汽包鍋爐通過改變?nèi)剂狭?、減溫水量和給水流量控制蒸汽壓力（簡(jiǎn)稱汽壓）、蒸汽溫度（簡(jiǎn)稱汽溫）和汽包水位，汽壓、汽溫、給水流量控制相對(duì)獨(dú)立。超臨界機(jī)組的直流鍋爐，在通過改變?nèi)剂狭靠刂破麎旱耐瑫r(shí)，通過控制燃水比調(diào)節(jié)給水流量和調(diào)節(jié)減溫水量控制蒸汽溫度。本文以某超臨界600MW機(jī)組鍋爐為例，介紹鍛爐給水流量調(diào)節(jié)（簡(jiǎn)稱給水調(diào)節(jié)）及其控制系統(tǒng)。
　　
　　一、給水調(diào)節(jié)
　　
　　1.1全負(fù)荷范圍給水調(diào)節(jié)
　　
　　某超臨界60OMW機(jī)組鍋爐起動(dòng)系統(tǒng)為帶爐水循環(huán)泵的內(nèi)置式系統(tǒng)（圖1）。在鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR時(shí)，給水控制系統(tǒng)使省煤器流量保持在645t/hzui小值（本生流量）。給水流量隨汽水分離器蒸汽量增大而逐步增大，給水流量與再循環(huán)流量之和等于省煤器流量。在鍋爐負(fù)荷大于30%BMCR后，汽水分離器下再有水分離，貯水箱水位低到235Omm以下后，停運(yùn)爐水循環(huán)泵，鍋爐進(jìn)入直流運(yùn)行工況。
　　
　　在鍋爐起動(dòng)初期，主給水電動(dòng)閥關(guān)閉，給水流量由給水旁路調(diào)節(jié)閥控制。電動(dòng)給水泵改變轉(zhuǎn)速維持給水旁路調(diào)節(jié)閥差壓在（0.5~0.9）MPa。當(dāng)給水旁路調(diào)節(jié)閥開度增大至75%，鍋爐負(fù)荷達(dá)15%BMCR時(shí)，主給水電動(dòng)閥打開，給水旁路調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，由電動(dòng)給水泵調(diào)速控制給水流量。當(dāng)鍋爐負(fù)荷達(dá)20%~25%BMCR時(shí)，起動(dòng)第1臺(tái)汽動(dòng)給水泵，停運(yùn)電動(dòng)給水泵。當(dāng)鍋爐負(fù)荷達(dá)50%BMCR前，起動(dòng)第2臺(tái)汽動(dòng)給水泵。
　　
　　1.2起動(dòng)過程貯水箱水位控制
　　
　　鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR以下時(shí)，直流鍋爐運(yùn)行工況類同于汽包鍋爐。貯水箱水位由爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥、低容量溢流電動(dòng)閥及調(diào)節(jié)閥、高容量溢流電動(dòng)閥控制。
　　
　　貯水箱水位計(jì)量程為（0~8900）mm。當(dāng)貯水箱水位高于8160mm時(shí)，開啟高容量溢流電動(dòng)閥;當(dāng)貯水箱水位低于7450mm或貯水箱壓力達(dá)到3.0MPa時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉高容量溢流閥;當(dāng)貯水箱水位高于7650mm時(shí)，聯(lián)鎖開啟低容量溢流電動(dòng)閥;當(dāng)貯水箱水位低于6700mm或貯水箱壓力大于20MPa，聯(lián)鎖關(guān)閉低容量溢流閥;當(dāng)貯水箱水位在（6700~7650）mm時(shí)，根據(jù)貯水箱水位通過低容量溢流調(diào)節(jié)閥控制溢流流量。
　　
　　當(dāng)貯水箱水位在（2350~6700）mm，由爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥控制循環(huán)流量。貯水箱水位和再循環(huán)流量的控制由1套調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)提供對(duì)總給水流量控制系統(tǒng)的前饋信號(hào)，限制爐水循環(huán)泵調(diào)節(jié)閥和貯水箱溢流閥的開啟速率，使相互作用減至zui小。　　
　　二、給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)
　　
　　2.1四回路給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)
　　
　　給水調(diào)節(jié)原理見圖2。圖中，fQ（x）為基于不同負(fù)荷計(jì)算單位時(shí)間流經(jīng)蒸發(fā)器的水應(yīng)吸收熱值的一組函數(shù)；fh（x）為基于不同負(fù)荷計(jì)算分離器出口焓應(yīng)有值（對(duì)應(yīng)于燃水比應(yīng)有值）的函數(shù);f△t（x）為基于不同負(fù)荷計(jì)算一級(jí)減溫器溫降應(yīng)有值的函數(shù)。　　
　　回路1為省煤器流量控制回路。實(shí)際系統(tǒng)大選運(yùn)算的流量定值并行接至給水旁路調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速、2臺(tái)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制回路，通過切換邏輯實(shí)現(xiàn)全程給水調(diào)節(jié)。
　　
　　回路2為燃水比控制主回路。根據(jù)給水流量（kg/S）=單位時(shí)間流經(jīng)蒸發(fā)器的水應(yīng)吸收熱值（MJ/s）/蒸發(fā)器焓增（MJ/kg）算式，計(jì)算出相對(duì)一定負(fù)荷的單位時(shí)間流經(jīng)蒸發(fā)器的冰應(yīng)吸收熱值（MJ/s）;由省煤器出口工質(zhì)壓力、溫度，從蒸汽表中查出省煤器出口焓、汽水分離器出口焓與省煤器出口焓之差即蒸發(fā)器焓增，作為鍋內(nèi)水汽流程可觀測(cè)的前段過程反饋;給水流量設(shè)定值（kg/S）=熱值（MJ/s）/焓增（MJ/kg）。對(duì)于一定的負(fù)荷，存在一定的吸熱值和焓增，就有一定的給水流量，從而體現(xiàn)燃水比。
　　
　　回路3為燃水比失調(diào)校正回路。相對(duì)一定的負(fù)荷，具有汽水分離器出口焓應(yīng)有值。汽水分離器出口焓測(cè)量值與應(yīng)有值的偏差（燃水比失調(diào)）時(shí)，對(duì)給水流量進(jìn)行校正。恰值與負(fù)荷相對(duì)應(yīng)時(shí)該回路調(diào)節(jié)器輸出為零。調(diào)節(jié)器校正輸出設(shè)有幅度限制。
　　
　　回路4為一級(jí)減溫器溫降校正回路。對(duì)應(yīng)一定的負(fù)荷，具有一級(jí)減溫器溫降設(shè)定值，其溫降測(cè)量值與設(shè)定值有偏差時(shí)，對(duì)給水流量進(jìn)行校正。一級(jí)減溫器溫降與負(fù)荷對(duì)應(yīng)時(shí)該回路調(diào)節(jié)器輸出為零。調(diào)節(jié)器校正輸出設(shè)有幅度限制。
　　
　　2.2用蒸發(fā)器吸熱量及其焓增控制燃水比
　　
　　處于直流狀態(tài)下的超臨界鍋爐，設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求蒸發(fā)段處于水冷壁燃燒區(qū)上方至汽水分離器之前。如果燃水比失調(diào)，蒸發(fā)段發(fā)生偏移，將使鍋爐出口主蒸汽溫度難以控制。因此，需要可靠地控制燃水比。
　　
　　可以由相對(duì)負(fù)荷的函數(shù)，直接簡(jiǎn)單地得出給水流量設(shè)定值;采用給水流量設(shè)定值二蒸發(fā)器應(yīng)吸熱量/蒸發(fā)器熔增測(cè)量值運(yùn)算控制燃水比，提高控制效果。
　　
　　f/Q（x）計(jì)算:
　　
　　相對(duì)于不同負(fù)荷，對(duì)蒸汽及噴水流量、汽水分離器及省煤器的焓值，有各個(gè)不同的延遲規(guī)律和函數(shù)關(guān)系;蒸汽流量設(shè)計(jì)值—噴水流量設(shè)計(jì)值=給水流量設(shè)計(jì)值，汽水分離器出口焓設(shè)計(jì)值—省煤器出口焓設(shè)計(jì)值=蒸發(fā)器焓增設(shè)計(jì)值，給水流量設(shè)計(jì)值×蒸發(fā)器焓增設(shè)計(jì)值=設(shè)計(jì)熱增量，設(shè)計(jì)熱增量—基于貯水箱飽和溫度計(jì)算的蒸發(fā)器金屬吸熱量=流經(jīng)蒸發(fā)器的水應(yīng)吸收熱值。計(jì)算過程涵蓋了燃料和給水響應(yīng)時(shí)間上的動(dòng)態(tài)配合、蒸發(fā)器金屬蓄熱以及高壓加熱器投切對(duì)相對(duì)負(fù)荷修正等因素。
　　
　　在實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)中，用加入了溫差調(diào)節(jié)器校正作用后的汽水分離器出口焓設(shè)定值減去省煤器出口焓測(cè)量值表示焓增測(cè)量值。
　　
　　省煤器出口給水焓測(cè)量值用作燃水比控制的反饋信號(hào)，當(dāng)其增加時(shí)，表明給水從煙氣側(cè)的吸熱量增加，即燃料量大，因此給水流量也應(yīng)增加，反之也應(yīng)減少。燃水比控制回路的省煤器出口焓與燃水比失調(diào)校正回路的汽水分離器出口焓，用作燃水比控制與校正的反饋信號(hào)，使蒸發(fā)器進(jìn)出口壓力、溫度（水汽流程前段可觀測(cè)參數(shù)）及早穩(wěn)定，對(duì)主蒸汽溫度控制起到良好的粗調(diào)和保證作用。
　　
　　2.3采用汽水分離器出口焓值校正燃水比失調(diào)
　　
　　汽水分離器出口微過熱溫度（中間點(diǎn)溫度）能夠反映燃水比的匹配程度。當(dāng)負(fù)荷<30%BMCR時(shí)，鍋爐處于汽包爐工況;當(dāng)負(fù)荷在30%~75%BMCR時(shí)，鍋爐處于亞臨界直流工況;當(dāng)負(fù)荷>75%RMCR時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)水汽分界點(diǎn)壓力達(dá)到22.lMPa，鍋爐進(jìn)入超臨界工況。微過熱溫度在30%一10O%BMCR負(fù)荷范圍均能反映燃水比。由文獻(xiàn)[3]可知，微過熱溫度每變化l℃，在低負(fù)荷時(shí)對(duì)鍋爐出口蒸汽溫度影響達(dá)1O℃，高負(fù)荷時(shí)對(duì)鍋爐出口蒸汽溫度影響有5℃。分析表明，將微過熱蒸汽焓值用作燃水比的反饋信號(hào)其靈敏度和線性度更優(yōu)，能更好地優(yōu)化燃水比控制性能。
　　
　　當(dāng)汽水分離器出口恰測(cè)量值比應(yīng)有值偏高時(shí)，表明燃水比偏高，焓值調(diào)節(jié)器輸出將增大給水量以恢復(fù)燃水比。給水流量增大使機(jī)前蒸汽壓力和功率瞬間增加，這將使燃料量反饋調(diào)節(jié)回路減少燃料量，又對(duì)汽水分離器出口焓形成擾動(dòng)，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工況。從焓值調(diào)節(jié)器出口引出燃料量調(diào)節(jié)解藕信號(hào)，加到燃料量調(diào)節(jié)回路，降低給水調(diào)節(jié)和燃燒調(diào)節(jié)的相互耦合作用。
　　
　　三、結(jié)論
　　
　　通過控制燃水比實(shí)現(xiàn)給水調(diào)節(jié)，是超臨界鍋爐控制蒸汽溫度的主要手段，但對(duì)過熱器出口蒸汽溫度影響遲延大。在鍋爐水汽流程末端的過熱蒸汽減溫噴水，能較快地改變過熱器出口蒸汽溫度。給水調(diào)節(jié)與噴水減溫控制相結(jié)合，能使蒸汽溫度控制獲得*整體性能。
　　
　　在給水調(diào)節(jié)回路4中進(jìn)一步采用一級(jí)減溫器溫降校正給水流量和過熱器流程前期蒸汽溫度對(duì)給水調(diào)節(jié)施加了影響。過熱器輻射和對(duì)流受熱面隨負(fù)荷變化的溫度特性不同，相對(duì)一定負(fù)荷，在蒸汽流程前期控制減溫器的溫降，比控制具體點(diǎn)溫度更有利。
　　
　　綜合分析某超臨界60OMW機(jī)組的給水控制系統(tǒng)，其以燃水比及一級(jí)減溫器溫降調(diào)節(jié)校正給水流量，以二級(jí)減溫器溫降調(diào)節(jié)一級(jí)減溫器噴水流量，zui終根據(jù)出口主蒸汽溫度調(diào)節(jié)二級(jí)減溫器噴水流量。隨水汽流程逐級(jí)調(diào)節(jié)蒸汽溫雇，提高了鍋爐出口蒸汽溫度調(diào)節(jié)的精度和動(dòng)態(tài)性能。
　　
　　將機(jī)組負(fù)荷、貯水箱水位、給水流量、分離器出口焓值、一級(jí)減溫器溫降進(jìn)行集中對(duì)比顯示，有利于掌握這些參數(shù)隨負(fù)荷變化的規(guī)律，可更好地掌握對(duì)超臨界鍋爐給水調(diào)節(jié)工況的監(jiān)控。