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第六章 除氧器控制系统

第六章 除氧器控制系统§6.1 除氧器概述 §6.2 除氧器压力控制系统 §6.3 除氧器水位控制系统 §6.4 除氧器相关控制系统

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第六章 除氧器控制系统

§6-1 概 述

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第六章 除氧器控制系统

一、除氧器的主要用途 用汽轮机的抽汽加热给水使其达到该压力下的饱 和温度，并除去溶于水中的氧(以及其它气体)。 除氧器还作为汽轮机回热加热系统中的一级混 合式加热器，同时担负汇集各种疏水、锅炉补充水的 任务。除氧器水箱须保证锅炉所需给水的储备量。 鉴于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器压 力应进行控制。

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二.除氧器的除氧原理 锅炉给水中若含氧量较大，就会使管道及锅炉受热 面遭到深度针孔腐蚀，给水含有其它气体也会妨碍热交 换而降低传热效果，因此要对锅炉给水进行除氧及去除 其它气体。 由亨利定理知，在一定压力下，水的温度越高气体 的溶解度越小；反之，水的温度越低则气体的溶解度越 高。此外，某种气体的溶解度还与水面该气体的分压力 有关，因此，当锅炉给水被加热到沸点时，水面上的蒸 汽压力就接近全压力，而其它气体的分压力则接近零。 这样，溶解于水中的气体(包括氧气)就被分解出来并 及时地随部分蒸汽排走，除氧器正是根据这一原理来工 作的。

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§6-2 除氧器压力 控制系统

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要使除氧器除氧效果好，就应该将水加热到沸点温 度。由于温度测量存在较大的延迟，而饱和压力和饱和 温度间有一一对应关系，所以一般采用控制除氧器蒸汽 空间的压力来达到控制给水加热至饱和温度的目的。 当除氧器压力超过原先的饱和压力时，开始由于除 氧器水箱的热容量大，水的温度不会上升，从而使水进 入未饱和状态，水中的含氧量相应地增加；随后由于除 氧器排汽口阀门开度是根据额定压力调整试验确定的， 运行中不再调整，在压力长时间高于额定压力时，排汽 量必然很大，这就造成额外的汽水损失和热损失。如果 除氧器压力偏低，说明加热蒸汽不足，故给水达不到饱 和温度而具有较高的含氧量。

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除氧器压力对象可作为一阶惯性环节来处理，在除 氧器加热蒸汽阀开度作阶跃变化时，由于连接管路很短，

所以除氧器内部压力立即随之变化，只是除氧器体

积较大，其压力变化过程将是缓慢的。 目前，除氧器系统有单台运行和多台并列运行两种。 对并列运行的各台除氧器，采用平衡管将蒸汽空间相连 接，饱和水空间也由水平衡管连接。对于压力控制则以 平衡管压力为被调量，设计与单台除氧器独立运行一样 的单回路控制系统。

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左图是单台除氧器独立运行的压力控制系统 原理方框图。

除氧器的压力信号p与其给定值R比较后， 差值E经比例积分调节器运算，其结果作为控 制信号通过执行机构改变进入除氧器的蒸汽 量，以维持压力满足除氧器运行要求。除氧器采用滑压运行方式，可减小定压 运行时抽汽压力的节流损失，尤其是在机组 低负荷运行时，采用定压运行方式就要切换 至高一级压力的抽汽，从而导致更大的节流 损失。

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滑压运行方式：就是将除氧器加热蒸汽阀开足，除氧 器压力接近抽汽压力(只差管路压力损失),这样除氧器 压力就随汽轮机负荷变化而变化。

采用滑压运行方式要解决以下两个问题：(1) 在汽机升负荷过程中，除氧器内水温不能及时随 压力升高而升高，就会造成给水含氧量增加； (2) 在机组甩负荷时，压力降的较快而有可能造成给 水泵入口汽化。 因此，设计滑压运行的除氧器系统时，应考虑机组 甩负荷时能切换到定压运行，而且机组启动时，除氧器有 减温减压器供汽，以保证除氧效果。9

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辅汽至除氧器压力1控制 1. 下列情况辅汽至除氧器压力1控制强制手动: 辅汽 至除氧器压力1信号故障。 2. 根据辅汽至除氧器压力1设定值与辅汽至除氧器压 力1实际压力的偏差调节输出控制辅汽至除氧器压力调节 阀1开度。 3. 辅汽至除氧器压力调节阀1开度自动投入方法： 在CDC1画面选择 “2A”,选中标签1MCDERM/A6370 (描述：AUX STM TO DEA PRS CTL STA 1辅汽至除氧器 压力1调节阀控制站) 操作面板，检查无 “强制手动信 号”,SP值=0;在操作键盘按“AUTO”,自动即可投入。10

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第六章 除氧器控制系统P(1LBG70CP001) (压力：46-6B TB1-7,8 ) (1LBG70CP001 0~1.6) (1LBG70CP002 0~1.6)

(MC7.37) (MC6376)

辅汽至除氧器压力

(+)SP

PV (-)

PIDS2 S1

T调节自动

S1

NOT(KA6.6 KA9052)

ATS MI

T

A0

(11-45-7-7-37)

1LBG70AA130全关 辅汽至除氧器压力坏质量(自判断)

辅汽至除氧器压力调阀指令(46-6D TB3-1,2) (控制阀门 0-100%)

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§6-3 除氧器

水位控制 系统

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一、控制任务 除氧器的水箱是为保证锅炉有一定的给水储备而设 臵的，其容量一般应不小于锅炉额定负荷下连续运行 15~20min 所需的给水量。除氧器水位过低，储水量不足 有可能危及锅炉的安全运行，此外还有可能造成给水泵 入口汽化。除氧器水位过高，则妨碍除氧器除氧。因此， 除氧器水位应维持在允许范围内。 由于热力循环中不断有工质损失，因此要向热力系 统不断补充水。补充水来自化学水处理装臵。补充水可 直接进入除氧器，也可送凝汽器进行真空除氧后再送除 氧器。13

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二、除氧器水位特性 除氧器水箱的容积较大，在补充水调节阀开度 作阶跃变化时，水箱水位不会立即变化，而表现一 定的延迟。对于化学水送凝汽器的热力系统，其水 位变化的延迟就更大。此外，由于水箱容积大而进 水管细，因此水位上升或下降的速度就较小(对象 的飞升速度小)。在负荷一定时，除氧器水位对象 的动态特性近似为有延迟的一阶积分环节。

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三、除氧器水位控制方案 1. 对于补充水直接进除氧器的热力系统，除氧 器水位H为被调量，采用单回路控制系统，控制补充 水调节阀开度，维持水位在允许范围内。 2. 对于补充水进凝汽器后再入除氧器的热力系 统:

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(1)若凝汽器为低水位运行，可采用 左图所示的三冲量控制系统。

化学水进入凝汽器，凝结水流量中 实际包括了补充水，而锅炉给水流量和 凝结水流量的差值，反映了热力循环中 的汽水损失，因此可组成除氧器水位H、 凝结水量WL、给水量WG三冲量控制系 统。

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(2) 若凝汽器为高水位运行，可除氧器水位应与凝 汽器水位控制一起考虑。 例如, 如凝汽器为高水位运行,所以控制方案是:采 用改变凝结水流量来控制除氧器水位,采用改变化学补充 水量来控制凝汽器水位。

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1)单级三冲量控制系统 除氧器水位H 给水量WG

L

凝结水量WL

图. 单级三冲量控制系统结构图18

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2)串级三冲量控制系统 给水量WG 除氧器水位HL

凝结水量WL

副调节器的 作用主要是通过 内回路进行给水 流量W和凝结水流 量的比值调节， 并快速消除来自 给水侧的扰动。

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第六章 除氧

器控制系统

三、除氧器水位控制系统 1. 除氧器水位主调节阀和副调节阀采用一个操作 器，两个阀门串联工作。 下列情况下除氧器水位控制系统强制手动操作 : 除 氧器水位或除氧器压力信号故障。 2.除氧器水位副调节阀只有单冲量控制，根据除 氧器水位设定值与除氧器实际水位的偏差调节输出控 制除氧器水位副调节阀开度。 3.除氧器水位主调节阀有单冲量和三冲量控制两 种方式，当机组目标负荷高于240MW转为三冲量控制方 式，当机组目标负荷低于210MW、锅炉给水流量信号故 障、主凝结水流量信号故障，转为单冲量控制方式。20

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4.在单冲量控制方式下，根据除氧器水位设定值与 除氧器实际水位的偏差调节输出控制除氧器水位主调节 阀开度。 5.在三冲量控制方式下，根据除氧器水位设定值与 除氧器实际水位的偏差调节输出加上锅炉给水流量的前 馈信号作为主凝结水流量的设定值；此设定值与实际主 凝结水流量偏差调节输出，控制除氧器水位主调节阀开 度。 6.除氧器水位调节阀控制自动投入方法： 在 CDC1 画 面 选 择 “ 1 A”, 选 中 标 签 1MCDERM/A6870 (描述：DEA WTR LVL CTL STA除氧 器水位控制站) 操作面板，检查无 “强制手动信号”, SP值=0;在操作键盘按“AUTO”,自动即可投入。可以 根据运行情况修改除氧器水位设定值。21