1、鍋爐給水流量調(diào)節(jié)之節(jié)流調(diào)節(jié)方式
這種方式采用給水泵定速運行，鍋爐給水量的改變是通過改變給水調(diào)節(jié)閥門的開度來實現(xiàn)的，稱為給水流量的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，如圖1所示，根據(jù)水位偏差來改變調(diào)節(jié)閥門的開度，從而調(diào)節(jié)給水流量。圖2表示了給水泵在轉(zhuǎn)速n恒定時的水泵特性曲線，其縱坐標(biāo)為壓頭H,橫坐標(biāo)為給水量W。由調(diào)節(jié)閥門開度μV所決定的管路性能曲線與轉(zhuǎn)速n為常數(shù)C時的水泵特性曲線的交點，M為水泵的工作點，對應(yīng)的流量為W。當(dāng)調(diào)節(jié)閥開度改變時，管路性能曲線發(fā)生改變，水泵的工作點相應(yīng)改變，由B到A對應(yīng)的給水流量為WB和WA，這種靠改變閥門開度來改變給水流量的調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點是調(diào)節(jié)方法簡單、可靠；缺點是節(jié)流損失大，增加了水泵消耗的功率，并且調(diào)節(jié)閥門處在很高的壓力下工作，容易造成閥門的磨損和損壞，使用制造質(zhì)量不高的調(diào)節(jié)閥時就難以保證良好的調(diào)節(jié)特性。
圖1 給水流量節(jié)流調(diào)節(jié)方式示意圖
圖2 轉(zhuǎn)速恒定時水泵特性曲線
顯然，采用改變閥門開度的節(jié)流方法來改變給水流量對于大容量鍋爐是不經(jīng)濟(jì)的，尤其對于大容量高壓汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，給水泵的功率消耗約占主機(jī)容量的2%-3%。因此，一般在鍋爐啟動或低負(fù)荷時才采用這種流量調(diào)節(jié)方式。
2、鍋爐給水流量調(diào)節(jié)之給水泵調(diào)速方式
余熱發(fā)電廠或小型火力發(fā)電廠給水泵調(diào)速通常通過變頻器改變給水泵轉(zhuǎn)速完成；大型發(fā)電廠的單元機(jī)組廣泛采用的是改變給水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水量，如圖3所示，根據(jù)水位偏差來改變水泵轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)給水流量。
圖3 給水泵調(diào)速方式
當(dāng)給水泵進(jìn)入調(diào)速方式時，給水調(diào)節(jié)閥門被關(guān)閉或是處于全開狀態(tài)，這時管路特性不變，改變給水泵轉(zhuǎn)速，使得水泵特性曲線與管路特性曲線的交點不同，給水流量也不同。調(diào)速泵的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)速nmin所對應(yīng)的給水流量Wmax-Wmin即為給水流量的調(diào)節(jié)范圍，如圖4所示。
圖4 給水泵調(diào)速特性曲線
調(diào)速泵有電動調(diào)速泵和汽動調(diào)速泵兩種，第一種原動機(jī)是定速電機(jī)，電機(jī)與泵之間的軸連接采用液力聯(lián)軸器，改變液力聯(lián)軸器中的油位高度即實現(xiàn)水泵轉(zhuǎn)速的改變。第二種是汽動調(diào)速泵，動力是小汽輪機(jī)，改變小汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量實現(xiàn)給水泵轉(zhuǎn)速的改變。小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由獨立的MEH控制。電動調(diào)速泵需要經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，熱能轉(zhuǎn)換為電能，再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，因此，效率沒有汽動調(diào)速效率高。汽動調(diào)速泵調(diào)節(jié)特性好，只需要熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能就可以了，因此效率高。汽動泵不足之處是，其驅(qū)動蒸汽來源于主汽輪機(jī)高壓缸的抽汽，而機(jī)組在低負(fù)荷時，高壓缸的抽汽壓力太低，無法維持汽動泵的運行。因此，在機(jī)組啟動和低負(fù)荷時，用配有的定速電動給水泵和調(diào)節(jié)門向鍋爐供水。
鍋爐全程給水控制
鍋爐全程控制系統(tǒng)是指單元機(jī)組在啟停過程和正常運行時均能實現(xiàn)自動控制的系統(tǒng)。全程控制包括啟?？刂坪驼＿\行工況下控制兩方面的內(nèi)容。常規(guī)控制系統(tǒng)一般只適應(yīng)單元機(jī)組帶大負(fù)荷工況下運行，在啟停過程和低負(fù)荷工況下，一般要由手動進(jìn)行控制，而全程控制系統(tǒng)能使單元機(jī)組在啟動、停機(jī)、不同負(fù)荷工況下自動運行。目前，大型火力發(fā)電機(jī)組都采用機(jī)、爐聯(lián)合啟動的方式，鍋爐、汽輪機(jī)按照啟動曲線要求進(jìn)行滑參數(shù)啟動。隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大和參數(shù)的提高，單元機(jī)組在啟動和停止過程中需要監(jiān)視和控制的項目也越來越多，手動控制方式已不能滿足要求，必須在啟動和停止過程中實現(xiàn)自動控制。這個過程包括鍋爐點火、升溫升壓、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、開始帶負(fù)荷、帶小負(fù)荷運行、帶大負(fù)荷運行、降到小負(fù)荷運行、鍋爐停火、冷卻降溫降壓，整個過程要保持汽包水位在允許范圍內(nèi)，并且不需要人工干預(yù)。因此有以下要求：
首先，鍋爐從啟動到正常運行的過程中，蒸汽參數(shù)和負(fù)荷在很大范圍內(nèi)變化，如果不對汽包水位、給水量和蒸汽流量信號進(jìn)行壓力、溫度校正的話，就會影響這些信號的測量準(zhǔn)確性，為了實現(xiàn)全程控制，必須對這些測量信號自動進(jìn)行壓力、溫度校正。
其次，由于大型單元機(jī)組除了在鍋爐啟動階段采用節(jié)流方式調(diào)節(jié)給水量外，其他情況下多采用調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速實現(xiàn)給水量自動控制。因而整個系統(tǒng)不僅要求滿足給水量控制的要求，同時還需要保證給水泵工作在安全工作區(qū)域內(nèi)。
再次，由于鍋爐給水對象的動態(tài)特性在不同負(fù)荷時是不一樣的，在高、低負(fù)荷時要用不同形式的控制系統(tǒng)。在蒸汽流量低于額定值30%的低負(fù)荷運行時，機(jī)組處于滑壓運行過程，參數(shù)較低，負(fù)荷變化范圍小，虛假水位不嚴(yán)重，可以采用單沖量控制系統(tǒng)；高負(fù)荷時采用串級三沖量控制系統(tǒng)，因此，在隨著負(fù)荷變化時需要兩種運行方式的切換，這就需要保持這兩種切換應(yīng)該是雙向無擾的。
另外還需要保證多種調(diào)節(jié)方式在切換過程中實現(xiàn)無擾。比如給水調(diào)節(jié)閥門與調(diào)速泵間的過渡切換。最后，給水全程控制系統(tǒng)還必須適應(yīng)機(jī)組定壓運行和滑壓運行工況，必須適應(yīng)冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動情況。
