一种电锅炉在极低功率下的稳态运行系统及方法与流程

本发明属于核电厂电锅炉控制，涉及一种电锅炉在极低功率下的稳态运行系统及方法。

背景技术：

1、核电厂电锅炉功率控制系统较为复杂，涉及温度控制、压力控制、化学控制、电气控制等多种影响因素。在核电厂使用的电锅炉现有技术中，电锅炉在极低负荷(低于10％额定满负荷)运行时，通常采用压力控制方式，即给电锅炉某一个压力设定值，在压力达到设定值时，电锅炉动力电源断开，电锅炉停止加热；在压力低于某一定值时，电锅炉动力电源合闸，电锅炉继续升温升压。由于电锅炉的热惯性大，极低负荷状态下电锅炉负荷波动控制区间小，这种压力调节方式导致锅炉电动率呈脉冲式上升和下降，动力电源指令频繁，电气开关循环往复的分合闸，电器开关损耗增加。同时压力相对于电功率的滞后性，压力也呈明显的陡坡式上升和下降，容易导致压力超调，引起较大的控制偏差，短期内的压力较大波动也会形成应力疲劳，降低热力设备的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电锅炉在极低功率下的稳态运行系统及方法，该系统及方法能够避免电锅炉在极低负荷稳态运行期间出现的频繁启动及停止的问题，同时不易出现压力超调的问题。

2、为达到上述目的，本发明所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行方法包括以下步骤：

3、电锅炉在极低功率下，采用电锅炉压力信号和电锅炉内筒水位信号的联合控制方式对电锅炉进行控制，在保持电锅炉内筒内水电导率稳定的情况下，在电锅炉通电启动压力至分闸停运压力的范围内设置第一缓冲控制压力及第二缓冲控制压力，其中，将第一缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始排水的压力信号，将第二缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始补水的压力信号，同时，三相电极保持在连续通电状态下，根据电锅炉内筒的水位进行电锅炉功率的稳定及压力的调整。

4、本发明所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统包括电锅炉内筒、电锅炉外筒、给水泵、循环泵、循环调节阀、蒸汽压力传感器、蒸汽调节阀及蒸汽输出管道；

5、电锅炉内筒位于电锅炉外筒内，给水泵的出口与电锅炉外筒顶部侧面上的进水口相连通，电锅炉外筒底部的出口经循环泵后分为两路，其中一路与电锅炉外筒底部侧面上的进水口相连通，另一路经循环调节阀与电锅炉内筒侧面上的进水口相连通，电锅炉内筒顶部的蒸汽出口经蒸汽压力传感器及蒸汽调节阀与蒸汽输出管道相连通；

6、电锅炉内筒内设置有ph表、内筒水位传感器及三相电极。

7、给水泵的出口经给水调节阀与电锅炉外筒顶部侧面上的进水口相连通。

8、循环泵经再循环孔板与电锅炉外筒底部侧面上的进水口相连通。

9、电锅炉内筒底部的排水口处设置有内筒排水阀。

10、循环调节阀与电锅炉内筒侧面上的进水口之间的管道上设置有化学加药系统。

11、所述化学加药系统与ph表相联锁。

12、本发明所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行方法包括以下步骤：

13、1)电锅炉在极低功率下运行时，通过ph表及化学加药系统使得电锅炉内筒内水的电导率保持稳定；通过循环泵、再循环孔板及循环调节阀为电锅炉内筒供给补水；通过内筒排水阀使得电锅炉内筒进行排水；通过内筒水位传感器测量电锅炉内筒的水位；通过给水泵及给水调节阀为电锅炉外筒供水；三相电极处于通电状态，通过蒸汽压力传感器测量电锅炉内筒的蒸汽压力信号，蒸汽调节阀保持设定开度，为下游用户供汽；

14、2)设定电锅炉的启动压力与停止压力的平均值为p，电锅炉的启动压力与停止压力的差值为2*δp，则电锅炉的通电启动压力为(p-δp)，电锅炉的分闸停运的压力为(p+δp)；

15、3)在电锅炉通电启动压力(p-δp)至分闸停运的压力(p+δp)的范围内，设置缓冲控制压力p+α*δp及p-α*δp，其中，将p+α*δp作为电锅炉内筒初始排水的压力信号，p-α*δp作为电锅炉内筒初始补水的压力信号；

16、4)当电锅炉内筒内水的电导率稳定时，电锅炉的功率与电锅炉内筒的水位成正比；

17、5)当电锅炉内筒的蒸汽压力上升至p+α*δp时，则打开内筒排水阀，直至电锅炉内筒的蒸汽压力降低至p，然后关闭内筒排水阀；

18、6)当电锅炉内筒的蒸汽压力降低至p-α*δp时，则通过循环泵、再循环孔板及循环调节阀联合调整增加水流量为电锅炉内筒进行补水，当电锅炉内筒的蒸汽压力上升至p时，则通过循环泵、再循环孔板及循环调节阀联合调整使得水流量恢复到原始流量；

19、7)当电锅炉内筒的蒸汽压力上升至p+δp时，则三相电极断电，电锅炉停止运行，关闭内筒排水阀，关闭循环调节阀，电锅炉外筒内的水通过循环泵及再循环孔板进行再循环，直到电锅炉内筒的蒸汽压力降低至p-δp，此时三相电极通电，电锅炉重新启动，通过循环泵、再循环孔板及循环调节阀联合调整恢复水流量至原始水流量。

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统及方法在具体操作时，在电锅炉通电启动压力至分闸停运压力的范围内设置第一缓冲控制压力及第二缓冲控制压力，其中，将第一缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始排水的压力信号，将第二缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始补水的压力信号，即采用缓冲控制压力作为控制信号的输入，使得电锅炉在极低负荷稳态运行期间不会频繁的启动及停止，延长电气开关等电气设备的使用寿命，电锅炉功率变化更为平稳，相应压力变化也更为缓和，控制偏差小，不易导致压力超调，应力疲劳明显降低，延长热力设备的使用寿命。

技术特征：

1.一种电锅炉在极低功率下的稳态运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，包括电锅炉内筒(9)、电锅炉外筒(10)、给水泵(1)、循环泵(12)、循环调节阀(14)、蒸汽压力传感器(5)、蒸汽调节阀(6)及蒸汽输出管道；

3.根据权利要求2所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，给水泵(1)的出口经给水调节阀(2)与电锅炉外筒(10)顶部侧面上的进水口相连通。

4.根据权利要求2所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，循环泵(12)经再循环孔板(13)与电锅炉外筒(10)底部侧面上的进水口相连通。

5.根据权利要求2所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，电锅炉内筒(9)底部的排水口处设置有内筒排水阀(11)。

6.根据权利要求2所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，循环调节阀(14)与电锅炉内筒(9)侧面上的进水口之间的管道上设置有化学加药系统(8)。

7.根据权利要求6所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，其特征在于，所述化学加药系统(8)与ph表(7)相联锁。

8.一种电锅炉在极低功率下的稳态运行方法，其特征在于，基于权利要求2-7任一项所述的电锅炉在极低功率下的稳态运行系统，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种电锅炉在极低功率下的稳态运行系统及方法，包括以下步骤：电锅炉在极低功率下，采用电锅炉压力信号和电锅炉内筒水位信号的联合控制方式对电锅炉进行控制，在保持电锅炉内筒内水电导率稳定的情况下，在电锅炉通电启动压力至分闸停运压力的范围内设置第一缓冲控制压力及第二缓冲控制压力，其中，将第一缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始排水的压力信号，将第二缓冲控制压力作为电锅炉内筒初始补水的压力信号，同时，三相电极保持在连续通电状态下，根据电锅炉内筒的水位进行电锅炉功率的稳定及压力的调整，该系统及方法能够避免电锅炉在极低负荷稳态运行期间出现的频繁启动及停止的问题，同时不易出现压力超调的问题。技术研发人员：姚尧,张瑞祥,马喜强,梁舒婷,黄鹏,林永华,胡智威,屈兴东,郭新建,邱亮,王琦受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13