直吹式开式大风箱超临界煤粉锅炉控制系统导则.doc

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
2004年12月
目录
1. 概述 2
2. 给水流量控制 2
3. 燃料和风量主控制 7
4. OFA喷口控制 10
5. 再热汽温控制 11
6. 过热汽温控制 13
7. 启动系统控制 21
8. 机组负荷需求控制 28
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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
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.
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秒延时,锅炉应跳闸。当炉膛水流量低于最小流量值时应报警。
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(µS/cm)时,应报警。当两个阳离子电导率测量值都超过跳闸值( 2µS/cm )时,锅炉应跳闸。
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达到±3%时,应报警,并需查明原因,予以修复。
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。
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