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凝汽器疏水器调节系统在真空除氧器水位调节中的应用
发布时间:2023/3/15 点击次数:578

凝汽器疏水器调节系统在真空除氧器水位调节中的应用
 

阐述了真空除氧器的作用及真空除氧器水位的重要性,概述了真空除氧器系统的工艺流程,分析了该系统中水位自动调节的原理,介绍了PID调节器参数的整定方法,并对调节过程中遇见的故障进行了排除和分析。

在火电厂的大型机组中,真空除氧器水位是机组运行的一个重要调节参数,但由于真空除氧器水位具有特殊的调节特性,其自动的投入效果在调节的快速性、稳定性、准确性方面较差,尤其负荷变动时。真空除氧器的功能是除去锅炉给水中的氧气及其他气体,保证给水品质,维持真空除氧器水位为设定值,保证给水泵不被汽蚀。

因为真空除氧器水位过低,则可能导致给水泵汽蚀,影响给水泵的安全工作,而真空除氧器水位过高则会淹没除氧头,影响除氧效果,还会使给水经汽轮机抽汽管倒流至汽轮机,引起水击事故或给水箱满水、真空除氧器振动、排汽带水等。由此可见,维持真空除氧器水箱的正常水位,优化调节系统的调节品质极为重要

热电厂200MW机组采用疏水器调节系统,通过调节真空除氧器大、小阀的开度或凝泵变频改变凝结水流量,从而实现真空除氧器水位自动调节。

1真空除氧器水位调节工艺流程

真空除氧器水位调节工艺流程主要由凝结水系统构成,系统关键设备有凝汽器,1号凝结泵、2号凝结泵、3号凝结泵及相对应的变频器,真空除氧器真空除氧器大阀,真空除氧器小阀,真空除氧器旁路电动阀,凝结水再循环调节阀,凝汽器补水阀等。

凝汽器热水井收集来的凝结水由3台凝结水泵(正常运行两台)加压输送经过轴抽、1号低加、轴加、真空除氧器大阀(或真空除氧器小阀、真空除氧器旁路电动阀),2号低加、3号低加、4号低加逐级加热后至真空除氧器,作为给水储备和进行除氧使用。

2真空除氧器水位自动调节系统

真空除氧器水位自动调节的作用是维持真空除氧器水位在规定值的正负50mm~100mm范围内波动,并且真空除氧器水箱还应具备一定给水储备量的功能,以满足锅炉额定负荷下连续运行15min~20min,所以设计有水位自动调节同时还有低水位保护。

我厂8号机的真空除氧器水位自动调节系统设计为真空除氧器大阀(小阀)自动调节和凝结泵变频自动调节两种方式。其各有特点,大阀自动方式对凝结水有节流作用,变频方式具有节能、设备启动冲击小等优点。在实际运行中只投人其中一种方式,优先投入凝泵变频自动方式,只在有变频故障时切为工频投大阀自动调节方式。两种自动调节方式都是通过改变凝结水流量来达到维持真空除氧器水位在设定值允许范围内波动,两种方式相互独立

我厂8号机真空除氧器水位自动调节系统和目前流行的一段式或间断式调节不同,实际为两段式调节,即通过改变凝汽器除盐水补充水流量来调节凝汽器水位,改变凝结水流量来调节真空除氧器水位。实际上二者的惯性延迟都非常大,又互为影响,两者有一个耦合关系。真空除氧器水位和凝汽器水位是一个多变量调节对象,凝结水流量同时影响真空除氧器水位和凝汽器水位。真空除氧器水位受给水流量与凝结水流量的影响,凝汽器水位取决于凝结水流量与原氧器水恒两种调节系统之间互为闭锁,即投大阀自动闭锁凝泵变频自动,投凝泵变频自动闭锁除氧大阀自动,因为二者同时投人自动时都被同一被调对象互相扰动影响很大,因此为了保证调节效果,只允许投人其中1套自动调节系统。

在投大阀自动方式下,如果凝泵出口母管压力超限会自动打开凝结水再循环调节阀,以维持凝结水母管压力在正常范围内。而在凝泵变频自动方式下很少会超压。凝汽器水位信号经变送器转换为4mA~20mA信号送人调节器,调节器经运算后输出指令信号控制凝汽器补水阀维持凝汽器水位在设定值正负50mm~100mm之间。

3真空除氧器水位自动调节原理及参数整定

3.1除氧大阀水位自动控制方案

除氧大阀水位自动控制方案见图1。

工作原理:大阀自动时,先对调节系统的三冲量真空除氧器水位、凝结水流量、阻尼给水流量进行一阶惯性信号处理,然后处理后的真空除氧器水位才能作为主调的PV值,经主PID运算后其输出值作为副调的设定值,阻尼后凝结水流量作为副调的PV值,一阶惯性处理后的给水流量作为副调的前馈信号,手操器大阀反信号作为副调的跟踪量,阻尼后凝结水流量与阻尼后给水流量经过副PID运算后输出给大阀手操器作为指令信号,由手操器输出指令给执行机构进行真空除氧器水位的调整。但是当调节回路发故障信号时,大阀手操器就自动程控切手动,同时主调切手动,这时副调的输出便跟踪手操器的输出,主调的输出将跟踪副调的PV值,副调的输出值将跟踪手操器的阀反信号。当满足以下条件之一时便引起调节回路故障:主调测量值与设定值偏差大;副调测量值与设定值偏差大;真空除氧器水位幅值报警;凝结水凝汽量和锅炉补给水量的平衡,但在实际运行中,我们把它们作为两个独立的调节系统来对待。真空除氧器水位自动调节系统(阀控、凝泵变频)是采用疏水器调节回路系统,主副调节器都采用PI调节规律。真空除氧器水位信号、凝结水流量信号、锅炉给水流量信号,经变送器转换为4mA~20mA信号送人调节器,调节器经运算后输出指令信号控制真空除氧器大阀或1号、3号凝泵变频器来改变凝结水流量。对调节品质的要求是保持水位在设定值正负50mm~100mm之间波动,调整过程不超过15

2凝泵变频水位自动控制方案

4真空除氧器水位调节常见故障及排除

(1)自动投入后时好时坏,这有可能是参数设置不合理,需要重新整定。负荷工况变化太大,调节参数按正常工况设置适应范围有限,属于正常。在投大阀自动时受阀门特性限制也影响调节质量。运行人员在投自动时不注意真空除氧器水位测量值与设定值的系统偏差,投自动后又快速修改设定值,造成扰动大,系统稳定过程长。所以在投入时应在偏差较小时进行,定值修改也要循序渐进。

(2)如果系统发生故障,应先将真空除氧器水位自动切为手动。如大阀故障,还应将大阀退出系统,切为旁路和小阀,凝泵变频故障切为工频。

(3)系统无法投自动,先检查真空除氧器水位、凝结水流量、给水流量信号是否异常,与冗余测点是否偏差大;主调是否偏差大,软手操是否偏差大;检查相对应的变送器是否正常,检查相关I/0卡件是否正常。

(4)执行机构(大、小阀)和变频故障检查以及相对应的指令输出和反馈输入的1/0卡件检查,需注意的是卡件上还带有其他重要自动或对运行生产产生重大影响的通道,要将其切换至手动状态。

我厂200MW机组采用疏水器调节系统,实际运行证明不管是通过调节真空除氧器大、小阀的开度或凝泵变频改变凝结水流量,都能实现真空除氧器水位自动调节,从而实现真空除氧器安全经济运行。

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