杨定坤

摘要：大容量 、超临界直流锅炉越来越在火力发电系统得到广泛应用 ，直流锅炉的给水控制一直是在调试及机组启动过程中控制的要点，在机组调试及机组启动正常运行阶段 ，经常由于给水调节不当导致省煤器入口流量低低造成锅炉M FT 保护动作，造成不必要的停机事件的发生，现以淮沪煤电田集发电厂一期2*600MW超临界机组为背景，从锅炉给水系统动态特性和过程控制要求进行分析，以期为电厂直流锅炉给水提供参考经验。

关键词：直流锅炉；给水流量控制系统；焓值控制；调节

淮沪煤电有限公司田集发电厂一期工程为2*600MW超临界机组。锅炉采用的是上海锅炉厂有限公司引进美国ALSTOM技术生产的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构、Ⅱ型露天布置、固态排渣超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉的超临界直流锅炉。

1、超临界直流锅炉给水控制的特点

1.1超临界直流锅炉给水系统的动态特性

为保证工质在水冷壁中稳定流动，直流锅炉是依靠给水泵的压力来推动工质在水冷壁中稳定流动。田集发电厂600MW超临界直流锅炉在不同的运行阶段，给水系统的动态特性差异很大。锅炉在冷态启动阶段，该动态特性类似于汽包锅炉，给水流量的变化主要影响的是汽水分离器的水位，存在着汽水两相区。随着锅炉压力的升高，达到临界压力时，水在25.42MPa压力下加热到571℃时全部汽化为蒸汽即为变相点。当工作压力大于临界压力时，即在超临界压力下，水的汽化潜热变为零，水变成蒸汽不再存在汽水两相区。由此可见，超临界直流锅炉给水的加热、蒸发、过热过程，在省煤器、水冷壁、过热器各受热面之间没有固定的分界线，其界线随运行工况变化而变化。

1.2超临界直流锅炉给水系统的控制要求

直流锅炉给水控制目的是保证炉膛受热面能得到与热负荷相适应的冷却水量，即保持一定煤水比。用保持煤水比的方法直接控制过热器出口汽温是直流锅炉重要的控制任务。燃料量和 给水量不相适应时即煤水比失调，出口过热蒸汽温度会产生显著的变化。如果煤水比偏差过大，则会使主气温大幅度提升，在这样一种状况之下锅炉发生爆管的概率将大大增加，当锅炉处于干态运行状态下后，给水控制的任务就主要是保持进入到分离器当中去的蒸汽具有合适的过度热。这样做有两方面的目的，一方面是继续维持分离器的干态运行，尽可能防止其返回到湿态；另一方面就是要切实控制好分离器出口处蒸汽的过度热，这是为了防止过热器出现超温的状况。除此之外，就是在机组本身的工况发生变化时保证机组整体的安全运行，在这其中尤其要注意给水流量和燃烧率的变化，这样两方面参数的变化将导致锅炉的蒸发段和过热段的受热面随之发生变化，使得蒸汽温度相应大幅变化，从而对整体机组产生较大威胁。煤水比不变时，汽水行程中某一点工质的焓值就维持不变，这样保持出口汽温在稳定值。对于超临界直流锅炉，一般采用汽水分离器的出口作为中间点，汽水分离器出口的焓值是分离器出口温度和压力的函数，这对于滑压运行的直流锅炉而言，控制焓值比控制温度更合适。该点工质焓在反映煤水比的变化方面，具有较好的代表性，对煤水比失调的反映灵敏度高，有利于及时修正给水量。

2、给水控制系统在运行过程当中出现的问题及处理措施分析

基于本厂Ovation系统600MW直流锅炉的给水控制系统在一些特殊的状况下容易出现水流量大幅波动的状况，这主要就是指并泵过程或者是汽泵和电泵的负荷转移等状况。直流锅炉如果出现水流量大幅波动的状况的话，就会引发一系列不良的并发症，这主要是因为直流锅炉和汽包炉等大不一样，如在汽包炉当中如果出现水流量大幅变化的状况就可以通过汽包炉的汽包缓冲来对其实现保护，基本上不会影响到汽包炉的正常运行和使用，但是直流锅炉缺乏这样一种有效的保护措施，一旦出现水流量的大幅变化，就会使得锅炉内的汽温、汽压以及负荷稳定性等相应的发生较大变化。在这样一种复杂的状况下，如果还希望尽可能的保证整个机组的稳定运行的话，就需要投入和耗费大量的人力保证整个切换过程的缓慢进行，此时运行人员的劳动强度将是非常之大的。

上述状况的出现主要是由直流锅炉给水控制系统自动非配转速控制指令的结果 ，在了解这样一种原因之后就可以针对性的对其进行处理。在这里给出两个方面的改进意见：一方面就是尽可能的在取消限制作用的瞬间来对副调节器进行跟踪计算，这里所说的跟踪计算，实际上就是采取措施保证副调节器的输出指令和取消限制瞬间各个泵的实际转速指令相一致，通过这样一种处理，基本上就能够保证在取消限制器的瞬间不对整个系统产生太大的干扰。另一方面就是将泵出口处压力和给水母管处压力之间的差值作为基本的逻辑信号，在这样一种情况下，该逻辑信号只要大于零就说明泵上是加油负荷的，而差值小于零即泵没有加载负荷的时候，限制器V L起作用，它的转速指令变化对于处于自动状态之中的泵指令就不会产生影响，在这样一种良好的状况下，运行人员也能够從容调整待并泵的转速，使其较为迅速的带上负荷。而处于自动控制状态当中的给水泵在不经过手动调整的状况下就能不受干扰的控制好实际的给水流量，泵出口逆止门开启的时候，泵带负荷，而限制器不起限制作用。

通过上文当中详尽的分析和说明就可以看到，超临界锅炉的给水系统明显复杂，正是因为这样，在进行设计的过程当中，就需要自动控制检修人员与锅炉运行人员深入而有效的交流、沟通和配合，尽可能使得双方都能够对自己的任务有正确认识，并了解直流锅炉运行的特点，在此基础之上才能够顺利的运用更加先进的自动控制理论和锅炉运行策略 。

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