油动机，通过电液转换与MEH控制器相联接，组成低压纯电调MEH系统。MEH系统与汽轮机控制系统DEH-IIIA组成汽轮机岛一体化控制系统，共用DEH的操作员站及工程师站。MEH-ⅢA能够接受机炉协调控制系统给水指令，对给水泵汽轮机进行大范围转速闭环控制。MEH-ⅢA系统采用双DPU控制运行，双机容错软件设计，使双DPU互为备用，自动无扰切换。测速回路三取二，双路独立交流220V电源供电，直流电源双路冗余，双数据通讯，这些设计方案保证了系统的可靠和安全运行。

盘电#3机组，有一台电动给水泵，两台汽动给水泵，汽泵为杭州汽轮机厂生产，容量各为60%，驱动汽轮机的蒸汽来源有三路，分别为：从锅炉再热器冷端来的高压蒸汽，从汽轮机来的四段抽汽，从辅汽联箱来的辅助蒸汽。在汽机未带负荷时，汽泵由辅汽联箱来的辅助蒸汽驱动，随着汽轮机启动定速及并网，汽泵由四段抽汽来的低压蒸汽和从锅炉再热器冷端来的高压蒸汽共同驱动。从再热器冷端来的高压蒸汽由高压调节汽阀控制，从汽轮机四段抽汽管路上来的低压蒸汽和辅汽联箱来的辅助蒸汽由低压调节汽阀控制，低压调节阀开度大于90%后，高压调节阀开启参与调节。

工业锅炉给水自动控制系统，原则上可从影响被控对象动态特性的给水流量、蒸汽流量和炉膛热负荷等主要因素中，选择一个因素作为调节手段(即调节参数)，将被控变量通过调节器和执行器构成一个闭合回路，组成给水自动控制系统。对锅炉给水自动控制系统来说，蒸汽量及炉膛热负荷都是由外界负荷所决定的，它必须随时满足外界负荷的需要。因此，只有给水量可作为给水自动控制的调节手段(调节参数)。

常用的给水自动控制系统有以水位为唯一调节信号的单参数控制系统、以水位为主要调节信号，又以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统，又称为双参数给水控制系统、仍以水位为主要调节信号，又以蒸汽流量和给水流量作为补充信号的三参数控制系统，称为三参数给水控制系统。

单参数给水自动控制如图1所示。它是汽包给水自动控制中最简单、最基本的一种形式。它以水位为唯一的控制信号。即调节器只根据水位变化去改变给水调节阀的开启度。这种控制系统由汽包、水位变送器LT、调节器LC与给水调节阀组成。当汽包水位发生变化时，水位变送器发出信号并输入调节器，调节器将水位信号与没定值相比较得出偏差信号，经过运算放大后输出控制信号，然后通过执行机构带动给水调节阀，对给水量进行自动控制，来保持汽包水位在允许的波动范围内。

中小型锅炉的汽包相对负荷的容量较大，水位受扰动后的反映速度较慢，“虚假水位”现象不很严重，对汽包水位控制的要求不高，采用比例积分控制规律，可以实现无差控制，使水位的波动幅度减小，可满足锅炉运行的要求。

单参数给水自动控制系统，在锅炉负荷变化幅度与速率很大时，受锅炉“虚假水位”的影响，势必会使控制质量下降，例如蒸汽负荷增加时，水位一开始先上升，调节器只根据水位作为控制信号，就去关小调节阀而减少给水量，这个动作对锅炉流量平衡是错误的，它在控制过程一开始就扩大了蒸汽流量与给水量的差值，使水位和给水量的波动幅度增大。又例如由于给水总管压力改变等原因所造成的给水量变动时，调节器要等到水位改变后才开始动作，而在调节器动作后又要经过一段滞后时间才能对水位发生影响，因此。水位不可避免地会发生较大的波动变化。由于单参数控制系统存在这些缺点，对于“虚假水位”现象严重及水位反应速度快的锅炉不宜使用。为了改善控制品质，满足运行要求，需采用双参数给水自动控制系统。

在单参数给水控制的基础上，引入蒸汽流量作为前馈信号。构成如图2所示的双参数给水自动控制系统。

双参数给水自动控制系统由汽包水位变送器、蒸汽流量变送器、调节器和执行器组成。这种系统中的调节器接受汽包水位和蒸汽流量两个信号，蒸汽流量信号是为了克服蒸汽流量扰动对 “虚假水位”影响而引入的补偿信号。

这种系统在运行中，当蒸汽量突然减小时，按蒸汽流量信号应该关小给水调节阀，而此时“虚假水位”信号却要开大给水调节阀，这两个信号在调节器中是互相制约的，因此，调节器暂时基本上不会动作。只有当给水流量与蒸汽流量的不平衡引起水位上升时，调节器才发出信号。相应地减小给水流量，由于蒸汽流量信号的超前作用，可以克服“虚假水位”引起的调节器误动作，使控制过程比较平稳。

当给水母管压力或汽包压力波动时，会引起给水调节阀前后压差的变化，使给水量在调节阀开度没有改变的情况下也发生变化，因此，经过一段延迟时间后，汽包水位也发生变化，这个变化过程是比较缓慢的。当水位变化后，调节器才接受水位信号，再改变给水调节阀的开度以恢复原来的给水流量。在这个控制过程中，汽包水位将有较大的动态偏差。

由此可见，双参数单回路给水自动控制系统，由于有蒸汽流量信号的超前作用，可以克服“虚假水位”引起的调节器误动作，改善了在蒸汽流量扰动下的控制品质。但是，这种系统仍不能迅速消除给水流量扰动的影响。