G HW (s)W H ((s s))s1ss(1s)
图2 给水流量阶跃扰动下的水位响应曲线
3
二、蒸汽流量扰动下的水位动态特性
K2
D
1 T2s
+H
_
s
图5 蒸汽流量对水位影响的方框图
GHD (s)H D((ss))1 KT22ss
图4 蒸汽流量阶跃扰动下的水位响应曲线
4
三、炉膛热负荷扰动下水位控制对象的动态特性
但存在三个问题：
（1）当负荷变化产生虚假水位时，将使控制
器反向错误动作；
（2）对蒸汽流量扰动不灵敏；
汽包水位 水位给定 值
△ PID
（3）对给水自发性干扰不能有效及时克服。
执行机构
图11 单冲量给水控制系统
9
二、单级三冲量给水控制系统
汽包
过热器 蒸汽流量D Δp
Δp
αD
省
煤
器
PID
αW
给
Kz
水
流
Δp
某300MW机组的蒸汽流量计算公式为
DD 0
T T 0 11p p0 11D 0
273 t01p1 273 t1 p01
D——主蒸汽流量，t／h； D0——额定工况下的主蒸汽流量，为985t／h； p1——调速级压力，为13．16MPa； p01——额定工况下的调速级压力，MPa； t1——调速级温度，℃； t01——额定工况下的调速级温度, 540．6℃；
汽包锅炉给水控制系统
1 概述
1
一、给水控制任务
使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以 维持汽包水位在规定的范围内，同时保持 稳定的给水流量。
汽包水位是一个重要的监控参数，反 映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关 系。
水位高： 水位过低 ：
2
一、给水流量扰动下水位的动态特性
W
s
+H
－
1 s
图3 给水流量扰动下汽包水位的方框图
式中D0——参考工况下级组内的蒸汽流量，kg／h； p01——参考工况下级组前的蒸汽压力，MPa； T01——参考工况下级组前的蒸汽温度，K； P02——参考工况下级组后的蒸汽压力，MPa； D——变动工况下级组内的蒸汽流量，kg／h；
P1——变动工况下级组前的蒸汽压力，MPa； T1——变动工况下级组前的蒸汽温度，K；
11
＋ －＋ －ຫໍສະໝຸດ Gc2(s)KZKμ
ΔW W
αW
γW
图15 内回路方框图
Gc1(s)
1/αWγW
W
H
GHW(s)
γH 图16 主回路等效方框图
Gc1(s)w1W11(1T1 i1s)
等效主调节器仍然是比例积分调节器，但等效的比例带为
1* WW1
12
蒸汽流量前馈系数αD的选择：
DDWW
13
4 给水全程控制
7
三、组合方式
• 300MW及以上机组，采用节流调节方式和给水泵调速方 式相组合的方式调节给水量，即由汽动给水泵、电动调速 给水泵及调节阀三者相结合的方法来调节给水量。
• 在低负荷阶段利用电动给水泵保证泵出口与汽包之间的差 压（或泵出口压头），由给水调节阀（或给水旁路调节阀） 来调节给水流量，进而控制汽包水位；
图6 燃料量扰动下的水位特性
5
2 给水流量调节方式
一、节流方式
优点：简单、可靠 缺点：节流损失大
图7 节流调节系统示意图
图8 节流调节原理 6
二、给水泵调速方式
图9 水泵变速调节系统示意图
图 10 水泵变速调节原理
调速泵有：
（1）电动调速泵，原动机是定速电动机，电动机与水泵之间的轴联接采用液力联轴 器，改变液力联轴器中的油位高度即实现水泵转速的改变。 （2）汽动调速泵，动力是小汽轮机，改变小汽轮机的进汽流量实现给水泵转速的改 变。小汽轮机转速由独立的MEH控制。
量
W 图12 单级三冲量给水控制系统
10
三. 串级三冲量给水控制系统
汽包
过热器 蒸汽流量D Δp
Δp
αD
HS ＋
省
PID1
－
煤
器
PID2 αW
给
Kz
水
流
Δp
量
W 图13 串级三冲量给水控制系统
Gc1(s)
＋ ＋
－
αD Gc2(s)
D
γD
GHD(s)
W
H
KZ
Kμ
GHW(s)
αW
γW
γH
图14 串级三冲量給水控制系统原理框图
W k p
只考虑温度 修正
Wk (t, p)p 0
19
3. 蒸汽流量测量
弗留格流量计算公式是目前应用于蒸汽流量计算中较为普遍的方法。
（1）在所考虑的变动工况范围内，当级组内的各级隔板喷嘴和动叶栅 中的汽流均未达到临界状态时，且有背压的汽轮机组，则
D p12 p22 T01
D0
p021p022 T1
• 在负荷超过某一值（对应的给水流量需求接近调节阀的最 大通流能力）且汽动给水泵尚未启动时，由电动调速给水 泵来调节给水流量，进而控制汽包水位；
• 在汽动给水泵启动后，逐步由电动调速给水泵过渡到汽动 给水泵来调节给水流量。电动给水泵只在机组启动阶段或 汽动给水泵故障时使用。
8
3 给水控制基本方案
一 、单冲量给水控制系统
P2——变动工况下级组后的蒸汽压力，MPa。
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（2）而当在所考虑的变动工况范围内，当级组内始终有
一列或一列以上的喷嘴或动叶栅中的汽流处在临界状 态或超临界状态时，由于级组后的蒸汽压力的变化不 可能对级组前的蒸汽压力状态产生影响，且背压为真 空的机组，这时
D p1 T01 D0 p01 T1
21
图18 密度与汽包压力关系
由于汽包中心水位线与联通管下部开孔中心垂直距离为B mm，因此，汽包中相对于中心水位线的水位为
hHBa
a为修正值
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图19 差压汽包水位测量原理图
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2. 给水流量测量
每台给水泵入口设有流量孔板，测量单台给水泵流量。在主 给水管道．上设有给水流量喷嘴，测量进入锅炉的主给水流量。
一、全程控制概述 全程控制系统是指机组在启停过程和
正常运行时均能实现自动控制的系统。全 程控制包括启停控制和正常运行工况下控 制两方面的内容。
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二、对给水全程控制系统的要求
给水全程自动控制系统有一些特殊要求：
（1）锅炉负荷变化范围很大，须对水位、给水流量和蒸汽流量测量信 号进行压力、温度校正。
（2）给水量变化范围很大，保证给水泵工作在安全工作区内。 （3）控制系统和调节机构切换时，须保证这种切换应是无扰的。
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三、信号测量校正
• 1. 汽包水位测量
图17 单室平衡容器水位测量示意图 平衡容器输出差压Δp为
p p p a L w H s ( L H ) ( a s ) L ( w s ) H
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H(a s)Lp (ws)
asf1(pb)
wsf2(pb)
H f1(pb)Lp f2(pb)