除氧器水位控制中的调节阀自动切换逻辑(1)
收稿日期: 20060117
除氧器水位控制中的
调节阀自动切换逻辑
冯宗杭
(粤电静海发电有限公司,广东惠来 515223)
在大型机组除氧器水位控制系统中,通常主管道和旁路管道都配备有调节阀(在凝汽器热井补充水回路和主给水管路上也常采用这种方式)。在机组起动和带低负荷阶段,通过旁路管道的调节阀(小阀)控制除氧器水位;在机组带较大负荷时,通过主管道的调节阀(大阀)控制除氧器水位。旁路管道的最大流量一般为主管道最大流量的15%～30%。在低负荷下使用小阀,在高负荷下使用大阀,避免了大阀在小开度下较长时间运行,减小了大阀的磨损,和节流损失,提高了机组效率。
采用大小两个调节阀控制同一流量,在手动操作情况下,不存在任何问题,但在自动控制情况下,则必须要考虑以下问题:(1)两个调节阀应可自动手动双向无扰切换;(2)在手动情况下两个调节阀开度可多种组合;(3)尽量减少系统的节流损失。
静海发电公司600MW超临界机组除氧器水位控制两个调节阀可由控制系统自动进行切换,系统原理见图1。图1中A为可由运行人员手动操作的除氧器水位设定值,其后分别为防止设定值变化时对系统冲击过大的速率限制器,以及为了防止运行人员误操作的最大和最小设定值限制;PID1为低负荷下小阀使用的单冲量调节器,PID2为高负荷下大阀使用的单冲量调节器,PID3为高负荷下大阀使用的三冲量调节主调节器,PID4为高负荷下大阀使用的三冲量调节副调节器。设计在低负荷下采用单冲量控制除氧器水位,在高负荷时采用三冲量控制除氧器水位,其差别仅在于把大阀和小阀所使用的调节器完全分开,使调节器跟踪方便:PID1跟踪小阀的控制指令,PID2和PID4跟踪大阀的控制指令,PID3跟踪凝结水流量和锅炉总给水流量之差
。
图1 除氧器水位控制原理
为了尽量减少系统的节流损失和防止机组在工况稍有变化时两个阀门来回切换,单冲量和三冲量控制的切换采用按机组负荷大小进行切换并带有滞环,即当大于25%机组额定负荷时切换到三冲量控制,小于20%机组额定负荷时切换到单冲量控制。另外,单冲量控制用小阀,三冲量控制用大阀。在三冲量控制情况下,当总给水流量或凝结水流量信号发生故障时,采用单冲量方式并用大阀进行控制。
当大小阀在自动控制方式,并在三冲量控制阶段,小阀将自动按一定速度(比如1%/min)从当前开度强制关小到零。当大小阀在自动控制方式,并在单冲量控制阶段,大阀将自动按一定速度(比如1%/min)从当前开度强制关小到零。如果两个阀门中有任何一个处于手动控制方式,则上述自动切换不会进行。
(下转第74页)
采用避峰就谷运行方式提高经济效益
四川维尼厂热电装置以供热为主,总装机容量为61MW(5炉4机),基本能满足全厂生产和生活需要。
由于煤炭涨价,维尼厂发电成本已达0.40元/ (kW?h),而重庆市供电局23∶00至次日7∶00谷时最低电价为0.2117元/(kW?h),全年低谷时段的平均电价约0.236元/(kW?h)。由此可见,维尼厂夜间低谷时段的发电成本和重庆电网电价有较大的电价差。若在夜间电价最低时段调整生产用电负荷,降低锅炉负荷,减少发电机出力,多用电网的电,可以达到节能降耗及降本增效的目的。具体采取如下措施:(1)在正常生产的情况下,晚间用电尖峰时段(19∶00～21∶00)机组尽量满发,不用电网的电;(2)每日用电低谷时段(23∶00～7∶00)将4号发电机组(额定容量25MW)发电量降至4MW运行,1、2号发电机(额定容量各12MW)因带有抽汽,尽量降负荷运行。由此最多可用电网电25MW,发电用蒸汽(3.6M Pa)减少120t/h。配合发电调峰,将1台额定蒸发量130t/h 的锅炉负荷降至2t/h,即采用停止投粉,掺烧500m3/ h天然气保温保压,以保证紧急情况下锅炉能很快带负荷;(3)次日7∶00发电机组再恢复原负荷,达到自给自足。
采用上述措施后一年来的实践表明,机组运行效果良好,未对生产造成任何影响。
维尼厂自从2004年冬季实施避峰就谷运行方式以来,每天使用电网电16万kW?h左右,减少发电用蒸汽(3.6M Pa)960t。每吨蒸汽耗煤111kg标煤,每小时耗天然气500m3(单价0.772元/m3),则避峰就谷运行每天效益如下:
(1)用电差价 (0.4-0.236)×160000=26240 (元)
(2)耗天然气 500×8×0.772=3080(元)
(3)节约成本 26240-3080=23160(元)
(4)节省煤炭 960×111÷1000=106.6(t)
扣除锅炉发电机组检修及天然气用量、受限时日外,2005年1月～11月,维尼厂共用电网电2984.7万kW?h,节约发电成本470.226万元,节约煤炭大约1.7万t,取得了较好的经济效益。
(四川维尼厂 余镇华 供稿)
(上接第70页)
在强制关闭的过程中,相应调节器进入强制跟踪状态,同时强制关闭过程中的阀门自动控制状态不应该改变。
在机组升负荷过程中,由单冲量控制切换到三冲量控制,小阀将自动强制关闭,小阀未全关前如将小阀切换到手动控制方式,小阀将停止在当前开度上,由大阀对除氧器水位进行控制。在上述切换过程中如将大阀切换到手动控制方式,由于当前机组已经处于三冲量控制方式,小阀不参预水位控制,所以除氧器水位将切为手动控制方式。在机组降负荷过程中,由三冲量控制切换到单冲量控制的过程与上述过程相反。
本文设计实现了除氧器水位控制调节阀的自动切换和全程控制,只要运行人员将两个阀门的操作器都切换到自动控制方式,阀门切换工作不需运行人员干预而自动进行,大大减轻了运行人员的工作压力和劳动强度,同时,阀门切换比人工切换平稳,有利于机组的安全稳定运行。