1、給水系統(tǒng)構(gòu)成
余熱鍋爐給水系統(tǒng)包括旁路除氧器相關(guān)系統(tǒng)及給水泵有關(guān)系統(tǒng)。
1.1旁路除氧器相關(guān)系統(tǒng)
該系統(tǒng)在40%—100%運(yùn)行負(fù)荷時．經(jīng)凝汽器真空除氧的凝結(jié)水含氧量不大于7xl0-9．凝結(jié)水預(yù)加熱器出口凝結(jié)水直接接至給水泵及低壓汽包。40%負(fù)荷以下時，凝結(jié)水通過凝結(jié)水預(yù)加熱器后進(jìn)入旁路除氧器進(jìn)行加熱除氧，除氧后的凝結(jié)水通過除氧泵升壓后與通過旁路的剩余的凝結(jié)水一同進(jìn)入給水泵和低壓汽包。
1.2給水泵相關(guān)系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用2xl00%容量的帶液力耦合器調(diào)速高、中壓合泵電動給水泵，給水泵均為l運(yùn)l備。每臺給水泵進(jìn)口設(shè)有濾網(wǎng)和電動閘閥出口分高壓出口及中、低壓抽頭出口。由給水泵高壓出口來的給水，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入高壓省煤器，進(jìn)入高壓汽包。由給水泵中壓抽頭來的給水，進(jìn)人中壓省煤器后再經(jīng)過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入中壓汽包。由給水泵低壓抽頭來的給水．經(jīng)過調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入凝結(jié)水預(yù)加熱器進(jìn)口，與進(jìn)口的低溫凝結(jié)水混合后提高凝結(jié)水的溫度以滿足防止低溫腐蝕的要求。3個汽包的水位由各自對應(yīng)的給水調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制，高壓給水調(diào)節(jié)由旁路調(diào)節(jié)閥和主調(diào)節(jié)閥組成，旁路調(diào)節(jié)閥用于低負(fù)荷下的給水控制，在正常負(fù)荷下則由主調(diào)節(jié)門控制，，高壓汽包中的飽和蒸汽經(jīng)過高壓過熱器后進(jìn)入汽機(jī)高壓缸，中壓過熱蒸汽與高壓缸排汽匯合經(jīng)再熱器后進(jìn)入汽機(jī)中壓缸．低壓汽包的飽和蒸汽經(jīng)過低壓過熱器后直接進(jìn)入低壓缸做功。
2、給水系統(tǒng)閉環(huán)控制
2.1汽包水位控制
高、中壓給水之間存在較強(qiáng)的耦合性．比如當(dāng)高壓汽包水位突升時．由于調(diào)節(jié)的作用高壓給水調(diào)符閥將關(guān)小，由于給水泵液偶控制差壓，調(diào)節(jié)閥的關(guān)小必然導(dǎo)致液偶的關(guān)小，液偶開度的變化會將擾動傳遞至中壓汽包．由于差壓調(diào)節(jié)足快速回路．會使得中壓給水流量瞬間減少。同樣，高壓主汽壓力的變化也會將擾動傳遞至中壓汽包．在實(shí)際的運(yùn)行過程中干擾還有很多種．情況是復(fù)雜的．反過來中壓的擾動也會傳向高壓，只是作用要弱一些。因此水位控制需要綜合考慮整個系統(tǒng)，從多方面人手，提高給水的動態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)。另外，中低壓系統(tǒng)參數(shù)相對較低，當(dāng)燃機(jī)處于ICV溫控區(qū)域之外時，進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣溫度隨負(fù)荷波動而變化的幅度較大，對于在低參數(shù)下運(yùn)行的中、低壓汽包而言，煙氣溫度的變化對其產(chǎn)生的相對影響較大．導(dǎo)致虛假水位現(xiàn)象異常嚴(yán)重，且中、低壓系統(tǒng)的固有特性決定其系統(tǒng)慣性大。以上因素增加了汽包水位調(diào)節(jié)的難度，尤其在啟動階段及低負(fù)荷階段。汽包水位調(diào)節(jié)品質(zhì)的好壞直接影響到機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性．設(shè)計一套合理高效的控制策略顯得尤為必要．
三門峽富通新能源銷售的生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料如下所示：
2.1.1高壓汽包水位控制
高壓汽包水位調(diào)節(jié)從機(jī)組啟動至帶滿負(fù)荷將經(jīng)歷旁路閥流量控制、旁路閥單沖量液位控制、旁路閥三沖量液位控制、主調(diào)節(jié)閥三沖量液位控制4種模式。程序?qū)⒆詣优袛噙^程參數(shù)．當(dāng)條件滿足時進(jìn)行無擾動切換。流量控制用于啟動初期的鍋爐注水，此時旁路閥的被凋量為高壓給水流量，設(shè)定值為常數(shù)Fs．鍋爐將按照預(yù)定速率進(jìn)行上水．直至汽包見水，即高壓汽包水位大于-350 mm，控制模式切換為單沖量液位控制．單沖量模式負(fù)責(zé)機(jī)組點(diǎn)火前及蒸發(fā)量小于20%時的給水控制，這個階段由于蒸發(fā)量偏小，流量測量欠準(zhǔn)確．無法計人控制回路。當(dāng)蒸發(fā)量大于20%后，三沖量同路開始接管水位控制，切換過程由閉環(huán)回路自動完成。該系統(tǒng)采用單級回路控制，三沖量回路由1-PT合成，與三沖量作用因子乘積后加入控制偏差，可視為等效串級回路。
2.1.2中、低壓汽包水位控制
中壓汽包水位控制策略與高壓汽包基本相同，不同之處是中壓系統(tǒng)參數(shù)低．系統(tǒng)的擾動對其影響大．且因給水泵液偶調(diào)節(jié)高壓給水調(diào)節(jié)閥前后差壓．在高壓系統(tǒng)有擾動時．會將擾動通過給水泵傳遞至中壓系統(tǒng)，在拉制同路中要重點(diǎn)解決上述問題。引起中壓汽包的虛假水位現(xiàn)象的主要原因是燃機(jī)排煙溫度及蒸汽壓力的變化．蒸汽壓力因素可以通過在控制回路中引入壓力微分解決．還可以通過提高中壓；旁路的調(diào)節(jié)品質(zhì)來減小壓力的波動。在燃機(jī)ICV溫控區(qū)域內(nèi)．IGV會凋節(jié)排煙溫度，排煙溫度是穩(wěn)定的，但是在溫控區(qū)域之外．尤其是聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷在245 MW附近時，由于IGV煙溫控制模式的切換．此時排煙溫度變化相對較大．排煙溫度對中壓汽包造成的虛假水位幅度和速度都很大。當(dāng)虛假水位現(xiàn)象發(fā)生一段時間后．由于蒸發(fā)鼉的變化，水位義會向反方向變化，因此在虛假水位發(fā)生時，給水不能大幅度動作，否則待水位回調(diào)后．將造成反方向過調(diào)。由于虛假水位現(xiàn)象難以避免以及調(diào)節(jié)手段缺乏，在參數(shù)整定時，需要將三沖量作用放強(qiáng)，水位偏差作用放弱．把虛假水位和隨后的回調(diào)在幅度上對稱布置。經(jīng)過機(jī)組整套啟動和168h試運(yùn)的考驗(yàn)，證明這是有效的途徑。此外，在低負(fù)荷時盡量不要把負(fù)荷升降速率放得過快也是輔助的措施。當(dāng)高壓汽包水位發(fā)生擾動時．高壓給水調(diào)門會立即動作以維持水位．這時高壓給水母管壓力因?yàn)榱髁康淖兓兓o水泵液偶勺管動作后將影響到中壓給水母管壓力的變化，最終把擾動傳遞至中壓給水。由于三沖量回路的存在，當(dāng)中壓給水流鼉發(fā)生變化時．控制回路會立即打開調(diào)節(jié)閥．將給水流量拉回至擾動發(fā)生前的流量值。
低壓汽包水位控制受高壓系統(tǒng)的影響較小．但是其參數(shù)更低，慣性更大．虛假水位現(xiàn)象越加明顯，對燃機(jī)排煙溫度及汽包壓力都較為敏感．因此在控制回路中增加了燃機(jī)排煙溫度的超前環(huán)節(jié)．并且增強(qiáng)壓力環(huán)符的作用。
2.2給水泵液偶勺管控制
繪水泵液偶用來調(diào)節(jié)高壓給水母管與高壓汽包的差壓．確保高壓給水調(diào)門工作在線性Ⅸ域．以及保證過熱器減溫噴水和高壓旁路噴水有足夠的壓頭。為了平衡給水泵的軸向推力，防止大流量低壓頭現(xiàn)象的發(fā)生．以避免推力盤損壞，控制回路中增加了給水泵最小壓力限制功能．安全壓力值足泵轉(zhuǎn)速的甬?dāng)?shù)。
正常運(yùn)行時備用泵液偶勺管跟蹤運(yùn)行泵．當(dāng)運(yùn)行泵發(fā)生跳閘時，備用泵能快速啟動并參與給水．以防止高中壓系統(tǒng)斷水引起的汽包水。位下降而發(fā)生余熱鍋爐跳閘。備用泵啟動后，跟蹤立即釋放，閉環(huán)回路開始工作．因?yàn)樯坠芪恢门c之前運(yùn)行的泵相同，因此給水流量的擾動小。
3．系統(tǒng)優(yōu)化建議
目前．該系統(tǒng)的運(yùn)行控制方式簡單易行，控制效果好，但為了保證調(diào)門在線性區(qū)域工作且保證減溫噴水的壓頭，閥門前后一般要維持3MPa左右的差壓。當(dāng)前，在節(jié)約減排的大背景下，減少能量損失，提高利用效率是一項非常具有意義的工作。基于這樣的考慮，在該T程的給水控制中．可以考慮使給水調(diào)門全開．用電泵液偶控制水位從而減少因節(jié)流作用造成的能鬣損失。按照年5000h發(fā)電小時計算，預(yù)計每年至少可以節(jié)約天然氣20萬m3．經(jīng)濟(jì)效益明顯。如采用優(yōu)化的控制策略，必須重點(diǎn)解決給水泵安全壓力控制，液偶對高中壓汽包水位同時影響，保證減溫噴水及中壓給水壓力等問題。
