余热锅炉和汽轮机控制与保护概要.ppt

余热锅炉-汽轮机的控制和保护系统余热锅炉的控制调节与常规锅炉相比无燃油或燃煤的燃烧控制。
通常燃气蒸汽联合循环余热锅炉采用跟随燃机、汽机跟随余热锅炉的控制方式(HRSGFlowGT&STFlowHRSG)。即燃机控制负荷，余热锅炉出力受燃机运行状态限制；而汽轮机调节汽阀控制余热锅炉主蒸汽的压力。水位调节和保护
汽包水位调节和保护
汽包水位调节
必要性
汽包水位太高会减少汽空间，使蒸汽在汽空间停留时间短，蒸汽中带水增多，蒸汽含盐量增加。
水位太低，下降管中可能带蒸汽，影响水循环可靠性。
汽包水位调节任务
使给水量适应蒸发量，并维持汽包水位在允许的变化范围内。
调节系统分类
单冲量调节：蒸汽流量低于20%额定流量时，蒸汽参数较低，可忽略汽包内炉水密度影响，根据实际水位与与 水位设定值之差通过PI方式控制给水调节阀开度。
三冲量调节：余热锅炉高负荷条件下，负荷或压力变动时，由于汽包水容积中蒸汽含量和蒸汽比容改变产生“虚假水位”。
蒸汽流量达到20%额定流量后，综合考虑蒸汽流量和给水流量相等的原则和水位偏差的大小来调节给水控制阀开度。补偿虚假水位造成的调节偏差，纠正给水量的扰动。汽包水位保护
余热锅炉水位保护与锅炉容量、结构、运行方式有关。间接控制除氧器/给水箱水位方案：
首先控制从补给水箱到凝汽器补水量，凝汽器水位变化后，再由凝汽器水位调节控制进入除氧器的凝结水量。
设高位排水阀，防止水位超过给定值，接受水位调节器控制
除氧器给水箱水位调节系统是简单单回路定制调节系统，水位信号与设定值之差进入PID调节器。采用双向执行机构。温度调节
过热蒸汽温度调节
蒸汽温度高于设计值，主蒸汽管路和汽轮机材料强度会下降；低于设计值，蒸汽焓下降，做功能力下降。蒸汽初温低，增加汽轮机末级叶片含湿量。
主蒸汽温度随燃机排气温度变化，运行中实际考虑主蒸汽减温问题。
主蒸汽减温调节方法
喷水减温调节方法：
喷水减温器布置在过热器中间，过热器中间有导管，以便安装喷水减温器与蒸汽混合要求。
喷水减温器还可布置在过热器出口主蒸汽管路上，不需要安装导管，但过热气管壁最高温度较高。主蒸汽管路上测温元件通过温度变送器把信号输入把信号输入温度控制器，在温度控制器中测量数据并和设定点数据比较。根据比较结果，温度控制器输出信号对温度控制阀进行调节，增加或减少喷水减温器的喷水量。 饱和蒸汽部分旁通调节方式
汽包出来饱和蒸汽大部分经过热器吸收热量后到主蒸汽管。其余饱和蒸汽经旁路调节阀进入主蒸汽管。利用调节旁通管路上温度控制阀开度可以调节过热器出口过热蒸汽温度。省煤器出口温度调节系统
立式布置强制循环预热锅炉，采用省煤器再循环措施防止启动或低负荷时省煤器出现蒸发现象。将高压循环水泵出口得水通过省煤器再循环阀引一部分到省煤器入口，增大省煤器水流量，确保省煤器出口水温低于饱和温度。
根据汽包中饱和蒸汽温度和省煤器出口水温之间温差控制省煤器再循环管路上电动调节阀开度。
采用增量式PI调节，输出信号以脉冲形式控制步进电机。
温差小于5.5ºC，输出开信号，调节阀增大；温差大于10ºC，输出关信号，调节阀关小。
根据给水流量控制省煤器再循环管路上电动调节阀开度。给水流量低于设定值时，电动调节阀开启，循环水泵部分水经再循环管路流入省煤器。压力调节
汽包压力调节
通过调节主蒸汽阀开度和汽轮机主调汽阀开度来控制。
汽包压力调节主要包括压力高限制、压力低限制、压力升速率限制和压力降速率限制。压力高限制和升速率限制主要通过旁路系统实现；压力低限制及压力降速率主要通过汽轮机调节阀实现。
除氧器/水箱压力调节
整体式除氧器中，余热锅炉启动或低负荷时，需从中压汽包引出蒸汽经减压节流等措施进入除氧水箱。
除氧器压力低于设定值低限时，压力控制器调节阀开大，增加蒸汽进入量。
除氧器压力高于设定值时，压力控制器发出信号使压力调节阀关小，减少蒸汽进入量。压差控制型联锁保护
循环水泵出、进口压力差低于某一给定值，压差开关动作，发出报警，运行循环水泵自动停泵，备用循环水泵自动启动。二者皆故障，余热锅炉跳闸停炉。
流量控制型联锁保护
如果循环水泵流量低于某一限值，将发出报警，运行水泵自动停泵，备用水泵自动启动。二者皆故障，余热锅炉跳闸停炉。

自动控制燃机按升速率要求向目标值爬升，最后控制在目标转速上，直至汽机达到额定转速。
转速设定值控制由上位机完成；可人为设定汽机负荷设定值的目标值及负荷设定值的升速率。
转速负荷控制基准为负荷设定值函数和转速函数之和。汽机并网之前，负荷设定为0，转速负荷控制系统简化为比例控制，加上调节阀补偿控制积分环节。汽机并网后，开度补偿值固定不变，为并网前的值。汽机并网后，负荷设定信号参与调节阀控制。汽机实际转速与转速设定值之差，作用于主汽阀开度，使系统具有一次调频能力。转