秸秆锅炉给水控制系统方案研究

2016-12-27王焱

科学中国人 2016年33期

关键词：汽包冲量水阀

王焱

山东电力建设第一工程公司

秸秆锅炉给水控制系统方案研究

王焱

山东电力建设第一工程公司

秸秆发电技术作为一种新型、环保的新能源发电技术，本文以某生物电厂为例，对高温高压秸秆锅炉给水控制系统进行了详细的论述，对其主要回路进行了研究，给出了其控制任务和控制方案。

秸秆；锅炉；给水；控制

1 工程概况

某生物电厂锅炉为丹麦BWE公司设计，由济南锅炉厂承造的130t/h振动炉排高温高压秸秆燃料锅炉。汽轮机为青岛捷能汽轮机股份有限公司生产的高温高压、一级调整抽汽、单缸、单轴、抽汽凝汽式汽轮机。发电机为济南发电设备厂生产的空气冷却、自并励静止励磁电机。该工程的设计燃料为棉花秸杆，可掺烧碎木片、树枝等。每小时耗秸秆量22t，日耗秸秆量484t，年耗秸秆量121000t。

2 锅炉给水控制系统

2.1 概述

汽包水位是锅炉运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件。给水自动控制的任务是维持汽包水位在一定的范围内变化[1]。高温高压秸秆锅炉燃料变化大，燃烧不稳定，对给水控制提出了更高的要求。

2.2 主要控制方案

2.2.1 给水控制系统

图1 锅炉给水调节对象

2.2.1.1 控制任务

给水控制的任务是使给水量适应于锅炉的蒸发量，并维持锅筒水位在规定的范围内。

2.2.1.2 控制方案

控制汽包水位是通过控制电动给水泵转速和给水调整门开度来实现的，并在起动阶段和正常运行时采用不同的控制策略。

图2 串级给水调节系统框图

图3 单冲量给水调节系统框图

图4 给水调节系统原理示意图

在机组起动阶段过程中或低负荷运行时，主给水阀关闭，调节系统工作在单冲量方式（如图3），三冲量控制系统不起作用，汽包水位信号经汽包压力校正后与设定值求偏差，作为调节器LAB40DF002目的输入，调节器LAB40DF002采用PI控制规律，并产生两个输出，一个输出到电动给水泵A，使其在最小转速下运行，保证给水泵的出口压力，使之工作在安全区域；另一个输出作为阀门开度指令至旁路调节阀，通过旁路给水阀的开度变化来保证所需要的锅炉给水量，以维护汽包水位为定值（－50mm～＋50mm）。随着锅炉给水量需求的增大，旁路调节阀逐渐开大，当它接近全开时（＞80%），调节系统的输出信号将用于调节电动给水泵的转速以增加给水量，同时将主给水阀打开，旁路阀切换到手动。

当机组负荷＞25%时，单冲量控制回路被限制住，控制系统平滑、无扰地切至三冲量控制回路（如图2）。此时，给水调整门全开，通过控制给水泵转速来控制给水流量。汽包水位测量信号，经过汽包压力校正；给水流量信号，经过给水温度校正；蒸汽流量经过热蒸汽压力温度校正。LAB40DF002和HAD10DL001采用PI控制规律，LAB40DF001采用P控制规律。

上述控制回路中，液位使用差压变送器测量，流量使用差压流量变送器（一次元件为流量喷嘴），调节阀采用电动调节阀，调节器全部在DCS内部实现。