给水系统.pptx
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1、目目录录目目录录1.1 1.1 火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理 1.3 1.3 保护和连锁实现的技术手段保护和连锁实现的技术手段 1.4 1.4 简单容器的自动调节系统简单容器的自动调节系统1.5 1.5 汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉水位控制系统1.1 1.1 火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点我厂我厂200MW200MW机组的主工艺系统图(汽水循环工艺图)机组的主工艺系统图(汽水循环工艺图) 1.1 1.1
2、火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点 汽包为蒸汽和水的分界点,这里应该说明一点,现在的高参数发电机组没有汽包这样的设备,但是工艺原理没有区别。无论是什么机组,汽水转化的过程是能量输送的过程,也是电力生产的核心工艺过程。1.1 1.1 火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点火力发电厂水系统的主要工艺流程和主要控制点 汽轮汽机获得的机械能带动发电机,完成了机械能到电能的转化。电能通过输变电系统送到用户手中。由于输变电控制的特殊性,一般过程控制专业不把这部分作为重点方向,教学上有电力自动化专业专门研究这部分内容。1.2 1.2 水系统各关键设备的作
3、用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理1)凝汽器)凝汽器 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理2)高加和低加)高加和低加 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理A.A.高加水侧设计最大工作压力高加水侧设计最大工作压力B.B.高加汽测水位高低极限高加汽测水位高低极限C.C.高加汽测水位自动调节高加汽测水位自动调节D.D.高加蒸汽凝结水的回收高加蒸汽凝结水的回收E.E.高加换热效率监视高加换热效率监视F.F.蒸汽侧监控和控制是高蒸汽侧监控和控制是高加监控的重点加监控的重点G.G.高加水位保护和联动高加水位保
4、护和联动2)高加和低加)高加和低加 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理3)高压脱氧器)高压脱氧器 A.A.高脱和凝汽器和锅炉汽包构成了串联方式的简单容器系统高脱和凝汽器和锅炉汽包构成了串联方式的简单容器系统。B.B.凝汽器水位自动调节系统通过改变凝汽器水位自动调节系统通过改变“双蝶阀双蝶阀”的开度来调的开度来调节出水量实现凝汽器水位工作在合理位置,但是高脱水节出水量实现凝汽器水位工作在合理位置,但是高脱水量就会发上变化。量就会发上变化。C.C.如何实现锅炉给水和凝汽器之间的物质平衡问题。通过高如何实现锅炉给水和凝汽器之间的物质平衡问题。通过高脱水位
5、自动调节系统,来控制补水量,保证物质平衡关脱水位自动调节系统,来控制补水量,保证物质平衡关系。系。D.D.高脱温度控制系统高脱温度控制系统。E.E.高脱联动和保护(正常(关闭放水)、高高脱联动和保护(正常(关闭放水)、高I I(报警)、高(报警)、高IIII(开放水门)(开放水门) 。 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理4)给水泵)给水泵 A.A.给水泵的作用给水泵的作用B.B.给水泵正常工作条件的保证给水泵正常工作条件的保证C.C.调速方式调速方式1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理5)锅炉汽包)锅炉汽
6、包 1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理6)总结)总结 系统中出现了系统中出现了5 5个重要的容器类对象。个重要的容器类对象。 A. A.高加和低加是简单的容器对象高加和低加是简单的容器对象 。 B. B.凝汽器、高脱、汽包串联的简单容器构成了相当复杂的系统。凝汽器、高脱、汽包串联的简单容器构成了相当复杂的系统。* *该系统和实际系统的对应关系。该系统和实际系统的对应关系。* *该系统中的主要的自动调节系统,各自动调节系统目标量该系统中的主要的自动调节系统,各自动调节系统目标量(被调参数)和执行机构。(被调参数)和执行机构。* *该系统如何实现物质(
7、水)平衡关系。该系统如何实现物质(水)平衡关系。* *系统中设计的主要保护和连锁,主要功能是什么?系统中设计的主要保护和连锁,主要功能是什么?1.2 1.2 水系统各关键设备的作用和工作原理水系统各关键设备的作用和工作原理C.C.高加和凝汽器、高压脱氧器、汽包也是串高加和凝汽器、高压脱氧器、汽包也是串联关系,为什么高加和它们没有形成串联联关系,为什么高加和它们没有形成串联关系?关系? D.D.由于汽包的工作温度、压力的特殊性,汽由于汽包的工作温度、压力的特殊性,汽包是系统最复杂单容器对象。包是系统最复杂单容器对象。 1.3 1.3 保护和连锁实现的技术手段保护和连锁实现的技术手段 为了避免锅炉
8、为了避免锅炉“干锅干锅”,或者锅炉,或者锅炉“满水满水”事故发生,重要的自动调节对象事故发生,重要的自动调节对象都设计相应的自动保护系统。锅炉水位保都设计相应的自动保护系统。锅炉水位保护系统的作用就是在水位不能维持在安全护系统的作用就是在水位不能维持在安全范围时,采用停炉措施来保证安全生产。范围时,采用停炉措施来保证安全生产。那么这些功能如何通过技术手段来实现,那么这些功能如何通过技术手段来实现,就是热工专业研究的具体技术问题。就是热工专业研究的具体技术问题。 保护和连锁关系的某个物理量的极限值,因此我们把保护和连锁关系的某个物理量的极限值,因此我们把这些极限的物理量看作逻辑量来处理。也就我们
9、说的这些极限的物理量看作逻辑量来处理。也就我们说的“是是”、“否否”,“0”0”、“1”1”,也就工程上常说的开,也就工程上常说的开关量。例如一个简单容器的控制对象(如图)。关量。例如一个简单容器的控制对象(如图)。水位开水位开关量取出主要有三种方式:关量取出主要有三种方式:直接接电输出(电节点液位计)直接接电输出(电节点液位计)模拟量测量:模拟量测量: A A)计算机判断输出)计算机判断输出 B B)动圈表节点输出)动圈表节点输出 这些开关量信号经过热这些开关量信号经过热工的逻辑处理后,送到工的逻辑处理后,送到D1D1或者或者D2D2去联动设备,这样去联动设备,这样就起到了保护作用。就起到了
10、保护作用。1.3 1.3 保护和连锁实现的技术手段保护和连锁实现的技术手段 这是一个最简单的联动(保护)的例这是一个最简单的联动(保护)的例子。往往是几个系统要复杂的多。测量仪子。往往是几个系统要复杂的多。测量仪表测量数据要经过多次处理(逻辑处理或表测量数据要经过多次处理(逻辑处理或者经计算处理)才能够输出到下一个设备,者经计算处理)才能够输出到下一个设备,进行正确的动作。进行正确的动作。1.3 1.3 保护和连锁实现的技术手段保护和连锁实现的技术手段A.高加的水位自动调节和水位保护系统(汽测)如图:高加的水位自动调节和水位保护系统(汽测)如图: 1.4 1.4 简单容器的自动调节系统简单容器
11、的自动调节系统1.4 1.4 简单容器的自动调节系统简单容器的自动调节系统下图是高压加热器主要热工保护和自动调节系统下图是高压加热器主要热工保护和自动调节系统 * *高加水位自动调节系统的被调对象是什么?高加水位自动调节系统的被调对象是什么? * *高加水位自动调节系统调节执行机构是什么?主要调节手段是什么?高加水位自动调节系统调节执行机构是什么?主要调节手段是什么? * *我厂高加安装了几套水位测量装置?主要工作原理和用途是什么?我厂高加安装了几套水位测量装置?主要工作原理和用途是什么? * *影响机组和高加安全运行的主要参数有哪些?采取的保护手段是什么?影响机组和高加安全运行的主要参数有哪
12、些?采取的保护手段是什么?1.4 1.4 简单容器的自动调节系统简单容器的自动调节系统 B. B.汽包水位测量。汽包水位测量。 汽包水位测量是通过在汽包上汽包水位测量是通过在汽包上安装单室平衡容器,取出汽包液位安装单室平衡容器,取出汽包液位差压信号。在差压信号。在DCSDCS系统中,经过压力系统中,经过压力和温度进行全补偿获得准确的水位和温度进行全补偿获得准确的水位信号。信号。PIDPID调节器计算后输出到水流调节器计算后输出到水流量调节系统。量调节系统。 1.4 1.4 简单容器的自动调节系统简单容器的自动调节系统1.5 1.5 汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉水位控制系统 汽包锅炉是通过燃烧的
13、手段,完成化学能到汽包锅炉是通过燃烧的手段,完成化学能到热能的转换,通过水蒸气的传输向汽轮机提供能热能的转换,通过水蒸气的传输向汽轮机提供能源,并保证发电量和锅炉释放的化学能之间的平源,并保证发电量和锅炉释放的化学能之间的平衡关系。衡关系。 锅炉最重要的三个相对独立的控制系统锅炉最重要的三个相对独立的控制系统 给水自动控制系统给水自动控制系统 ( (主要介绍主要介绍) ) 燃燃烧控制系统烧控制系统 汽温汽温控制系统控制系统 汽包给水控制系统的任务是通过控制给水的上汽包给水控制系统的任务是通过控制给水的上水量来保证与蒸发量的平衡,并保证汽包水位在规水量来保证与蒸发量的平衡,并保证汽包水位在规定的
14、范围内定的范围内。 1.5 1.5 汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉水位控制系统1.1.锅炉给水系统的动态特性分析锅炉给水系统的动态特性分析损害过热器 危及汽轮机水冷壁温度高 损坏锅炉汽包水位汽包水位过高过高过低过低 汽包水位主要受锅炉容积和锅炉内介质体积所决定。注汽包水位主要受锅炉容积和锅炉内介质体积所决定。注意意 “ “介质介质”这个词而没有用这个词而没有用“水水”这个词,是因为汽包以这个词,是因为汽包以下的介质不是单一的水,锅炉在蒸发过程中水面以下是饱和下的介质不是单一的水,锅炉在蒸发过程中水面以下是饱和蒸汽和水的混合物,因此水位受压力波动的影响比较大。因蒸汽和水的混合物,因此水位受压力波动
15、的影响比较大。因此这个系统除了要控制给水和蒸气的平衡外,还要对其过渡此这个系统除了要控制给水和蒸气的平衡外,还要对其过渡过程能够快速反应。过程能够快速反应。 1.5 1.5 汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉给水系统的工艺流程图 三个主要扰动:三个主要扰动:l 给水流量扰动给水流量扰动W Wl 蒸汽扰动蒸汽扰动D Dl 锅炉热负荷扰动锅炉热负荷扰动Q Q 虽然锅炉比较复杂,但是还是可以看作一个简单容器的虽然锅炉比较复杂,但是还是可以看作一个简单容器的动态特性,也就是输入和输出之间呈线性的特点。而且该简动态特性,也就是输入和输出之间呈线性的特点。而且该简单容器水位不能实现自平衡,给
16、水量的阶跃变化将会被积分单容器水位不能实现自平衡,给水量的阶跃变化将会被积分呈现线性增长。呈现线性增长。 1.5 1.5 汽包锅炉水位控制系统汽包锅炉水位控制系统给水量阶跃扰动下的水位响应给水量阶跃扰动下的水位响应 1 1)给水流量阶跃扰动下的水位响应动态特性给水流量阶跃扰动下的水位响应动态特性 单纯温度扰动下的水位特性单纯温度扰动下的水位特性 单纯给水阶跃扰动下的水位特性单纯给水阶跃扰动下的水位特性 蒸汽量阶跃变化,这种扰动主要在汽轮机调门大幅度蒸汽量阶跃变化,这种扰动主要在汽轮机调门大幅度开关的情况发生,相当于简单容器流出介质流量阶跃变化,开关的情况发生,相当于简单容器流出介质流量阶跃变化
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