直流炉给水主路旁路切换控制策略研究

李志会

建投遵化热电有限责任公司,   河北唐山064200

摘要：随着电力工业的快速发展，直流炉在电力生产中的应用越来越广泛。给水系统是直流炉中的重要组成部分，其稳定性和安全性直接关系到锅炉的运行效率和使用寿命。本文重点研究了直流炉给水系统中主路与旁路之间的切换控制策略，通过对现有切换策略的分析与改进，提出了一种更为优化的控制方法，旨在提高给水系统的可靠性和稳定性，为直流炉的安全运行提供有力保障。

关键词：直流炉；给水系统；主路切换；旁路切换；控制策略

一、引言

直流炉作为一种高效、环保的发电设备，在现代电力工业中发挥着重要作用。给水系统是直流炉的重要组成部分，其任务是为锅炉提供稳定、可靠的给水，以满足锅炉蒸发量的需求。在锅炉机组启动过程中，给水系统处于低负荷运行，此时给水控制系统调节特性差，通常需由运行人员手动调节完成给水泵主、旁路调节阀切换，这种模式严重依赖运行人员的技术和操作经验，使得切换过程存在极大的不稳定性，给机组的安全生产运行带来巨大考验。因此，为了保证锅炉的正常运行，需要快速、准确地切换给水系统的主路与旁路，研究直流炉给水主路旁路切换控制策略具有重要的现实意义和应用价值。

二、直流炉给水系统概述

当前，随着发电机组装机容量不断增大，系统越来越复杂，技术应用呈现多样化。本文研究的直流炉给水系统的配置采用典型的配置模式，即配置2台50%的汽动给水泵作为运行泵，1台30%的电动给水泵作为启动泵。给水系统工艺流程如图1所示。

直流炉给水系统主要由给水泵、给水管道、给水调节阀、省煤器等组成。其中，给水泵负责将水输送到锅炉中，给水调节阀则用于控制给水流量的大小。在实际运行过程中，给水系统需要满足锅炉的蒸发需求，同时保证锅炉最小上水量要求。为了实现这一目标，启动给水系统通常采用主路与旁路相结合的方式，以提高系统的灵活性和可靠性。

三、主路与旁路切换控制策略

3.1 传统切换控制策略分析

传统的切换控制策略通常采用人工操作的方式，根据操作人员的经验和判断来进行切换。这种方式虽然简单直接，但存在以下不足：

（1）切换速度较慢，无法及时响应系统的变化；

（2）切换过程中可能出现误操作，导致系统的不稳定或损坏；

（3）对操作人员的技能要求较高，需要具备一定的专业知识和经验。

3.2控制策略实现方案

在主路与旁路自动切换控制逻辑的设计中，需要明确切换的触发条件、切换步骤以及切换后的监控和调整。具体流程如下：

3.2.1切换允许条件：

（1） 机组负荷小于100MW；

（2） 主给水电动门全关；

（3） 任一汽动给水泵处于自动状态；

（4） 主给水旁路调门开度大于3%且前、后关断门全开；

（5） 主给水旁路调门处于手动状态。

3.2.2切换过程步序

（1）控制系统画面发出主旁路切换命令开始执行切换程序；

（2）执行切换命令发出后同时发出主给水旁路调门关闭和主给水电动门打开指令：主给水旁路调门按一定速率（速率设定为：旁路调门切换前开度/主给水电动门全开时间，以同步主给水电动门打开速率）关闭阀门，主给水电动门按照执行机构固有的速率打开阀门；

（3）切换过程中若出现给水流量设定值与实际值偏差大的情况则暂停切换，直至偏差消除后才能重新投入切换程序。

3.2.3 切换完成状态

（1） 主给水电动门完全打开；

（2） 主给水旁路调门开度小于3%；

（3） 主给水旁路调门前、后关断门处于完全关闭状态。

四、实验与结果分析

为了验证改进后切换控制策略的有效性，本文进行了在线实验。通过不同启动工况下给水系统的运行情况，对比传统切换控制策略和改进后策略的效果。实验结果表明，改进后的切换控制策略在切换速度、准确性和稳定性等方面均优于传统策略。具体表现在：

（1）切换速度更快，能够在较短的时间内完成主路与旁路之间的切换；

（2）切换过程中误操作的可能性大大降低，提高了系统的可靠性；

（3）对操作人员的技能要求降低，降低了人力成本；

（4）系统的稳定性得到显著提高，减少了因切换操作引起的水位波动和蒸汽压力变化。

五、结论与展望

本文研究了直流炉给水系统中主路与旁路之间的切换控制策略，通过对现有策略的分析与改进，提出了一种更为优化的控制方法。实验结果表明，改进后的切换控制策略在切换速度、准确性和稳定性等方面均优于传统策略，为直流炉的安全运行提供了有力保障。未来，我们将继续完善和优化这一控制策略，进一步提高直流炉给水系统的可靠性和稳定性，为电力工业的可持续发展做出贡献。

参考文献

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