1、凝結(jié)水系統(tǒng)自動控制方案分析

凝汽器水位一般采用與除氧器水位協(xié)調(diào)控制的方法。影響凝汽器和除氧器水位的因素很多，如負荷變化、給水流量變化、化學補水閥開度等。在研究了被控對象的動態(tài)特性及擾動因素后，我們在設(shè)計方案時將控制系統(tǒng)分成3 部分，即：凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速的自動控制；化學補水閥的自動控制；凝結(jié)水調(diào)整門的自動控制。這樣，使除氧器水位、凝汽器水位及凝結(jié)水母管壓力維持在比較佳狀態(tài)，使機組各系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1.1 除氧器水位和凝汽器水位的自動控制

由于除氧器水位和凝汽器水位的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，因此，調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性差別較大。這主要反映在容量系數(shù)、阻力和傳遞距離上，特別是反映在容量系數(shù)上的差異較大。當機組負荷變化、除氧器水位變化10 %時，可能導致凝汽器水位變化50 %左右，而化學補水對凝汽器水位變化的影響較為直接，對除氧器水位變化的影響要滯后得多.凝汽器水位穩(wěn)定，除氧器水位才會相對穩(wěn)定，因此，我們重點是對凝汽器水位進行及時有效的調(diào)節(jié)。

我們主要采取調(diào)節(jié)化學補水的方法來調(diào)整除氧器水位。為了能達到較好的調(diào)節(jié)效果，我們將凝汽器水位的控制設(shè)計為串級控制系統(tǒng)，如圖4a所示(圖4 方框內(nèi)均為DCS 組態(tài))。串級控制系統(tǒng)由控制器1和控制器2組成。

控制器1 由蒸汽流量與凝結(jié)水流量的差值形成反饋信號，其任務(wù)是及時反映調(diào)節(jié)效果和迅速消除凝結(jié)水流量的自發(fā)擾動. 當凝結(jié)水母管調(diào)整門開度發(fā)生變化時，凝結(jié)水流量發(fā)生變化，控制器1快速消除擾動，使凝結(jié)水流量回到擾動前的值；當機組負荷發(fā)生變化時，首先在蒸汽流量上會反映出來，此時控制器1 迅速改變凝結(jié)水流量，以適應(yīng)蒸汽流量的變化，控制凝汽器水位達到正常值。

控制器2 由凝汽器水位與設(shè)定水位的偏差值形成反饋信號，其任務(wù)是維持水位恒定。當水位偏離給定值時，通過控制器1 調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量，即改變凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，使水位回到設(shè)定值。

1.2 化補水閥的自動控制
由除氧器水位、凝汽器水位的值作為除氧器水位的控制信息，當除氧器水位與凝汽器水位的值小于整定值時，控制器3 會自動打開補水閥。

1.3 凝結(jié)水調(diào)整門的自動控制
由于凝結(jié)水系統(tǒng)工況要求母管壓力必須保證在1. 3～1. 4 MPa 下運行(比較低不小于1. 1 MPa) ，故用母管壓力作為主調(diào)信號，變頻器輸出頻率作為前饋信號，控制母管調(diào)整門的開度；取額定負荷的60 %(75 MW) 及以下負荷段，作為凝結(jié)水調(diào)整門自動控制的調(diào)節(jié)范圍. 當負荷高于75 MW ，或母管壓力大于1. 1 MPa 時，閥門全開，無需調(diào)節(jié)。