蒸汽温度控制系统教学提纲

蒸汽温度控制系统二、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。θ+++GD(s)GQ(s)GW(s)DQW１．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

tt00DθΔDτD特点：有滞后、有惯性、有自平衡能力，且τD、TD较小τQ2．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

tt00QyθΔQyTQ3．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

τDtt00WjθΔWjTC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

Wjθ1θ2G1(s)G2(s)G(s)θ2θ1tt00WjθΔWj减温器θ1θ3θ2γθ2γθ1PI1PI2KZ蒸汽过热器Ⅰ过热器Ⅱ减温水调节阀图9串级过热汽温控制系统θ2+－+－U1Wjθ1Gc1(s)Gc2(s)KZ

KuG2(s)G1(s)γθ1γθ2ΔWjU1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θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段过热器Ⅱ段过热器减温水Wj1θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ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θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段过热器Ⅱ段过热器一级减温水调节阀θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段过热器二级减温器二级减温水调节阀∑Df2(x)f1(x)－图13按温差控制的过热汽温分段控制系统θ0D第三节举例一、过热蒸汽流程

θ2A’一级减温器二级减温器θ1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AB’BA’MM二级减温水AB’B后屏过热器θ3θ4θ5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NOf(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TA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θ5信号故障(2)汽温θ4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TA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)KZKZ再热挡板KZ喷水阀△PID1△PID22.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00t再循环烟气量VGt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θA∑△挡板f1(x)×KZKZ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PID1PID2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θ主蒸汽流量A∑1f(x)∑4A∑2∑3再热喷水调节阀摆动燃烧器△PID2△PID1△PID3第五节举例

1．燃烧器摆角控制系统

蒸汽流量A∑/nf(x)A侧再热汽温∑△K∫D角图24燃烧器摆角控制系统TA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TA手动切换f(x)减温水调节阀∑LEADLAG蒸汽流量f(x)NO∑∑/nA侧再热汽温1A侧再热汽温2强制关0％图25再热汽温喷水减温控制系统TA当出现下列情况之一时，A侧喷水减温阀