蒸汽温度控制系统

蒸 汽 温 度 控 制 系 统 第 一 节 过 热 汽 温 系 统 一 、 过 热 汽 温 控 制 的 任 务 图 1 过 热 蒸 汽 生 产 流 程 简 图 过 热 汽 温 额 定 值 为 541 （ 主 汽 压 力 为 17.3Mpa） ， 在 负 荷 为 额 定 值 的 60-100%范 围 变 化 时 ， 过 热 汽 温 不 超 过 额 定 值 的 -10 +5 ， 长 期 偏 差 不 允 许 超过 5 。 对 温 度 变 化 的 速 率 进 行 限 制 ， 一 般 限 制 在 3 /min内 。 二 、 过 热 汽 温 对 象 特 性 主 要 扰 动 有 三 种 ：（ 1） 烟 气 热 量 扰 动 ： 燃 烧 器 运 行 方 式 变 化 、燃 料 量 变 化 、 燃 料 种 类 或 成 分 变 化 、 风 量变 化 等 等 这 些 变 化 最 终 均 反 映 在 烟 气 热 量的 变 化 ；（ 2） 蒸 汽 流 量 （ 负 荷 ） 扰 动 ；（ 3） 减 温 水 流 量 扰 动 。 +GD(s)GQ(s)GW(s)DQW 蒸 汽 流 量 （ 负 荷 ） 扰 动 下 的 汽 温 特 性 (1) 静 态 特 性 图 2 蒸 汽 流 量 对 过 热 器 出 口 温 度 影 响 TD(2) 动 态 特 性 图 3 蒸 汽 流 量 扰 动 下 过 热 汽 温 响 应 曲 线 tt00D DD ( )( ) ( ) 1 DsDD DKsG s eD s T S 特 点 ： 有 滞 后 、 有 惯 性 、 有 自 平 衡 能 力 ， 且 D、 TD较 小 Q2 烟 气 热 量 扰 动 下 汽 温 特 性 图 4 烟 气 热 量 扰 动 下 过 热 汽 温 响 应 曲 线 tt00Qy QyTQ ( )( ) ( ) 1 QsQQ QKsG s eQ s T S 3 减 温 水 量 扰 动 下 的 过 热 汽 温 特 性 图 5 减 温 水 扰 动 下 过 热 汽 温 响 应 曲 线 D tt00Wj WjTC ( )( ) ( ) 1 scs KG s eW s T s ( )( ) ( ) (1 )ns KG s W s Ts 特 点 :有 迟 延 、 惯 性 、 有 自 平 衡 能 力 的 。 减 温 水 流 量 扰 动 时 ， 汽 温 反 应 较慢 。 采 用 减 温 器 作 为 过 热 汽 温 的 调 节 手 段 时 ， 要求 有 足 够 的 调 节 余 量 ， 一 般 在 减 温 水 门 关 死 的情 况 下 ， 锅 炉 出 力 最 大 时 ， 汽 温 要 高 于 给 定 值约 30 40 。 第 二 节 过 热 汽 温 控 制 方 案 一 、 过 热 汽 温 调 节 手 段 图 6 喷 水 减 温 控 制 汽 温 图 二 、 过 热 汽 温 串 级 控 制 系 统 1 控 制 系 统 组 成 Wj 12 G1(s)G2(s) G(s) 2 1 tt00Wj Wj 减 温 器 13 22 1PI1PI2K Z蒸 汽 过 热 器 过 热 器 减 温 水调 节 阀 图 9 串 级 过 热 汽 温 控 制 系 统 2+ +U1 Wj 1Gc1(s) Gc2(s) KZ Ku G2(s) G1(s)12 Wj图 10 过 热 汽 温 串 级 控 制 系 统 框 图 三 、 过 热 汽 温 分 段 控 制 系 统 一 级 减 温 器 344 3PI3PI4 KZ 段 过 热 器 段 过 热 器减 温 水Wj1 122 1PI1PI2KZ 段 过 热 器二 级 减 温 器减 温 水Wj2图 12 过 热 汽 温 分 段 控 制 系 统 蒸 汽 流 量 D 一 级 减 温 器 344 3PI3PI4KZ 段 过 热 器 段 过 热 器一 级 减 温 水调 节 阀 122 1PI1PI2KZ 段 过 热 器二 级 减 温 器二 级 减 温水 调 节 阀D f2(x) f1(x)图 13 按 温 差 控 制 的 过 热 汽 温 分 段 控 制 系 统 0 D 第 三 节 举 例 一 、 过 热 蒸 汽 流 程 2 A一 级 减 温 器 二 级 减 温 器 1初 级 过 热 器 分 割 屏 过 热 器 末 级 过 热 器蒸 汽 M 至 汽 机M一 级 减 温 水A BB A M M二 级 减 温 水A BB后 屏 过 热 器345图 15 过 热 蒸 汽 流 程 图 二 、 过 热 汽 温 控 制 系 统 方 案 （ 1） 一 级 减 温 控 制 系 统 NO f(x) PI1N A K K 主 蒸 汽 流 量 分 隔 屏 过 热 器 出 口 汽 温 PI2 一 级 减 温 器 出 口 汽 温 总 风 量 T A手 动 切 换 f(x)一 级 减 温 水 调 节 阀 燃 烧 器 摆 角LEADLAG LEADLAGK 图 16 一 级 减 温 控 制 系 统 简 图 控 制 系 统 切 手 动 的 一 般 原 则 是 ：（ 1） 测 量 信 号 出 现 问 题 ；（ 2） 控 制 偏 差 大 ；（ 3） 执 行 机 构 出 现 问 题 ；（ 4） 设 备 的 一 些 特 殊 要 求 。因 此 ， 一 级 减 温 控 制 系 统 切 手 动 的 条 件 是 ：(1) 导 前 汽 温 5信 号 故 障(2) 汽 温 4信 号 故 障(3) 蒸 汽 流 量 信 号 故 障(4) 温 度 设 定 值 与 实 际 值 偏 差 大(5) 调 节 阀 控 制 指 令 与 反 馈 偏 差 大(6) 主 燃 料 跳 闸 （ MFT）(7) 汽 机 跳 闸(8) 锅 炉 负 荷 低 于 20当 出 现 上 述 条 件 之 一 时 ， 切 换 器 T切 向 NO， 强 制 手 动 控 制 。 （ 2） 二 级 减 温 控 制 系 统 二 级 减 温 器 出 口 汽 温 NO二 级 减 温 水 调 节 阀 PI1A K K 末 级 过 热 器 出 口 汽 温 PI2 总 风 量 T A手 动 切 换 f(x) 燃 烧 器 摆 角LEADLAG LEADLAG 主 蒸 汽 流 量f(x) 图 17 二 级 减 温 控 制 系 统 出 现 下 列 情 况 时 ， 二 级 减 温 控 制 系 统 强 制 切 手 动 状 态 ： (1)二 级 过 热 器 出 口 汽 温 信 号 故 障(2)二 级 过 热 器 喷 水 后 汽 温 信 号 故 障(3) 蒸 汽 流 量 信 号 故 障(4) 锅 炉 出 口 温 度 设 定 值 与 实 际 值 偏 差 大(5) 过 热 器 二 级 减 温 水 A侧 调 节 阀 控 制 指 令 与 反 馈 偏 差 大(6) MFT(7) 汽 机 跳 闸(8) 锅 炉 负 荷 低 于 10 第 四 节 再 热 汽 温 控 制一 、 再 热 蒸 汽 温 度 控 制 任 务 保 持 再 热 器 出 口 汽 温 为 给 定 值 。二 、 再 热 汽 温 的 影 响 因 素 （ 1） 机 组 负 荷 的 变 化 （ 蒸 汽 流 量 变 化 ） 对 再 热 汽 温 有 很 大 的影 响 ； （ 2） 烟 气 热 量 变 化 也 是 影 响 再 热 蒸 汽 温 度 的 重 要 因 素 。 由 于 再 热 器 是 纯 对 流 布 置 ， 再 热 器 入 口 工 质 状 况 取 决于 汽 轮 机 高 压 缸 排 汽 工 况 ， 因 而 再 热 汽 温 的 变 化 幅 度 较 过热 汽 温 大 的 多 。 在 各 种 扰 动 下 ， 再 热 汽 温 的 动 态 响 应 特 性 与 过 热 汽 温相 类 似 ， 共 有 的 特 点 为 有 迟 延 、 有 惯 性 、 有 自 平 衡 能 力 。三 、 再 热 汽 温 度 调 节 手 段 改 变 烟 气 流 量 作 为 主 要 调 节 手 段 ， 方 法 有 ： （ 1） 改 变 再 循 环 烟 气 流 量 ； （ 2） 变 化 烟 气 挡 板 位 置 ， 从 而 改 变 尾 部 烟 道 通 过 再 热 器的 烟 气 分 流 量 ； （ 3） 改 变 燃 烧 器 的 倾 斜 角 度 ； （ 4） 采 用 多 层 布 置 圆 型 燃 烧 器 等 方 法 。 喷 水 减 温 是 辅 助 调 节 手 段 当 改 变 烟 气 流 量 已 经 无 法 或 来 不 及 控 制 且 再 热 汽 温 又高 于 一 定 值 时 ， 则 采 用 自 动 紧 急 喷 水 的 方 法 ， 以 快 速 降 低再 热 汽 温 。 四 、 再 热 汽 温 控 制 方 案 1. 采 用 烟 气 挡 板 调 节 手 段 的 再 热 汽 温 控 制 系 统 燃 烧 器 过 热 挡 板省 煤器 省 煤器低 温过 热器低 温再 热器屏式过热器 高温过热器 高温再热器再 热 挡 板 至 空 气 预 热 器图 18 烟 气 挡 板 控 制 再 热 汽 温 烟 道 布 置 示 意 图 f3(x) A图 19 采 用 烟 气 挡 板 控 制 再 热 汽 温 控 制 方 案 主 蒸 汽 流 量 D 再 热 汽 温A K过 热 挡 板f1(x) f2(x)KZ KZ再 热 挡 板 KZ喷 水 阀PID1 PID2 2. 采 用 烟 气 再 循 环 调 节 手 段 的 再 热 汽 温 控 制 系 统 00 主 汽 流 量0 0 t再 循 环 烟 气 量VG t主 汽 压 力 t主 汽 温 度 t图 20 烟 气 再 循 环 装 置 图 21 烟 气 再 循 环 对 其 他 参 数 的 影 响 再 热 汽 温 A 挡 板f1(x) KZ KZ喷 水 调 节 阀 K1 K2 烟 温 烟 气 流 量 VG送 风 量 VH /L 报 警开 热 风 门 PID1 PID2图 21 利 用 烟 气 再 循 环 的 再 热 汽 温 控 制 系 统 3. 采 用 摆 动 燃 烧 器 调 节 手 段 的 再 热 汽 温 控 制 系 统 图 22 燃 烧 器 倾 角 对 炉 膛 出 口 烟 温 的 影 响 送 风 量减 温 器 后 再 热 汽 温 再 热 汽 温 主 蒸 汽 流 量A 1f(x) 4A 23再 热 喷 水 调 节 阀 摆 动 燃 烧 器PID2 PID1PID3 第 五 节 举 例 1 燃 烧 器 摆 角 控 制 系 统 蒸 汽 流 量A /n f(x)A侧 再 热 汽 温 K D角图 24燃 烧 器 摆 角 控 制 系 统T A手 动 切换 B侧 再 热 汽 温A角 B角 C角 燃 烧 器 摆 角 控 制 强 制 切 到 手 动 状 态 ： (1) 再 热 器 出 口 汽 温 信 号 故 障 ；(2) 蒸 汽 流 量 信 号 故 障 ；(3) 再 热 器 出 口 蒸 汽 温 度 设 定 值 和 实 际 值 偏 差 大 ；(4) MFT；(5) 汽 机 跳 闸 ；(6) 锅 炉 负 荷 低 于 30 ；(7) 执 行 器 位 返 与 指 令 偏 差 大 。 2 再 热 汽 温 喷 水 减 温 控 制 系 统 NOPI1A K K PI2 减 温 器 出 口 汽 温 总 风 量 T A手 动 切换 f(x)减 温 水 调 节 阀 LEADLAG 蒸 汽 流 量f(x) NO /n A侧 再 热 汽 温 1 A侧 再 热 汽 温 2 强 制 关 0图 25再 热 汽 温 喷 水 减 温 控 制 系 统T A 当 出 现 下 列 情 况 之 一 时 ， A侧 喷 水 减 温 阀 控 制强 制 切 到 手 动 状 态 ：(1) A侧 再 热 器 出 口 汽 温 信 号 故 障 ；(2)再 热 器 出 口 蒸 汽 温 度 信 号 故 障 ；(3)A侧 再 热 器 出 口 蒸 汽 温 度 设 定 值 和 实 际 值 的偏 差 大 ；(4) A侧 减 温 水 调 节 阀 控 制 指 令 与 反 馈 偏 差 大 ；(5)蒸 汽 流 量 信 号 故 障 ；(6)MFT；(7)汽 机 跳 闸 ；(8)锅 炉 负 荷 低 于 40 。