学习情境四、汽包锅炉温度、压力的控制概要课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,学习情境四、汽包锅炉温度、压力的控制,任务1、过热蒸汽的温度控制,任务2、再热蒸汽的温度控制,任务3、汽包锅炉的燃烧控制,学习情境四、汽包锅炉温度、压力的控制 任务1、过热蒸汽的温,1,任务1、过热蒸汽的温度控制,教学目标：,认识过热蒸汽温度控制对象；,正确构成串级汽温调节系统并调试；,正确进行主蒸汽温度控制仿真操作。,重点：过热蒸汽温度控制对象动态特性对调节过程的影响,难点：串级汽温调节系统并调试,任务1、过热蒸汽的温度控制 教学目标：,2,一、认识过热蒸汽温度控制对象,1、过程汽温控制的任务,维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内。,保护过热器，其管壁温度不超过允许的工作温度。,2、影响汽温变化的原因：,放热量的变化：烟气热量的变化QY,吸热量的变化：蒸汽流量的变化D，减温水流量的变化WB,一、认识过热蒸汽温度控制对象1、过程汽温控制的任务,3,3、过热汽温控制对象的动态特性,1）蒸汽流量（负荷）扰动下过热汽温对象的动态特性,特点：,有迟延约15s左右、有惯性、有自平衡能力,2）烟气流量扰动下汽温对象的动态特性,特点：,有迟延时间只有1020s、有惯性、有自平衡能力,3）减温水流量扰动下汽温对象的动态特性,特点：,有迟延、有惯性、有自平衡能力,一、认识过热蒸汽温度控制对象,3、过热汽温控制对象的动态特性一、认识过热蒸汽温度控制对象,4,二、过热蒸汽温度的控制手段,1、当负荷扰动或烟气热量扰动时，汽温的反应较快，而减温水量扰动时汽温的反应较慢，因而从过热汽温控制对象动态特性的角度考虑，改变蒸汽负荷或改变烟气侧参数（改变烟温或烟气流量）的控制手段是比较理想的。,2、因为蒸汽负荷的变化由用户决定，不能作为控制量。,3、改变烟温或烟气流量在具体实现时有一定困难，所以一般很少被采用。,4、喷水减温对过热器的安全运行比较有利，所以尽管对象的特性不太理想，但还是目前广泛被采用的过热蒸汽温度控制方法。,二、过热蒸汽温度的控制手段 1、当负荷扰动或烟气热量扰动时，,5,二、过热蒸汽温度的控制手段,二、过热蒸汽温度的控制手段,6,1系统构成,三、串级过热汽温控制系统,1系统构成 三、串级过热汽温控制系统,7,三、串级过热汽温控制系统,系统分析,（1）系统的静态特性,（2）系统的动态特性,1）当扰动进入内回路,当WB1阶跃减小时，其调节过程表示为,三、串级过热汽温控制系统系统分析,8,三、串级过热汽温控制系统,2）当扰动作用在外回路使主汽温偏离给定值时其调节过程表示为,三、串级过热汽温控制系统2）当扰动作用在外回路使主汽温偏离给,9,三、串级过热汽温控制系统,系统特点,(1)由两个调节器串联联结。,(2)构成了两个控制回路。,(3)任务分工明确，系统整定，调试方便。,内回路的作用：快速消除进入内回路的扰动。,外回路的作用：保证主汽温在允许范围内变化。,三、串级过热汽温控制系统系统特点,10,任务2、再热蒸汽的温度控制,教学目标：,1、正确构成再热蒸汽温度控制系统并调试；,2、正确进行蒸汽温度控制仿真操作。,重点：再热蒸汽温度与过热蒸汽温度控制的区别,难点：再热蒸汽温度控制仿真操作,任务2、再热蒸汽的温度控制 教学目标：,11,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）,1、再热式机组运行方式,在大型单元机组中，普遍采用蒸汽一次再热循环的方式。蒸汽再热可以降低汽轮机尾部叶片处的蒸汽温度，降低汽耗，提高电厂的热循环效率。与过热器的工作环境不尽相同，再热器一般布置在烟气通道的低温区段。在锅炉运行中，再热器的出口温度较容易受到机组负荷、燃烧器工况、风烟流量等因素的影响，因干扰量的扰动而产生汽温变化。与对流式过热器的静态特性类似，再热器整体上呈对流式的汽温静态特性，即再热器出口汽温随机组负荷的增加而增大。,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）1、再热式机组运行,12,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）,2、再热蒸汽温度控制方式,1）再热汽温调节方式主要有烟气挡板调节、摆动燃烧器的倾角、烟气再循环等。,2）喷水减温一般不作为再热汽温的主要调节手段，因为它会降低机组的循环热效率。喷水减温只作为再热汽温微调的手段或事故减温时投入运行。,3）案例：海南东方电厂350MW 单元机组的再热器出口蒸汽温度，采用烟气流量挡板方式作为主要调节手段，喷水减温作为辅助调节手段。因为喷水减温方式简单可靠，因此，只有在故障时，才投运喷水减温系统。,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）2、再热蒸汽温度控制,13,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）,3、烟气挡板调节方法,1）烟气档板现场布置：,在锅炉烟道尾部的垂直流通区域，把烟道分隔成两个平行的烟道，一侧布置低温再热器，一侧布置低温过热器，低温再热器和低温过热器下方均布置省煤器。在烟井下部，省煤器出口处烟气温度较低处。,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）3、烟气挡板调节方法,14,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）,2）调节方法：,当再热汽温变化时，调节烟气挡板开度，改变流过低温再热器侧烟道的烟气量，使再热器吸热改变，从而调节再热器出口汽温。,3）特点：,优点是设备结构简单，操作方便；缺点是调节再热汽温的灵敏度较差，调温幅度较小。,注：为了减小总烟气量波动对锅炉炉膛燃烧的影响，再热器侧烟气挡板和过热器侧烟气挡板的开度保持向相反的方向动作。,一、再热蒸汽温度控制方案讨论（小组讨论）2）调节方法：,15,二、蒸汽温度控制系统仿真运行,控制参数,设备,主要操作站,意义,主蒸汽温度,一、二级喷水减温,OIS-MCCS-00-1I、2I（OIS-MCCS-15-A、B）,AUTO设置控制参数值PV与目标值SETPOINT的偏值SP，MANUAL设置输出指令CO,再热气温,燃烧器摆角,OIS-MCCS-00-1H（OIS-MCCS-15-M）,一级喷水减温,OIS-MCCS-00-1J、2J（OIS-MCCS-15-G、I）,J、H选择BASIC，显示CASE？,NO为单级调节方式，E、F设定调节温度,二级事故喷水减温,（OIS-MCCS-15-K、L）,二、蒸汽温度控制系统仿真运行控制参数设备主要操作站意义主蒸汽,16,任务3、汽包锅炉的燃烧控制,教学目标：,熟悉锅炉燃烧系统对象现场设备；,2、详细了解运行参数指标要求及控制任务；,3、掌握锅炉燃烧调节对象动态特性仿真及其对调节过程的影响。,4、正确构成燃烧控制系统；,5、正确进行锅炉燃烧控制仿真操作。,重点：锅炉燃烧控制任务,对象动态特性对调节过程的影响,难点：燃烧控制系统方案,锅炉燃烧控制仿真操作,任务3、汽包锅炉的燃烧控制教学目标：,17,一、认识锅炉燃烧控制对象,锅炉燃烧系统即锅炉的“炉”部分，其工作任务主要有：,及时而连续地将燃料和空气供入燃烧空间（炉膛）；,使燃料与空气良好混合，迅速着火，完全燃尽；,及时排出燃烧产物（烟气、飞灰、炉渣等）；,减轻燃烧产物中的有害成分（飞灰、SO2、NOx等）对环境的污染。,一、认识锅炉燃烧控制对象锅炉燃烧系统即锅炉的“炉”部分，其工,18,1、燃烧的任务,1）保证主汽压力在某一范围内变化。,2）保证炉膛压力在一定范围内。,3）保证燃烧经济性。,2、燃烧过程控制的特点,1）多输入多输出的多变量相关控制对象,被控量：主汽压力 、烟气含氧量 、炉膛压力,调节变量：燃烧量、送风量、引风量,燃烧控制对象调节变量对被控量的影响,2）严格保持燃料量、送风量和引风量这三个调节变量的比例,一、认识锅炉燃烧控制对象,1、燃烧的任务一、认识锅炉燃烧控制对象,19,一、认识锅炉燃烧控制对象,3）可构成多种控制方案,一、认识锅炉燃烧控制对象3）可构成多种控制方案,20,一、认识锅炉燃烧控制对象,3、燃烧控制对象的动态特性,1）汽压控制对象的动态特性,（）燃烧率扰动下汽压控制对象的动态特性（内扰特性）,用汽量不变时，汽压的变化特性,特点：有迟延的无自平衡对象。,汽轮机调节阀开度不变时，汽压的变化特性,特点：有迟延的有自平衡对象,一、认识锅炉燃烧控制对象3、燃烧控制对象的动态特性,21,一、认识锅炉燃烧控制对象,（2）负荷扰动下汽压控制对象的动态特性（外扰特性）,用汽量阶跃扰动时，汽压的变化特性,特点：无迟延的无自平衡对象。,汽轮机进汽阀开度阶跃扰动时，汽压的变化特性,特点：无迟延的有自平衡对象。,一、认识锅炉燃烧控制对象（2）负荷扰动下汽压控制对象的动态特,22,一、认识锅炉燃烧控制对象,2）送风控制对象的动态特性,输出信号：烟气含氧量,输入信号：送风量和引风量,特点：有迟延、有惯性和有自平衡能力。,3）引风控制对象的动态特性,输出信号：炉膛压力,输入信号：引风量和送风量,特点：比例特性。,一、认识锅炉燃烧控制对象2）送风控制对象的动态特性,23,二、单元机组燃烧控制系统的基本方案,1、锅炉燃烧过程自动控制的任务是使燃烧率随时适应外界负荷的需求。,2、锅炉燃烧过程控制对象是复杂的多变化相关控制对象，因此在燃烧控制的过程中，为了减少系统之间的相互影响，保证系统的稳定性，必须快速而严格地保持着三个调节变量的比例关系。,3、燃烧过程三个控制对象的内扰动态特性的惯性延迟都不大，因此从系统原理上看，燃烧过程的自动控制是不难实现的。,4、燃烧过程自动控制的实现，需要设计到较多的型号,二、单元机组燃烧控制系统的基本方案1、锅炉燃烧过程自动控制的,24,（一）“燃料空气”燃烧控制系统,1系统构成,压力调节器,燃料调节器,送风调节器,引风调节器,(),(),(),+,-,（一）“燃料空气”燃烧控制系统1系统构成 压力调节器燃,25,（一）“燃料空气”燃烧控制系统,当外界负荷要求增加时调节过程,（一）“燃料空气”燃烧控制系统当外界负荷要求增加时调节过程,26,（一）“燃料空气”燃烧控制系统,3、存在问题,（）燃料量的直接测量较困难，不能反映燃料量的自发性扰动和煤发热量的变化。,采用间接测量,（）送风量信号不能准确反映进入炉内的实际空气量,风量测量方法是：,送风机或者空预器前后差压或在风道中测量。,实际入炉空气量受下列因素影响：,锅炉的漏风、制粉系统的漏风及工况变化、送风再循环等。,（一）“燃料空气”燃烧控制系统3、存在问题,27,（二）“热量氧量”燃烧控制系统,1、热量信号,作用：代替燃料量信号,定义：,燃料进入炉膛燃烧后，在单位时间内所产生的热量，即,从形式上看，热量信号是蒸汽流量与汽包压力微分信号之和。,从本质上看，热量信号只反映燃烧率(燃料燃烧发热量秒)的变化(内扰)，而不反映负荷的变化(外扰),（二）“热量氧量”燃烧控制系统1、热量信号,28,（二）“热量氧量”燃烧控制系统,2、氧量信号特点：,（1）氧量信号反应迅速可靠，,（2）烟气中最佳含氧量与煤种无关，,（3）可以用氧量信号作为送风控制系统的控制信号,（4）含氧量准确测点难找,（5）所测含氧量是平均最佳含氧量，不能保证每个喷燃器处于完全燃烧,3、系统构成：与“燃料空气”系统的区别,（1）燃料量反馈信号换成了热量信号,（2）送风控制系统采用氧量作为校正信号，增加了一个调节器，它接受氧量信号与氧量定值信号,（二）“热量氧量”燃烧控制系统2、氧量信号特点：,29,三、锅炉燃烧控制仿真运行,（1）风烟系统,控制参数,设备,意义,炉膛负压,引风机A、B,设备A：AUTO设置控制参数值SP，ANUAL设置输出指令CO,总风量,送风机A、B,设备B：AUTO设置A、B的偏差值SP，,一次风压、风温,一次风机A、B,MANUAL设置输出指令,氧量,过剩空气系数正常值为25%，氧量为4.2CO,辅助风,各层辅助风挡板风箱/炉膛压差,AUTO设置控制参数值PV与目标值SP的偏差值DMD，,燃料风燃烬风,MANUAL设置输出指令CO,三、锅炉燃烧控制仿真运行（1）风烟系统控制参数设备意义炉膛,30,三、锅炉燃烧控制仿真运行,（2）燃料系统,子系统,控制参数,意义,制粉系统,磨煤机出口温度,系统自动设置SP60和SP90,磨煤机入口负压、,磨煤机进出口压差,磨煤机入口负压为