3-12 热井水位系统.docVIP

第三篇 第十二章 凝汽器热井水位和除氧器水位调节系统 第一节 系统简介 一、热力系统简介 凝汽器和除氧器系统是补充水系统。由于发电厂系统内部存在设备本身和系统造成的蒸汽和凝结水的损失以及系统对外有供热设备，因此存在着蒸汽和凝结水的损失（汽水损失），它直接影响着发电厂的安全经济运行。为补充发电厂工质的损失必须加入补充水。为保证蒸汽的品质，补充水必须经过严格处理，可以进行化学处理和热处理，通常采用化学处理。 化学处理是将生水经过化学除盐设备除去水中的钙离子、镁离子、钠盐变成软水。在确定化学水与发电厂热力系统的连接方式时，应满足下列要求：化学水要除氧，其水量应随工质损失的大小而调节，应尽可能使其引起的 传热过程的不可逆损失为最小。所以中参数的电厂将化学水送入除氧器，高参数的电厂将化学水送入凝汽器或除氧器中。 二、水位调节的意义 除氧器水箱用以保证锅炉有一定的给水储备量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15～20分钟的给水量。水位太低会因储水量不足而危及锅炉的安全运行，还可能使给水泵入口汽化而使给水泵不能正常工作；水位太高，可能淹没除氧头而影响除氧效果。一般要求水位在规定值的±100mm～±200mm范围内，所以除氧器设计有水位自动系统，并有高、低水位异常报警和联锁保护。 凝汽器是汽轮机的主要辅助设备，它的主要作用是回收做过功的蒸汽，是负压容器，对化学补充水进行初级除氧，补充水温度较低可在凝汽器中吸收排气热量，提高凝汽器真空，进而提高机组热效率。 1．凝汽器水位调节的意义 凝汽器热井水位过低或过高，也要影响机组的安全经济运行。当凝汽器热井水位过高淹没铜管时，会使凝结水过冷度增加，使溶于凝结水中的氧气增多导致凝汽器到除氧器之间的管道阀门和加热器受到腐蚀，而且凝结水过冷使冷却水带走的热量增大，回热系统加热凝结水的热量增加，降低汽轮机的经济性。因此要设计凝汽器热井水位自动调节系统。 2．除氧器水位调节的意义 将给水加热到相应除氧器内压力的饱和温度，可以保证气体从水中分离出来，很好的清除氧气，给水在除氧器中清除氧气的主要机理是加热除氧。除氧器除了通过用汽轮机抽汽加热给水到沸腾状态以除氧外，还担负着向给水泵不断供水的任务，为了保证给水泵的安全运行，即要求避免给水泵入口发生汽化或缺水事故，一定要保证除氧器下部的给水箱保持规定的水位，除氧器水位过低，除了影响给水泵安全运行之外，甚至会威胁锅炉上水，造成停炉事故；除氧器给水箱水位过高，汽轮机汽封将进水，抽汽管将发生水击，威胁汽轮机的安全运行，因此要设计可靠的除氧器水位自动控制系统。 第二节 调节系统的原理 一、调节系统的原理 1．凝汽器热井水位调节系统 凝汽器热井水位调节系统比较简单，是单回路单冲量自动调节系统。被控对象为凝汽器热井水位，凝结器水位通过控制化学补给水或者凝汽器放水来满足要求。 2．除氧器水位自动调节系统 除氧器水位自动调节系统根据热力系统设计的不同有不同的设计思路。中小型机组有的采用单冲量单回路调节系统，通过控制化学水补给水门或者低加至除氧器的调节阀来实现，也有采用三冲量控制系统。大型机组都采用全程控制系统，当给水流量从零到一定值（如10%额定负荷）时，系统为单冲量水位控制系统，当给水流量大于一定值（如10%额定时，系统为三冲量水位控制系统，即水位控制器接受三个输入信号：水位信号、化学水流量、给水流量。两种方式的切换通过逻辑切换实现，控制主凝结水到除氧器的进水阀。 二、水位调节系统常见的设计方案 1．凝汽器热井水位调节系统 中小型机组的凝汽器热井水位比较简单，通常采用电动调节设备的单回路单冲量调节系统，控制化学水补给水阀门，调节系统原理与低加系统原理一样；有的采用气动基地式调节仪表，不再赘述。 下面是一个350MW机组的凝汽器热井水位调节系统原理： 当机组带初始负荷或冷态条件下时，凝汽器热井水位通过凝汽器再循环门调整维持热井水位在给定值，保证凝结水泵的正常运行。在低负荷情况下，当水位高于设定值时，开大凝汽器到除氧器的低负荷疏水阀门，同时逐渐关闭再循环门来调节凝汽器热井水位；当低负荷疏水阀门开到一定开度时（即机组负荷增加，仅调节低负荷阀门是不够的）凝汽器到低加的高负荷阀门开始打开。当水位低于设定值时，关高负荷疏水阀门。图3-12-1为凝汽器热井水位调节原理示意图。 2．除氧器水位调节系统 中小型机组的除氧器水位比较简单，通常采用电动调节设备的单回路单冲量调节系统。调节器采用PI调节规律。水位信号经变送器转换为4～20mA直流信号送入调节器,调节器输出信号控制化学补充水调节阀门的开度。 当化学补充水送入凝汽器时，则把除氧器水位调节和凝汽器调节作为一个整体来考虑。其工作过程是：当除氧器水位降低时，除氧器水位调节器开大凝汽器补充水调节阀门，凝汽器水位上升；凝汽器水位调节器增大凝汽器的出水量