第五章主要辅助控制系统案例.ppt

;§5-1 除氧器控制系统 ;一、除氧器的主要用途 用汽轮机的抽汽加热给水使其达到该压力下的饱和温度，并除去溶于水中的氧（以及其它气体）。 除氧器还作为汽轮机回热加热系统中的一级混合式加热器，同时担负汇集各种疏水、锅炉补充水的任务。除氧器水箱须保证锅炉所需给水的储备量。 鉴于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器压力应进行控制。; 二．除氧器的除氧原理 锅炉给水中若含氧量较大，就会使管道及锅炉受热面遭到深度针孔腐蚀，给水含有其它气体也会妨碍热交换而降低传热效果，因此要对锅炉给水进行除氧及去除其它气体。 由亨利定理知，在一定压力下，水的温度越高气体的溶解度越小；反之，水的温度越低则气体的溶解度越高。此外，某种气体的溶解度还与水面该气体的分压力有关，因此，当锅炉给水被加热到沸点时，水面上的蒸汽压力就接近全压力，而其它气体的分压力则接近零。这样，溶解于水中的气体（包括氧气）就被分解出来并及时地随部分蒸汽排走，除氧器正是根据这一原理来工作的。; 三．除氧器压力控制系统 要使除氧器除氧效果好，就应该将水加热到沸点温度。由于温度测量存在较大的延迟，而饱和压力和饱和温度间有一一对应关系，所以一般采用控制除氧器蒸汽空间的压力来达到控制给水加热至饱和温度的目的。 当除氧器压力超过原先的饱和压力时，开始由于除氧器水箱的热容量大，水的温度不会上升，从而使水进入未饱和状态，水中的含氧量相应地增加；随后由于除氧器排汽口阀门开度是根据额定压力调整试验确定的，运行中不再调整，在压力长时间高于额定压力时，排汽量必然很大，这就造成额外的汽水损失和热损失。如果除氧器压力偏低，说明加热蒸汽不足，故给水达不到饱和温度而具有较高的含氧量。 ; 除氧器压力对象可作为一阶惯性环节来处理，在除氧器加热蒸汽阀开度作阶跃变化时，由于连接管路很短，所以除氧器内部压力立即随之变化，只是除氧器体积较大，其压力变化过程将是缓慢的。 目前，除氧器系统有单台运行和多台并列运行两种。对并列运行的各台除氧器，采用平衡管将蒸汽空间相连接，饱和水空间也由水平衡管连接。对于压力控制则以平衡管压力为被调量，设计与单台除氧器独立运行一样的单回路控制系统。;左图是单台除氧器独立运行的压力控制系统原理方框图。 除氧器的压力信号p与其给定值R比较后，差值E经比例积分调节器运算，其结果作为控制信号通过执行机构改变进入除氧器的蒸汽量，以维持压力满足除氧器运行要求。 除氧器采用滑压运行方式，可减小定压运行时抽汽压力的节流损失，尤其是在机组低负荷运行时，采用定压运行方式就要切换至高一级压力的抽汽，从而导致更大的节流损失。; 滑压运行方式：就是将除氧器加热蒸汽阀开足，除氧器压力接近抽汽压力（只差管路压力损失），这样除氧器压力就随汽轮机负荷变化而变化。 采用滑压运行方式要解决以下两个问题： (1) 在汽机升负荷过程中，除氧器内水温不能及时随压力升高而升高，就会造成给水含氧量增加； (2) 在机组甩负荷时，压力降的较快而有可能造成给水泵入口汽化。 因此，设计滑压运行的除氧器系统时，应考虑机组甩负荷时能切换到定压运行，而且机组启动时，除氧器有减温减压器供汽，以保证除氧效果。 ; 在除氧器压力控制系统中，机组启动期间打开厂用蒸汽调节阀，维持除氧器压力在预先的设定值；汽机跳闸时产生一个随时间函数衰减的较高设定值，以防止启动给水泵时由于除氧器闪蒸引起的汽蚀；在正常运行工况，设定值跟踪除氧器压力。在除氧器压力控制系统中，除氧器压力测量值与给定值一起送入PID中进行运算，运算结果用来调整鼓泡除氧器压力调节阀，维持鼓泡除氧器压力在预先设定值。 除氧器压力控制系统如下图所示。;10; 四、除氧器水位控制系统 1. 控制任务 除氧器的水箱是为保证锅炉有一定的给水储备而设置的，其容量一般应不小于锅炉额定负荷下连续运行15~20min 所需的给水量。除氧器水位过低，储水量不足有可能危及锅炉的安全运行，此外还有可能造成给水泵入口汽化。除氧器水位过高，则妨碍除氧器除氧。因此，除氧器水位应维持在允许范围内。 由于热力循环中不断有工质损失，因此要向热力系统不断补充水。补充水来自化学水处理装置。补充水可直接进入除氧器，也可送凝汽器进行真空除氧后再送除氧器。; 2. 除氧器水位特性 除氧器水箱的容积较大，在补充水调节阀开度作阶跃变化时，水箱水位不会立即变化，