浅析SCC5 -4000F 燃气轮机余热锅炉汽包水位控制

2015-12-02浙江省电力建设有限公司浙江宁波315012

江西建材 2015年19期

■杨毅 ■浙江省电力建设有限公司，浙江宁波 315012

前言

浙能长兴天然气热电联产工程建设两套390MW 级(SCC5 -4000F)的抽汽供热高效单轴联合循环发电机组。轴系设备为上海电气的SCC5 -4000F 型单轴燃气-蒸汽联合循环机组，其中燃机型号为SGT5-4000F(X)，汽轮机型号为TCF1，发电机型号为THDF108/53;余热锅炉由上海锅炉厂有限公司供货的卧式自然循环炉。

1 给水系统简介

高中压给水泵合泵采用一用一备。高中压给水泵出来的高压给水，先经过高压给水控制阀，进入高压省煤器，再进入高压锅筒，高压蒸汽从高压过热器进入高压缸。高中压给水泵中间抽头的中压给水，先进入中压省煤器，然后经过中压给水控制阀，进入中压锅筒，经中压锅筒分离的饱和蒸汽进入中压过热器过热，过热后的中压蒸汽经过中压蒸汽控制阀后与汽机来的蒸汽混合，经过再热器后进入中压缸。低压给水取自凝结水，汽水混合物从低压蒸发器上集箱通过上升管进入低压锅筒。锅筒中的饱和蒸汽被锅筒分离送入低压过热器过热，过热后的低压蒸汽送入汽机的低压缸。

2 汽包水位控制

由于锅炉汽包水位调节对象没有自平衡能力，而且水位调节对象存在滞后，因此不能采用开环调节方法。常用的汽包水位的控制算法有单冲量控制，双冲量控制以及三冲量控制三种。

单冲量水位调节系统是以汽包水位为唯一调节信号的单参数单回路调节方法，调节器只根据水位变化去改变给水调节阀的开启度。单冲量调节方法不能克服“虚假水位”对水位控制的不良影响。当蒸汽量大幅度增加时，由于假水位上升，调节器输出信号不但不去开大调节阀增大给水量，反而去关小调节阀，减少给水量，等到假水位消失后，水位将更加迅速下降，不能避免水位较大幅度的波动。为了克服虚假水位对控制的不良影响，可以引入蒸汽流量作为前馈信号。以蒸汽流量作为补充信号的双参数调节方法，又称为双冲量水位调节系统。当蒸汽负荷变化引起水位大幅度波动时，蒸汽流量信号起着超前的作用，它可在水位尚未出现变化时，提前使调节阀动作，补偿了“虚假水位”所引起的误动作，减少水位波动，从而改善了控制品质。双冲量控制方法不能迅速克服给水压力变化对水位产生的影响。当给水压力波动时，给水流量将发生变化，此时只有等到水位变化后调节器才能起作用。为此再引入给水流量信号，以蒸汽流量和给水流量作为补充信号的三参数调节方法，组成三冲量水位控制回路。串级三冲量控制系统中，主调节器接受水位信号作为主控信号和蒸汽流量信号去控制副调节器的给水设定值，副调节器除了接受主调节器的设定信号外，还接受给水流量信号。蒸汽流量信号作为前馈信号对给水流量进行前馈控制，当蒸汽负荷突然发生变化时，蒸汽流量信号使给水调节阀立即向正确的方向移动，即当蒸汽流量增加时，给水调节阀开大，从而抵消了“虚假水位”引起的反向作用，减少了水位和给水流量的波动幅度。给水流量信号作为调节阀动作后的反馈信号，能使调节器及早知道控制的效果，做出响应的调整。对于水压干扰等给水侧的扰动，给水流量信号也起着前馈的作用，能使扰动迅速做出反应。由此可以看出在前馈-串级三冲量控制下，调节器动作快，还可以避免调节过头，减少波动和失控。