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3 超临界机组给水控制策略

3.1 湿态运行工况下的给水控制

直流炉在湿态工况下类似于汽包炉，分离器水位是机组湿态时给水的终控制目标。它决定着汽水分离器汽水分离的效果是否良好，控制分离器水位在合适范围内是锅炉湿态时安全运行的基础。如果分离器水位过高，则不能保证汽水分离器能够达到良好的分离效果，很可能造成过热器带水，汽温下跌，甚至汽轮机进水等严重事故。相反，若分离器水位过低，也是达不到良好的汽水分离效果，可能造成下降管内锅水含汽，影响炉水泵出力，省煤器较小流量可能就得不到保证。

湿态工况下分离器水位控制主要通过给水泵转速、给水泵再循环调整门和给水旁路调整门改变给水流量来实现，当发生汽水膨胀时，由溢流调节阀门辅助控制分离器水位，如果在锅炉热态冲洗时，可以增加溢流调节阀门的偏置加大外排。一般分离器水容积很小，水位的惯性就很小，为我们的控制提出了更高的要求。以某电厂超临界机组为例，省煤器、分离器、启动系统与炉膛水冷壁总的水容积为216.57m3，分离器水容积为11.27m3，占总水容积的5.2％，由此可见汽水分离器容积非常小，工质不平衡时分离器水位变化快，溢流调整门为液动门，开关相对快些，基本可以适应分离器快速的水位变化。

湿态工况下，如需提高主汽温度，给水控制需增加给水流量，增加溢流调节阀门的偏置加大外排，并适当增加燃料量，从而增大蒸汽的流量，这种情况下，汽温上升快，而压力则会上升很慢或者下降。如需提高主汽压力，给水控制措施则与上述方案相反。由于点火初期水质一般不合格，外排炉水均不回收，所以加大外排增加主汽温度，将造成工质和热量的巨大浪费。因此，湿态工况时，在维持分离器水位稳定的情况下，主要靠高旁调节主汽压力，适当开大溢流调整门，在压力调节的同时，主汽温度也是稳定上升。

3.2 干态运行工况下的给水控制

机组转干态后，给水控制主要调节煤水比控制中间点的焓值（或温度），终达到控制主汽温度的目的。给水控制如图1所示，此控制策略有如下特点：锅炉主控指令信号经动态块F(t)后给出省煤器入口给水流量指令的基本值；汽水分离器出口温度是汽水分离器压力的函数，该信号作为给水控制系统的一级修正，根据机组负荷确定的一级减温器前后温差作为给水控制系统的第二级修正。因为一减前后温差也间接反映了燃水比的变化，温差偏大，说明中间点的焓值偏高，引入此信号的目的是：将过热器的喷水流量控制在规定范围内，使喷水减温在任何工况下均保持有可调节余地。有些机组也将过热器的总喷水流量与给水流量的比值作为给水控制系统的第二级修正信号。

在稳定的工况下，煤水比主要受到燃料发热量、给水温度、锅炉受热面结焦情况等因素的影响。中间点的焓值主要与炉内辐射换热有关，主汽系统一般由顶棚过热器，尾部包墙过热器、屏过和末过组成，故主汽温度呈现出很强的半辐射半对流换热特性。

对于直流锅炉，当煤水比失调时，会严重影响主汽温度。直流锅炉中主给水流量等于省煤器入口流量和减温水量之和，负荷不变，如果主汽温度升高，减温水量增加，省煤器入口流量会相应地减少，从而加剧了煤水比的失调程度，因此对于直流锅炉，必须用保持燃水比作为维持过热器出口汽温的主要粗调手段，用喷水减温作为细调手段。

首先我们分析一下负荷稳定的情况下的给水控制。负荷稳定，则中间点的焓值我们可以认为是一个定值。如果给水温度下降，为了维持负荷以及中间点的焓值不变，则需增加煤量，煤水比下降，负荷和中间点焓值稳定。但由于燃料量增加炉内辐射换热增强，炉膛出口温度升高，过热器的辐射换热和对流换热得到加强，主汽温度必然升高，如果不加以控制甚至会出现超温。此时应该适当减小中间的焓值的设定值。同样，当燃料的发热量下降时，燃料量会逐渐增加，以维持负荷不变，稳定后主汽温度会上升，所以也应该适当的减小中间点温度的设定值。锅炉受热面结焦也是同样的给水控制方式。

其次，当负荷发生扰动时，我们以AGC试验为例。给水流量对中间点的焓值控制比燃料量对其控制要更灵敏一些。AGC试验升负荷时，首先增加燃料量，为了维持煤水比，如果同时大量增加给水流量，则中间点的焓值会下降很快，从而引起主汽温度的下降，所以水量的增加需有一定的，避免主汽温度的大幅度波动。如果机组发生大的负荷波动，如RB动作，给水的控制动作的方向虽然都是向某一稳定的煤水比而逐渐减少给水量，但区别就是给水量减少的速度。通过对多台机组的试验，我们发现中间点温度的变化率的变化趋势对给水量变化速度的快慢为敏感。所以中间点温度变化率的快慢就应该是给水变化快慢的主要依据，在调节时根据中间点温度的变化快慢来改变给水量变化的快慢。只要能稳定中间点汽温的波动幅度，主再汽温也就能维持住了。

烧结机余热锅炉主要是利用钢铁企业烧结工序的余热进行发电的余热锅炉。烧结余热回收主要有两部分：一是烧结机尾部废气余热，二是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。目前在该行业的余热发电项目主要有单压余热发电、双压余热发电、闪蒸余热发电和补燃余热发电四种形式；发电系统类型有饱和蒸汽发电系统和过热发电系统两种。