过程控制课程设计--300MW火电机组给水控制系统的设计

1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学生姓名学生姓名: : 学学 号：号： 学学 院院 : : 班班 级级: : 题题 目目: : 300MW 火电机组给水控制系统的设计 2011 年 12 月 20 日 2 目 录 1 选题背景 3 2 方案论证 4 21 设计原理 4 2.1.1 给水扰动对水位的影响 4 2.1.2 负荷扰动对水位的影响 . 5 2.1.3 燃料量扰动对水位的影响 6 2.2 方案的选择 6 3 过程论述 7 3.1 系统设计 7 3.1.1 前馈-反馈三冲量给水控制系统 7 3.1.2 给水流量的调节的实现方法 . 8 3.1.3 系统的组成 9 3.2 信号分

2、析 9 3.2.1 汽包水位信号 9 3.2.2 给水流量信号 .10 3.2.3 主蒸汽流量信号10 3.3 各种工况之间的互相切换与跟踪. 11 3.3.1 工况之间的切换 11 3.3.2 工况之间的跟踪 .12 4、结论12 5、课程设计心得体会.12 参考文献 13 3 1 选题背景 随着单元机组容量的增大和参数的提高，机组在启停过程中需要监视和控制的项目越 来越多，因此，为了机组的安全和经济运行，必须实现锅炉给水从机组的启动到正常运行， 又到停炉冷却全部过程均能实现。 我国大型火电机组的给水控制基本上还是采用经典的 PID 控制算法。不同的控制公司 在给水控制策略的设计上虽然各有特

3、点差异，但基本上还是遵循了单冲量和三冲量控制相 结合的控制模式，采用的也基本上是调阀和调泵相结合的控制方法。虽然从理论上讲，现 有的控制方法应该可以实现机组的全程给水自动。但是，实际上由于给水系统和机组运行 的复杂性，机组在启动和低负荷时往往投不上自动。另外，机组在高负荷时，虽然可以实 现三冲量给水自动且正常情况时效果也不错。但其控制系统的鲁棒性较差，适应异常工况 的能力和出现设备故障的情况时的自调整能力也较差。因此，如何真正实现全程给水控制 是现今控制工程人员急于解决的一个课题。 目前，国内机组实现全程给水控制考虑的方案一般是在低负荷时，用启动调节阀控制 汽包水位，调速给水泵维持给水母管压力

4、，采用单冲量的控制方式；高负荷时，使用调速 给水泵控制汽包水位，大旁路调节阀维持给水压力，采用三冲量的控制方式。它由单冲量 和三冲量两个调节回路组成全程给水控制,当负荷大于 30%时为三冲量,当负荷小于 30%或 三冲量变送器故障时为单冲量。 由于不同容量的机组其给水系统结构不一样，其控制方式及控制设备也有区别，因而 实现给水全程自动系统的方案也有不同，这就要求在考虑方案时，要结合具体的控制对象 进行合理的设计，同时参考其它同类型机组一些成功的设计、调试经验，重新完善原汽包 水位调节系统的设计及组态，最终选定一种合理且切实可行的设计方案，来实现锅炉给水 自动系统的全程控制。 本次课程设计主要研究发电厂给水全程控制系统，即锅炉汽包水位控制。其要求是提 供合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应符合的需要。为此，生产过程的各个主要工艺参数必须 加以严格控制。锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是汽包水位、汽包压力、 给水流量、给水温度、汽机第一级压力、主汽温度、过热减温水流量等信号。主要输出变 量是 A、B 汽动泵转速、 电动给水泵转速、 给水旁路调节阀开度。 4 2 2