高加水位控制系统.doc

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高加水位控制系统

摘要

在当今的火力发电场中，高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。

高加水位控制是电厂自动化控制中的重要部分，其控制功能对电厂的实用性、经济性和安全性等都起着重要的作用。

高加水位控制系统的稳定运行，可以保证汽轮机机组安全的运行，提高汽轮机的热效率，降低燃料消耗，减轻工作人员的工作量。

通过对电厂高加水位控制系统的分析，论述其工作过程。

关键词高加水位控制，经济，汽轮机组

目录

摘要 I

1引言 1

1.1课题背景 1

1.2高压加热器的介绍 1

1.3高加水位控制的意义 2

2高加水位控制系统介绍 2

2.1高加水位控制系统任务 2

2.2系统分析 2

总结 5

致谢 6

参考文献 7

附录1高加水位控制系统原理图 8

-7-

高加水位控制系统

1引言

1.1课题背景

随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。

电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。

电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。

而火力发电是电力工业发展中的主力军。

大型火力发电机组在国内外发展很快，我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。

目前，国外已经建成单机容量1000MW以上的单元机组。

随着自动化技术与电子技术的发展，高集成度、高可靠性、价格低廉的微型计算机、单板机、单片机、工业专用控制计算机的出现以及广泛的应用，为锅炉控制领域开辟了一片广阔的天地。

运用计算机技术的高效率、高可靠性、全自动的微机工业测控系统开始日益得到重视。

80年代后期至今，国内外已经陆续出现了各种各样的锅炉微机测控系统，明显的改善了锅炉的运行状况，但还不够完善，并对环境和抗干扰要求比较高。

在当今的火力发电场中，高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。

每一次高加系统的解列，在不增加煤量的情况下，导致降低负荷30MW/h左右，同时造成给水温度骤降、引起汽包水位下降锅炉气压不稳定，严重威胁锅炉的安全运行。

因此，为了保证高加水位在正常范围内调节，保证高加系统稳定的投入运行，是机组安全稳定运行的前提条件[1]。

1.2高压加热器的介绍

在回热系统中，一般称除氧器和锅炉之间的回热加热器为高压加热器，高压加热器的水侧压力可达16MPa以上，出口水温可达215~280摄氏度，因而要求加热器内加热水管的金属材料耐热和耐高压，一般采用无缝钢管。

高压加热器的形式有螺旋管和U形管两种[2]。

来自给水泵的高压给水首先进入高加水室，因行程隔板的阻挡给水进入占一半管板的进水侧管孔的U形管内，流经U形管而被管外的蒸汽介质所加热，出U形管至水室的出水侧，经出水接管流出体外，然后流向另一台汽侧压力更高的上一级高加。

来自汽轮机的抽汽进入高加体内的过热蒸汽冷却段的包壳内，疏水进入疏水冷却段包壳，被冷却后最后流出体外，经疏水调节阀控制流向下级高加或除氧器。

由此可见，热力循环中大部分热能被冷却水带走而损失掉，火电厂的热效率却很低。

为了提高循环热效率，减少汽轮机排汽所损失的热量，其途径之一，就是利用在汽轮机内已经做过一部分功的蒸汽，从抽汽口抽出用以加热给水，又回到锅炉中去，它不排入凝汽器，它的热量就不被冷却水带走而由给水回收，这部分蒸汽的热量就几乎全部被利用而无损失[1]。

1.3高加水位控制的意义

高压加热器运行时保持一定的水位，对其安全、经济运行非常重要。

水位过低会使蒸汽进入疏水冷却段，使疏水温度升高，影响下一级加热器的抽汽流量，使加热器性能恶化，机组效率下降；另外，水位过低产生二相流体冲蚀加热器疏水冷却段管子和疏水管道，引起振动，严重危及高加安全运行和缩短高加使用寿命。

水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。

加热器在过高水位运行，可能造成水倒冲到汽缸内，引起水冲击，危及汽轮机运行的安全。

高加疏水水位的正确调整是其在实际运行中的一个重要间题。

虽然每台加热器都配备有水位计，但实际上从水位计上得到的水位往往高于加热器的实际水位，造成假水位现象。

实际水位的偏低，严重时会造成水封的丧失。

所以，必须以招牌上标有的正常水位为起点，并根据负荷、给水温度以及疏水端差等变化情况，进行热态条件下的现场水位调整，找出最佳正常水位，使高压加热器各性能参数尽量达到设计范围，提高其安全、经济运行水平[3]。

2高加水位控制系统介绍

2.1高加水位控制系统任务

高加水位控制系统是一个单回路调节系统。

高加水位控制系统作为主要的辅助设备，它对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。

水位过低产生二相流体冲蚀加热器疏水冷却段管子和疏水管道，引起振动，严重危及高加安全运行和缩短高加使用寿命。

水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。

2.2系统分析

图2.1测量信号出入

三路测量信号经过大小选模块得到水位中值

图2.2PID符号

测量值PV来自水位中值，由控制站得到设定值SP。

当TS=0时，PID处于跟踪状态，输出跟踪TR。

II和DI来自与门。

图2.3M/A控制站符号

在控制站上可产生一个设定值（SP——S2）并可进行手动／自动切换，在手动控制方式调整控制输出及在自动控制方式调整设定值。

MI对应S18为切换到手动信号的块地址，0=不切换1=切换到手动并保持

当发生故障时，经过或门，MI=1，控制站切换到手动状态且保持。

TS对应S5为控制输出跟踪开关TS的块地址，0=不跟踪1=跟踪

当TS=1时，M/A处于跟踪状态，输出跟踪值TR[4]。

图2.4三路信号流通路线

三路信号经过与门，在与从脉冲出来的信号取与门，经过切换器、速度限制器送到TR

总结

这一周我的实训题目是高压水位控制系统。

我将图纸重新绘制了一遍，并对系统进行了分析。

三路测量信号经过大小选模块得到水位中值，并将此信号送至PID的测量值PV端。

中值信号得到高加水位信号，若有误，则输出高加水位输入故障并报警。

中值信号经高限模块得到高加水位高II值，同时中值信号与来自控制站M/A的设定值相减，经函数发生器、高低限判断水位调节是否故障[5]。

在PID中，测量值PV来自水位中值，由控制站得到设定值SP。

三路信号与M/A输出经过与门形成TS。

当TS=0时，PID处于跟踪状态，输出跟踪TR。

M/A自动输出到达TR。

给水流量经过函数发生器，与M/A自动输出相减经高低限、与门分别到达II、DI。

在控制站上可产生一个设定值（SP——S2）并可进行手动／自动切换，在手动控制方式调整控制输出及在自动控制方式调整设定值。

MI对应S18为切换到手动信号的块地址，当四路故障任意一个发生时，MI=1，M/A切换到手动并保持。

TS对应S5为控制输出跟踪开关TS的块地址，0=不跟踪1=跟踪。

当TS=1时，M/A处于跟踪状态，输出跟踪值TR。

三路信号经过与门，在与从脉冲出来的信号取与门，经过切换器、速度限制器送到TR。

M/A设定值得到高加正常疏水。

输出控制高压疏水调阀和位置传感器ZT。

并经高低限模块、或门判断输出是否故障。

致谢

在课程设计论文即将完成之际，我们想向曾经给予我帮助和支持的人表示衷心的感谢！

感谢我们的指导老师郭南，本课程设计论文是在郭南老师的关怀和指导下完成的。

他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我们，在此谨向郭老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

我们还要感谢在一起愉快的度过课程设计论同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。

论文的完成，不仅在于最后一段时间的搜集和整理，更主要是在四年中学习知识的积累，所以我在此首先要重点感谢四年来教授我们每门课程的老师们，正因为他们严谨的作风和朴实的教学，才能最终让我们走向硕果的终点。

在此特别感谢指导老师郭老师，他在我们做课设期间做出了很大的努力，争取让班里的每一位同学精益求精的完成课设，提高答辩质量，这是论文可以顺利完成的最重要的原因。

同学们的关心和帮助是我的动力，在我知识的缺憾点上给予我很大的帮助，使得论文从刚开始的暇迹斑斑到越来越完善、越来越有内容，最终帮助我完整的写完了整个论文。

同时，我们要感谢自动化各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。

我们愿在未来的学习和研究过程中，以更加丰厚的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我们的所有老师、同学。

参考文献

[1]田雅富．600MW机组高加水位控制系统改进．

[2]盛伟，肖增弘.电场热力设备及运行.北京：

中国电力出版社，2007．

[3]刘养烔．高压加热器的水位控制与效益．

[4]温希东．INFI-90分散控制系统．沈阳：

沈阳工程学院，1996．

[5]降爱琴，郝秀芳．数字电液调节与旁路控制系统．北京：

中国电力出版社，2006．

附录1高加水位控制系统原理图