（江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司 江苏启东 226200）
摘要：本文简单介绍了现采用机组自动加氧装置采用自动加氧装置采用PLC控制技术，根据给水流量、省煤器入口溶解氧自动调节给水的加氧量；根据凝结水流量、除氧器入口溶解氧自动调节凝结水加氧量。设置本地、远方控制按钮和权限，实现自动加氧装置的就地控制、辅网远方控制，从而能够有效按设定值控制溶氧量及调节加氧量，能够实现机组低氧运行情况，基本无需运行人员参与调节，大大提高了机组运行的安全可靠性，也确保了氧气的经济使用。
关键词：加氧；自动调节
1、前言
660MW超超临界发电机组，属于大容量高参数火力发电机组，传统的机组汽水品质调整主要是采用控制PH值同时进行除氧处理的方式来达到改善汽水品质，防止或延缓腐蚀、结垢的发生的目的。随着国内高参数机组的逐渐普及，传统的除氧处理方式需要花费越来越高的代价才能适应机组的防腐要求，从经济性、安全性、易操作性等角度考虑，在高参数几组中采用除氧处理已无法满足机组安全、高效、经济运行的要求。在这种情况下，加氧处理作为一种简单、可靠、易行的工艺逐渐被应用于各高参数机组的汽水品质控制中。给水加氧处理的目的就是通过给水处理方式，降低含铁量和抑制炉前系统的流动加速腐蚀，降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速度和延长锅炉化学清洗周期。在给水加氧方式下，由于不断向金属表面均匀供氧，使金属表面行成致密稳定的双层保护膜，因为在高纯水中加入适量氧，使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位，在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜。直流炉应用给水加氧处理技术，在金属表面形成致密而光滑的氧化膜，不但很好的解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题，还消除了水冷壁管壁内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。所以可靠稳定的加氧技术尤为重要。
2、传统加氧设备存在的问题
某厂660MW超超临界发电机组采用传统老式加氧设备，靠隔离电磁阀和精度不高的加氧调节阀实现加氧，由于加氧调阀设计精度不高，流量调节装置无法正常显示加氧量的多少，经常出现加氧量不足或者加氧过多现象，不利于运行人员监视控制，且严重影响了机组加氧效果。存在的主要问题：
a、流量调节装置精度差：无论是手动加氧还是自动加氧，为了调节加氧量均需要一套成熟可靠的氧气流量调节装置，该装置要能够根据机组负荷、水汽品质等手动/自动调节加氧量。老式加氧流量调节装置无法满足我厂机组稳定、可靠、有效运行。
b、无法实现稳压加氧：加氧装置无法避免机组系统压力波动对加氧系统出口压力的影响，无法实现流量调节器两端压差的恒定，不能将加氧控制中的两个变量稳定为一个变量，使加氧量不能稳定线性控制。
c、无高压精密微量流量计：老式浮子流量计量程偏大，无法精确指示加氧量的微小显示，这对加氧流量计的制作工艺提出更高的要求。
综上所述，必须设计一套可靠的高精度的自动加氧设备以适应超超临界机组自动加氧要求。
3、自动加氧设计的控制要求
3.1设备改造后应实现给水和凝结水的自动加氧，加氧设备满足将除氧器入口和省煤器入口给水氧含量控制在GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》要求30μg/L～150μg/L范围内。
3.2根据原加氧装置的运行情况及经验，需采用自动加氧装置采用PLC控制技术，根据给水流量、省煤器入口溶解氧自动调节给水的加氧量；根据凝结水流量、除氧器入口溶解氧自动调节凝结水加氧量。设置本地、远方控制按钮和权限，实现自动加氧装置的就地控制、辅网远方控制。
3.3电动调节阀调节范围为0～100%，精度±1%，输入信号为4～20mADC，反馈信号为4～20mADC，要求操作机构全行程操作平稳，无卡涩、无跳动现象，调整精度高，动作准确。
3.4 凝结水加氧自动调节：由凝结水出口溶氧表和凝结水流量表送出4~20mA模拟信号与调节阀联锁实现。给水加氧自动调节：由给水溶氧表和给水流量表送出4~20mA模拟信号与调节阀联锁实现。
3.5机组水质异常时，能够自动停止加氧。为了保证机组水质差时，停止加氧，引入精处理出口氢电导率和给水氢电导率二个信号，当精处理出口和给水氢电导率同时超过0.15µS/cm时，给水和精处理加氧电磁阀关闭，停止加氧；
3.6稳压技术：因为加氧流量Q是流量调节阀的开度和流量调节阀的压差的函数。在实际工作中，精处理出口加氧点和除氧器出口加氧点的压力随负荷变化而变化。也就是说：加氧量是二维函数。这样就增加了控制加氧量的难度，新设备必须具备全负荷稳定加氧技术。
4、自动加氧技术改造设计思路
4.1控制策略的实现：采用复合式PI调节技术，在电厂给水自动加氧中，用氧气瓶的纯氧做氧源，而要求给水中的溶解氧只有几十微克/升。由于流体力学的作用，在负荷变化时，用常规的PI调节不能满足要求。通过复合式PI调节技术，可以很好的控制给水中的溶解氧浓度。并根据给水流量、省煤器入口溶解氧自动调节给水的加氧量；根据凝结水流量、除氧器入口溶解氧自动调节凝结水加氧量。设置本地、远方控制按钮和权限，实现自动加氧装置的就地控制、辅网远方控制。
4.2因为加氧流量Q是流量调节阀的开度和流量调节阀的压差的函数。采用了二次稳压技术，防止因机组负荷变化导致的机组溶氧值的突变带来的系统加氧量超调现象，从而无需运行人员参与调节。4.3设计采用高压微量流量计，便于运行人员、检修维护人员能直观的监测到系统的加氧量，实现加氧的微量精确控制。
4.4通过自动电磁调节阀的使用，能够较好的实现自动调节及满足机组低氧运行的要求，减少了运行人员的手动操作。
4.5自动保护系统当水质变差时（除氧器入口氢电导与省煤器入口氢电导同时超标）自动停止加氧。当水质满足要求时，自动恢复加氧。当氧气瓶压力小于报警下限时，自动停止相应通道的加氧。当氧气瓶压力满足要求时，自动恢复加氧。
由于给水中溶解氧是μg/L数量级，而给热力系统提供的是纯氧，所以加氧量的微小变化，就会使给水中溶解氧有很大的变化；另外，由于流体力学的作用，在负荷变化时，给水中溶解氧和工作压力都变化较大。针对这些情况，通过稳压、自动调节执行机构和复合式PI调节三项技术，使加氧控制效果有显著提高，满足了加氧的技术要求.复合式PI调节技术的关键主要是：在负荷变化时，首先进行超前调节，再通过PI调节，使控制效果满足要求。参见附图1加氧运行系统图.
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附图1：加氧运行系统图
5、现场应用效果分析
针对这些情况，通过自动加氧装置改造，装置通过稳压、自动调节执行机构和复合式PI调节三项技术，使加氧控制效果有显著提高，能够实现机组的低氧运行要求（省煤器入口溶氧值基本控制在35PPb）满足了加氧的技术要求，复合式PI调节技术的关键主要是：在负荷变化时，首先进行超前调节，再通过PI调节，使控制效果满足要求，不再发生机组溶氧值突变或长期不合格现象。
现采用机组自动加氧装置采用自动加氧装置采用PLC控制技术，根据给水流量、省煤器入口溶解氧自动调节给水的加氧量；根据凝结水流量、除氧器入口溶解氧自动调节凝结水加氧量。设置本地、远方控制按钮和权限，实现自动加氧装置的就地控制、辅网远方控制，从而能够有效按设定值控制溶氧量及调节加氧量，能够实现机组低氧运行情况，基本无需运行人员参与调节，大大提高了机组运行的安全可靠性，也确保了氧气的经济使用。
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附图2：机组给水加氧曲线
给水、凝结水自动加氧装置通过改造投运至今，在维护人员的精心维护下确保实现了机组低氧运行情况，基本无需运行人员参与调节，大大提高了机组运行的安全可靠性，也确保了氧气的经济使用。
5、结束语
通过自动加氧设备改造，实现了超临界机组自动安全加氧，可以有效的解决加氧系统运行不稳定的不足，大大提高了加氧系统的可靠性和稳定性。自动加氧的实现方便了运行人员和维护人员。从就地自动控制界面，运行人员和维护人员可以充分了解热力系统和加氧系统的运行参数，方便控制与调整。实时曲线可以了解热力系统和加氧系统整个运行过程的情况和它们之间的相关联系，为参数调整提供依据，从而实现机组安全稳定长周期运行。
该项改造适用于电力系统内大容量高参数火力发电机组所有单位，具有较高的技术指导意义，值得推广应用。
参考文献：
[1]杨希刚；大唐国际乌沙山发电厂超临界直流机组联合水处理实施方案，华北电力科学研究院有限责任公司，2008.6
[2]沈宝中等，600MW超临界机组给水加氨、加氧联合处理应用研究
[3]黄国龙，于海泉；超临界机组给水加氧处理的探讨，华东电力，2005年8月第八期