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第二节 给水调节系统的类型
一,单级三冲量给水自动调节系统 (Single Stage Three-Element Feedwater Control System)
说明: 说明: 1. 单级 三个冲量: , , 2. 三个冲量:W,D,H
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方框图为: 方框图为:
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串级三冲量给水自动调节系统的整定步骤如下: 串级三冲量给水自动调节系统的整定步骤如下: 1.内回路(inner loop)整定 内回路 整定 2.外回路(outer loop)整定 外回路 整定
3. 调节机构的切换. 调节机构的切换.
低负荷运行时通常采用改变调节阀门的开度改变给水流 高负荷运行时采用改变给水泵转速改变给水流量. 量;高负荷运行时采用改变给水泵转速改变给水流量.
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三.调节系统实例
是某电厂300MW汽轮发电机组中的给水全程自动调 图7-19是某电厂 是某电厂 汽轮发电机组中的给水全程自动调 节系统简图. 节系统简图.
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调节系统采用了一台额定出力为100%的汽动变速泵和 的汽动变速泵和 调节系统采用了一台额定出力为 一台额定出力为50%的电动变速泵. 的电动变速泵. 一台额定出力为 的电动变速泵
调节系统接受三个测量信号:汽包水位,给水流量和汽 调节系统接受三个测量信号: 汽包水位, 轮机调节级后压力.其中, 轮机调节级后压力.其中,汽包水位信号的修正和补偿是通 过汽包压力信号来实现的. 过汽包压力信号来实现的. 图中含有串级三冲量给水调节系统, 图中含有串级三冲量给水调节系统,1#调节器是主调 节器, 调节器是副调节器,分别控制电动泵, 节器,2#和3#调节器是副调节器,分别控制电动泵,汽动泵 以及旁路阀.图中含有两个单冲量调节系统, 以及旁路阀.图中含有两个单冲量调节系统,也分别控制电 动泵,汽动泵和旁路阀,其中4 调节器控制电动泵与旁路阀, 动泵,汽动泵和旁路阀,其中4#调节器控制电动泵与旁路阀, 5#调节器控制汽动泵.单冲量和三冲量之间的切换是由逻辑 调节器控制汽动泵. 控制组件实现的, 控制组件实现的,
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在给水量W扰动下,被调对象具有迟延, 在给水量W扰动下,被调对象具有迟延,惯性和无自平 衡 能力特性. 能力特性.
ε G 01(s) = s(τs + 1)
式中: 式中:τ——迟延时间 s; 迟延时间 ;
ε——飞升速度 飞升速度
;
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ρ
ε——飞升速度 飞升速度
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结论: 结论:
1 . 蒸汽量扰动主要取决于汽轮机的运行工况,属于外部扰动, 蒸汽量扰动主要取决于汽轮机的运行工况, 属于外部扰动, 锅炉燃烧率扰动其实也是一种间接的外部扰动.很显 然这两种物理量是不可能作为调节汽包水位的调节手段的, 然这两种物理量是不可能作为调节汽包水位的调节手段的,调 节作用量只能选择给水量. 节作用量只能选择给水量.
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在蒸汽量D阶跃扰动下,汽包水位的实际变化曲线. 在蒸汽量D阶跃扰动下,汽包水位的实际变化曲线.
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动态特性的数学描述为: 动态特性的数学描述为:
k ε G02(s)= Ts+1 s
式中: 式中: k——比例系数 , k = 比例系数 T——时间常数 时间常数
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4.
蒸汽流量侧 α D 的选择
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要使静态偏差为零,静态时必须满足I 要使静态偏差为零 ,静态时必须满足 D=IW,即: 即
Dγ Dα D = W γ wα w
在正常运行时,可认为 在正常运行时,可认为D=W,γD=γW,则有 则有 αD=αW 因此,为了克服静态偏差, 因此,为了克服静态偏差,蒸汽流量侧分流器的分流系 必须等于给水流量侧分流器的分流系数α 数αD必须等于给水流量侧分流器的分流系数 W.
上述三个任务分别由三个给水调节子系统实现. 上述三个任务分别由三个给水调节子系统实现.
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第三节
给水调节系统实例
一.给水全程调节的基本概念
给水全程自动调节就是在机组运行的 全过程(包括起停过程和低负荷运行) 全过程(包括起停过程和低负荷运行)都 能实现自动的调节. 能实现自动的调节.
3.蒸汽流量侧αD的选择
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四.采用变速泵的给水调节系统 1.变速泵的类型
变速泵有两种类型: 变速泵有两种类型: (1) 电动调速泵 ) (2) ) 汽动调速泵. 汽动调速泵.
2.变速泵的特性 3.采用变速泵的调节系统任务
(1)通过改变给水泵的转速改变给水流量,维持汽 通过改变给水泵的转速改变给水流量, 包水位在允许范围; 包水位在允许范围;
掌握被调对象的动态特性是设计和整定好自 动调节系统的前提. 动调节系统的前提.
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给水自动调节系统被调对象的示意图: 给水自动调节系统被调对象的示意图:
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被调量H变化的主要原因: 被调量H变化的主要原因: (1)给水量W; 给水量W; (2)蒸汽量D; 蒸汽量D; (3)锅炉燃烧率. 锅炉燃烧率.
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3.
双回路: 双回路:内,外
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整定的具体步骤和稳定性分析如下: 整定的具体步骤和稳定性分析如下:
1.内回路(inner loop)的分析与整定 内回路 的分析与整定
第七章 汽包锅炉给水自动调节系统 The Feedwater Control System
第一节
第二节 第三节
被调对象的动态特性
给水调节系统的类型 给水调节系统实例
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第一节 被调对象的动态特性 The Dynamic Characteristics of Controlled Object
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二.蒸汽量D扰动时的动态特性 蒸汽量D
蒸汽量D扰动时,汽包水位H的变化过程同样可以从两个角 蒸汽量D扰动时,汽包水位H 度加以分析. 度加以分析. 1.仅仅从物质平衡的角度来分析 2.仅仅从热平衡的角度来分析. 仅仅从热平衡的角度来分析. 综合上述两种角度分析的结果, 综合上述两种角度分析的结果,得到
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(2)通过改变给水调节阀开度,控制给水泵的出口压 通过改变给水调节阀开度, 力,保证给水泵在安全区内工作; 保证给水泵在安全区内工作; (3)通过控制再循环水阀门的打开和关闭,保证给水 通过控制再循环水阀门的打开和关闭, 泵流量不低于规定的最小流量; 泵流量不低于规定的最小流量;
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三.串级三冲量给水自动调节系统 (Cascade Three-Element Feedwater Control System )
串级系统实现自动调节比单级系统更加灵活,克服静 串级系统实现自动调节比单级系统更加灵活, 差完全由主调节器实现,分流系数α 态偏 差完全由主调节器实现,分流系数 D取值不必考虑 静态偏差的问题, 值可取得大一些, 静态偏差的问题,αD值可取得大一些,以利于更好地改 善调节过程的调节品质.分流系数α 善调节过程的调节品质.分流系数 W取值影响内回路的 稳定性,在外回路中,可通过主调节器的δ和 稳定性,在外回路中,可通过主调节器的 和Ti来整 的影响并不大,从而使内,外回路互不影响. 定,αW的影响并不大,从而使内,外回路互不影响.
现象主要是来自于蒸汽量的变化, 2."虚假水位" (level swell)现象主要是来自于蒸汽量的变化, 虚假水位" 现象主要是来自于蒸汽量的变化 显然蒸汽量是一个不可调节的量(对调节系统而言) 显然蒸汽量是一个不可调节的量(对调节系统而言),但它是 一个可测量, 一个可测量,所以在系统中引入这些扰动信息来改善调节品质 是非常必要的. 是非常必要的.
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二.全程调节要解决的主要问题
从常规的调节过渡到全程调节会遇到许多新的技 术问题,主要有: 术问题,主要有:
1.测量信号的准确性. 测量信号的准确性.
解决的思路:找出汽包水位, 解决的思路:找出汽包水位,给水流量和蒸汽流量的 测量准确性受影响的原因, 测量准确性受影响的原因,即:哪些物理量影响测量信号 的准确性,并找出它们之间的函数关系, 的准确性,并找出它们之间的函数关系,在设计调节系统 时引入这些物理量,根据函数关系在调节系统加以校正. 时引入这些物理量,根据函数关系在调节系统加以校正.