超临界煤粉锅炉控制系统导则.doc

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1、B&WB03030-04(V0)直吹式开式大风箱超临界煤粉锅炉控制系统导则 第 32 页 共 32 页323232 直吹式开式大风箱超临界煤粉锅炉控制系统导则 B&WB03030-04 （0版） 北京巴布科克威尔科克斯有限公司 BABCOCK & WILCOX BEIJING CO.LTD2004年12月目 录1. 概述22. 给水流量控制23. 燃料和风量主控制74. OFA喷口控制105. 再热汽温控制116. 过热汽温控制137. 启动系统控制218. 机组负荷需求控制28编制校对审核批准日期日期日期日期1. 概述本锅炉控制系统导则适用于超临界煤粉锅炉，导则提出了对超临界煤粉锅炉控制系统

2、的基本设计要求，其目的是使控制系统制造厂家能够提供一套完整的符合所述设计要求的控制系统，本导则的有关条款由设计院根据系统的具体情况决定是否采用。2.给水流量控制2.1 锅炉给水流量控制系统负责向锅炉给水泵发出流量需求信号，使进入锅炉的给水量与离开锅炉的蒸汽量相匹配。当与锅炉启动系统配合时，给水流量控制系统也负责维持炉膛水冷壁管中的流量不低于最小流量值。给水流量控制框图见图1.2.2 炉膛给水流量低跳闸当通过炉膛水冷壁的水流量低于为防止水冷壁管过热所需的流量时，主燃料跳闸(MFT)系统将触发锅炉跳闸，具体来说就是，当炉膛水流量低于最小流量值的85%并经20秒延时，或低于最小流量值的70%并经1秒

3、延时，锅炉应跳闸。当炉膛水流量低于最小流量值时应报警。2.3 给水品质不合格跳闸应在省煤器入口设两套独立的给水阳离子电导率测量装置，或一套设在在省煤器入口而另一套设在除氧器出口。当其中任何一个阳离子电导率测量值超过报警值（0.15S/cm）时，应报警。当两个阳离子电导率测量值都超过跳闸值( 2S/cm )时，锅炉应跳闸。2.4 选取中间测量值为了防止由于单个变送器故障而引起的自控失灵或误动作，应采用三个独立的、带温度和压力补偿的流量变送器来测量炉膛给水流量。中间值选取系统将选取三个流量变送器信号的中间值用于控制和联锁。此外，三个独立的流量测量值都应显示给运行人员，当任何一个测量值与中间值的偏差

4、达到3%时，应报警，并需查明原因，予以修复。2.5 给水流量控制当锅炉启动系统投运时，流经炉膛水冷壁管的流量由两部分组成，一部分是锅炉循环泵提供的循环水量，另一部分是锅炉给水泵提供的为满足炉膛最小流量所需的额外给水量。当机组负荷增加时，由于产汽量增加，来自循环泵的循环水量减少，而来自给水泵的给水量增加。此外，锅炉给水泵除了向炉膛提供给水流量外，还必须提供减温水量和过冷水量。锅炉给水泵控制的任务就是保证由给水泵提供的总给水量能满足由给水控制子系统建立的炉膛给水量需求及减温水量和过冷水量需求。在锅炉起初的上水和冷态清洗过程中，运行人员应根据需要设定炉膛给水流量需求值，以建立贮水箱水位和使通过凝结水

5、精处理装置的循环水量达到5%-30%MCR。一旦清洗完成，且锅炉具备点火条件时，则炉膛给水量需求值就被自动限定在炉膛最小流量值。随着燃烧率的增加，锅炉开始产生蒸汽，循环水量开始减少。循环水量的减少将使给水流量控制系统发出增加给水泵流量的需求信号，以维持炉膛所需的最小流量。相应于某一锅炉负荷需求，炉膛给水流量目标值等于该负荷对应的主蒸汽流量设计值减去减温水量设计值。炉膛工质的焓增目标值等于该负荷对应的分离器出口设计焓值减去省煤器出口设计焓值，这些值经多重延迟补偿以考虑燃料量变化和锅炉金属储能的时间常数对锅炉参数的影响。将炉膛给水流量目标值（Kg/s）与焓增目标值（KJ/kg）相乘就得到炉膛吸热量

6、目标值（KJ/s）。将炉膛吸热量目标值经过锅炉金属储能的瞬态修正（锅炉金属储能是基于炉膛出口饱和温度变化率），再除以来自焓控制器的炉膛焓增需求值，就得出了实际的炉膛给水流量需求值。为了保护炉膛水冷壁，实际的炉膛水流量需求值不应低于炉膛最小流量值。但在冷态清洗期间，最小流量的限制可以取消，运行人员可以根据需要设定炉膛流量低于最小流量值。一旦锅炉点火条件具备（MFT复位），则这个最小流量值就被重新启用，以保证锅炉点火时炉膛水冷壁管中有足够的水流量。对于不投循环泵的锅炉启动，考虑到热量回收较低，当MFT复位时，将取用另一个炉膛最小流量值。锅炉循环水流量需求的变化率为炉膛给水流量需求提供了预先的前馈信

7、号。炉膛给水量需求值与实测的给水量值之差，通过一个比例加积分控制器向锅炉给水泵控制发出给水流量需求信号。2.6 焓控制相应于锅炉负荷的分离器出口目标焓值经过温度控制器的修正就产生了分离器出口的整定焓值。而炉膛出口焓控制正是分离器出口整定焓值与实际焓值之差的一个比例加积分控制。温度控制器通过修改分离器出口的整定焓值来维持一级减温器的目标温降。当炉膛给水流量低于最小流量值时，不允许使用焓控制器或温度控制器的修正。只有当炉膛给水流量大于最小流量值时，才允许在限定的范围内使用焓控制器和温度控制器进行修正，见图2。分离器出口的整定焓值减去省煤器出口实际焓值就得到修正的炉膛焓增需求值（该值考虑了给水条件的

8、变化，如高加停运工况）。该值再经过焓控制器的修正就建立了炉膛焓增需求值（kJ/kg）。在焓控制器出口设有一个手动/自动操作员站。2.7 温度控制最终，蒸汽温度控制要求建立正确的燃料给水比，温度控制器通过对分离器出口整定焓值进行修正使一级减温器的温降达到目标值。当炉膛给水流量低于最小流量值时，不允许使用温度控制器修正。当炉膛给水流量大于最小流量值时，温度控制器才被允许增加分离器出口的整定焓值。为了防止温度控制器延缓分离器的蒸干，只有当锅炉负荷高到使其对应的炉膛给水流量比最小流量值有足够大的裕度时才允许减少分离器出口的整定焓值，见图FWC-2。如果一级过热器出口的温度值超过了该负荷对应的一级过热器

9、出口的最大温度限值，则温度控制器将优先降低分离器出口的温度整定值，而不是象正常情况下那样去维持一级减温器的温降。在温度控制器出口设有一个手动/自动操作员站。TT一级减温器温降一级过热器出口温度极限偏差一级过热器出口最高温度温度控制一级减温器目标温降分离器出口目标焓值分离器出口焓整定值分离器出口焓控制炉膛焓增需求值分离器出口焓给水流量程序炉膛焓增目标值锅炉金属储能炉膛目标吸热率给水流量需求值炉膛最小给水流量限值给水流量控制调节修正的炉膛焓增需求值省煤器出口焓TATTTTTTTAAT一级减温器温降差PTFTA锅炉循环水量需求变化率一级减温器出口温度一级减温器入口温度省煤器出口温度炉膛给水量锅炉循环

10、水量需求锅炉负荷需求分离器压力分离器出口温 度到给水泵控制给水主控制图 1 给水流量控制框图焓控制器界限温度控制器界限 图2 焓控制器和温度控制器界限 3. 燃料和风量主控制3.1 燃料和风量主控制协调各个磨煤机组的出力，用以维持炉膛内预期的放热量和过剩空气量条件，燃料和风量主控制框图见图3。3.2 磨煤机组燃烧率需求将机组负荷需求子系统发出的锅炉能量需求信号与实际进入锅炉的能量比较，所得差值积分就产生了对各个磨煤机组的燃烧率需求。控制器的积分设定是自动地基于磨煤机组的数量，这样在负荷变化时就能提供与需求更一致的响应。由于煤的发热值和水分是变化的，因此由给煤机测定的给煤量仅反映了进入锅炉的大致

11、能量。为了补偿这一点，将锅炉作为一个热量计来计算单位质量燃料的能量。通过比较基于锅炉蒸汽流量的热输出，和基于给煤量的热输入，来进行发热值的补偿。将这两个能量信号进行比较，然后将它们的差输入一个发热值积分器，如发现煤的发热值高，则发热值积分器就减少给煤需求量（相对于蒸汽流量来说），反之，如发现煤的发热值低，则发热值积分器就相对地增加给煤需求量。锅炉蒸汽流量是根据给水量和减温水量计算得出的。由于点火器也向锅炉提供能量，因此当点火器投运或退出时，为了避免偏差，应将实测的燃油量折成等效煤量加到给煤量上。3.3 动态性能补偿 为了校正锅炉和磨煤机的响应特性，将锅炉（负荷）需求变化的微分控制应用于：l 磨

12、煤机组的燃烧率需求，以提供必要的过烧或欠烧用于改变锅炉的储能。l 给煤机和一次风量需求，以改变磨煤机的存煤量。这样就可避免当进入炉膛的等效燃料量没有变化时去改变二次风量。3.4 风量控制燃烧率需求信号也用作风量需求的基本前馈信号，当机组正常减负荷和机组跳闸时，风量控制程序允许风量变化滞后于它的需求信号。将经过氧量标定后的风量需求值与经温度补偿后的实测总风量比较，所得差值用于调节送风机的控制叶片来满足锅炉风量要求。3.5 风量需求标定风量需求就是燃烧过程所需要的正确的总风量需求。由于烟气中的氧含量能很好地反映总风量，因此在稳态工况下，考虑到由燃料测量误差和风量测量误差，以及燃料发热值变化所引起的

13、扰动，氧量应该被当作一个控制指标来连续标定风量整定值。氧量的整定值应作为负荷的函数被编入程序，且该程序可根据需要进行改动。氧量整定值应限制在一定的范围内，以防止风量不足引起的低过剩空气量条件或风量过大而造成火焰不稳定。为了能手动改变氧量整定值，需要提供一个选择开关。在任何时候，维持正确的风量燃料量比例都是保证锅炉良好运行所必须的。从30%MCR到100%MCR，燃料和风量控制子系统都应根据需要保持正确的风量和燃料量整定值。如果由于某种原因，实测的燃料量超过了需求量，则燃料量偏差信号将立刻修正风量需求信号，以维持预期的风量燃料量比例。当实测的燃料量小于需求量时，由于富氧条件总是安全的，因此不必立

14、刻对风量进行修正。当燃料流量受到限制时，如果需要，控制系统将减负荷来维持预期的风量燃料量比例。3.6 最小风量炉膛最小通风量设定为满负荷（MCR）工况风量的30%，为确保锅炉的安全运行，任何时候，无论锅炉负荷是多少，通过炉膛的风量都不应低于这个最小值。总给煤量（Kg/h）单位质量燃料发热量计算锅炉总输入热 (kJ/h）锅炉热输出TEHIK过剩空气量需求总风量需求锅炉需求动态补偿磨煤机组燃烧率需求HIK实测总风量HIK风量修正HIKO2修正FTFTAT省煤器进口温度计算蒸汽流量单个磨煤机组给煤量燃 油 量锅炉负荷需求蒸汽流量O2右左二次风量一次风量燃料量主控制磨煤机组和点火器燃烧率需求风量需求发

15、热值补偿风量主控制空气需要量微分控制到磨煤机组图 3 燃料和风量主控制框图4. OFA喷口控制4.1 对各种燃料来说，采用分级燃烧是减少NOx排放的有效办法。为了减少NOx排放，将进入燃烧器的风量分流到OFA喷口，在燃烧器区形成缺氧燃烧，能抑制燃料中氮的氧化；同时也降低了火焰温度，而减少了热力型NOx的生成。4.2 所有OFA喷口的开度需经现场调试决定。一般来说，OFA喷口的控制是机组负荷的函数，当机组负荷增加时，OFA风量增加。在自动控制状态下，进入每个OFA风箱（前后墙各一个）的风量由其左右两侧进风管上的风量测量装置和控制挡板来控制。4.3 每个OFA喷口的内外通道中都装有皮托网格测速装置

16、，用于提供相对风量指示。各个OFA喷口上的差压计所反映出的相对风量指示可用于调整各OFA喷口之间的风量分配及设定气流穿透性。每个网格测速装置由两个独立的汇流管及与它们相连的6个径向靠背管组成。每个靠背管有5个迎风孔和5个相应的背风孔。由这30对测点组成的网格装置就被用来测量进入OFA喷口的风量。在迎风汇流管和背风汇流管之间装上一个差压计，就能得到压差读数。由这个皮托网格装置提供的风量指示仅用于就地指示，不用于控制系统。4.4 双通道OFA喷口有中心风通道和外环通道，外环通道在OFA喷口的中心风管和外套管之间形成，在外环通道中装有旋流叶片，该叶片可以通过装在OFA喷口前部面板上的外调风机构来调节

17、，以优化燃烧。该叶片初始开度应设在45。在OFA喷口的初期调整中，应优化其开度设定，并作标记以供以后参考。在机组正常运行时，叶片不需要再调整，该叶片不带电动或气动执行机构和其它仪表。4.5 在每个OFA喷口的外套筒和内套筒外壁上各焊有一个壁温热电偶用来监测OFA喷口的金属温度，确保任何时候都有足够的冷却风通过喷口。热电偶为不锈钢铠装，并通过OFA喷口引出大风箱，以防运行和检修时损坏。热电偶的终端连接到装在OFA喷口面板上的热电偶接线盒。在OFA喷口调试期间，应监视这些热电偶以确保有足够的冷却风通过OFA喷口，使喷口金属在任何运行工况下都不超过700C。这些热电偶应进行定期检查，以确定是否超过温

18、度限值。 5. 再热汽温控制5.1 再热汽温用烟气调温挡板和喷水减温器来控制。烟气调温挡板能改变锅炉尾部竖井中过热器侧和再热器侧的烟气流通比例。在低负荷时，增加再热器侧的烟气流通量可使再热汽温达到设计值。减少再热器侧的烟气流通量可减少再热器喷水量。再热汽温控制框图见图4。5.2 再热器减温喷水量控制再热器减温喷水量采用单冲量控制回路控制，即只根据再热器出口汽温的变化来调节减温水控制阀，任何时候，只要再热器出口汽温超过整定值，减温水调节阀就打开，而只要减温水调节阀开启，调温挡板就开始动作，通过减少再热器侧的烟气量、增加过热器侧的烟气量来减少再热器喷水量。任何时候，只要再热器喷水量需求值为0，再热

19、器的喷水关断阀就关闭。当锅炉跳闸时，喷水关断阀要联锁跳闸关闭，当锅炉负荷大于25%,且不需要再热器喷水时，再热器喷水关断阀可由运行人员复位。5.3 调温挡板控制 调温挡板控制基于一个经再热汽温修正的前馈信号。由于风量能很好地反映通过锅炉的烟气量，因此风量就被用作这个前馈信号。图5示出了锅炉负荷和调温挡板开度的典型关系。在低负荷时，再热器侧挡板全开，而过热器侧挡板设在其最小开度位置。随着负荷增加，当再热汽温达到设计值时，过热器侧挡板开始开大。当过热器侧挡板达到约70开度时，它对烟气的分配就不再起作用，且只要再有一个很小的开度要求，它就会全开。因此一般当过热器侧挡板达到其有效控制的极限位置时，再热

20、器侧挡板就开始关闭以减少再热器侧的烟气量，而增加过热器侧的烟气量。再热器侧挡板将持续关小直到控制目标达到或关到其最小开度位置。为了防止再热器侧的过高烟速和磨损，过热器侧挡板设定了一个最小开度限制，见图5。这个最小开度限制是负荷的函数，而风量又用作负荷的前馈信号。为了维持预期的再热汽温，挡板的前馈需求要经过过热汽温和再热汽温的修正，然后再发出要求挡板以固定速率增加开度或减小开度的信号。当再热汽温低时，会发出减小过热器侧挡板开度的信号，当再热汽温高时（减温器投运），会发出增加过热器侧挡板开度的信号。当再热汽温满足要求后，挡板就跟随修正过的前馈程序运行。为了减少汽机在低负荷时的热应力，两侧挡板的控制

21、要尽量使过热汽温和再热汽温之差在25以内，如过热汽温比再热汽温高25，则应发出关小过热器侧挡板的信号。TE调温挡板修正再热器喷水减温器控制TEHICHIK调温挡板位置需求调温挡板程序HIKHIC调温挡板程序FVFVFV过热汽温度再热汽温度再热汽温整定值过热器侧调温挡板再热器侧调温挡板再热器喷水调节阀图 4 再热汽温度控制框图风量 图5 调温挡板开度6. 过热汽温控制6. 1末级过热器出口汽温控制分两个运行区间，一个是湿态运行区，一个是直流运行区。湿态运行发生在机组启动期间，此时通过炉膛的水流量大于通过过热器的蒸汽流量，多余的水被收集在贮水箱中。当通过炉膛的工质全部进入过热器时，则锅炉进入直流运

22、行区，此时除了要控制末级过热器出口汽温外，还要防止每个过热器管组入口工质温度低于饱和温度。 在湿态运行期间，通过炉膛的工质流量是固定的，此时过热器减温器的运行类似于汽包炉的减温器运行，用它来控制汽温的升高。 在直流运行区，过热器减温器仅用作瞬时的汽温控制，而最终的汽温控制是通过给水流量控制调节燃料给水比来实现的。在直流运行区，每级减温器的温降都控制在一个目标值，这样当汽温在整定值时，就能使减温水量维持在设计值，使减温器能对每个方向的汽温偏差都作出响应。 主蒸汽温度偏差信号主要用于第三级减温器，因为第三级减温器对主汽温度的控制最灵敏。第三级减温器喷水量的变化将引起第二级减温器喷水量的改变，从而使

23、第三级减温喷水量恢复到其正常值，依此类推，第二级减温器喷水量的变化将引起第一级减温喷水量的改变，使第二级减温器喷水量恢复到其正常值。当给水流量调节燃料给水比时，第一级减温器的喷水量将回到其正常正常值。过热器减温器的布置简图见图6。6.2 末级过热器出口汽温整定值末级过热器出口汽温整定值在正常运行工况时由运行人员设定。在锅炉启动时，这个整定值是限定变化率的实测末级过热器出口汽温加6，这将使在启动期间通常不投运的减温器能对启动期间发生的瞬时高温作出反应。6.3 第三级减温器控制第三级减温器负责控制末级过热器出口汽温。第三级减温器出口汽温整定值是末级过热器出口汽温偏差与实测的且经过多重延迟函数延迟后

24、得到的第三级减温器出口汽温之和的比例函数。这个延迟函数代表了末级过热器的时间响应特性，即末级过热器进口汽温的变化要经多长时间才能在出口汽温上得到反应。为了预计瞬态温度，第三级减温器出口汽温整定值还要经过锅炉负荷变化时产生的过烧量或欠烧量的修正。为了防止末级过热器进口进入饱和状态，这个整定值不能小于其运行压力对应的饱和温度加10C。10C的裕量用于考虑减温器出口汽温的测量误差。最终的第三级减温器出口汽温整定值与实测的第三级减温器出口汽温比较，所得偏差经过一个比例加积分控制器就得出了第三级减温器喷水量的需求值。第三级减温器喷水量的需求值再与其实测值比较，其偏差经过一个比例加积分控制器以维持所需要的

25、减温喷水量。采用这种方式能在喷水压力变化时，喷水量维持在预期值。如果末级过热器只有一个出口，则两个三级减温器都必须按最高的末级过热器出口汽温测量值来控制。如果末级过热器有两个出口，则每个三级减温器可以按各自对应的末级过热器出口汽温测量值来分别控制。6.4 第三级减温器进口汽温整定值第三级减温器进口汽温整定值由实测的三级减温器出口汽温加上第三级减温器目标温降计算得出，第三级减温器目标温降是锅炉负荷的函数。为了让运行人员能设定第三级减温器进口汽温，应提供一个手动/自动工作站。6.5 第二级减温器控制第二级减温器负责控制第三级减温器的进口汽温。第二级减温器出口汽温整定值是第三级减温器的进口汽温偏差与

26、实测的且经过多重延迟函数延迟后得到的第二级减温器出口汽温之和的比例函数。这个延迟函数代表了中间过热器的时间响应特性，即中间过热器进口汽温的变化要经多长时间才能在出口汽温上得到反应。为了预计瞬态温度，第二级减温器出口汽温整定值还要经过锅炉负荷变化时产生的过烧量或欠烧量的修正。为了防止中间过热器进口进入饱和状态，这个整定值不能小于其运行压力对应的饱和温度加10C。10C的裕量用于考虑减温器出口汽温的测量误差。将最终的第二级减温器出口汽温需求值与实测的第二级减温器出口汽温比较，所得偏差经过一个比例加积分控制器就得出了第二级减温器喷水量的需求值。第二级减温器喷水量的需求值再与其实测值比较，其偏差经过一

27、个比例加积分控制器以维持所需要的减温喷水量。采用这种方式能在喷水压力变化时，喷水量维持在预期值。并联的两个二级减温器应该按各自对应的中间过热器出口汽温测量值来分别控制。6.6 第二级减温器进口汽温整定值第二级减温器进口汽温整定值由实测的二级减温器出口汽温加上第二级减温器目标温降计算得出，第二级减温器目标温降是锅炉负荷的函数。为了让运行人员能设定第二级减温器进口汽温，应提供一个手动/自动工作站。6.7 第一级减温器控制第一级减温器负责控制第二级减温器的进口汽温。第一级减温器出口汽温整定值是第二级减温器的进口汽温偏差与实测的且经过多重延迟函数延迟后得到的第一级减温器出口汽温之和的比例函数。这个延迟

28、函数代表了屏式过热器的时间响应特性，即屏式过热器进口汽温的变化要经多长时间才能在出口汽温上得到反应。为了预计瞬态温度，第一级减温器出口汽温整定值还要经过锅炉负荷变化时产生的过烧量或欠烧量的修正。为了防止屏式过热器进口进入饱和状态，这个整定值不能小于其运行压力对应的饱和温度加10C。10C的裕量用于考虑减温器出口汽温的测量误差。将最终的第一级减温器出口汽温需求值与实测的第一级减温器出口汽温比较，所得偏差经过一个比例加积分控制器就得出了第一级减温器喷水量的需求值。第一级减温器喷水量的需求值再与其实测值比较，其偏差经过一个比例加积分控制器以维持所需要的减温喷水量。采用这种方式能在喷水压力变化时，喷水

29、量维持在预期值。并联的两个一级减温器应该按各自对应的屏式过热器出口汽温测量值来分别控制。 图6 过热器系统减温器布置图TT末级过热器出口温度整定值末级过热器出口温度控制三级减温器出口温度整定值负荷变化预测饱和蒸汽保护三级减温器出口温度控制末级过热器动态响应性APTTTFT三级减温器喷水流量控制TA三级减温器喷水流量调节阀锅炉过烧/欠烧三级减温器喷水量三级减温器出口温度末级过热器出口压力末级过热出口温度图 7 三级减温器控制框图TT三级减温器入口温度整定值三级减温器入口温度控制二级减温器出口温度整定值中间过热器动态响应性负荷变化预测饱和蒸汽保护二级减温器出口温度控制三级减温器目标温降TATTTT

30、FTTAPT二级减温器喷水量二级减温器出口温度锅炉负荷需求三级减温器出口温度三级减温器入口温度末级过热器出口压力锅炉过烧/欠烧二级减温器喷水流量控制图 8 二级减温器控制框图二级减温器喷水流量调节阀TT二级减温器入口温度整定值二级减温器入口温度控制一级减温器出口温度整定值屏式过热器动态响应性负荷变化预测饱和蒸汽保护一级减温器出口温度控制二级减温器目标温降TATTTTFTTAPT一级减温器喷水量一级减温器出口温度锅炉负荷需求二级减温器出口温度二级减温器入口温度一级过热器入口压力锅炉过烧/欠烧一级减温器喷水流量控制一级减温器喷水流量调节阀图 9 一级减温器控制框图7. 启动系统控制7.1. 为了防

31、止水冷壁管过热，无论何时，只要锅炉点火，就必须维持炉膛水冷壁管中的最小流量。为此，在锅炉启动及蒸汽流量低于炉膛最小流量时，就需要让全部或部分工质流经启动系统来维持炉膛内的最小流量，同时满足汽机对蒸汽量的要求。图10示出了简化的启动系统控制框图，图11示出了简化的启动系统流程图。7.2 启动顺序冷态启动时，首先用给水泵向锅炉上水，直到贮水箱中建立起一定的水位后，高水位控制阀（341）逐渐开启，以控制贮水箱中的水位。在上水期间，省煤器出口的放气阀要开启以便将空气排到分离器。在冷态清洗期间，最大流量为30MCR的给水从冷凝器经过精处理装置和给水加热器到锅炉，再通过贮水箱和341阀（用于维持贮水箱水位

32、）返回到冷凝器。当水质满足要求后，将给水泵流量减小至7%MCR，其中约4MCR的流量直接经过高压加热器后进入省煤器，另外约3MCR流量通过383过冷水管道进入贮水箱以向锅炉循环泵提供过冷水保护。当循环泵启动条件具备后，启动循环泵，开启381阀，建立循环，使进入炉膛的流量大于炉膛最小流量值，要注意限制381阀的开度以保证循环泵电机的电流不超限。此时贮水箱水位仍由高水位控制阀341阀来控制，并通过341阀将7MCR的水量排到冷凝器或扩容器。对于不投运循环泵的锅炉启动，341阀的水位控制范围要包括381阀的控制范围，并承担正常情况下由381阀进行的水位控制。当通过炉膛的流量大于炉膛最小流量值，且点火

33、条件具备时，锅炉点火。锅炉点火后，水被加热，形成气泡，产生汽水膨胀，导致贮水箱水位迅速升高，此时应将两个341高水位控制阀全部打开，以防分离器满水。受锅炉过热器保护及汽机进汽温度的限制，燃烧率只能慢慢增加。当从分离器到过热器的蒸汽量增加时，贮水箱的水位开始下降，此时341阀应关小。当离开分离器的蒸汽量达到7MCR时，341阀将被关闭。而381阀开始通过控制循环泵的流量来控制贮水箱水位。随着产汽量的进一步增加，水箱水位将进一步降低，为了维持水箱水位，381阀开始关小，使进入炉膛的循环水量减少。为了维持炉膛最小流量，给水泵流量将增加。当循环水流量接近循环泵的最小流量时，382阀开启为循环泵提供再循

34、环通道。当381阀门接近其关闭位置时，383阀过冷水流量需求将降至0。383阀的过冷水流量需求将优先满足循环泵净正压头的要求。当不再有水从分离器中分离出来时，锅炉进入直流运行，381阀被关闭。当381阀关闭至少1分钟，且机组负荷大于29MCR时，循环泵应停运。这将导致383阀关闭。当锅炉负荷大于40MCR时，由384阀和387阀组成的暖管系统应投入运行以保持循环泵和341阀处于热备用状态。此时387阀将控制贮水箱水位，而341阀将随时提供高水位保护。7.3 选取中间测量值为了防止由于单个变送器故障而引起的自控失灵或误动作，水位测量应同时采用三个独立的、带压力补偿的水位变送器，并选取三个测量值的

35、中间值作为水箱水位值。同理，炉膛给水流量和循环泵流量测量也应采用三个独立的、带温度和压力补偿的流量变送器，并选取三个测量值的中间值作为给水和循环泵流量值。中间值选取系统选取三个变送器信号的中间信号用于控制和联锁。此外，三个独立的流量测量值都应显示给运行人员，当任何一个测量值与中间值的偏差达到3%时，应报警，并需查明原因，予以修复。7.4 省煤器放气阀（302阀）在锅炉上水期间，省煤器放气阀302-1和302-2阀应打开以便将空气排到分离器。302阀由运行人员手动控制启闭。当MFT复位时，302阀应联锁关闭，以避免运行过程中阀门开启引起事故。302阀的开、关状态应显示给运行人员，当302阀不执行

36、运行人员的指令或误动时应报警，当341阀开启而任意一个302阀未关闭时也应报警。7.5 贮水箱高水位控制阀（341阀）当循环泵未投运时，贮水箱高水位控制阀（341-1和341-2阀）用于控制水箱水位。当381阀或387阀控制水位时，341阀用于优先控制贮水箱高水位。两个341阀由一个分区的单一比例控制器来控制，第一个341阀（341-1）在水位为L2-1时全关，在水位为L2-1时全开，见图12。第二个341阀(341-2)在水位为 L2-2时开始开启，在水位为L2-2 时全开。第二个341阀有预开启（L2-2和L2-1有重叠区）以便能迅速打开来处理锅炉点火后不久产生的汽水膨胀现象。当贮水箱压力

37、随锅炉负荷变化时，对给定的贮水箱水位，为了维持恒定的341阀流量，341阀的比例增益应是贮水箱压力的函数。对于不投运循环泵的锅炉启动，当循环泵不投且MFT已复位时，341-1阀的水位控制范围将包括通常由381阀控制的水位范围，当水位高于L1时，341-1阀就开始打开。无论何时，当341阀需要打开或机组负荷小于35MCR且循环泵运行时，341B关断阀(341B-1和341B-2阀) 应联锁开启。对于打开的341B阀，如5分钟内没接到继续开启的信号，则应关闭。7.6 炉膛循环流量控制阀（381阀）当离开分离器的蒸汽量超过7MCR时，341阀关闭，此时381阀开始控制贮水箱的正常水位。381阀由一个

38、单一比例控制器来控制，当水位为L1时全关，当水位为了L1时全开，其控制范围见图12。无论何时，当循环泵停运时，381阀应关闭。在循环泵启动1分钟后，381阀开启并开始控制贮水箱水位。 锅炉循环泵流量需求由单一比例水箱水位控制器来建立，应限制这一流量需求以防超出循环泵的最大出力。将锅炉循环泵流量需求值与实测流量值比较，所得偏差经一个比例加积分控制器去调节循环泵流量控制阀（381阀）的开度。无论何时，当循环泵停运且381SC被要求关闭时，381SC阀应关闭，当循环泵运行时，381SC阀应始终处于开启状态。 7.7 循环泵的再循环阀（382阀）循环泵的再循环阀（382阀）用来确保维持循环泵要求的最小

39、流量。在机组启动过程中，随着分离器的蒸干，当通过381阀的循环流量降到循环泵允许的最小流量时，382阀将自动开启。当通过381阀的循环流量超过循环泵要求的最小流量并有一定的裕度时，382阀将自动关闭。7.8 锅炉循环泵锅炉启动时，循环泵由运行人员启动，循环泵启动允许条件应包括：冷却水流量大于最小值，382阀、381SC阀、383阀和383B阀已开启，381阀关闭，电机水温不超限等。循环泵的跳闸条件包括：水箱水位低，净正压头（NPSH）低，电机水温高等。循环泵报警条件包括：循环泵温度高，净正压头（NPSH）低，冷却水流量低等。当机组负荷大于29MCR，且381阀关闭至少1分钟后，循环泵应停运。如

40、循环泵处于自动控制状态，当机组负荷需求低于27MCR时，只要循环泵启动允许条件全部满足，则循环泵将自动再启动。7.9 循环泵过冷水控制阀（383阀）循环泵过冷水383控制阀和383B关断阀将少量给水送至贮水箱，为循环泵提供过冷水及净正压头保护，防止循环泵汽蚀及省煤器沸腾。当清洗完成后，383阀将提供约3MCR给水流量进入贮水箱。当381阀门即将关闭时，383阀门过冷水流量需求将减至0。过冷水流量需求采用一个优先控制器以优先满足循环泵净正压头的要求。当贮水箱水位达到高水位时和MFT时，383阀门将联锁关闭。当383阀流量需求为0时，383B阀将关闭。7.10 暖管系统控制阀（384阀）当启动系统

41、停运，锅炉处于直流运行时，暖管系统控制阀（384阀）从省煤器出口引出少量相对高温的水至循环泵及高水位控制阀，使循环泵和341阀处于热备用状态。这可避免当机组负荷降低，启动系统再投运时，造成的对启动系统的热冲击。384阀的开度是省煤器出口压力的函数。当循环泵运行或341B开启或机组负荷低于40MCR时，384阀联锁关闭。手动阀385和388用于分配循环泵和341阀之间的暖管水流量。7.11 水箱水位控制阀（387阀）当循环泵关闭，系统处于直流运行状态时，疏水阀（387阀）用于控制贮水箱中的水位。当暖管系统投运时，在贮水箱中逐渐积累的少量水将定期地由387阀疏放至第二级减温器。当循环泵运行或减温器

42、关断阀关闭时，387阀应联锁关闭。387阀由一个单一比例控制器控制，387阀的水位控制范围见图12，当水位达L3值时，387阀全关，当水位达L3值时，387阀全开。 图10 带循环泵的启动系统控制框图 图 11 启动系统流程图贮 水 箱 L2至387阀L2-1L2-2锅炉循环泵L2-1 L1净正压头NPSHL32L32至341-2阀2至381阀2至341-1阀2L1 图12 贮水箱水位控制分区 8. 机组负荷需求控制8.1 本节所述的机组负荷需求子系统将为变压运行直流锅炉和采用部分进汽方式运行的汽轮机提供一种协调控制方式。8.2 锅炉控制系统的机组负荷需求子系统协调锅炉和汽机的整体运行，通过控

43、制进入锅炉的化学能来调节机组的电能输出。机组负荷需求子系统同时向锅炉和汽机发出一个前馈信号来协调它们的运行，并通过瞬时地向锅炉金属储能或借能来改进机组的负荷响应特性和减少不必要的控制动作。图13示出了简化的机组负荷需求子系统框图。8.3 机组主控制机组负荷需求子系统将来自自动负荷调度系统（ADS）的信号转变成机组负荷需求信号。通过机组主控制站，运行人员可以选用负荷调度系统（ADS）的数值或手动设定一个数值作为机组负荷需求信号，然后将机组负荷需求信号返回ADS系统让它知道该机组是否正在接受它的要求或该机组的运行受到限制。当锅炉主控制处于手动或汽机主控制处于手动且汽机入口蒸汽压力整定值正在其上限或

44、下限时，机组主控制必须转到手动并跟踪实际的兆瓦发电负荷。8.4负荷限制来自机组负荷主控制站的机组负荷需求信号将受到运行人员输入的最大允许负荷变化率、最高负荷限和最低负荷限的限制。当达到任何一个限制时，应向运行人员和ADS系统发出报警。8.5汽机调速器的频率协调为了保持机组负荷需求与汽机调速器的动作相适应，频率协调是必要的。当电网频率发生扰动时，汽机调速器将直接迅速地按比例调整汽机调节阀以校正频率扰动。当频率偏差存在时，为了避免锅炉控制系统和汽机调速器之间不正确的相互影响，频率协调将引导机组负荷需求与汽机调速器所需要的负荷条件相匹配。单一比例控制器必须具有与汽机调速器一样的比例增益和死区设定。典型的曲线见图14。当锅炉或汽机处于手动控制、或机组正在因辅机故障减负荷时，机组负荷需求的频率协调必须终止。8.6 汽机入口压力程序汽机入口压力整定值是负荷需求的函数。运行人员可以设定压力-负荷线的斜率以及最高压力限和最低压力限。汽机入口压力整定值将作为负荷需求和所选定的压力-负荷线的函数来变化，直到达到图15中所示的最高或最低压力限制。当汽机主控制在手动时，压力-负荷线的设定将被自动调整使汽机入口压力整定值等于实测的汽机入口压力。这种设置可以使汽机平稳地转回