汽包锅炉通过改变燃料量、减温水量和给水流量控制蒸汽压力(简称汽压)、蒸汽温度(简称汽温)和汽包水位，汽压、汽温、给水流量控制相对独立。超临界机组的直流锅炉，在通过改变燃料量控制汽压的同时，通过控制燃水比调节给水流量和调节减温水量控制蒸汽温度。本文以某超临界600MW机组锅炉为例，介绍锻炉给水流量调节(简称给水调节)及其控制系统。
　　
　　一、给水调节
　　
　　1.1全负荷范围给水调节
　　
　　某超临界60OMW机组锅炉起动系统为带炉水循环泵的内置式系统(图1)。在锅炉负荷小于30%BMCR时，给水控制系统使省煤器流量保持在645t/h最小值(本生流量)。给水流量随汽水分离器蒸汽量增大而逐步增大，给水流量与再循环流量之和等于省煤器流量。在锅炉负荷大于30%BMCR后，汽水分离器下再有水分离，贮水箱水位低到235Omm以下后，停运炉水循环泵，锅炉进入直流运行工况。
　　
　　在锅炉起动初期，主给水电动阀关闭，给水流量由给水旁路调节阀控制。电动给水泵改变转速维持给水旁路调节阀差压在(0.5~0.9)MPa。当给水旁路调节阀开度增大至75%，锅炉负荷达15%BMCR时，主给水电动阀打开，给水旁路调节阀关闭，由电动给水泵调速控制给水流量。当锅炉负荷达20%~25%BMCR时，起动第1台汽动给水泵，停运电动给水泵。当锅炉负荷达50%BMCR前，起动第2台汽动给水泵。
　　
　　1.2起动过程贮水箱水位控制
　　
　　锅炉负荷小于30%BMCR以下时，直流锅炉运行工况类同于汽包锅炉。贮水箱水位由炉水循环泵出口调节阀、低容量溢流电动阀及调节阀、高容量溢流电动阀控制。
　　
　　贮水箱水位计量程为(0~8900)mm。当贮水箱水位高于8160mm时，开启高容量溢流电动阀;当贮水箱水位低于7450mm或贮水箱压力达到3.0MPa时，联锁关闭高容量溢流阀;当贮水箱水位高于7650mm时，联锁开启低容量溢流电动阀;当贮水箱水位低于6700mm或贮水箱压力大于20MPa，联锁关闭低容量溢流阀;当贮水箱水位在(6700~7650)mm时，根据贮水箱水位通过低容量溢流调节阀控制溢流流量。
　　
　　当贮水箱水位在(2350~6700)mm，由炉水循环泵出口调节阀控制循环流量。贮水箱水位和再循环流量的控制由1套调节系统实现。该系统提供对总给水流量控制系统的前馈信号，限制炉水循环泵调节阀和贮水箱溢流阀的开启速率，使相互作用减至最小。

　　
　　二、给水调节控制系统
　　
　　2.1四回路给水调节控制系统
　　
　　给水调节原理见图2。图中，fQ(x)为基于不同负荷计算单位时间流经蒸发器的水应吸收热值的一组函数；fh(x)为基于不同负荷计算分离器出口焓应有值(对应于燃水比应有值)的函数;f△t(x)为基于不同负荷计算一级减温器温降应有值的函数。

　　
　　回路1为省煤器流量控制回路。实际系统大选运算的流量定值并行接至给水旁路调节阀、电动给水泵转速、2台汽动给水泵转速的调节控制回路，通过切换逻辑实现全程给水调节。
　　
　　回路2为燃水比控制主回路。根据给水流量(kg/S)=单位时间流经蒸发器的水应吸收热值(MJ/s)/蒸发器焓增(MJ/kg)算式，计算出相对一定负荷的单位时间流经蒸发器的冰应吸收热值(MJ/s);由省煤器出口工质压力、温度，从蒸汽表中查出省煤器出口焓、汽水分离器出口焓与省煤器出口焓之差即蒸发器焓增，作为锅内水汽流程可观测的前段过程反馈;给水流量设定值(kg/S)=热值(MJ/s)/焓增(MJ/kg)。对于一定的负荷，存在一定的吸热值和焓增，就有一定的给水流量，从而体现燃水比。
　　
　　回路3为燃水比失调校正回路。相对一定的负荷，具有汽水分离器出口焓应有值。汽水分离器出口焓测量值与应有值的偏差(燃水比失调)时，对给水流量进行校正。恰值与负荷相对应时该回路调节器输出为零。调节器校正输出设有幅度限制。
　　
　　回路4为一级减温器温降校正回路。对应一定的负荷，具有一级减温器温降设定值，其温降测量值与设定值有偏差时，对给水流量进行校正。一级减温器温降与负荷对应时该回路调节器输出为零。调节器校正输出设有幅度限制。
　　
　　2.2用蒸发器吸热量及其焓增控制燃水比
　　
　　处于直流状态下的超临界锅炉，设计和运行要求蒸发段处于水冷壁燃烧区上方至汽水分离器之前。如果燃水比失调，蒸发段发生偏移，将使锅炉出口主蒸汽温度难以控制。因此，需要可靠地控制燃水比。
　　
　　可以由相对负荷的函数，直接简单地得出给水流量设定值;采用给水流量设定值二蒸发器应吸热量/蒸发器熔增测量值运算控制燃水比，提高控制效果。
　　
　　f/Q(x)计算:
　　
　　相对于不同负荷，对蒸汽及喷水流量、汽水分离器及省煤器的焓值，有各个不同的延迟规律和函数关系;蒸汽流量设计值—喷水流量设计值=给水流量设计值，汽水分离器出口焓设计值—省煤器出口焓设计值=蒸发器焓增设计值，给水流量设计值×蒸发器焓增设计值=设计热增量，设计热增量—基于贮水箱饱和温度计算的蒸发器金属吸热量=流经蒸发器的水应吸收热值。计算过程涵盖了燃料和给水响应时间上的动态配合、蒸发器金属蓄热以及高压加热器投切对相对负荷修正等因素。
　　
　　在实际运行系统中，用加入了温差调节器校正作用后的汽水分离器出口焓设定值减去省煤器出口焓测量值表示焓增测量值。
　　
　　省煤器出口给水焓测量值用作燃水比控制的反馈信号，当其增加时，表明给水从烟气侧的吸热量增加，即燃料量大，因此给水流量也应增加，反之也应减少。燃水比控制回路的省煤器出口焓与燃水比失调校正回路的汽水分离器出口焓，用作燃水比控制与校正的反馈信号，使蒸发器进出口压力、温度(水汽流程前段可观测参数)及早稳定，对主蒸汽温度控制起到良好的粗调和保证作用。
　　
　　2.3采用汽水分离器出口焓值校正燃水比失调
　　
　　汽水分离器出口微过热温度(中间点温度)能够反映燃水比的匹配程度。当负荷<30%BMCR时，锅炉处于汽包炉工况;当负荷在30%~75%BMCR时，锅炉处于亚临界直流工况;当负荷>75%RMCR时，蒸发器内水汽分界点压力达到22.lMPa，锅炉进入超临界工况。微过热温度在30%一10O%BMCR负荷范围均能反映燃水比。由文献[3]可知，微过热温度每变化l℃，在低负荷时对锅炉出口蒸汽温度影响达1O℃，高负荷时对锅炉出口蒸汽温度影响有5℃。分析表明，将微过热蒸汽焓值用作燃水比的反馈信号其灵敏度和线性度更优，能更好地优化燃水比控制性能。
　　
　　当汽水分离器出口恰测量值比应有值偏高时，表明燃水比偏高，焓值调节器输出将增大给水量以恢复燃水比。给水流量增大使机前蒸汽压力和功率瞬间增加，这将使燃料量反馈调节回路减少燃料量，又对汽水分离器出口焓形成扰动，可能出现不稳定工况。从焓值调节器出口引出燃料量调节解藕信号，加到燃料量调节回路，降低给水调节和燃烧调节的相互耦合作用。
　　
　　三、结论
　　
　　通过控制燃水比实现给水调节，是超临界锅炉控制蒸汽温度的主要手段，但对过热器出口蒸汽温度影响迟延大。在锅炉水汽流程末端的过热蒸汽减温喷水，能较快地改变过热器出口蒸汽温度。给水调节与喷水减温控制相结合，能使蒸汽温度控制获得最佳整体性能。
　　
　　在给水调节回路4中进一步采用一级减温器温降校正给水流量和过热器流程前期蒸汽温度对给水调节施加了影响。过热器辐射和对流受热面随负荷变化的温度特性不同，相对一定负荷，在蒸汽流程前期控制减温器的温降，比控制具体点温度更有利。
　　
　　综合分析某超临界60OMW机组的给水控制系统，其以燃水比及一级减温器温降调节校正给水流量，以二级减温器温降调节一级减温器喷水流量，最终根据出口主蒸汽温度调节二级减温器喷水流量。随水汽流程逐级调节蒸汽温雇，提高了锅炉出口蒸汽温度调节的精度和动态性能。
　　
　　将机组负荷、贮水箱水位、给水流量、分离器出口焓值、一级减温器温降进行集中对比显示，有利于掌握这些参数随负荷变化的规律，可更好地掌握对超临界锅炉给水调节工况的监控。
 

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