鲍文东 刘凤雨 呼斯乐

[摘    要 ]文章通过对京能康巴什热电（以下简称康电）1、2号机组实行一点式自动加药时出现给水pH值波动较大的原因进行深度分析，通过增加凝结水、给水流量、机组负荷反馈信号、不断优化自动加氨控制参数及控制程序，实现机组给水加氨自动控制，达到稳定给水pH值、提高给水质量、降低热力设备腐蚀的目的。

[关键词]给水加氨;自动控制;优化改造

[中圖分类号]TM621.6 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–000–02

[Abstract]This paper deeply analyzes the causes of feed water pH value fluctuation of Jingneng Kangbashi thermal power （hereinafter referred to as Kangdian）units 1 and 2 in the implementation of one-point automatic dosing. By increasing condensate， feed water flow， unit load feedback signal， and continuously optimizing automatic ammonia dosing control parameters and control procedures， the automatic control of feed water ammonia dosing of the unit is realized， so as to achieve stable ammonia dosing Water pH value， improve the quality of water supply， reduce the purpose of thermal equipment corrosion.

[Keywords]feed water ammoniation; automatic control; optimization and transformation

康电2×350 MW超临界直流炉机组于2014年全部投产运行，工程设计为给水自动加氨系统，一级加氨为凝结水加氨和二级加氨为给水加氨两部分;一级加氨点在高速混床出口母管，二级加氨点在除氧器出口。2019年电力控股公司根据部分发电机组在检修过程中出现的异常情况，下发汽水预警要求在正常运行情况下实行一点式加药方式，但是由于控制系统不满足要求，运行时给水系统pH值波动较大，不能正常投入，经运行技术人员和热控专业技术人员进行认真分析和讨论，制定有效的解决方案，利用机组C级检修机会对自动控制系统进行升级优化，实现给水系统一点式加氨自动调节。

1 锅炉给水加氨系统及概况

1.1 加氨设备系统概况

2台机组加药间布置在汽机房零米处，设置1套公用加氨系统，加氨计量箱为一用一备，凝结水、给水加氨计量泵均为变频计量泵，两用一备，原药剂为浓度大于25%的分析纯氨水，配药水源为除盐水，配制时经喷射器抽吸配制成5%的氨水注入计量箱备用。

1.2 加氨自动功能现状概述

凝结水经过高速混床100%的处理后，给氢电导率小于0.1 μs/cm，热力系统中的二氧化碳的含量基本为零，已经达到了高纯水的水平，在这种情况下，给水的电导率、pH之间有着严格的数学关系。二者之间的关系式为：pH=8.566+l gK（K为电导率，单位μs/cm），从中只要测量出一个数据，就可以求出另外一个数据。

给水自动加氨的主要是要将除氧器入口和省煤器入口的pH值控制在9.3～9.5之间，但由于pH信号滞后性大，不利于控制;而电导率响应快，且能真实地反映pH值的变化，所以采用除氧器入口和省煤器入口的电导率的给定值通过PID控制运算来调节加氨量。达到控制pH值在规定范围内。通过pH值，转换4～20 mA的模拟量信号输出至计量泵变频器上，与给定值比较，差值经过PID运算后，输出自动调节信号控制加氨计量泵电机的运转频率至相对应的PH值，实现对加氨量的自动控制，确保热力系统含氨量在正常范围内变动调节。

机组启动时进行手动控制，正常运行时采用两点式加药方式进行调整比较平稳，实行一点式加药方式只能在凝结水精处理高速混床出口母管一点进行加药。由于加药控制系统与主机运行控制系统不同区域，不能直接取信号，导致现使用的控制方式和程序不能满足实际要求，汽水系统pH值波动较大，不能正常投入自动运行。

2 给水加氨pH值波动较大的原因剖析

（1）由于集中取样装置布置在2号汽机房零米扩建端，1号机化学在线仪表取样管线长达80多m，2号机化学在线仪表取样管线长达30 m以上，样水从取样点到样水在线分析仪表需要5～10 min，所以当前加药量的大小影响比电导的变化，需要在5～10 min之后才能反馈出来，并且2台机组的滞后时间还有所不同。

（2）康电为350 MW供热机组，近年来地方电网公司经常需要进行调峰，高峰时出力为100%，低谷时出力为50%，从高峰到低谷的时间一般在40 min左右;负荷变化率较大。

（3）虽然可以依据电导率和pH值变化通过增减计量泵的运行频率来调节加氨量的大小，但是计量泵的出药量跟频率却不是成正比的，这就造成单一靠凝结水电导率和pH值作为闭环控制加药量是无法满足控制要求的，还需要通过凝结水流量和负荷升降率进行前馈信号来控制加药量。

3 针对以上问题采取的主要对策

（1）控制系统引入凝结水流量信号作为PID的前馈信号，由于凝结水流量信号能实时的反映负荷的大小及变化趋势。通过反复试验，发现将计量泵的机械行程设置在85%时，计量泵的频率与出药量的线性关系比较稳定;然后观察负荷在升降变化过程时，凝结水流量以及加药计量泵的运行频率，并且运算出他们之间的比例关系，这样通过前馈信号运算值可以在负荷变化的情况下，将计量泵频率控制在合适的范围内。

（2）控制系统引入机组负荷信号，机组负荷变化时可核算出变化率，康电锅炉为直流锅炉，机组机负荷变化速率较为稳定，机组负荷17.5～300 MW时负荷变化速率为6 MW/min，300～330 MW时负荷变化速率为5 MW/min，330～350 MW时负荷变化速率为4 MW/min，通过负荷速率，来分段设置闭环PID的参数值，用PID将计量泵频率控制在合适的数值。以下是PID参数的整定过程。

计量泵的输出频率=前馈信号运算量（主调）+闭环PID运算量（辅调）;前馈信号运算量=前馈信号×负荷段系数，闭环PID运算量=电导率值PID计算量。首先根据负荷量将给水流量的前馈信号作用于计量泵的频率，使其控制在适合的范围及计量泵频率调整速率;前馈信号可以消除目标值的时间滞后，但由于计量泵工作效率与频率的不线型性，所以光靠前馈信号是无法将目标值控制在我们设置的值范围，图1为控制原理图。

4 优化效果

自动加氨系统投入运行以来，运行情况稳定，任取一次机组负荷大幅调整时凝结水和给水pH值的运行趋势图进行对比。图2为优化前、后曲线对比图。

加氨自动控制系统优化后，加氨控制系统平稳，解决了一点式加氨给水pH值波动大的突出问题，同时为机组安全稳定运行提供了有力保障，经济性也得到很大提高。

5 建议

从系统运行状态来看，效果比较明显，但因设备自动化程度的提高也提升了在线控制指表计的真实、准确性，在运行过程中，要及时发现pH表、电导率表及pH电极探头是否有故障，并定期对其进行校验和实测数据进行对比。发现仪表精度下降，pH电极探头准确度下降应及时进行维修或更换。

6 结束语

控制系统投入运行后，能够及时、可靠、准确地完成机组给水系统pH值的自动调节，实现加氨量实时、微量的变化调整，运行稳定。彻底解决了一点式加氨给水pH值波动大对机组带来的负面影响，提高了水汽品質，有效防止了锅炉给水系统的腐蚀。

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